DE102021117584A1

DE102021117584A1 - Shrink clamping system with cooling unit

Info

Publication number: DE102021117584A1
Application number: DE102021117584.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Zoller; Ralf Winklmeier
Original assignee: E Zoller GmbH and Co KG Einstell und Messgeraete
Current assignee: E Zoller GmbH and Co KG Einstell und Messgeraete
Priority date: 2021-07-07
Filing date: 2021-07-07
Publication date: 2023-01-12
Also published as: WO2023280913A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Schrumpfspannsystem (86a-b) mit zumindest einer Spindeleinheit (10a-b) zu einer rotierbaren Halterung des Schrumpfspannfutters (12a-b), mit zumindest einer Induktionsheizeinheit (14a-b) zu einem Aufheizen eines in der Spindeleinheit (10a-b) gehalterten Schrumpfspannfutters (12a-b) und mit zumindest einer, eine Kühlgasdüseneinheit (16a-b) aufweisenden Kühleinheit (18a-b) zu einem Abkühlen des zuvor aufgeheizten und in der Spindeleinheit (10a-b) gehalterten Schrumpfspannfutters (12a-b) mittels eines Kühlgases (20a-b), insbesondere mittels Kühlluft.Es wird vorgeschlagen, dass das Schrumpfspannsystem (86a-b) eine zumindest in zwei Dimensionen (22a-b, 24a-b) relativ zu der Spindeleinheit (10a-b) verfahrbare Trägereinheit (26a-b) aufweist, welche zumindest die Kühlgasdüseneinheit (16a-b) trägt.The invention is based on a shrink clamping system (86a-b) with at least one spindle unit (10a-b) for a rotatable holder of the shrink chuck (12a-b), with at least one induction heating unit (14a-b) for heating a spindle unit ( 10a-b) held shrink chuck (12a-b) and with at least one cooling unit (18a-b) having a cooling gas nozzle unit (16a-b) for cooling down the previously heated shrink chuck (12a-b) held in the spindle unit (10a-b). b) by means of a cooling gas (20a-b), in particular by means of cooling air. It is proposed that the shrink clamping system (86a-b) has at least two dimensions (22a-b, 24a-b) relative to the spindle unit (10a-b) movable carrier unit (26a-b) which carries at least the cooling gas nozzle unit (16a-b).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Schrumpfspannsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren nach dem Anspruch 18.The invention relates to a shrink clamping system according to the preamble of claim 1 and a method according to claim 18.

Es sind bereits Schrumpfspannsysteme mit statischen oder entlang einer Linearachse verfahrbaren Kühleinheiten vorgeschlagen worden.Shrink clamping systems with static cooling units or cooling units that can be moved along a linear axis have already been proposed.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit vorteilhaften Kühleigenschaften und/oder einer vorteilhaft hohen Integration bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 18 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.The object of the invention consists in particular in providing a generic device with advantageous cooling properties and/or an advantageously high level of integration. The object is achieved according to the invention by the features of patent claims 1 and 18, while advantageous configurations and developments of the invention can be found in the dependent claims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Die Erfindung geht aus von einem Schrumpfspannsystem mit zumindest einer Spindeleinheit zu einer rotierbaren Halterung des Schrumpfspannfutters, mit zumindest einer Induktionsheizeinheit zu einem Aufheizen eines in der Spindeleinheit gehalterten Schrumpfspannfutters und mit zumindest einer, eine Kühlgasdüseneinheit aufweisenden Kühleinheit zu einem Abkühlen des zuvor aufgeheizten und in der Spindeleinheit gehalterten Schrumpfspannfutters mittels eines Kühlgases, insbesondere mittels Kühlluft.The invention is based on a shrink clamping system with at least one spindle unit for a rotatable holder of the shrink chuck, with at least one induction heating unit for heating a shrink chuck held in the spindle unit and with at least one cooling unit having a cooling gas nozzle unit for cooling the previously heated and in the spindle unit held shrink chuck by means of a cooling gas, in particular by means of cooling air.

Es wird vorgeschlagen, dass das Schrumpfspannsystem eine zumindest in zwei Dimensionen (zueinander senkrecht stehende Richtungen) relativ zu der Spindeleinheit verfahrbare Trägereinheit, welche zumindest die Kühlgasdüseneinheit trägt, aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders effektive und/oder präzise Kühlung erreicht werden. Vorteilhaft kann eine umfassende Kühlung eines gesamten Schrumpfspannfutters und/oder einer gesamten, aus Werkzeug und Schrumpfspannfutter zusammengesetzten Werkzeugeinheit erreicht werden. Vorteilhaft können auch Werkzeuge und/oder Schrumpfspannfutter mit komplizierter Geometrie effektiv gekühlt werden. Das Schrumpfspannsystem ist insbesondere zumindest zu einem thermischen Einspannen von Werkzeugen in als Schrumpfspannfutter ausgebildete Werkzeugaufnahmen und/oder zu einem thermischen Ausspannen von Werkzeugen aus als Schrumpfspannfutter ausgebildeten Werkzeugaufnahmen vorgesehen. Insbesondere umfasst das Schrumpfspannsystem eine Kombination von Heizstation zum Aufheizen der Schrumpfspannfutter, Kühlstation zum Kühlen der zuvor aufgeheizten Schrumpfspannfutter und Einstell- und/oder Messgerät zum (Längen-)Einstellen und/oder Vermessen von Werkzeugen in den Schrumpfspannfuttern.It is proposed that the shrink clamping system has a carrier unit which can be moved at least in two dimensions (directions perpendicular to one another) relative to the spindle unit and which carries at least the cooling gas nozzle unit. As a result, particularly effective and/or precise cooling can advantageously be achieved. Comprehensive cooling of an entire shrink chuck and/or of an entire tool unit composed of tool and shrink chuck can advantageously be achieved. Advantageously, tools and/or shrink chucks with a complicated geometry can also be effectively cooled. The shrink clamping system is provided in particular at least for thermal clamping of tools in tool holders designed as shrink chucks and/or for thermal unclamping of tools from tool holders designed as shrink chucks. In particular, the shrink clamping system comprises a combination of a heating station for heating the shrink chucks, a cooling station for cooling the previously heated shrink chucks and a setting and/or measuring device for (length) setting and/or measuring tools in the shrink chucks.

Insbesondere ist die Spindeleinheit als eine Werkzeugfutterhalterung oder als eine Vorsatzhalterhalterung zur Aufnahme verschiedener wechselbarer, für verschiedene Schrumpfspannfutterformen und/oder -typen angepasste Vorsatzhalter ausgebildet. Insbesondere ist die Spindeleinheit um eine Spindelachse, welche etwa mit einer Werkzeugachse eines in der Spindeleinheit gehalterten Werkzeugs oder mit einer Werkzeugfutterachse eines in der Spindeleinheit gehalterten Schrumpfspannfutters zusammenfällt, rotierbar. Insbesondere umfasst die Induktionsheizeinheit zumindest eine Induktionsspule, welche zu einer Erzeugung eines magnetischen Induktionsfelds vorgesehen ist, das zu einer Aufheizung eines Spannbereichs von Schrumpfspannfuttern vorgesehen ist. Insbesondere bildet die Induktionsheizeinheit eine Art Ring aus, welcher über das Schrumpfspannfutter gestülpt wird, so dass der Spannbereich des Schrumpfspannfutters bei einer Aktivierung der Induktionsheizeinheit dem Induktionsmagnetfeld ausgesetzt ist. Insbesondere verbleibt das Schrumpfspannfutter während des Aufheizens mit der Induktionsheizeinheit und während eines anschließenden Kühlens des Schrumpfspannfutters mittels der Kühleinheit in derselben Spindeleinheit gehaltert. Insbesondere ist die Kühlgasdüseneinheit dazu vorgesehen, ein Kühlgas, wie aus der Umgebung angesaugte oder von einer Systemdruckluft des Schrumpfspannsystems, insbesondere des Einstell- und/oder Messgeräts des Schrumpfspannsystems, entnommene Kühlluft, direkt auf das Schrumpfspannfutter zu blasen. Insbesondere kann das Kühlgas durch ein Kältegerät und/oder einen Kühlkreislauf aktiv gekühlt sein. Alternativ kann das Kühlgas auch ungekühlt, z.B. etwa auf Raumtemperatur, sein.In particular, the spindle unit is designed as a tool chuck holder or as an attachment holder holder for accommodating various interchangeable attachment holders adapted for different shrink chuck shapes and/or types. In particular, the spindle unit is rotatable about a spindle axis which coincides approximately with a tool axis of a tool held in the spindle unit or with a tool chuck axis of a shrink chuck held in the spindle unit. In particular, the induction heating unit comprises at least one induction coil which is provided for generating a magnetic induction field which is provided for heating a clamping area of shrink chucks. In particular, the induction heating unit forms a kind of ring which is slipped over the shrink chuck so that the clamping area of the shrink chuck is exposed to the induction magnetic field when the induction heating unit is activated. In particular, the shrink chuck remains held in the same spindle unit during heating with the induction heating unit and during subsequent cooling of the shrink chuck by means of the cooling unit. In particular, the cooling gas nozzle unit is intended to blow a cooling gas, such as cooling gas sucked in from the environment or taken from compressed air of the shrink clamping system, in particular the setting and/or measuring device of the shrink clamping system, directly onto the shrink chuck. In particular, the cooling gas can be actively cooled by a refrigeration device and/or a cooling circuit. Alternatively, the cooling gas can also be uncooled, e.g. to about room temperature.

Insbesondere ist die Trägereinheit zumindest in eine erste Richtung verfahrbar, welche zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Werkzeugfutterachse des Schrumpfspannfutters und/oder zu einer Werkzeugrotationsachse des in dem Schrumpfspannfutter eingespannten Werkzeugs verläuft. Insbesondere ist die Trägereinheit zumindest in eine Vertikalrichtung verfahrbar. Insbesondere ist die Trägereinheit entlang der ersten Richtung an dem Schrumpfspannfutter auf- und ab bewegbar. Insbesondere ist die Trägereinheit zumindest in eine zweite Richtung verfahrbar, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Werkzeugfutterachse des Schrumpfspannfutters und/oder zu der Werkzeugrotationsachse des in dem Schrumpfspannfutter eingespannten Werkzeugs und zumindest im Wesentlichen entlang einer von der Werkzeugfutterachse des Schrumpfspannfutters und/oder der Werkzeugrotationsachse des in dem Schrumpfspannfutter eingespannten Werkzeugs ausgehenden Radialrichtung verläuft. Insbesondere ist die Trägereinheit entlang der zweiten Richtung zentral auf das Schrumpfspannfutter zu bewegbar und/oder zentral von dem Schrumpfspannfutter weg bewegbar. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.In particular, the carrier unit can be moved at least in a first direction, which runs at least essentially parallel to a tool chuck axis of the shrink chuck and/or to a tool axis of rotation of the tool clamped in the shrink chuck. In particular, the carrier unit can be moved at least in a vertical direction. In particular, the carrier unit can be moved up and down along the first direction on the shrink chuck. In particular, the carrier unit can be moved at least in a second direction, which is at least essentially perpendicular to the tool chuck axis of the shrink chuck and/or to the tool axis of rotation of the tool clamped in the shrink chuck and at least essentially along one of the tool chuck axis of the shrink chuck and/or the tool axis of rotation of the tool clamped in the shrink chuck the radial direction runs. In particular, the carrier unit can be moved centrally along the second direction towards the shrink chuck and/or away from the shrink chuck. “Provided” should be understood to mean, in particular, specially programmed, designed and/or equipped. The fact that an object is provided for a specific function is to be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Trägereinheit CNC-steuerbar ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders gute, präzise und/oder schnelle Kühlung erreicht werden. Insbesondere ist die Trägereinheit zumindest entlang einer ersten Linearachse / Linearschiene und zumindest entlang einer zu der ersten Linearachse / Linearschiene senkrecht stehenden zweiten Linearachse / Linearschiene, insbesondere CNC-gesteuert, verfahrbar. Insbesondere umfasst das Schrumpfspannsystem eine Turmeinheit, welche entlang der (horizontalen) zweiten Linearachse / Linearschiene, insbesondere CNC-gesteuert, verfahrbar ist. Insbesondere umfasst die Turmeinheit einen Schlitten, welcher die Trägereinheit umfasst und welche entlang der (vertikalen) ersten Linearachse / Linearschiene, insbesondere CNC-gesteuert, verfahrbar ist. Insbesondere ist die Bewegung der Trägereinheit in beide Dimensionen CNC gesteuert.Furthermore, it is proposed that the carrier unit is CNC-controllable. As a result, particularly good, precise and/or rapid cooling can advantageously be achieved. In particular, the carrier unit can be moved, in particular under CNC control, at least along a first linear axis/linear rail and at least along a second linear axis/linear rail which is perpendicular to the first linear axis/linear rail. In particular, the shrink clamping system includes a tower unit which can be moved along the (horizontal) second linear axis/linear rail, in particular under CNC control. In particular, the tower unit includes a carriage, which includes the carrier unit and which can be moved along the (vertical) first linear axis/linear rail, in particular under CNC control. In particular, the movement of the carrier unit in both dimensions is CNC controlled.

Wenn das Schrumpfspannsystem eine Steuer- und/oder Regeleinheit aufweist, welche zumindest zu der CNC-Steuerung der Bewegung der Trägereinheit vorgesehen ist und welche dazu vorgesehen ist, präzise eine Kontur des Schrumpfspannfutters abzufahren, insbesondere unter besonderer Berücksichtigung bekannter durch die Induktionsheizeinheit erhitzter Bereiche des Schrumpfspannfutters, kann vorteilhaft eine besonders genaue, schnelle und/oder gute Kühlung des Schrumpfspannfutters erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Kühlleistung präzise auf die heißen Bereiche des Schrumpfspannfutters konzentriert werden. Vorteilhaft kann eine Energieeinsparung erreicht werden. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden werden. Unter einer „Steuerelektronik“ soll insbesondere eine Einheit mit einem Prozessor und mit einem Speicher sowie mit einem in dem Speicher gespeicherten und von dem Prozessor ausführbaren Betriebsprogramm verstanden werden. Insbesondere ist denkbar, dass ein Temperaturfühler, insbesondere ein kontaktloser Temperaturfühler, wie ein Infrarotsensor, vorgesehen ist, welcher vorzugsweise ebenfalls mit einer Bewegung des Trägerelements mitbewegbar ist, und welcher insbesondere dazu vorgesehen ist, ein Temperaturprofil, vorzugsweise ein vertikales Temperaturprofil des Schrumpfspannfutters und/oder des Werkzeugs zu erstellen. Vorzugsweise wird die Trägereinheit mit der Kühlgasdüseneinheit automatisiert und basierend auf den Messungen des Temperaturfühlers CNC-gesteuert verfahren. Vorzugsweise werden dadurch eine entlang des Vertikalprofils des Schrumpfspannfutters und/oder des Werkzeugs unterschiedliche Kühlleistung auf das Schrumpfspannfutter und/oder Werkzeug aufgebracht. Insbesondere wird auf heißere Bereiche des Schrumpfspannfutters und/oder Werkzeugs automatisiert eine vergleichsweise höhere Kühlleistung aufgebracht als auf kühlere Bereiche des Schrumpfspannfutters und/oder Werkzeugs. Eine Steigerung der Kühlleistung kann insbesondere durch eine Erhöhung der Kühlzeit, oder der Kühlgasmenge und/oder durch eine Reduzierung einer Kühlgastemperatur erreicht werden. Insbesondere ist in dem Schrumpfspannsystem, vorzugsweise der Steuer- und/oder Regeleinheit, ein Futtertyp eines aktuell in der Spindeleinheit eingesetzten Schrumpfspannfutters oder eine Futterkontur des aktuell in der Spindeleinheit eingesetzten Schrumpfspannfutters hinterlegt. Alternativ kann der Futtertyp oder die Futterkontur in einem durch das Schrumpfspannsystem auslesbaren mit dem Schrumpfspannfutter verbundenen Chip oder Barcode hinterlegt sein. Vorteilhaft erkennt das System dadurch eine Lage von erhitzten Bereichen und die CNCgesteuerte Bewegung der Trägereinheit kann die Kühlgasdüseneinheit vorteilhaft sehr nahe (Abstände von wenigen Millimetern sind denkbar) automatisiert an die erhitzten Bereiche heranfahren, ohne eine Kollision zu riskieren.If the shrink clamping system has a control and/or regulating unit which is provided at least for the CNC control of the movement of the carrier unit and which is provided for precisely traversing a contour of the shrink chuck, in particular with special consideration of known areas of the shrink chuck that are heated by the induction heating unit , a particularly precise, fast and/or good cooling of the shrink chuck can advantageously be achieved. Advantageously, a cooling capacity can be precisely concentrated on the hot areas of the shrink chuck. An energy saving can advantageously be achieved. A “control and/or regulation unit” is to be understood in particular as a unit with at least one electronic control system. “Control electronics” should be understood to mean, in particular, a unit with a processor and with a memory and with an operating program stored in the memory and executable by the processor. In particular, it is conceivable that a temperature sensor, in particular a contactless temperature sensor such as an infrared sensor, is provided, which can preferably also be moved along with a movement of the carrier element, and which is provided in particular to record a temperature profile, preferably a vertical temperature profile of the shrink chuck and/or of the tool to create. Preferably, the carrier unit is automated with the cooling gas nozzle unit and moved under CNC control based on the measurements of the temperature sensor. A different cooling power along the vertical profile of the shrink chuck and/or the tool is thereby preferably applied to the shrink chuck and/or the tool. In particular, a comparatively higher cooling capacity is automatically applied to hotter areas of the shrink chuck and/or tool than to cooler areas of the shrink chuck and/or tool. An increase in the cooling capacity can be achieved in particular by increasing the cooling time or the quantity of cooling gas and/or by reducing a cooling gas temperature. In particular, a chuck type of a shrink chuck currently used in the spindle unit or a chuck contour of the shrink chuck currently used in the spindle unit is stored in the shrink clamping system, preferably the control and/or regulating unit. Alternatively, the chuck type or the chuck contour can be stored in a chip or barcode connected to the shrink chuck that can be read by the shrink chuck system. The system advantageously recognizes a position of heated areas and the CNC-controlled movement of the carrier unit can automatically move the cooling gas nozzle unit very close (distances of a few millimeters are conceivable) to the heated areas without risking a collision.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Schrumpfspannsystem das Einstell- und Messgerät zu einem Einstellen und Vermessen eines Werkzeugs, welches in das durch die Spindeleinheit gehalterte Schrumpfspannfutter eingespannt ist, aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Integration und/oder Kompaktheit des Schrumpfspannsystems erreicht werden. Insbesondere ist das Einstell- und Messgerät zu einem optischen Vermessen des Werkzeugs und/oder des Schrumpfspannfutters, vorzugsweise der Position des Werkzeugs in dem Schrumpfspannfutter, vorgesehen. Insbesondere ist das Einstell- und Messgerät zu einem Einstellen des Werkzeugs und/oder des Schrumpfspannfutters, vorzugsweise der Position des Werkzeugs in dem Schrumpfspannfutter und/oder der Länge der Kombination aus Schrumpfspannfutter und Werkzeug, vorgesehen. Insbesondere ist die Kühleinheit in das Einstell- und Messgerät des Schrumpfspannsystems integriert.Furthermore, it is proposed that the shrink clamping system has the setting and measuring device for setting and measuring a tool which is clamped in the shrink clamping chuck held by the spindle unit. As a result, a high degree of integration and/or compactness of the shrink clamping system can advantageously be achieved. In particular, the setting and measuring device is provided for optically measuring the tool and/or the shrink chuck, preferably the position of the tool in the shrink chuck. In particular, the adjusting and measuring device is provided for adjusting the tool and/or the shrink chuck, preferably the position of the tool in the shrink chuck and/or the length of the combination of shrink chuck and tool. In particular, the cooling unit is integrated into the setting and measuring device of the shrink clamping system.

Wenn dabei die Trägereinheit zugleich einen Sensorträger ausbildet, welcher einen zu einer Vermessung des Werkzeugs und/oder des Schrumpfspannfutters vorgesehenen Sensor des Einstell- und Messgeräts trägt, kann vorteilhaft eine hohe Integration und/oder Kompaktheit des Schrumpfspannsystems erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Automatisierung vereinfacht und/oder vorangetrieben werden. Insbesondere umfasst trägt die Trägereinheit den Sensor und die Kühlgasdüseneinheit. Insbesondere wird die Kühlgasdüseneinheit mit dem Sensor mitbewegt und umgekehrt. Vorteilhaft ist dazu eine CNC-Steuerung des Sensors / Sensorträgers zugleich auch für eine CNC-Steuerung der Kühlgasdüseneinheit verwendbar. Dadurch können vorteilhaft Kosten und/oder eine Komplexität gering gehalten werden. Insbesondere ist denkbar, dass die Annäherung der Kühlgasdüseneinheit an das Schrumpfspannfutter, insbesondere die Bewegung der relativ zu der Spindeleinheit verfahrbaren Trägereinheit, von dem Sensor des Einstell- und/oder Messgeräts (optisch) überwacht wird und/oder dass basierend auf der (optischen) Überwachung der Annäherung der Kühlgasdüseneinheit an das Schrumpfspannfutter durch den Sensor des Einstell- und/oder Messgeräts die Bewegung der relativ zu der Spindeleinheit verfahrbaren Trägereinheit, insbesondere der Kühlgasdüseneinheit, automatisiert gesteuert ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Kühlpräzision erreicht werden und/oder Kollisionen / Beschädigungen bei der Kühlung verhindert werden.If the carrier unit forms a sensor carrier at the same time, which is used to measure the tool and/or the shrinkage carries the chuck provided sensor of the setting and measuring device, a high level of integration and/or compactness of the shrink clamping system can advantageously be achieved. Automation can advantageously be simplified and/or promoted. In particular, the carrier unit carries the sensor and the cooling gas nozzle unit. In particular, the cooling gas nozzle unit is moved with the sensor and vice versa. For this purpose, a CNC control of the sensor/sensor carrier can also advantageously be used for a CNC control of the cooling gas nozzle unit. As a result, costs and/or complexity can advantageously be kept low. In particular, it is conceivable that the approach of the cooling gas nozzle unit to the shrink chuck, in particular the movement of the carrier unit that can be moved relative to the spindle unit, is (optically) monitored by the sensor of the setting and/or measuring device and/or that based on the (optical) monitoring the approach of the cooling gas nozzle unit to the shrink chuck by the sensor of the setting and/or measuring device, the movement of the carrier unit that can be moved relative to the spindle unit, in particular the cooling gas nozzle unit, is automatically controlled. As a result, a high level of cooling precision can advantageously be achieved and/or collisions/damage during cooling can be prevented.

Zudem wird vorgeschlagen, dass der Sensor als ein optischer Durchlichtsensor ausgebildet ist und/oder dass der Sensorträger als ein Optikträger ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Integration und/oder Kompaktheit des Schrumpfspannsystems erreicht werden. Insbesondere umfasst ein optischer Durchlichtsensor eine Kamera und eine Leuchteinheit, welche im Blickfeld der Kamera angeordnet ist. Insbesondere ist der optische Durchlichtsensor zu einer Abbildung eines Schattenrisses eines Messobjekts vorgesehen.In addition, it is proposed that the sensor is designed as an optical transmitted-light sensor and/or that the sensor carrier is designed as an optics carrier. As a result, a high degree of integration and/or compactness of the shrink clamping system can advantageously be achieved. In particular, an optical transmitted-light sensor includes a camera and a lighting unit, which is arranged in the field of view of the camera. In particular, the optical transmitted-light sensor is provided for imaging a silhouette of a measurement object.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass der Optikträger einen ersten Tragarm aufweist, welcher eine Kamera des optischen Durchlichtsensors trägt und dass der Optikträger einen zweiten Tragarm aufweist, welcher eine Leuchteinheit des optischen Durchlichtsensors trägt. Dadurch kann eine vorteilhafte Kombinierbarkeit von optischem Durchlichtsensor und Kühlgasdüseneinheit erreicht werden.It is also proposed that the optics carrier has a first support arm, which carries a camera of the optical transmitted-light sensor, and that the optics carrier has a second support arm, which carries a lighting unit of the optical transmitted-light sensor. As a result, an advantageous combinability of optical transmitted light sensor and cooling gas nozzle unit can be achieved.

Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Kühlgasdüseneinheit, vorzugsweise etwa mittig, an dem Optikträger zwischen den, insbesondere in einer Zusammenschau aus einer Draufsicht eine U-Form ausbildenden, Tragarmen des Optikträgers angeordnet ist. Dadurch kann eine vorteilhafte Kombination der Funktion des optischen Durchlichtsensors mit der Funktion der Kühlgasdüseneinheit erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine (Grob-)messung bereits während eines Kühlvorgangs gestartet werden.In addition, it is proposed that the cooling gas nozzle unit is arranged, preferably approximately centrally, on the optics carrier between the support arms of the optics carrier, which in particular form a U-shape when viewed together from a top view. As a result, an advantageous combination of the function of the optical transmitted light sensor with the function of the cooling gas nozzle unit can be achieved. In addition, a (rough) measurement can advantageously already be started during a cooling process.

Wenn die Kühlgasdüseneinheit zumindest eine Düse mit einer schlitzförmigen Düsenöffnung aufweist, kann vorteilhaft ein besonders effektiver Kühleffekt erzielt werden. Vorteilhaft kann, insbesondere im Gegensatz zu verbreitet verwendeten Kühlmanschetten, eine besonders gleichmäßige, vorzugsweise eine gesamte Werkzeugeinheit umfassende, Kühlung erreicht werden. Vorteilhaft wird dabei nicht nur ein Spannbereich eines Schrumpfspannfutters, sondern auch der Teil des Schrumpfspannfutters unterhalb des Spannbereichs und das Werkzeug (der Werkzeugschaft) oberhalb des Schrumpfspannfutters gekühlt. Insbesondere bildet die Düse mit der schlitzförmigen Düsenöffnung einen Kühlgasmesser (Luftmesser / Luftklinge) aus. Insbesondere ist die Düse mit der schlitzförmigen Düsenöffnung dazu vorgesehen, einen Kühlgasstrom (Luftstrom) auszugeben, der eine Form eines (Luft-)Keils, eines (Luft-)Messers und/oder einer (Luft-)Klinge ausbildet. If the cooling gas nozzle unit has at least one nozzle with a slit-shaped nozzle opening, a particularly effective cooling effect can advantageously be achieved. Advantageously, in particular in contrast to cooling sleeves that are widely used, particularly uniform cooling, preferably covering an entire tool unit, can be achieved. Advantageously, not only a clamping area of a shrink-fit chuck is cooled, but also the part of the shrink-fit chuck below the clamping area and the tool (the tool shank) above the shrink-fit chuck. In particular, the nozzle with the slit-shaped nozzle opening forms a cooling gas knife (air knife/air blade). In particular, the nozzle with the slit-shaped nozzle opening is intended to emit a flow of cooling gas (air flow) forming a shape of an (air) wedge, an (air) knife and/or an (air) blade.

Vorteilhaft kann durch eine Verwendung eines Luftmessers / einer Luftklinge eine besonders gute / starke Kühlwirkung erreicht werden. Vorzugsweise ist der Kühlgasstrom, der aus der Kühlgasdüseneinheit austritt, zumindest im Wesentlichen laminar. Vorzugsweise ist der Kühlgasstrom, der aus der Kühlgasdüseneinheit austritt, flach. Insbesondere ist die Schrumpfspann-Gaskühlvorrichtung frei von eine Kühlflüssigkeit verteilenden Besprüh- oder Benetzungsvorrichtungen. Vorzugsweise ist der Kühlgasstrom trocken. Insbesondere ist denkbar, dass zu einer Erzeugung des Kühlgasstroms, insbesondere des Luftmessers, eine Systemluft, insbesondere eine Systemdruckluft (i.d.R. ca. 5 bar bis 6 bar), einer Schrumpfspannstation oder eines mit der Schrumpfspannstation zusammenwirkenden Einstell- und/oder Messgeräts verwendet wird. Insbesondere weist die schlitzförmige Düsenöffnung eine Längserstreckung (Vertikalerstreckung) auf, welche wesentlich größer, vorzugsweise zumindest 5-Mal größer, vorteilhaft zumindest 10-Mal größer, bevorzugt zumindest 25-Mal größer und besonders bevorzugt zumindest 100-Mal größer ist als eine Quererstreckung (Horizontalerstreckung) der schlitzförmigen Düsenöffnung. Beispielsweise beträgt die Quererstreckung der schlitzförmigen Düsenöffnung weniger als 1 cm (z.B. 0,4 cm), während die Längserstreckung der schlitzförmigen Düsenöffnung mehr als 10 cm (z.B. 40 cm) aufweist. Insbesondere ist eine Schlitzform der schlitzförmigen Düsenöffnung zumindest im Wesentlichen parallel zu einer vorgesehenen Aufstellrichtung des Schrumpfspannfutters in der Spindeleinheit, vorzugsweise zu der Vertikalrichtung, ausgerichtet ist. Darunter, dass eine „Schlitzform entlang einer Richtung ausgerichtet ist“ soll insbesondere verstanden werden, dass eine Haupterstreckungsrichtung der Schlitzform, insbesondere der schlitzförmigen Düse entlang dieser Richtung verläuft. Unter einer „Haupterstreckungsrichtung“ eines Objekts (hier z.B.: schlitzförmige Düse) soll dabei insbesondere eine Richtung verstanden werden, welche parallel zu einer längsten Kante eines kleinsten geometrischen Quaders verläuft, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt.A particularly good/strong cooling effect can advantageously be achieved by using an air knife/air blade. Preferably, the flow of cooling gas exiting the cooling gas nozzle assembly is at least substantially laminar. Preferably the flow of cooling gas exiting the cooling gas nozzle assembly is flat. In particular, the shrink-fitting gas cooling device is free of spraying or wetting devices that distribute a cooling liquid. Preferably the cooling gas stream is dry. In particular, it is conceivable that to generate the cooling gas flow, in particular the air knife, system air, in particular system compressed air (usually approx. 5 bar to 6 bar), of a shrink clamping station or a setting and/or measuring device that interacts with the shrink clamping station is used. In particular, the slit-shaped nozzle opening has a longitudinal extent (vertical extent) which is significantly larger, preferably at least 5 times larger, advantageously at least 10 times larger, preferably at least 25 times larger and particularly preferably at least 100 times larger than a transverse extent (horizontal extent ) of the slit-shaped nozzle opening. For example, the transverse extent of the slit-shaped nozzle opening is less than 1 cm (eg 0.4 cm), while the longitudinal extent of the slit-shaped nozzle opening is more than 10 cm (eg 40 cm). In particular, a slit shape of the slit-shaped nozzle opening is aligned at least essentially parallel to an intended installation direction of the shrink chuck in the spindle unit, preferably to the vertical direction. This means that a “slot shape is aligned along one direction” is to be understood in particular be that a main extension direction of the slit shape, in particular the slit-shaped nozzle runs along this direction. A “main extension direction” of an object (here eg: slit-shaped nozzle) is to be understood in particular as a direction which runs parallel to a longest edge of a smallest geometric cuboid which just about completely encloses the object.

Wenn also eine Erstreckung der schlitzförmigen Düsenöffnung in eine Richtung parallel zu einer Rotationsachse der Spindeleinheit, insbesondere in eine Vertikalrichtung, wesentlich größer ist als eine weitere Erstreckung der schlitzförmigen Düsenöffnung in eine Richtung senkrecht zu der Rotationsachse der Spindeleinheit, insbesondere in eine Richtung parallel zu einer Sichtachse eines optischen Durchlichtsensors eines Einstell- und Messgeräts des Schrumpfspannsystems, vorzugsweise in eine Horizontalrichtung, kann vorteilhaft eine besonders effektive Kühlung ermöglicht werden.So if an extension of the slit-shaped nozzle opening in a direction parallel to an axis of rotation of the spindle unit, in particular in a vertical direction, is significantly larger than a further extension of the slit-shaped nozzle opening in a direction perpendicular to the axis of rotation of the spindle unit, in particular in a direction parallel to a visual axis of an optical transmitted light sensor of a setting and measuring device of the shrink clamping system, preferably in a horizontal direction, a particularly effective cooling can advantageously be made possible.

Alternativ zu einem einzelnen langen Schlitz wird vorgeschlagen, dass die Kühlgasdüseneinheit zumindest eine Düse mit einer Mehrzahl an Düsenöffnungen aufweist. Dadurch kann insbesondere ein Kühlgasstrom mit einer vorteilhaften Kühlwirkung erhalten werden.As an alternative to a single long slot, it is proposed that the cooling gas nozzle unit has at least one nozzle with a plurality of nozzle openings. In this way, in particular, a cooling gas flow with an advantageous cooling effect can be obtained.

Wenn dabei die Düsenöffnungen als Bohrungen von weniger als 5 mm Durchmesser, insbesondere weniger als 4 mm Durchmesser, vorteilhaft weniger als 2 mm Durchmesser, bevorzugt weniger als 1 mm Durchmesser und besonders bevorzugt mehr als 0,5 mm Durchmesser ausgebildet sind, kann vorteilhaft eine gute Kühlwirkung erreicht werden. Insbesondere sind dabei die Durchmesser der Bohrungen und ein Druck der Kühlgasdüseneinheit derart gewählt, dass das Kühlgas mit etwa Schallgeschwindigkeit aus der Düse / den Bohrungen austritt. Vorteilhaft kann zudem eine einfache Herstellbarkeit erreicht werden.If the nozzle openings are designed as bores with a diameter of less than 5 mm, in particular less than 4 mm in diameter, advantageously less than 2 mm in diameter, preferably less than 1 mm in diameter and particularly preferably more than 0.5 mm in diameter, a good cooling effect can be achieved. In particular, the diameter of the bores and a pressure of the cooling gas nozzle unit are selected in such a way that the cooling gas exits the nozzle/bores at approximately the speed of sound. In addition, simple manufacturability can advantageously be achieved.

Wenn außerdem die Bohrungen innerhalb eines Streifens mit einer horizontalen Ausdehnung von weniger als 5 cm, vorzugsweise weniger als 3 cm, bevorzugt weniger als 1 cm, angeordnet sind, kann vorteilhaft eine hohe Konzentrierung eines Kühlgasstroms erreicht werden, wodurch wiederum eine besonders präzise, besonders gezielte und damit besonders effektive Kühlung erreicht werden kann.If, in addition, the bores are arranged within a strip with a horizontal extension of less than 5 cm, preferably less than 3 cm, preferably less than 1 cm, a high concentration of a cooling gas flow can advantageously be achieved, which in turn results in a particularly precise, particularly targeted and thus particularly effective cooling can be achieved.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die schlitzförmige Düsenöffnung und/oder der Streifen mit den Bohrungen zur Vertikalen geneigt verläuft. Dadurch kann vorteilhaft eine Ausrichtung des Kühlgasstroms auf eine zu kühlende Oberfläche, insbesondere des Schrumpfspannfutters, optimiert werden. Vorteilhaft kann dadurch ein zumindest im Wesentlichen senkrechtes Auftreffen des Kühlgasstroms auf die zu kühlende Oberfläche gewährleistet werden. Insbesondere ist die schlitzförmige Düsenöffnung in eine auf die Spindeleinheit zuweisende Richtung zur Vertikalen geneigt. Insbesondere ist die schlitzförmige Düsenöffnung in eine von der Turmeinheit wegweisende Richtung zur Vertikalen geneigt.Furthermore, it is proposed that the slit-shaped nozzle opening and/or the strip with the bores runs inclined to the vertical. As a result, an alignment of the cooling gas flow to a surface to be cooled, in particular of the shrink chuck, can advantageously be optimized. Advantageously, this can ensure that the cooling gas flow strikes the surface to be cooled at least substantially perpendicularly. In particular, the slit-shaped nozzle opening is inclined to the vertical in a direction pointing towards the spindle unit. In particular, the slit-shaped nozzle opening is inclined to the vertical in a direction pointing away from the tower unit.

Dabei wird vorgeschlagen, dass eine relativ zur Vertikalen gesehene Neigung des zur Vertikalen geneigten Verlaufs der schlitzförmigen Düsenöffnung und/oder des Streifens mit den Bohrungen größer ist als 3°, vorzugsweise größer ist als 4° und bevorzugt kleiner ist als 6°. Dadurch kann vorteilhaft ein zumindest im Wesentlichen senkrechtes Auftreffen des Kühlgasstroms auf die zu kühlende Oberfläche standardmäßig verwendeter Schrumpfspannfutter gewährleistet werden. Besonders bevorzugt beträgt die relativ zur Vertikalen gesehene Neigung des zur Vertikalen geneigten Verlaufs der schlitzförmigen Düsenöffnung etwa 4,5°.It is proposed that an inclination of the profile of the slit-shaped nozzle opening and/or the strip with the bores inclined relative to the vertical is greater than 3°, preferably greater than 4° and preferably less than 6°. This can advantageously ensure that the cooling gas flow hits the surface to be cooled at least essentially perpendicularly in standard shrink chucks. Particularly preferably, the inclination of the course of the slit-shaped nozzle opening, which is inclined relative to the vertical, is approximately 4.5°.

Vorteilhaft entspricht die vorgeschlagene relativ zur Vertikalen gesehene Neigung des zur Vertikalen geneigten Verlaufs der schlitzförmigen Düsenöffnung und/oder des Streifens mit den Bohrungen etwa einem normierten Standardwinkel eines Kegels von Schrumpfspannfuttern. Dadurch kann vorteilhaft ein zumindest im Wesentlichen senkrechtes Auftreffen des Kühlgasstroms auf die zu kühlende Oberfläche standardmäßig verwendeter Schrumpfspannfutter gewährleistet werden, wodurch vorteilhaft ein Kühleffekt maximiert werden kann.Advantageously, the proposed inclination relative to the vertical of the profile of the slot-shaped nozzle opening and/or the strip with the bores inclined relative to the vertical corresponds approximately to a normalized standard angle of a cone of shrink-fit chucks. This can advantageously ensure that the cooling gas flow hits the surface to be cooled at least substantially perpendicularly in standard shrink chucks, as a result of which a cooling effect can advantageously be maximized.

Es ist zudem denkbar, dass die relativ zur Vertikalen gesehene Neigung des Verlaufs der schlitzförmigen Düsenöffnung und/oder des Streifens mit den Bohrungen, insbesondere angesteuert und/oder automatisiert, variierbar ist. Dadurch könnte vorteilhaft eine Kühlung auch für nicht-standardisierte Schrumpfspannfutter optimiert werden.It is also conceivable that the inclination of the profile of the slit-shaped nozzle opening and/or the strip with the bores relative to the vertical can be varied, in particular in a controlled and/or automated manner. As a result, cooling could advantageously also be optimized for non-standard shrink chucks.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Kühleinheit ein Ansaugelement zu einem Ansaugen von Umgebungsluft aufweist und/oder dass die Kühleinheit an ein Druckluftsystem einer Komponente des Schrumpfspannsystems, insbesondere an ein Druckluftsystem eines Einstell- und/oder Messgeräts des Schrumpfspannsystems, angeschlossen ist. Dadurch kann vorteilhaft Luft als effektives und kostengünstiges Kühlgas verwendet werden.It is also proposed that the cooling unit has a suction element for sucking in ambient air and/or that the cooling unit is connected to a compressed air system of a component of the shrink clamping system, in particular to a compressed air system of a setting and/or measuring device of the shrink clamping system. As a result, air can advantageously be used as an effective and cost-effective cooling gas.

Ferner wird ein Verfahren zu einer Kühlung eines zuvor erhitzten Schrumpfspannfutters mittels des Schrumpfspannsystems vorgeschlagen. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders effektive und/oder präzise Kühlung erreicht werden. Vorteilhaft kann eine umfassende Kühlung eines gesamten Schrumpfspannfutters und/oder einer gesamten, aus Werkzeug und Schrumpfspannfutter zusammengesetzten Werkzeugeinheit erreicht werden. Vorteilhaft können auch Werkzeuge und/oder Schrumpfspannfutter mit komplizierter Geometrie effektiv gekühlt werden.Furthermore, a method for cooling a previously heated shrink chuck by means of the shrink clamping system is proposed. As a result, particularly effective and/or precise cooling can advantageously be achieved. advantage haft, comprehensive cooling of an entire shrink chuck and/or an entire tool unit composed of tool and shrink chuck can be achieved. Advantageously, tools and/or shrink chucks with a complicated geometry can also be effectively cooled.

Das erfindungsgemäße Schrumpfspannsystem und das erfindungsgemäße Verfahren sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Schrumpfspannsystem und das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Verfahrensschritten, Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.The shrink clamping system according to the invention and the method according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the shrink clamping system according to the invention and the method according to the invention can have a number of individual method steps, elements, components and units that deviates from a number specified here in order to fulfill a function described herein.

Figurenlistecharacter list

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, 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.Further advantages result from the following description of the drawing. Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Schrumpfspannsystems,
2 eine schematische Darstellung des Schrumpfspannsystems ohne Induktionsheizeinheit,
3 eine schematische Darstellung eines Teils einer Kühleinheit des Schrumpfspannsystems mit einer Kühlgasdüseneinheit,
4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens und
5 eine schematische Darstellung eines Teils einer Kühleinheit eines alternativen Schrumpfspannsystems mit einer alternativen Kühlgasdüseneinheit.

Show it:

1 a schematic representation of part of a shrink clamping system,
2 a schematic representation of the shrink clamping system without induction heating unit,
3 a schematic representation of part of a cooling unit of the shrink clamping system with a cooling gas nozzle unit,
4 a schematic flowchart of a method and
5 a schematic representation of part of a cooling unit of an alternative shrink clamping system with an alternative cooling gas nozzle unit.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Schrumpfspannsystems 86a. Das Schrumpfspannsystem 86a umfasst eine Spindeleinheit 10a. Die Spindeleinheit 10a ist zu einer Halterung eines Schrumpfspannfutters 12a vorgesehen. Die Spindeleinheit 10a ist zu einer rotierbaren Halterung des Schrumpfspannfutters 12a vorgesehen. Die Spindeleinheit 10a weist eine Rotationsachse 58a auf. Die Spindeleinheit 10a ist zu einer Erzeugung einer Rotation des Schrumpfspannfutters 12a um die Rotationsachse 58a vorgesehen. Das Schrumpfspannfutter 12a weist eine Werkzeugfutterachse 84a auf, um die das Schrumpfspannfutter 12a in einem Normalbetrieb rotiert wird. In das Schrumpfspannfutter 12a ist beispielhaft ein Werkzeug 32a montiert. Das Werkzeug 32a weist eine Werkzeugrotationsachse 92a auf, um die das Werkzeug 32a in einem Normalbetreib rotiert wird. Die Spindeleinheit 10a ist auf einem Arbeitstisch 88a angeordnet. Die Spindeleinheit 10a ist fest auf dem Arbeitstisch 88a montiert. Die Spindeleinheit 10a ist zu einer Halterung des Schrumpfspannfutters 12a während eines gesamten Einspann-(Ausspann-), Einstell- und Messprozesses des Schrumpfspannsystems 86a vorgesehen. Die Spindeleinheit 10a ist zu einer Halterung des Schrumpfspannfutters 12a während eines Aufheizens des Schrumpfspannfutters 12a vorgesehen. Die Spindeleinheit 10a ist zu einer Halterung des Schrumpfspannfutters 12a während eines Kühlens des Schrumpfspannfutters 12a vorgesehen. Die Spindeleinheit 10a ist zu einer Halterung des Schrumpfspannfutters 12a während eines Einstellvorgangs durch ein Einstell- und Messgerät 30a des Schrumpfspannsystems 86a vorgesehen. Die Spindeleinheit 10a ist zu einer Halterung des Schrumpfspannfutters 12a während eines Messvorgangs durch das Einstell- und Messgerät 30a des Schrumpfspannsystems 86a vorgesehen. Die Spindeleinheit 10a kann zu einer Aufnahme verschiedener Vorsatzhalter (nicht dargestellt) für verschiedene Schrumpfspannfutterformen oder -typen vorgesehen sein.the 1 shows a schematic representation of part of a shrink clamping system 86a. The shrink clamping system 86a includes a spindle unit 10a. The spindle unit 10a is provided for holding a shrink chuck 12a. The spindle unit 10a is provided for a rotatable mounting of the shrink chuck 12a. The spindle unit 10a has an axis of rotation 58a. The spindle unit 10a is provided for generating a rotation of the shrink chuck 12a about the axis of rotation 58a. The shrink chuck 12a has a tool chuck axis 84a about which the shrink chuck 12a is rotated in normal operation. By way of example, a tool 32a is mounted in the shrink chuck 12a. The tool 32a has a tool axis of rotation 92a about which the tool 32a is rotated in normal operation. The spindle unit 10a is arranged on a work table 88a. The spindle unit 10a is fixedly mounted on the work table 88a. The spindle unit 10a is provided for holding the shrink chuck 12a during an entire clamping (unclamping), adjusting and measuring process of the shrink clamping system 86a. The spindle unit 10a is provided for holding the shrink-fit chuck 12a while the shrink-fit chuck 12a is being heated. The spindle unit 10a is provided for holding the shrink chuck 12a while the shrink chuck 12a is being cooled. The spindle unit 10a is provided to hold the shrink chuck 12a during an adjustment process by an adjustment and measuring device 30a of the shrink clamping system 86a. The spindle unit 10a is provided to hold the shrink chuck 12a during a measurement process by the setting and measuring device 30a of the shrink clamping system 86a. The spindle unit 10a can be provided for accommodating different attachment holders (not shown) for different shrink chuck shapes or types.

Das Schrumpfspannsystem 86a weist eine Induktionsheizeinheit 14a auf. Die Induktionsheizeinheit 14a ist zu dem Aufheizen des in der Spindeleinheit 10a gehalterten Schrumpfspannfutters 12a, insbesondere eines Werkzeugaufnahmebereichs 94a des Schrumpfspannfutters 12a (vgl. 2), vorgesehen. Die Induktionsheizeinheit 14a umfasst zumindest eine Magnetspule (nicht dargestellt), welche zu einer Erzeugung eines Induktionsmagnetfelds vorgesehen ist. Die Induktionsheizeinheit 14a ist (manuell oder automatisiert) beweglich gelagert. Die Induktionsheizeinheit 14a wird zu einem Aufheizen über das Schrumpfspannfutter 12a gestülpt. Die Induktionsheizeinheit 14a bildet einen zentralen Heizbereich 96a aus, in welchen das Schrumpfspannfutter 12a bei dem Aufheizen eingebracht wird. Die Induktionsheizeinheit 14a wird nach einem Aufheizen des Schrumpfspannfutters 12a von dem Schrumpfspannfutter 12a entfernt.The shrink clamping system 86a has an induction heating unit 14a. The induction heating unit 14a is for heating the shrink chuck 12a held in the spindle unit 10a, in particular a tool receiving area 94a of the shrink chuck 12a (cf. 2 ), intended. The induction heating unit 14a comprises at least one magnetic coil (not shown), which is provided for generating an induction magnetic field. The induction heating unit 14a is movably mounted (manually or automatically). The induction heating unit 14a is slipped over the shrink chuck 12a for heating. The induction heating unit 14a forms a central heating area 96a, into which the shrink chuck 12a is introduced during heating. The induction heating unit 14a is removed from the shrink chuck 12a after the shrink chuck 12a has been heated.

Das Schrumpfspannsystem 86a weist eine Kühleinheit 18a auf. Die Kühleinheit 18a ist zu einem Abkühlen des (zuvor aufgeheizten) in der Spindeleinheit 10a gehalterten Schrumpfspannfutters 12a vorgesehen. Die Kühleinheit 18a ist zu einer Kühlung mittels eines Kühlgases 20a vorgesehen. Das Kühlgas 20a ist als Kühlluft ausgebildet. Die Kühleinheit 18a weist eine Kühlgasdüseneinheit 16a auf. Die Kühlgasdüseneinheit 16a umfasst eine oder mehrere Düsen 50a. Das Kühlgas 20a tritt aus den Düsen 50a aus. Das Kühlgas 20a wird von den Düsen 50a auf die zu kühlenden Bereiche des Schrumpfspannfutters 12a geleitet. Das Kühlgas 20a kann aktiv gekühlt oder ungekühlt sein. Die Kühleinheit 18a weist ein Ansaugelement 90a auf, welches zu einem Ansaugen von Umgebungsluft vorgesehen ist. Die angesaugte Umgebungsluft wird in der Folge als Kühlgas 20a eingesetzt. Alternativ oder zusätzlich kann die Kühleinheit 18a an ein Druckluftsystem einer Komponente des Schrumpfspannsystems 86a, z.B. an ein Druckluftsystem des Einstell- und Messgeräts 30a des Schrumpfspannsystems 86a, angeschlossen sein. Zudem kann die Kühleinheit 18a ein in den Figuren nicht näher dargestelltes Druckerzeugungselement, z.B. ein Gebläse, aufweisen, um das Kühlgas 20a unter Druck aus den Düsen 50a entweichen zu lassen.The shrink clamping system 86a has a cooling unit 18a. The cooling unit 18a is provided for cooling the (previously heated) shrink chuck 12a held in the spindle unit 10a. The cooling unit 18a is provided for cooling by means of a cooling gas 20a. The cooling gas 20a is in the form of cooling air. The cooling unit 18a has a cooling gas nozzle unit 16a. The cooling gas nozzle unit 16a comprises one or more nozzles 50a. The cooling gas 20a exits from the nozzles 50a. The cooling gas 20a is directed from the nozzles 50a onto the areas of the shrink chuck 12a that are to be cooled. The cooling gas 20a can be actively cooled or uncooled. The cooling unit 18a has an intake element 90a, which is provided for intake of ambient air. The ambient air sucked in is subsequently used as cooling gas 20a. Alternatively or additionally, the cooling unit 18a can be connected to a compressed air system of a component of the shrink clamping system 86a, for example to a compressed air system of the setting and measuring device 30a of the shrink clamping system 86a. In addition, the cooling unit 18a can have a pressure-generating element, not shown in detail in the figures, for example a fan, in order to allow the cooling gas 20a to escape from the nozzles 50a under pressure.

Das Schrumpfspannsystem 86a weist das Einstell- und Messgerät 30a auf. Das Einstell- und Messgerät 30a ist zu einem Einstellen einer Position des Werkzeugs 32a in dem Schrumpfspannfutter 12a vorgesehen. Das Einstell- und Messgerät 30a ist zu einem (rein optischen) Vermessen des Werkzeugs 32a, welches in das durch die Spindeleinheit 10a gehalterte Schrumpfspannfutter 12a eingespannt ist, vorgesehen. Das Einstell- und Messgerät 30a ist als ein optisches Einstell- und Messgerät 30a ausgebildet.The shrink clamping system 86a has the setting and measuring device 30a. The setting and measuring device 30a is provided for setting a position of the tool 32a in the shrink chuck 12a. The setting and measuring device 30a is provided for (purely optical) measuring of the tool 32a, which is clamped in the shrink chuck 12a held by the spindle unit 10a. The setting and measuring device 30a is designed as an optical setting and measuring device 30a.

Das Schrumpfspannsystem 86a weist eine Trägereinheit 26a auf. Die Trägereinheit 26a trägt zumindest die Kühlgasdüseneinheit 16a. Die Trägereinheit 26a ist relativ zu der Spindeleinheit 10a verfahrbar. Die Trägereinheit 26a ist in zumindest zwei Dimensionen 22a, 24a verfahrbar. Die Trägereinheit 26a ist in die zwei Dimensionen 22a, 24a linear verfahrbar. Die Trägereinheit 26a ist in eine erste Richtung 22a verfahrbar. Die erste Richtung 22a verläuft parallel zu einer Vertikalen 82a. Die Trägereinheit 26a ist in eine zweite Richtung 24a verfahrbar. Die zweite Richtung 24a verläuft senkrecht zu der ersten Richtung 22a. Das Schrumpfspannsystem 86a weist eine Turmeinheit 56a auf. Die Turmeinheit 56a ist entlang der zweiten Richtung 24a horizontal verfahrbar. Die Turmeinheit 56a ist entlang einer Oberfläche des Arbeitstischs 88a verfahrbar. Der Arbeitstisch 88a weist eine Linearschiene 98a auf, entlang welcher die verfahrbare Turmeinheit 56a geführt ist. Das Schrumpfspannsystem 86a weist einen Schlitten 60a auf. Der Schlitten 60a ist an der Turmeinheit 56a beweglich gelagert. Der Schlitten 60a ist entlang der Turmeinheit 56a, insbesondere entlang einer Seite der Turmeinheit 56a, vorzugsweise entlang einer Längserstreckung der Turmeinheit 56a, verfahrbar. Der Schlitten 60a ist entlang der ersten Richtung 22a vertikal verfahrbar. Die Turmeinheit 56a weist eine Linearschiene 100a auf, entlang welcher der verfahrbare Schlitten 60a geführt ist. Der Schlitten 60a umfasst oder trägt die Trägereinheit 26a. Die Bewegung des Schlittens 60a, insbesondere entlang der Linearschiene 100a der Turmeinheit 56a, ist CNC-steuerbar. Die Bewegung der Turmeinheit 56a, insbesondere entlang der Linearschiene 98a des Arbeitstischs 88a, ist CNC-steuerbar. Die Bewegung der Trägereinheit 26a in den zwei Dimensionen 22a, 24a ist CNC-steuerbar. Die Kühlgasdüseneinheit 16a folgt den Bewegungen des Schlittens 60a und der Turmeinheit 56a.The shrink clamping system 86a has a carrier unit 26a. The carrier unit 26a carries at least the cooling gas nozzle unit 16a. The carrier unit 26a can be moved relative to the spindle unit 10a. The carrier unit 26a can be moved in at least two dimensions 22a, 24a. The carrier unit 26a can be moved linearly in the two dimensions 22a, 24a. The carrier unit 26a can be moved in a first direction 22a. The first direction 22a runs parallel to a vertical 82a. The carrier unit 26a can be moved in a second direction 24a. The second direction 24a is perpendicular to the first direction 22a. The shrink clamping system 86a has a tower unit 56a. The tower unit 56a can be moved horizontally along the second direction 24a. Tower unit 56a is movable along a surface of work table 88a. The work table 88a has a linear rail 98a, along which the movable tower unit 56a is guided. The shrink clamping system 86a has a carriage 60a. The carriage 60a is movably mounted on the tower unit 56a. The carriage 60a can be moved along the tower unit 56a, in particular along one side of the tower unit 56a, preferably along a longitudinal extension of the tower unit 56a. The carriage 60a can be moved vertically along the first direction 22a. The tower unit 56a has a linear rail 100a, along which the movable carriage 60a is guided. The carriage 60a includes or carries the carrier unit 26a. The movement of the carriage 60a, in particular along the linear rail 100a of the tower unit 56a, is CNC-controllable. The movement of the tower unit 56a, in particular along the linear rail 98a of the work table 88a, is CNC-controllable. The movement of the carrier unit 26a in the two dimensions 22a, 24a is CNC controllable. The cooling gas nozzle unit 16a follows the movements of the carriage 60a and the tower unit 56a.

Das Schrumpfspannsystem 86a weist eine Steuer- und/oder Regeleinheit 28a auf. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 28a ist zumindest zu der CNC-Steuerung der Bewegung des Schlittens 60a und/oder der Turmeinheit 56a, insbesondere der Trägereinheit 26a, vorgesehen. Die Trägereinheit 26a, insbesondere die Kühlgasdüseneinheit 16a, ist dazu vorgesehen, mittels der CNC-Steuerung präzise eine Kontur des Schrumpfspannfutters 12a abzufahren. Die Trägereinheit 26a, insbesondere die Kühlgasdüseneinheit 16a, ist dazu vorgesehen, die Kontur des Schrumpfspannfutters 12a unter besonderer Berücksichtigung bekannter durch die Induktionsheizeinheit 14a erhitzter Bereiche des Schrumpfspannfutters 12a abzufahren. Das Schrumpfspannsystem 86a weist einen Temperaturfühler 64a auf. Der Temperaturfühler 64a ist zu einer Aufnahme eines Temperaturprofils des Schrumpfspannfutters 12a vorgesehen. Der Temperaturfühler 64a ist mit Bewegungen des Schlittens 60a und/oder der Trägereinheit 26a mitbewegbar. Der Temperaturfühler 64a ist an dem Schlitten 60a und/oder an der Trägereinheit 26a montiert.The shrink clamping system 86a has a control and/or regulating unit 28a. The control and/or regulation unit 28a is provided at least for the CNC control of the movement of the carriage 60a and/or the tower unit 56a, in particular the carrier unit 26a. The carrier unit 26a, in particular the cooling gas nozzle unit 16a, is provided for precisely traversing a contour of the shrink chuck 12a by means of the CNC control. The carrier unit 26a, in particular the cooling gas nozzle unit 16a, is provided for traversing the contour of the shrink chuck 12a, paying particular attention to known areas of the shrink chuck 12a heated by the induction heating unit 14a. The shrink clamping system 86a has a temperature sensor 64a. The temperature sensor 64a is provided for recording a temperature profile of the shrink chuck 12a. The temperature sensor 64a can be moved along with movements of the carriage 60a and/or the carrier unit 26a. The temperature sensor 64a is mounted on the carriage 60a and/or on the carrier unit 26a.

Die Trägereinheit 26a bildet zugleich einen Sensorträger 34a des Einstell- und Messgeräts 30a aus. Der Sensorträger 34a trägt einen Sensor 36a. Der Sensor 36a ist dem Einstell- und Messgerät 30a zugeordnet. Der Sensor 36a ist als ein optischer Vermessungssensor ausgebildet. Der Sensor 36a ist zu einer Vermessung des Werkzeugs 32a und/oder des Schrumpfspannfutters 12a vorgesehen. Der Sensor 36a ist ebenfalls mit den Bewegungen der Turmeinheit 56a und des Schlittens 60a mitbewegt. Der Sensor 36a ist ebenfalls mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinheit 28a CNC-gesteuert bewegbar. Der Sensor 36a ist als ein optischer Durchlichtsensor ausgebildet. Der optische Durchlichtsensor umfasst eine Kamera 40a und eine der Kamera 40a gegenüberliegend angeordnete Leuchteinheit 44a. Der Sensorträger 34a ist somit als ein Optikträger 46a ausgebildet. Der Optikträger 46a weist einen ersten Tragarm 38a auf. Der erste Tragarm 38a trägt die Kamera 40a. Die Kamera 40a ist an einem äußersten Ende des ersten Tragarms 38a montiert. Der Optikträger 46a weist einen zweiten Tragarm 42a auf. Der zweite Tragarm 42a trägt die Leuchteinheit 44a. Die Leuchteinheit 44a ist an einem äußersten Ende des zweiten Tragarms 38a montiert. Die Tragarme 38a, 42a bilden in einer Zusammenschau aus einer Draufsicht eine den lateinischen Großbuchstaben U nachbildende Form, insbesondere eine U-Form 48a, aus. Die Kamera 40a und die Leuchteinheit 44a sind an den offenen Enden der U-Form 48a angeordnet und aufeinander zuweisend ausgerichtet. Die Kühlgasdüseneinheit 16a, insbesondere die Düse(n) 50a der Kühlgasdüseneinheit 16a, sind etwa mittig an dem Optikträger 46a zwischen den, insbesondere die U-Form 48a ausbildenden, Tragarmen 38a, 42a des Optikträgers 46a angeordnet. Ein Kühlgasstrom der Kühlgasdüseneinheit 16a ist etwa senkrecht auf etwa eine Mitte einer Verbindungslinie zwischen der Kamera 40a und der Leuchteinheit 44a ausgerichtet.The carrier unit 26a also forms a sensor carrier 34a of the setting and measuring device 30a. The sensor carrier 34a carries a sensor 36a. The sensor 36a is assigned to the setting and measuring device 30a. The sensor 36a is designed as an optical measuring sensor. The sensor 36a is provided for measuring the tool 32a and/or the shrink chuck 12a. The sensor 36a is also moved with the movements of the tower unit 56a and the carriage 60a. The sensor 36a can also be moved under CNC control with the aid of the control and/or regulating unit 28a. The sensor 36a is designed as an optical transmitted light sensor. The optical transmitted light sensor includes a camera 40a and a lighting unit 44a arranged opposite the camera 40a. The sensor carrier 34a is thus designed as an optics carrier 46a. The optics carrier 46a has a first support arm 38a. The first support arm 38a supports the camera 40a. The camera 40a is mounted at an extreme end of the first bracket 38a. The optics carrier 46a has a second support arm 42a. The second support arm 42a supports the lamp is 44a. The lighting unit 44a is mounted on an extreme end of the second bracket 38a. Viewed together from a plan view, the support arms 38a, 42a form a shape simulating the Latin capital letter U, in particular a U-shape 48a. The camera 40a and the light unit 44a are positioned at the open ends of the U-shape 48a and oriented facing each other. The cooling gas nozzle unit 16a, in particular the nozzle(s) 50a of the cooling gas nozzle unit 16a, are arranged approximately centrally on the optics carrier 46a between the support arms 38a, 42a of the optics carrier 46a, in particular forming the U-shape 48a. A cooling gas flow of the cooling gas nozzle unit 16a is aligned approximately perpendicular to approximately a center of a connecting line between the camera 40a and the lighting unit 44a.

Die Kühlgasdüseneinheit 16a weist die Düse(n) 50a auf. Die Düse 50a weist eine schlitzförmige Düsenöffnung 52a auf. Die schlitzförmige Düsenöffnung 52a verläuft zur Vertikalen 82a geneigt. Die schlitzförmige Düsenöffnung 52a ist auf die Spindeleinheit 10a hin geneigt. Die schlitzförmige Düsenöffnung 52a ist von der Turmeinheit 56a, insbesondere der Linearschiene 100a der Turmeinheit 56a und/oder einer Seite der Turmeinheit 56a, die die Linearschiene 100a aufweist, weg geneigt. Die relativ zur Vertikalen 82a gesehene Neigung des zur Vertikalen 82a geneigten Verlaufs der schlitzförmigen Düsenöffnung 52a ist größer als 3°. Die relativ zur Vertikalen 82a gesehene Neigung des zur Vertikalen 82a geneigten Verlaufs der schlitzförmigen Düsenöffnung 52a ist etwa 4.5°. Die relativ zur Vertikalen 82a gesehene Neigung des zur Vertikalen 82a geneigten Verlaufs der schlitzförmigen Düsenöffnung 52a entspricht etwa einem normierten Standardwinkel eines Kegels 102a von Schrumpfspannfuttern 12a (siehe 2).The cooling gas nozzle unit 16a has the nozzle(s) 50a. The nozzle 50a has a slit-shaped nozzle opening 52a. The slit-shaped nozzle opening 52a runs inclined to the vertical 82a. The slit-shaped nozzle opening 52a is inclined toward the spindle unit 10a. The slit-shaped nozzle opening 52a is inclined away from the tower unit 56a, in particular the linear rail 100a of the tower unit 56a and/or a side of the tower unit 56a which has the linear rail 100a. The inclination of the profile of the slit-shaped nozzle opening 52a, which is inclined relative to the vertical 82a, is greater than 3°, as seen relative to the vertical 82a. The inclination of the profile of the slit-shaped nozzle opening 52a, which is inclined relative to the vertical 82a, is approximately 4.5°. The inclination of the profile of the slot-shaped nozzle opening 52a, which is inclined relative to the vertical 82a, corresponds approximately to a normalized standard angle of a cone 102a of shrink chucks 12a (see FIG 2 ).

Die 2 zeigt eine weitere schematische Darstellung des Schrumpfspannsystems 86a, bei der die Induktionsheizeinheit 14a von dem Schrumpfspannfutter 12a entfernt ist.the 2 14 shows another schematic representation of the shrink fit system 86a with the induction heating unit 14a removed from the shrink fit chuck 12a.

Die 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils der Kühleinheit 18a mit der Kühlgasdüseneinheit 16a. Eine Erstreckung 68a der schlitzförmigen Düsenöffnung 52a in eine Richtung 54a parallel zu der Rotationsachse 58a der Spindeleinheit 10a, insbesondere der Vertikalen 82a, vorzugsweise eine Erstreckung einer Projektion der geneigten Düsenöffnung 52a auf die Vertikale 82a, ist wesentlich größer als eine weitere Erstreckung 70a der schlitzförmigen Düsenöffnung 52a in eine Richtung 66a senkrecht zu der Rotationsachse 58a der Spindeleinheit 10a, insbesondere parallel zu der Verbindungslinie zwischen Kamera 40a und Leuchteinheit 44a des Sensors 36a. Die Düsenöffnung 52a ist derart ausgebildet, dass das aus der Düsenöffnung 52a austretende Kühlgas 20a einen Kühlgasmesser (Luftmesser / Luftklinge) ausbildet.the 3 shows a schematic representation of part of the cooling unit 18a with the cooling gas nozzle unit 16a. An extension 68a of the slot-shaped nozzle opening 52a in a direction 54a parallel to the axis of rotation 58a of the spindle unit 10a, in particular the vertical 82a, preferably an extension of a projection of the inclined nozzle opening 52a onto the vertical 82a, is significantly larger than a further extension 70a of the slot-shaped nozzle opening 52a in a direction 66a perpendicular to the axis of rotation 58a of the spindle unit 10a, in particular parallel to the connecting line between the camera 40a and the lighting unit 44a of the sensor 36a. The nozzle opening 52a is designed in such a way that the cooling gas 20a emerging from the nozzle opening 52a forms a cooling gas knife (air knife/air knife).

Die 4 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einer Kühlung eines zuvor erhitzten Schrumpfspannfutters 12a mittels des Schrumpfspannsystems 86a. In zumindest einem Verfahrensschritt 104a wird ein Schrumpfspannfutter 12a identifiziert, z.B. durch Auslesen eines ID-Chips / ID-Labels des Schrumpfspannfutters 12a oder durch eine manuelle Eingabe eines Bedieners. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 128a wird eine Futterkontur und/oder ein Futtertyp des Schrumpfspannfutters 12a bei der die CNC-Steuerung vornehmenden Steuer- und/oder Regeleinheit 28a hinterlegt. Dadurch kann das Schrumpfspannsystem 86a eine Lage eines erhitzten Bereichs des Schrumpfspannfutters 12a relativ zu der Spindeleinheit 10a ermitteln, wodurch die Kühlgasdüseneinheit 16a CNC-gesteuert sehr nah an den erhitzten Bereich heran gefahren werden kann. In zumindest einem Verfahrensschritt 108a wird das Schrumpfspannfutter 12a in die Spindeleinheit 10a eingesetzt. In zumindest einem Verfahrensschritt 110a wird ein um den Werkzeugaufnahmebereich 94a des Schrumpfspannfutters 12a liegender Bereich des Schrumpfspannfutters 12a von der Induktionsheizeinheit 14a erhitzt. Dadurch weitet sich der Werkzeugaufnahmebereich 94a des Schrumpfspannfutters 12a thermisch auf. In zumindest einem Verfahrensschritt 112a wird ein Werkzeug 32a in den thermisch aufgeweiteten Werkzeugaufnahmebereich 94a des Schrumpfspannfutters 12a eingeführt oder aus dem thermisch aufgeweiteten Werkzeugaufnahmebereich 94a des Schrumpfspannfutters 12a entfernt. In zumindest einem Verfahrensschritt 114a wird die Induktionsheizeinheit 14a von dem Schrumpfspannfutter 12a entfernt. In zumindest einem Verfahrensschritt 106a fährt die Steuer- und/oder Regeleinheit 28a die die Kühlgasdüseneinheit 16a tragende Trägereinheit 26a CNC-gesteuert über die zueinander senkrecht stehenden Linearschienen 98a, 100a an das erhitzte Schrumpfspannfutter 12a heran. In zumindest einem Verfahrensschritt 116a wird der Kühlgasstrom, insbesondere der Kühlgasmesser, aktiviert, so dass Kühlgas 20a auf den heißen Bereich des Schrumpfspannfutters 12a aufgebracht wird. Optional kann vor der Aktivierung des Kühlgasstroms in einem Verfahrensschritt 118a ein Temperaturprofil des Schrumpfspannfutters 12a von dem Temperaturfühler 64a aufgenommen werden. In diesem Fall kann in einem Verfahrensschritt 120a das Temperaturprofil zu einer Optimierung der CNC-gesteuerten Annäherung der Kühlgasdüseneinheit 16a oder zu einer Optimierung des folgenden Kühlvorgangs herangezogen werden. Beispielsweise wird die Kühlgasdüseneinheit 16a in dem Verfahrensschritt 120a derart positioniert oder während dem Kühlvorgang bewegt, dass der Kühlgasstrom besonders auf die mit Hilfe des Temperaturfühlers 64a ermittelten heißen Bereiche des Schrumpfspannfutters 12a konzentriert ist. Grundsätzlich kann in den zu einer, aus einem Schrumpfspannfutter 12a und einem Werkzeug 32a zusammengesetzten Werkzeugeinheit, hinterlegten Datensätzen enthalten sein, ob lediglich der erhitzte Bereich des Schrumpfspannfutters 12a um den Werkzeugaufnahmebereich 94a gekühlt werden muss (i.d.R. bei einem Ausschrumpfen) oder ob in dem jeweiligen Fall auch eine Kühlung von Teilen des Werkzeugs 32a notwendig ist (i.d.R. bei einem Einschrumpfen). Wenn auch eine Kühlung des Werkzeugs 32a erforderlich ist, kann die Trägereinheit 26a zyklisch oder in zwei aufeinanderfolgenden Kühlabschnitten zwischen dem Schrumpfspannfutter 12a und dem Werkzeug 32a hin und her (auf und ab) bewegt werden. In zumindest einem Verfahrensschritt 122a wird das Schrumpfspannfutter 12a von der Spindeleinheit 10a während dem Kühlvorgang, insbesondere während die Kühlgasdüseneinheit 16a aktiviert ist, um die Werkzeugfutterachse 84a rotiert. Dadurch wird das Schrumpfspannfutter 12a und ggf. das Werkzeug 32a vorteilhaft gleichmäßig am Umfang abgekühlt, so dass Verspannungen, Verzug und/oder Ungenauigkeiten im Rundlauf des eingespannten Werkzeugs 32a vermieden werden können. In zumindest einem Verfahrensschritt 124a wird nach Abschluss des Kühlvorgangs die Kühlgasdüseneinheit 16a deaktiviert und die Trägereinheit 26a wieder aus dem Nahbereich des Schrumpfspannfutters 12a entfernt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 126a wird die aus dem Schrumpfspannfutter 12a und dem Werkzeug 32a nach einem Einspannprozess entstandene und noch immer in der Spindeleinheit 10a positionierte Werkzeugeinheit nach der Abkühlung automatisch von dem Einstell- und Messgerät 30a vermessen. Dazu wird die Trägereinheit 26a, insbesondere der Sensorträger 34a, CNC-gesteuert von der Steuer- und/oder Regeleinheit 28a über die zueinander senkrecht stehenden Linearschienen 98a, 100a in eine Messposition verbracht.the 4 shows a schematic flow chart of a method for cooling a previously heated shrink chuck 12a by means of the shrink clamping system 86a. In at least one method step 104a, a shrink chuck 12a is identified, for example by reading out an ID chip/ID label of the shrink chuck 12a or by manual input by an operator. In at least one further method step 128a, a chuck contour and/or a chuck type of the shrink chuck 12a is stored in the control and/or regulating unit 28a performing the CNC control. As a result, the shrink clamping system 86a can determine a position of a heated area of the shrink chuck 12a relative to the spindle unit 10a, as a result of which the cooling gas nozzle unit 16a can be moved very close to the heated area under CNC control. In at least one method step 108a, the shrink chuck 12a is inserted into the spindle unit 10a. In at least one method step 110a, an area of the shrink chuck 12a lying around the tool receiving region 94a of the shrink chuck 12a is heated by the induction heating unit 14a. As a result, the tool receiving area 94a of the shrink chuck 12a expands thermally. In at least one method step 112a, a tool 32a is inserted into the thermally expanded tool-receiving area 94a of the shrink-fit chuck 12a or removed from the thermally expanded tool-receiving area 94a of the shrink-fit chuck 12a. In at least one method step 114a, the induction heating unit 14a is removed from the shrink chuck 12a. In at least one method step 106a, the control and/or regulating unit 28a moves the carrier unit 26a carrying the cooling gas nozzle unit 16a under CNC control over the mutually perpendicular linear rails 98a, 100a to the heated shrink chuck 12a. In at least one method step 116a, the cooling gas flow, in particular the cooling gas knife, is activated so that cooling gas 20a is applied to the hot area of the shrink chuck 12a. A temperature profile of the shrink chuck 12a can optionally be recorded by the temperature sensor 64a before the activation of the cooling gas flow in a method step 118a. In this case, in a method step 120a, the temperature profile can be used to optimize the CNC-controlled approach of the cooling gas nozzle unit 16a or to optimize the subsequent cooling process. For example, the cooling gas nozzle unit 16a is positioned in step 120a or moved during the cooling process that the cooling gas flow particularly on the with the help hot areas of the shrink chuck 12a determined by the temperature sensor 64a. In principle, the data records stored for a tool unit composed of a shrink chuck 12a and a tool 32a can contain whether only the heated area of the shrink chuck 12a around the tool receiving area 94a has to be cooled (usually when shrinking out) or whether in each case cooling of parts of the tool 32a is also necessary (usually when shrinking). If cooling of the tool 32a is also required, the carrier unit 26a can be moved back and forth (up and down) cyclically or in two consecutive cooling sections between the shrink chuck 12a and the tool 32a. In at least one method step 122a, the shrink chuck 12a is rotated about the tool chuck axis 84a by the spindle unit 10a during the cooling process, in particular while the cooling gas nozzle unit 16a is activated. As a result, the shrink chuck 12a and, if applicable, the tool 32a are advantageously evenly cooled around the circumference, so that tension, distortion and/or inaccuracies in the concentricity of the clamped tool 32a can be avoided. In at least one method step 124a, after the cooling process has ended, the cooling gas nozzle unit 16a is deactivated and the carrier unit 26a is removed again from the vicinity of the shrink chuck 12a. In at least one further method step 126a, the tool unit created from the shrink chuck 12a and the tool 32a after a clamping process and still positioned in the spindle unit 10a is automatically measured by the setting and measuring device 30a after cooling. For this purpose, the carrier unit 26a, in particular the sensor carrier 34a, is brought into a measuring position under CNC control by the control and/or regulating unit 28a via the mutually perpendicular linear rails 98a, 100a.

In der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 4, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 4 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der 5 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.In the 5 another embodiment of the invention is shown. The following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, with regard to components having the same designation, in particular with regard to components having the same reference symbols, also to the drawings and/or the description of the other exemplary embodiments, in particular the 1 until 4 , can be referenced. To distinguish between the exemplary embodiments, the letter a is the reference number of the exemplary embodiment in FIGS 1 until 4 adjusted. In the embodiment of 5 the letter a is replaced by the letter b.

Die 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils einer Kühleinheit 18b eines alternativen Schrumpfspannsystems 86b mit einer alternativen Kühlgasdüseneinheit 16b. Die Kühlgasdüseneinheit 16b weist eine Düse 50b mit einer Mehrzahl an Düsenöffnungen 52b, 72b auf. Die Düsenöffnungen 52b, 72b sind jeweils als Bohrungen 76b ausgebildet. Die Bohrungen 76b weisen einen Durchmesser 74b von weniger als 5 mm auf. Die Bohrungen 76b sind in einer oder mehreren Reihen innerhalb eines Streifens 78b angeordnet. Der Streifen 78b, in dem die Bohrungen 76b angeordnet sind, weist eine horizontale Ausdehnung 80b von weniger als 3 cm auf. Der Streifen 78b mit den Bohrungen 76b verläuft analog zu dem Ausführungsbeispiel mit der schlitzförmigen Düsenöffnung 52a zur Vertikalen 82a geneigt.the 5 shows a schematic representation of part of a cooling unit 18b of an alternative shrink clamping system 86b with an alternative cooling gas nozzle unit 16b. The cooling gas nozzle unit 16b has a nozzle 50b with a plurality of nozzle openings 52b, 72b. The nozzle openings 52b, 72b are each formed as bores 76b. The bores 76b have a diameter 74b of less than 5 mm. The bores 76b are arranged in one or more rows within a strip 78b. The strip 78b in which the bores 76b are arranged has a horizontal extension 80b of less than 3 cm. The strip 78b with the bores 76b runs analogous to the exemplary embodiment with the slot-shaped nozzle opening 52a inclined to the vertical 82a.

Bezugszeichenlistereference list

1010: Spindeleinheitspindle unit
1212: Schrumpfspannfuttershrink chuck
1414: Induktionsheizeinheitinduction heating unit
1616: Kühlgasdüseneinheitcooling gas nozzle unit
1818: Kühleinheitcooling unit
2020: Kühlgascooling gas
2222: Erste Dimension / RichtungFirst Dimension / Direction
2424: Zweite Dimension / RichtungSecond Dimension / Direction
2626: Trägereinheitcarrier unit
2828: Steuer- und/oder Regeleinheitcontrol and/or regulation unit
3030: Einstell- und MessgerätSetting and measuring device
3232: WerkzeugTool
3434: Sensorträgersensor carrier
3636: Sensorsensor
3838: Erster TragarmFirst support arm
4040: Kameracamera
4242: Zweiter TragarmSecond support arm
4444: Leuchteinheitlighting unit
4646: Optikträgeroptics carrier
4848: U-FormU shape
5050: Düsejet
5252: Schlitzförmige DüsenöffnungSlot-shaped nozzle opening
5454: RichtungDirection
5656: Turmeinheittower unit
5858: Rotationsachseaxis of rotation
6060: SchlittenSleds
6464: Temperaturfühlertemperature sensor
6666: RichtungDirection
6868: Erstreckungextent
7070: Weitere ErstreckungFurther extension
7272: Düsenöffnungnozzle opening
7474: Durchmesserdiameter
7676: Bohrungdrilling
7878: Streifenstripes
8080: Horizontale Ausdehnunghorizontal expansion
8282: Vertikalevertical
8484: Werkzeugfutterachsetool chuck axis
8686: SchrumpfspannsystemShrink clamping system
8888: Arbeitstischwork table
9090: Ansaugelementsuction element
9292: Werkzeugrotationsachsetool axis of rotation
9494: Werkzeugaufnahmebereichtool holding area
9696: Heizbereichheating area
9898: Linearschienelinear rail
100100: Linearschienelinear rail
102102: Kegelcone
104104: Verfahrensschrittprocess step
106106: Verfahrensschrittprocess step
108108: Verfahrensschrittprocess step
110110: Verfahrensschrittprocess step
112112: Verfahrensschrittprocess step
114114: Verfahrensschrittprocess step
116116: Verfahrensschrittprocess step
118118: Verfahrensschrittprocess step
120120: Verfahrensschrittprocess step
122122: Verfahrensschrittprocess step
124124: Verfahrensschrittprocess step
126126: Verfahrensschrittprocess step
128128: Verfahrensschrittprocess step

Claims

Shrink clamping system (86a-b) with at least one spindle unit (10a-b) for a rotatable holder of the shrink chuck (12a-b), with at least one induction heating unit (14a-b) for heating a shrink chuck held in the spindle unit (10a-b). (12a-b) and with at least one cooling unit (18a-b) having a cooling gas nozzle unit (16a-b) for cooling down the previously heated shrink chuck (12a-b) held in the spindle unit (10a-b) by means of a cooling gas ( 20a-b), in particular by means of cooling air, characterized by a carrier unit (26a-b) which can be moved at least in two dimensions (22a-b, 24a-b) relative to the spindle unit (10a-b) and which has at least the cooling gas nozzle unit (16a-b ) carries.

Shrink clamping system (86a-b) according to claim 1 , characterized in that the movement of the carrier unit (26a-b) is CNC-controllable.

Shrink clamping system (86a-b) according to claim 2 , characterized by a control and/or regulating unit (28a-b) which is provided at least for the CNC control of the movement of the carrier unit (26a-b) and which is provided for precisely defining a contour of the shrink chuck (12a-b) to be driven off, in particular with special consideration of known areas of the shrink chuck (12a-b) heated by the induction heating unit (14a-b).

Shrink clamping system (86a-b) according to one of the preceding claims, characterized by a setting and measuring device (30a-b) for setting and measuring a tool (32a-b) which is held in the shrink chuck held by the spindle unit (10a-b). (12ab) is clamped.

Shrink clamping system (86a-b) according to claim 4 , characterized in that the carrier unit (26a-b) at the same time forms a sensor carrier (34a-b) which has a sensor (36a-b ) of the presetting and measuring device (30a-b).

Shrink clamping system (86a-b) according to claim 5 , characterized in that the sensor (36a-b) is designed as an optical transmitted light sensor and/or that the sensor carrier (34a-b) is designed as an optics carrier (46a-b).

Shrink clamping system (86a-b) according to claim 6 , characterized in that the optics carrier (46a-b) has a first support arm (38a-b) which carries a camera (40a-b) and that the optics carrier (46a-b) has a second support arm (42a-b), which carries a lighting unit (44a-b).

Shrink clamping system (86a-b) according to claim 7 , characterized in that the cooling gas nozzle unit (16a-b), preferably approximately centrally, on the optics carrier (46a-b) between, in particular in a synopsis from a top view, a U-shape (48a-b) forming, support arms (38a-b, 42a-b) of the optics carrier (46a-b) is arranged.

Shrink clamping system (86a) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling gas nozzle unit (16a) has at least one nozzle (50a) with a slit-shaped nozzle opening (52a).

Shrink clamping system (86a) after claim 9 , characterized in that an extension (68a) of the slit-shaped nozzle opening (52a) in a direction (54a) parallel to an axis of rotation (58a) of the spindle unit (10a) is significantly larger than a further extension (70a) of the slit-shaped nozzle opening (52a) in a direction (66a) perpendicular to the axis of rotation (58a) of the spindle unit (10a).

Shrink clamping system (86a-b) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling gas nozzle unit (16a-b) has at least one nozzle (50a-b) with a plurality of nozzle openings (52a-b, 72a-b).

Shrink clamping system (86b) according to claim 11 , characterized in that the nozzle openings (52b, 72b) are designed as bores (76b) with a diameter of less than 5 mm (74b).

Shrink clamping system (86b) according to claim 12 , characterized in that the bores (76b) are arranged within a strip (78b) with a horizontal extent (80b) of less than 5 cm, preferably less than 3 cm.

Shrink clamping system (86a-b) according to one of claims 9 until 13 , characterized in that the slit-shaped nozzle opening (52a-b, 72a-b) and/or the strip (78b) with the bores (76b) runs inclined to the vertical (82a-b).

Shrink clamping system (86a-b) according to Claim 14 , characterized in that a relative to the vertical (82a-b) viewed inclination of the vertical (82a-b) inclined profile of the slot-shaped nozzle opening (52a-b, 72a-b) and / or the strip (78b) with the bores ( 76b) is greater than 3°, preferably greater than 4° and preferably less than 6°.

Shrink clamping system (86a-b) according to one of Claims 14 or 15 , characterized in that a relative to the vertical (82a-b) viewed inclination of the vertical (82a-b) inclined profile of the slot-shaped nozzle opening (52a-b, 72a-b) and / or the strip (78b) with the bores ( 76b) corresponds approximately to a normalized standard angle of a cone (102a-b) of shrink chucks (12a-b).

Shrink clamping system (86a-b) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling unit (18a-b) has a suction element (90a-b) for sucking in ambient air and/or that the cooling unit (18a-b) is connected to a compressed air system a component of the shrink clamping system (86a-b), in particular to a compressed air system of a setting and measuring device (30a-b) of the shrink clamping system (86a-b).

Method for cooling a previously heated shrink chuck (12a-b) by means of a shrink clamping system (86a-b) according to one of the preceding claims.