专利名称：用于夹紧和松开工具的感应夹紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种依据权利要求1前序所述的感应夹紧装置，也就是一种装置，用 该装置可以通过感应加热将刀具通过热压配合固定在刀架中。
背景技术：
为了快速地更换旋转刀具，如铣刀、钻刀以及这类刀具，已知用于刀具的快速更换 系统，该快速更换系统依据感应原理工作(参阅DE 3925641A1)。在此，使用刀架用来容纳 需夹紧的刀具，该刀架具有夹紧套筒，夹紧套筒的容纳孔比需夹紧的刀具的刀柄外径小。感 应线圈同心地设置在夹紧套筒上，由发电机为该感应线圈供给频率例如为10至50kHz的交 流电或者脉冲直流电，通过所述感应线圈，在夹紧套筒内由于感应线圈的感应磁通场产生 涡流，该涡流引起线圈套筒的加热并且因此使得夹紧套筒的容纳孔相应地扩大。然后，通过 其轴插入夹紧套筒的容纳孔中的刀具在夹紧套筒相应冷却之后以摩擦连接的方式通过热 压配合固定在夹紧套筒的容纳孔内。为了取出刀具，夹紧套筒再次通过感应的方式被加热， 使得容纳孔相应地扩大并且可以毫不费力地将刀具取出。为了有利于有针对性地加热夹紧 套筒，已知所谓的磁通集中器(参见“钢热处理手册”，Marcel Deckker, IR, INC 1997，章 节11A，感应热处理)，特别地，该磁通集中器设置在感应线圈的两端但是也设置在外圆周 上，并且使由感应线圈产生的磁通线成束，并且将所述磁通线有针对性地引入夹紧套筒需 加热的区域中。这种磁通集中器可以由所谓的变压器用硅钢片构成，该变压器用硅钢片环 形地成组地设置在感应线圈的端面上，或者该磁通集中器由氧化物陶瓷材料特别是铁氧体 制成。该材料具有下列特征该材料是导磁的，但不导电。已知的带有设置在感应线圈端面上的磁通集中器的感应夹紧和松开装置经常使 用环形的集中器元件(参见JP 49-1004 或者DE 199 15 412A1)。在这些已知的装置中， 环形的集中器元件不仅在感应线圈的端面上延伸而且至少部分地在为了夹紧而需加热的 部件的自由端面上延伸。然而，这些装置的缺点在于，这些装置被设计为分别只用于容纳具 有确定直径的部件，比如刀具，这尤其对于刀具更换装置是不利的，因为通常必须交替地夹 紧具有不同直径的刀具，那么为此也需要各种不同的夹紧套筒尺寸。这不仅使快速更换系统变贵并且还使其操作更加困难。为了消除该缺点，已知(DE 10 2005 014 984A1)，使用一种由多个部件构成的感 应线圈结构，该感应线圈结构特别地由两个线圈单元组成，所述两个线圈单元作为上层结 构同心地设置在夹紧套筒上并且可以相对于彼此沿轴向关于由夹紧套筒确定的旋转轴线 进行调整。由此，感应线圈结构的长度能与使用的夹紧套筒的相应大小相适应。众所周知 地，对于具有较大刀柄直径的刀具使用较大的夹紧套筒，与用于直径较小的刀具的夹紧套 筒相比，所述较大的夹紧套筒具有较长的用于夹紧刀柄的配合长度。通过相应地沿轴向相 对彼此地调整感应线圈结构的线圈单元，以与夹紧套筒相应的大小相适应，由此这种感应 装置能用于不同的夹紧套筒并且因此能用于不同的刀具直径。为了实现在具有不同直径的 刀具中也能将由感应线圈结构产生的磁通线良好地导入夹紧套筒中，在已知的装置中除了感应线圈结构的轴向调整之外还设置了磁场集中器的直径的调整，所述磁场集中器在这种 已知的装置中由多个环形成组的光圈状的集中器元件构成，这些集中器元件相互重叠并且 可以沿着垂直于由夹紧套筒确定的旋转轴线的径向平面沿径向向内偏转。由此，光圈形的 集中器元件适能以合适的方式偏转，以相应地覆盖不同大小的夹紧套筒的自由端面。感应 线圈结构的轴向调整和集中器元件的径向调整彼此相联接并且通过可旋转的调整环进行， 通过其旋转位置不仅确定了可相对移动的线圈单元的轴向相对位置，而且还确定了光圈形 的集中器元件的径向偏转位置。这个装置已经在实践中得以证明，但是特别在自动化过程 方面，以及在根据期望有针对性地最优地将由集中器元件集成束的磁通线引导到需加热的 用于容纳刀具的夹紧套筒中方面，还要改进。
发明内容
本发明的任务是，提供一种用于夹紧和松开刀具的感应夹紧装置，在该夹紧装置 中由至少两个线圈单元构成的感应线圈结构的轴向位置能进行调整并且集中器元件的直 径能进行调整，在该感应夹紧装置中还考虑到感应线圈结构的线圈单元的轴向位置变化以 与具有不同尺寸的夹紧套筒相适应，可以实现线圈单元还有集中器元件相对于夹紧套筒最 优的校准。在此，应确保夹紧装置紧凑的结构方式，并且还可以通过简单的方式改装成半自 动或者全自动工作。所述任务依据本发明通过在权利要求1的特征部分中包含的特征得以解决，其 中，本发明的有利的改进方案通过在从属权利要求中包含的特征得出。依据本发明的感应夹紧装置一方面具有同心地围绕夹紧套筒的感应线圈结构并 且包括由单个的集中器元件组成的集中器装置，所述感应线圈结构由优选两个彼此同轴设 置的线圈单元构成，两个线圈单元能沿轴向相对彼此进行调整，所述单个的集中器单元件 在设置在夹紧套筒上的感应线圈的工作状态下能移动到一个位置，在该位置所述集中器元 件在需加热的夹紧套筒的自由端面上至少覆盖该需加热的夹紧套筒的一部分。在此，集中 器元件直线地，也就是平移地朝由夹紧套筒确定的旋转轴线的方向进给，而且既具有径向 分量也具有轴向分量。由此，集中器元件不仅沿径向向内朝由夹紧套筒确定的旋转轴线进 给或者说移动，而且沿轴向朝相应的夹紧套筒的自由端面方向进给，以例如与用于容纳具 有很小直径的工具的、具有较小尺寸的夹紧套筒相适应。由此能按照使用的夹紧套筒达到 可轴向调整的线圈单元的最优校准以及覆盖需加热的夹紧套筒的自由端面的集中器元件 的最优校准。在此，对于线圈单元的位置是有利的是，可以将线圈单元的位置最优地调整或者 说对准到夹紧套筒的相应的配合长度上，其中，特别地，分配给夹紧套筒自由端部的线圈单 元应尽可能地调整到与夹紧套筒的自由端部对齐。此外，当同时集中器元件尽可能地靠近 需加热的夹紧套筒的自由端面时，对于磁通线的成束导入并因此对于夹紧套筒的优化的加 热是有利的。现在，这能通过集中器元件的径向和轴向叠加的进给以非常有利的方式实现， 而且在夹紧装置的结构方式非常紧凑的情况下。此外，在依据本发明的夹紧装置中，确保感应线圈结构的线圈单元可以相对彼此 进行轴向调整并且集中器元件可以彼此独立地进行进给，这对于将磁通引导到夹紧套筒中 的决定性部件，也就是线圈单元和集中器元件的最优化的校准，是非常重要的。同时，由此，可以实现这种装置的全自动还有半自动工作，在该全自动或者半自动工作中用于感应线圈 结构的调整机构和用于集中器元件直径调整的调整机构通过各自单独的驱动机构被驱动。有利的是，集中器元件能在由夹紧套筒确定的旋转轴线的方向上通过滑块直线移 动，为此集中器元件容纳在滑块的朝内的端面上。在此，有利地，已经证实下列实施方式适 于实践，即，总共使用六个在周边上分布地设置的滑块，这些滑块能分别通过直线的呈星状 布置的导向装置相对于旋转轴线进行调整。在此，滑块的调节方向与旋转轴线优选地围成 一个大约60°到80°的角度而且特别优选地65°到75°。滑板或者说滑块在此由不导磁 的材料制成而且优选地由陶瓷材料或者塑料制成并且容纳在导向圈的槽中，该导向圈同样 由不导磁的材料，特别是塑料制成。这有利地容纳在另一环形的集中器体内，该集中器体主 要沿轴向延长了设置在线圈单元的外周面上的磁通集中器。特别地，从夹紧装置紧凑的结构方式的角度看，有利的是，设置在滑块的内端上的 集中器元件交替地沿轴向彼此错开和重叠，这此外还具有下列优点在集中器元件的相对 于由夹紧套筒确定的旋转轴线的每个径向位置形成类似闭合的磁场集中器，该磁场集中器 由单个的集中器元件构成，这些集中器元件可以说环形地围绕旋转轴线分成组。滑块的进给运动通过适合的凸轮/控制曲线部机构进行，其中，控制曲线部被设 计为与需使用的不同的夹紧套筒尺寸相匹配。有利地，集中器元件由铁氧体构成。在这种关系下，有利的是，滑块的至少一部分 而且优选地每两个滑块具有由不可导磁的材料，优选由铝制成的止动板，该止动板沿轴向 在集中器元件上向外延伸一定尺寸并且因此用作相对于夹紧套筒自由端面的挡块。在此， 止动板相对于集中器元件的凸出量处于0. 2至0. 6mm的范围中，而且优选地处于0. 3至 0. 4mm的范围中。由此，确保小心地处理由脆性材料制成的集中器元件。根据本发明的另一观点，特别在夹紧装置的自由端面上可以设置由不导磁但导电 的材料制成的感应顶盖，该感应顶盖尤其由铜制成。感应顶盖使得相对于感应线圈遗留的 漏磁场在该区域中主动屏蔽超出夹紧装置向外凸出的刀具。通过感应顶盖，在漏磁场的情 况下，在顶盖中产生涡流，该涡流在它那方面使得形成磁场，感应线圈结构的漏磁场与该磁 场叠加并且由此减弱。感应线圈顶盖与设置在线圈结构和夹紧套筒之间的过渡区域中的、 由导磁性材料制成的屏蔽凸缘相结合或者替代该屏蔽凸缘使得由线圈结构产生的磁场朝 夹紧套筒的方向相应地有针对性地偏转，并且还使得主动屏蔽超出夹紧装置而伸出的刀具 部分，这全部产生对夹紧和松开过程的优化。为了沿轴向调整感应线圈结构的线圈单元，有利地设有多个导向环，这些导向环 彼此同心且交叠地设置并且这些导向环中的位于内部的导向环与装置固定，而外导向环可 旋转。通过外导向环的旋转产生感应线圈结构的两个线圈单元的轴向移动，其中，这还又通 过凸轮-控制曲线部机构进行，该机构被设计为适宜地与不同的与夹紧装置一起使用的夹 紧套筒相匹配。通过外导向环相应的旋转调整，能由此按照期望调整两个线圈单元相对于彼此的 轴向位置。有利地，设置在由不导磁的材料制成的滑块上的集中器元件的进给运动通过支承 在外导向环外周边上的控制凸缘进行，在该控制凸缘前侧上设置控制环，该控制环具有在 周边上分布的用于相应的滑块的多个控制曲线部。在滑块上设置相应的凸轮销，这些凸轮销与所述控制曲线部相互作用。控制凸缘在此通过滚动轴承支承在外导向环上，使得所述 控制凸缘可以与这个外导向环无关地旋转。由此，滑块的进给完全与感应线圈结构的线圈 单元的调整无关，这对于全自动化工作是有利的。控制凸缘在外导向环上的支承在此以有 利的方式通过预紧的滚珠轴承带实现，由此得到为了进给所述支承集中器元件的滑块，控 制凸缘的平稳且无间隙的调整。为了夹紧装置的全自动以及必要时半自动的工作，有利的是，不仅用于滑块进给 运动的控制凸缘而且用于线圈单元相对彼此调整的外导向环分别设有齿部，特别是设有至 少部分地环绕的齿圈，从而能在相应传动机构的有利的中间连接下马达驱动地驱动控制凸 缘和外导向环。尤其是蜗轮适合作为传动机构，所述蜗轮与在控制凸缘和外导向环上的齿 部相互作用。两个蜗轮中的每个在此有利地分别通过由齿轮和主动小齿轮组成的中间传动 机构与马达轴连接。两个马达通过有利的方式安装在滑板上，通过在与装置固定的台子上 的导向板对该滑板进行直线导向，使得设置在滑板上的两个马达包括中间传动机构在内能 相对地与线圈单元的轴向可调整性相适应地移动。有利地，通过这种结构，围绕由夹紧套筒确定的旋转轴线环状分组的集中器元件 包围的直径和感应线圈结构的线圈单元的位置调整可以相对彼此独立地进行调整，这尤其 为特殊应用提供了可控制的调整方案。此外，感应线圈结构的直径的调整和长度的调整不 反向地相互影响，这对于在自动化工作中的控制是非常重要的。在自动化工作的情况下，对于全自动的收缩过程，自动地确定刀架的衬套或者说 夹紧套筒相应的几何数据，对此衬套以及刀架可以设有相应的数据载体。选择地，可以引用 外部数据库的数据。在此，衬套的几何数据自动地通过数字图像处理、激光扫描仪、距离传 感器或者这类装置确定并且通过计算器自动地分配收缩参数并且由此自动地调整线圈。此 外，蜗轮传动机构连接的优点在于，由此实现了自锁的传动机构，也就是在控制曲线部中不 再需要特殊的锁紧位置。在此还可以省去附加的闩锁机构。有利地，使用具有绝对值器译 码器的马达，从而不需要从参照点出发。驱动单元的供电在此以有利的方式通过控制信号 与收缩电子装置一起接通和切断。此外总体上这样对结构进行设计，使得夹紧装置可以毫 无问题地改装成自动驱动装置，为此仅须安装具有用于马达和传动机构的紧固滑板的相应 的台子。
接下来，依据附图对本发明的一种实施例进行描述。附图中图1示出了依据本发明的感应夹紧装置的一种实施方式在第一工作位置的剖视 图，图2示出了图1中所示的感应夹紧装置在第二工作位置的剖视图，图3示出了在图1中所示的装置从左侧看的端视图，用来示出装置的可直线移动 的滑块和设置在该滑块上的集中器元件的细节，图4示出了根据上面附图的装置的侧视图，以及图5示出了根据图4的装置的另一侧视图，而该视图旋转了 90°，图6示出了依据本发明的根据图1至图4实施方式的具有附加细节的感应夹紧装 置的另一类似实施方式的侧视图，
图7以放大的视图(比例2 1)示出了图6中细节X的视图，以及图8以放大的视图(比例2 1)示出了图6中细节Y的视图。
具体实施例方式图1以1示出了通常的标准的适配器类型的刀架，该刀架用于夹紧刀具，如车刀、 钻刀以及这类在高速运转的机床如车床中的刀具。刀架1由一种至少导电的材料制成，如 钢，并且在其左侧所示的前端上具有用于夹紧刀具的容纳或夹紧套筒，其中，所述刀具通过 其刀柄被夹紧在夹紧套筒3中。夹紧套筒3被构造为圆锥体类并且具有中央孔5，该中央孔 确定了用7标出的旋转轴线并且特别地朝夹紧套筒3的自由端部敞开。在这个孔上插入在 这里只示意性示出的需夹紧的刀具的柄9，从而随后该柄位于孔5中。柄9的外径略大于容 纳孔5自由的公称直径，使得插入孔5中的柄9以摩擦连接的方式通过压配合固定在夹紧 套筒3中，用来传递工作转矩。为了可以将刀柄9插入刀架1中并且可以从该刀架中取出，夹紧套筒3通过加热 被扩开。用11标出的感应夹紧或松开装置用于此，该感应夹紧或松开装置具有用13标出 的由两个线圈单元Ha和14b组成的感应线圈结构，其中，在两个线圈体15中的绕组仅仅 示意性地用圆圈表示。为了加热夹紧套筒3，夹紧装置11从左侧放置在夹紧套筒3上，其中，随后感应线 圈13或者说两个线圈单元Ha和14b同心地环绕所述夹紧套筒3。通过未示出的发电机为 感应线圈供给交流电或者频率例如为10到15kHz的脉冲直流电。由线圈体5的近似圆柱 形的绕组产生的磁通通过感应在夹紧套筒3中引起涡流，该涡流在相对短的时间内加热夹 紧套筒并且由此相应地将容纳孔5扩大，使得设有过盈量的刀柄9可以相应地插入夹紧套 筒3的容纳孔5中。在夹紧套筒3冷却之后，该夹紧套筒围绕插入的刀柄9收缩，从而该刀柄以摩擦连 接的方式通过夹紧套筒3的热压配合且因此固定在刀架1中。为了取出刀具，又需要以类似的方式通过感应线圈加热夹紧套筒，使得容纳孔5 可以相应地被扩大并且随后可以从容纳孔5中取出刀具。线圈单元14a、14b的每个绕组并由此每个线圈体15根据在图1中的视图被由耐 热性塑料或者陶瓷制成的线圈壳体17a、17b包住，其中，线圈壳体17b具有从下面包住线圈 壳体17a的套筒区段，从而，如下面还要进一步详细示出的，两个线圈单元Ha和14b可以 沿着旋转轴线7相对地沿轴向进行调整。不仅线圈单元14b而且线圈单元14a的线圈体15被套筒状的集中器19b以及19a 包围亦即在线圈体的外周面上。再次为了随后还要描述的两个线圈单元相对彼此的可轴向 移动性，集中器套筒19b在此搭在集中器套筒19a的圆柱形区段上，即，两个套筒相应地彼 此同心且与旋转轴线7同心，并且相互插入。此外，在此集中器套筒19a盖在图1右侧的线 圈单元Ha的端面上。但对于集中器套筒19b不存在线圈单元14b的这种端侧覆盖，该集中 器套筒仅仅同心地包在线圈单元14b上。而在集中器套筒19b的左端面上紧接着用21标 出的集中器环，该集中器环同样如集中器套筒19a和19b由导磁的、但不导电的材料制成， 如由氧化物陶瓷的材料，特别是铁氧体制成。也就是说，集中器环21沿轴向在集中器套筒 19的自由端面上延续了该集中器套筒19，但如由图1得知，不覆盖线圈单元14b的自由端面。也就是说，线圈单元14b的自由端面在示出的实施方式中不由集中器封闭。在集中器环21的孔中设置由不导磁而且优选也不导电的材料如塑料制成的导向 圈22，在该导向圈周边上分布有多个导向槽M，这些导向槽用于容纳下面还要进一步描述 的可调整的滑块。在所示的实施例中总共设置了六个环绕的导向槽对，如特别地由图3得
出ο同心地在感应线圈结构13上设有用沈标出的外导向套筒，该外导向套筒设置用 于两个线圈单元14a和14b的相对轴向调整。在导向环沈的内部设有另一内导向环观，该 内导向环相对于所述感应夹紧装置固定。相反，外导向环26可相对于导向环观旋转。在 内导向环的外周30上，在周边上分布有多个合适的控制曲线部，这里未示出的外导向环沈 的凸轮销接合到该控制曲线部中。此外，集中器套筒1%旋转固定地、但可纵向移动地与内 导向环观连接。在所示的实施例中设有四个控制曲线部。如果例如手动地旋转外导向环沈，那么由于上面所描述的凸轮-控制机构，例如 在图1中该导向环26被向左沿轴向调整，并且在此带动线圈单元14b与集中器套筒19b、集 中器环21和设置在其中的导向圈22 —起相应地沿直线向左平移。因此，感应线圈结构13 沿轴向被延长，在该感应线圈结构中，相应地，线圈单元14b平移地或者说直线地也就是沿 着旋转轴线7以望远镜的形式移出，其中，相应移出的位置由图2得出。线圈单元14b相对于线圈单元1 的这种纵向调整当然可以通过完全不同的形式 和方法进行，并且已知，为此例如通过包括在开头在先的背景技术中已描述的DE 10 2005 014 984A1在内的方式进行调整。在所示的实施例中，但根据外导向环沈的旋转，产生线圈单元14b的轴向调整，包 括包住该线圈单元的集中器套筒19b和沿轴向向外在集中器套筒19b前面的集中器环21 以及容纳在该集中器环中的导向圈22在内一起沿轴向调整，其中，这些元件然而只能沿纵 向移动，不与外导向环26旋转固定地联接，从而也就是说这些部件不与外导向环沈一起旋转。在外导向环沈上又可旋转地设置了另一壳体环，即调整凸缘32，而且这里设在仅 示意性示出且设置在外导向环沈上的滚珠轴承带上，有利地该滚珠轴承带被夹紧，以避免 间隙并且确保平滑的调整。滚柱轴承带用34标出并且具有容纳在带中的多个在周边上分 布设置的轴承滚珠。这种部件已知，因而不必对其详细描述。但通过这个滚动轴承，调整凸缘32可以相对于外导向环沈非常轻松地无间隙地 旋转。最后调整环38与调整凸缘32固定地，即通过用36标出的螺纹连接部相连接，使得 这个调整环38在调整凸缘32旋转时一起转动。调整环38在其朝向夹紧套筒3的表面上 具有多个而且优选地总共六个在周边上分布设置的控制曲线部40。凸轮销42与这些控制 曲线部40共同起作用，所述凸轮销设置在滑块44上，这些滑块旋转固定地但可直线移动地 容纳在导向圈22的导向槽M中。在所示的实施例中设有总共六个以均勻的角距分布在周边上的滑块44，如由图3 相当清楚地得出。这些滑块由不导磁且优选不导电的材料，特别是塑料或者陶瓷制成，并且 直线地或者说平移地在导向槽M中朝旋转轴线7的方向可移动地被支承。根据图3，槽M 和可移动地容纳在槽中的滑块44沿径向围绕旋转轴线7呈星形地成组设置。在每个滑块44的前面的内端上设有集中器元件46，其中，在示出的总共六个滑块44的实施例中，设有两种不同的集中器元件46a和46b。这由图3最佳地示出。在图3中 以4 标出的滑块在其内端上具有集中器元件46a，而相反地以44b标出的其他集中器元 件具有以46b标出的集中器元件，在图3中，为了直观形象，这些集中器元件中的一个如滑 块44b的位于两个侧面相邻的滑块4 后面的这一部分一样以虚线示出。这意味着，集中 器元件4 和44b沿轴向相对于旋转轴线7彼此略微错开。为了确保这种情况，通常通过其两个主表面与滑块4 的主表面基本平齐的滑块 44b在48处成阶梯形，使得在图3中以虚线示出的在30处的滑块区段从下面包住滑块4 的前面的区段。因此选择这种结构，在图3中示出的设置在滑块44a的前面的内端上的三 个集中器元件46a彼此可以说形成一个类似环形的集中器，该集中器如封闭的集中器环一 样起作用，但由单独的集中器元件组成。这个集中器环或者说这些集中器元件在图1的工 作位置沿径向盖住夹紧套筒3的自由端面50而且优选基本上完全覆盖。但这种由多个集 中器元件46构成类似环形的集中器且沿径向覆盖夹紧套筒3的自由端面50的构造方式， 在夹紧套筒3具有较大的直径用于夹紧具有较大直径的刀柄的情况下也应能实行，并且因 此在依据图2的位置也能使用，在该位置滑块44以下面还要说明的方式朝旋转轴线的方向 向外移动。这通过上面描述的集中器元件46a和46b的布置和结构得以实现，因为在滑块 的且由此集中器元件的继续从旋转轴线7移开的位置，随后交替覆盖的集中器元件46a和 46b又彼此构成一个类似环形的集中器，该集中器同样沿径向盖住设计得较大的夹紧套筒 3的自由端面50，如图2非常清楚地示出。由图2，亦即从靠近夹紧套筒3端侧容纳孔的集中器元件46a、46b的透视图非常明 显地得到集中器元件46a和46b重叠的结构方式。此外，集中器元件在图1和图2中最大 限度示出的工作位置，即在图1中滑块44向内朝旋转轴线7移动的位置和按照图2滑块的 向外移开的位置，覆盖夹紧套筒的端面并且基本上沿径向封闭该夹紧套筒端面。然而，集中 器元件46a和46b不在感应线圈结构的线圈单元的端面区域中延伸。控制滑块到各个工作位置通过已经描述的凸轮-控制曲线部机构40、42进行，其 中，在调整凸缘32旋转且调整环38由此旋转时，销子42在控制曲线部中滑动，并且因此容 纳在导向槽M中的滑块44直线地要么朝旋转轴线7的方向要么从该旋转轴线向外移动。 由此，如上面所描述的，集中器元件46a、46b的环状凸缘被扩开或者关闭(参见图1和图2 中的工作位置)。这根据使用的夹紧套筒3的大小进行。此外，相应地根据可用于夹紧装 置的夹紧套筒的尺寸对分布地设置在周边上的控制曲线部40进行设计并且必要时编入指 数，从而根据凸轮销42位于控制曲线部40的哪一区段中，与该凸轮销联接的滑块相应地 朝旋转轴线7进给。这种指数化的控制曲线部是已知的，对此再次参见在先的依据DE 10 2005 014 984A1的现有技术。在此，在依据本发明的夹紧装置中重要的是，滑块的进给和由此集中器元件44和 46的进给分别倾斜于旋转轴线地进行，从而进给运动由径向和轴向的分量组成。此外，导向 槽的底部倾斜地放置在导向圈22的内部，如在图2和图1中由附图标记52所示。这个倾 斜角度在图1中示出并且以角度附图标记α标出。在此，角度α处于60°和80°之间的 范围中，优选在65°和75°之间。因为集中器元件46a、46b由导磁性材料构成，对此至少使用铁氧体或者一种其他 的适合的氧化物陶瓷材料，但该氧化物陶瓷材料相对脆且易碎，在滑块44b上设有止动板M，该止动板由更结实的且不导磁的材料制成。此外，优选使用铝。这些止动板M在宽度 上相对于集中器元件46a、46b的宽度保持细窄，因为它们只起止动作用。如由图2非常明显地得知，每个止动板M在其径向向内的区段56上具有一个板 条状的突起，该突起略微，即大约0. 2至0. 6mm或者更具体地0. 3至0. 4mm在集中器元件 46a和46b的与夹紧套筒3相邻的自由端面上突起。由此，在各滑块朝夹紧套筒3的自由端 面50的方向直线移动时分别确保，铝板M而不是易碎的集中器元件与夹紧套筒3的自由 端面50相接触。集中器元件仍然相应地靠近夹紧套筒3的自由端面或者说端面，使得磁通 通过集中器元件非常有利地集中到夹紧套筒3中以及成束，以加热该夹紧套筒。如由图1和图2得知，最后设有另一由导磁的然而不导电的材料特别是铁氧体制 成的屏蔽凸缘58，该凸缘被构造成环状并且基本上沿轴向朝旋转轴线7并且与此同时以锥 形的方式向外扩大延伸。凸缘在此设置在调整环38的孔中。这产生在套筒3中夹紧的刀 具的从夹紧套筒3突起的部分的另一有效的屏蔽并且因此防止其加热。此外，替代地或者附加地，可以设置用60标出的感应顶盖，该感应顶盖是导电的、 然而是不导磁的并且优选由铜制成。感应顶盖60在此被构成为由铜制成的基本上平面的 环形片，该环形片与夹紧装置的前面基本平齐。然而由于空间的原因，所示的具有铜片60 的实施方式是非常有利的，因为由此不损害示出的感应夹紧装置的紧凑的结构单元。在感应线圈工作时，通过可能出现的漏磁场在由铜制成的感应顶盖60中产生涡 流，该涡流在它那方面产生起反作用的磁场，该磁场起减弱感应线圈漏磁场的作用。由此还 在夹紧套筒3的表面区域中实现附加的，即主动的屏蔽。通过对滑块的倾斜引导并由此通过在内部容纳在滑块上的集中器元件的倾斜进 给实现了下列优点集中器元件不仅沿径向朝旋转轴线7而且以附加的轴向分量朝夹紧套 筒3的方向运动到工作位置并且由此还实现了感应线圈单元1 和14b的最优的校准，亦 即在不同大小的刀架且因此用于不同刀具直径的不同大小的夹紧套筒中的最优校准。在此 重要的是，对于沿轴向相对彼此被移开的线圈单元14a、14b，线圈单元分别有利地参照真正 的热压配合区域设置在夹紧套筒内。对于在图2左侧示出的和移开的线圈单元14b这意味 着，该线圈单元总是尽可能设置在夹紧套筒3的自由端部区域并且还完全地覆盖该夹紧套 筒。在此，应同时确保，设在滑块上的集中器元件尽可能近地位于夹紧套筒的自由端面上并 且在很大程度上封闭该夹紧套筒，从而由感应线圈产生的磁通可以被集中地引入需加热的 夹紧套筒区域中。这精确地通过滑块和与之连接的集中器元件的倾斜进给实现，这在集中 器元件仅仅沿径向进给运动而与不同的夹紧套筒直径相适应的情况下是不可能的。明显地，对示出的实施方式这样进行设计，使得现在可以独立地且与两个线圈元 件1 和14b彼此的轴向长度的调整无关地进行具有盖住夹紧套筒自由面的集中器元件的 滑块的进给。由此，能实现单独的调整，特别地这对于全自动化工作是有利的。这通过在滚 动轴承的中间连接下将调整凸缘32相对于外导向环沈分离，其中，为此使用滚珠轴承带。对于自动化工作有利的是，在调整凸缘的外周边上设置齿部，该齿部在这里被构 造成环绕的齿圈62。另一齿圈位于外导向环沈的外周边上并且用64标出。由此，不仅用 于调整滑块的调整凸缘32的马达驱动操作是可能的，而且用于线圈单元14a、14b相对彼此 轴向调整的外导向环26的马达驱动操作也是可能的。特别地，在图4和图5中加以说明。在示出的实施例中，蜗杆66和68与齿圈62和64啮合，所述齿圈62和64通过轴设置在紧固滑板70上，该紧固滑板还容纳了两个马达72和74。马达72在此通过齿轮76 驱动与蜗杆66旋转固定地连接的主动小齿轮78，使得通过马达72可以操纵调整圈62用来 将滑块和集中器元件一起前移和回拉。与此独立地，可以由马达74通过齿轮/主动小齿轮 对80、82操纵用于旋转外导向环沈的蜗杆68，从而可以操纵所述外导向环，以使线圈单元 相对彼此沿轴向调整。滑板70，该滑板尤其还支承马达72和74包括其传动机构在内，设置在与装置相固 定的紧固台84上而且沿着直线导向装置86可移动。由此，滑板70在轴向调整线圈单元时 跟随外导向环沈，该外导向环相对于内部的和与装置相固定的座圈观沿轴向进行调整。这 个导向装置由图5得出，图5中还清楚地示出了在用于线圈调整的凸轮-控制曲线部机构 的内导向环观外周面上的控制曲线部88。在此，总共设有4个导向槽88，外导向环沈通 过相应的凸轮销(未示出)与这些导向槽共同起作用。通过这种设计方案，可以与不同的夹紧套筒尺寸和因此不同的刀具直径无关地对 直径和长度进行调整。此外，两个调整可以相关联地但也可以彼此独立地马达驱动地进行 控制，这对于特殊应用是有利的。由于线圈单元线圈的直径和间距长度的独立的可调整性， 得到一种简单的用于全自动工作的控制可能性。在此，可以参照不同的收缩衬套，要么从外部的数据源要么通过合适的扫描仪读 入相应的几何数据和收缩数据，所述扫描仪从相应的在收缩衬套上的数据载体上读数并且 因此随后与合适的软件相关地通过控制两个马达72和74实现相应的调整。在此，可以通过不同的方式自动确定衬套的几何数据，例如通过数字图像加工、激 光扫描仪和距离传感器，由此可以根据收缩衬套的尺寸自动分配收缩参数并且根据线圈的 长度相应地自动调整线圈。有利地，滑板可以用于两个马达，这对于争取达到的节省空间和 紧凑的结构方式是有利的。因此，使用蜗轮是有利的，因为由此可以实现自锁的驱动装置，也就是说不再需要 附加的用于被调整的工作位置的闩锁装置。一般地，有利的是，在调整凸缘32和外导向环沈上已经设有相应的齿部，可以随 后毫无问题地将能手动操纵的感应夹紧装置改装成全自动或者半自动工作。在图6至图8中所示的实施方式，示出了用于这种感应加紧装置的其他有利的细 节。一方面，由图6得到用附图标记90标出的冷却剂输入管，该冷却剂输入管紧接在 这里未示出的传统的冷却剂储存器上并且通向导向圈22的空腔91。在空腔91的区域中， 导向圈22被构造为在其径向向内的端部上具有细缝形喷嘴状的通道92，冷却剂通过该通 道喷入腔室9 中，该腔室包住夹紧套筒3。可以使用每种合适的冷却剂作为冷却剂。例如 可以通过细缝状的喷嘴92在腔室92a内产生水雾。然而作还可以喷入冷却气体或者其他 合适的冷却媒介为冷却剂。在一种实施方式中，空腔可以在周围环绕地，也就是围绕轴线7 构造在导向圈22内部，以为了喷入冷却剂而配置相应的环绕的细缝状的通道92。替代地，如在图6的右半部中所示，冷却剂可以通过可由图8更好地看到的多个环 形管93导入，从这些环形管起在周边上分布的通道94分流，随后从那里冷却剂通过多个喷 嘴状的孔95喷入空腔92。孔95可以均勻地围绕轴线7分布在导向圈22中或者可以选择 地将一个或者多个孔环绕地缝隙状地构造在导向22圈中。
通过冷却剂，以合适的方式非常有效地将夹紧套筒5冷却。最后，替代地或者附加地，可以设置温度测量单元96，该温度测量单元用于控制感 应夹紧装置的加热和冷却过程并且可以装配一般的传统的温度传感器以及这类装置。最后，在环形的接管97上在壳体元件98上设置软管99，通过该软管可以从空腔 92a中吸出或者导出冷却剂。当然在这里通过部件97和98示出的吸出装置以及冷却剂管 道90和温度测量单元可以不同地进行构造，并且以每一种合适的方式被放置以及安排在 感应夹紧装置内。
权利要求
1.一种用于在刀架中感应地夹紧和松开刀具特别是旋转刀具的刀柄(9)的装置，所述 刀架具有在该刀架的自由端部上敞开的由导电材料制成的夹紧套筒(3)以用来通过摩擦 连接的方式容纳刀柄，其中所述夹紧套筒C3)与刀架(1) 一起形成旋转轴线(7)，所述装置 具有包围所述夹紧套筒(3)的由两个彼此同轴设置的且能沿轴向相对彼此调整的线圈单 元(14a、14b)构成的感应线圈结构(13)、由导磁而不导电的材料制成的包围感应线圈结构 (13)的集中器装置(19a、19b)和另一由导磁而不导电的材料制成的集中器装置06)，该另 一集中器装置G6)由多个基本上环形分组的集中器元件(46a、46b)构成，这些集中器元件 能相对于旋转轴线(7)调整到在它们的用来感应地加热所述夹紧套筒(3)的工作位置，在 所述工作位置集中器元件(46a、46b)至少覆盖所述夹紧套筒(3)的自由端面(50)的一部 分，其特征在于，所述集中器元件(46a、46b)能相对于所述旋转轴线(7)以径向的和轴向的 分量移动到至少覆盖所述夹紧套筒(3)的自由端面(50)的一部分的工作位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集中器元件(46a、46b)的移动平移地 进行。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述集中器元件(46a、46b)分别容纳 在多个滑块(44)中，这些滑块能以相对于旋转轴线成60°至80°，优选65°至75°的角 度(α)平移地(直线地)移动。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述滑块04)由不导磁的材料，优选由陶 瓷材料或者塑料制成，并且所述集中器元件(46a、46b)分别容纳在所述滑块G4)的指向旋 转轴线方向的自由端部上。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，设有六个环状分组的滑块(44)，这些滑块 在由不导磁材料制成的导向圈02)的直线槽中可移动地被引导。
6.根据权利要求3至5中的任意一项所述的装置，其特征在于，所述滑块的至少一部 分，优选以环状分组的方式每两个滑块，分别支承一个由不导磁的材料优选为铝制成 的止动板(54、56)，该止动板作为挡块(56)略微地突起，即超出所述集中器元件(46b)的朝 夹紧套筒(3)方向的端面0. 2至0. 6mm，优选为0. 3至0. 4mm地突起。
7.根据权利要求3至6中的任意一项所述的装置，其特征在于，所述滑块04)的滑动 控制通过在这些滑块上的凸轮销0 进行，所述凸轮销接合在调整环(38)的相应的控制 曲线部(40)中。
8.根据上述权利要求中的任意一项所述的装置，其特征在于，设有一个附加的环形的 集中器(58)，该集中器固定地设置在所述线圈单元(14a、14b)和容纳在所述滑块04)上的 集中器元件(46a、46b)之间的径向间隙中。
9.根据上述权利要求中的任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置具有由不导磁 而导电的材料优选铜制成的环形的感应顶盖(60)，该感应顶盖这样设计和/或布置，使得 该感应顶盖作为主动屏蔽元件建立相对于由感应线圈产生的漏磁场的反磁场。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述附加的集中器(58)和/或感应 顶盖(60)设置在位于端侧上的盖圈上，该盖圈与壳体相固定或者设置在调整凸缘(3 上。
11.根据权利要求1或者从属权利要求2至10中的任意一项所述的装置，其特征在于， 两个线圈单元(Ha、14b)包括分配的集中器套筒(19a、19b)在内通过纵向导向装置能相对 于彼此沿轴向进行调整，其中，对所述集中器套筒(19a、19b)的导向沿着内导向环08)进行，该内导向环被同心地设置在其上的外导向环06)包覆，其中，所述两个导向环(沈、28) 为了线圈单元(14a、14b)的轴向调整通过凸轮机构相互作用。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述内导向环08)在其外周边上具有 多个优选四个控制曲线部，所述外导向环06)分别通过各一个凸轮与这些控制曲线部相互作用。
13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，用于所述滑块04)和所述集中器 元件G6)的直线进给的调整凸缘(3 能旋转地支承在所述外导向环(26)上。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述调整凸缘在所述外导向环06)上 的支承通过滚动轴承，特别是滚珠轴承带(34)进行。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，在所述调整凸缘(3 上和在所述 外导向环06)上各设置一个齿圈，用于调整凸缘(32、38)和外导向环08)的旋转驱动。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述调整凸缘(32、38)和所述外导向环 (26)的齿圈(62、64)的驱动分别马达驱动地并且通过传动机构进行。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，用于所述调整凸缘(32、38)的马达和传 动机构(72、76、78、66)以及用于所述外导向环(26)的马达和传动机构(74、80、82、68)设 置在共有的滑板(70)上，该滑板设置在与装置固定的紧固台(84)上的直线导向装置(86) 上，使得两个马达和传动机构在两个线圈单元轴向调整时与所述外导向环06) —起运动。
18.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，为了驱动所述调整凸缘(32、38) 和所述外导向环(26)，分别使用一个蜗杆(66、68)，这些蜗杆与相应的齿圈(62、64)啮合并 且起自锁作用。
全文摘要
本发明涉及一种用于在刀架中通过感应的方式夹紧和松开刀具特别是旋转刀具的刀柄(9)的装置，所述刀架具有在该刀架的自由端部上敞开的由导电材料制成的夹紧套筒(3)以通过摩擦连接的方式容纳刀柄，在装置的工作状态下，设有至少覆盖夹紧套筒(3)的自由端面(50)一部分的集中器元件(46a、46b)，该集中器元件能朝通过夹紧套筒(3)确定的旋转轴线(7)的方向通过径向的和轴向的分量进行调整。
文档编号H05B6/38GK102143824SQ200980134763
公开日2011年8月3日 申请日期2009年8月13日 优先权日2008年9月4日
发明者弗朗茨·海默尔, 约瑟夫·海默尔 申请人:弗朗茨海默尔机械制造两合公司