DE19916984C1 - Steckverbindung für wassergekühlte, stromführende Leitungen an Werkzeugen und anderen Geräten - Google Patents

Abstract

Es wird eine Steckverbindung für wassergekühlte, stromführende Leitungen an Werkzeugen und anderen Geräten vorgeschlagen, mit der sich sowohl der elektrische Stromkreis für die Stromversorgung und als auch der Kreislauf für das Kühlwasser durch einfache Handgriffe schnell schließen oder, z.B. für Wartungsarbeiten, unterbrechen läßt. Die Steckverbindung besteht aus einem Mutterteil (1) und einem Vaterteil (1'), in denen Kammern (3, 3') und in diese mündende Durchlässe (4, 4') für das zugeführte Kühlwasser vorgesehen sind, die im zusammengesteckten Zustand der Steckverbindung miteinander in Verbindung stehen. DOLLAR A Die Kammern (3, 3') stehen in direkter Verbindung mit den Wasserschläuchen (21, 21'), die für die Zuführung des Kühlwassers vorgesehen sind. Der Rückfluß des Kühlwassers erfolgt über eine direkte Verbindung zwischen einem das Kühlwasser dem Vaterteil (1') zuführenden Wasserschlauch (20') und einem das Kühlwasser vom Mutterteil (1) aus weiterführenden Wasserschlauch (20). Im Mutterteil (1) sind ferner zwei Kontakthülsen (23) einer elektrischen Steckverbindung befestigt, während im Vaterteil (1') zwei den Kontakthülsen (23) entsprechende Kontaktstifte (38) befestigt sind. Die Kontakthülsen (23) bzw. Kontaktstifte (38) sind mit elektrischen Leitungen (28, 28') für die Stromversorgung verbunden, welche ihrerseits durch die Wasserschläuche (21, 21') geführt sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steckverbindung für wassergekühlte, strom­ führende Leitungen an Werkzeugen und anderen Geräten.

In verschiedenen Industriezweigen wird die durch Induktionsspulen bei durchflie­ ßendem Wechselstrom hervorgerufene Induktionsenergie dazu benutzt, elektrisch leitende oder ferromagnetische Bauteile aufzuheizen. Ein Anwendungsbeispiel ist der Induktionsschweißbrenner. Allgemein ist es bei der Nutzung der induktiven Erwärmung erforderlich, die stromführenden Leitungen zur Vermeidung von Überhit­ zungen während des Betriebs der Geräte fortlaufend zu kühlen. Neben der Luftküh­ lung hat sich vor allem die Wasserkühlung durchgesetzt.

Es gibt auch automatisierte oder mit Hilfe von Robotern betätigte Werkzeuge, welche stromführende Leitungen aufweisen, die während des Betriebs ständig und vor­ zugsweise mit Wasser gekühlt werden müssen.

So ist in der DE 196 38 521 bzw. der PCT-Veröffentlichung WO 98/12016 ein Werk­ zeug zum automatisierten Setzen von Haltebolzen auf Trägerflächen beschrieben. Jeder der zu verarbeitenden Haltebolzen besteht aus einem Bolzenschaft, dessen eines Ende mit einem Tellerbund fest verbunden ist. Die Stirnfläche des Tellerbun­ des ist mit einem trockenen, durch Wärmeeinwirkung reaktivierbaren Schmelzkleb­ stoff beschichtet. Die Haltebolzen werden dem Werkzeug aus einem Vorrat über eine Vereinzelungsvorrichtung durch einen seitlich einmündenden Zuführkanal zu­ geführt und bei Betätigung des Werkzeugs aus einer Art Wartestellung einzeln so in dessen Mundstück befördert, daß die den Schmelzklebstoff tragende Stirnfläche des Tellerbundes nach vorn weist und der Haltebolzen durch einen pneumatisch betä­ tigbaren Stößel am Bolzenschaft erfaßt, zentriert und beaufschlagt werden kann, wenn das Mundstück des Werkzeugs flach gegen eine Trägerfläche gepreßt wird, mit der der Haltebolzen verbunden werden soll. In dem den Haltebolzen und insbe­ sondere dessen Tellerbund umgebenden Mundstück des Werkzeugs ist eine Induk­ tionsspule untergebracht, die gleichzeitig mit der pneumatischen Beaufschlagung des den Haltebolzen gegen die Trägerfläche pressenden Stößels mit einem ver­ hältnismäßig starken, hochfrequenten Wechselstrom beschickt wird. Dadurch wird ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, das auch den Haltebolzen durchdringt und die­ sen und insbesondere dessen Tellerbund in kurzer Zeit induktiv so stark erwärmt, daß die darauf befindliche Schicht Schmelzklebstoff rasch zum Schmelzen gebracht, also reaktiviert wird und so die Verbindung zwischen dem Tellerbund des Haltebol­ zens und der Trägerfläche hergestellt wird, wenn der Schmelzklebstoff anschließend wieder erstarrt. Die den starken, hochfrequenten Induktionsstrom führenden Leitun­ gen müssen während des Betriebs ständig mit Wasser gekühlt werden.

Bei einem solchen Werkzeug liegt es in der Natur der Sache, daß nach einer gewis­ sen Dauer des Betriebs gerade im Bereich des Mundstücks Verklebungen auftreten, die dann ein Wechsel des Werkzeugs erforderlich machen. Doch auch Störungen anderer Art können einen Austausch zumindest von Teilen notwendig machen. So erfordern solche Werkzeuge allgemein in regelmäßigen Zeitabständen eine War­ tung, z. B. um Kalkablagerungen in den von dem Kühlwasser durchströmten Leitun­ gen zu beseitigen. Bisher mußte dazu immer das ganze Werkzeug demontiert und gewartet oder durch ein anderes ersetzt werden, was entsprechend kostenintensiv und zeitaufwendig ist. Die Zufuhr des Kühlwassers und des hochfrequenten Wech­ selstrom erfolgten entweder über räumlich getrennte Anschlüsse oder es kamen sperrige, viel zu viel Raum einnehmende Verbindungskästen zur Anwendung, in denen die notwendigen Anschlüsse vorgesehen waren. Für die Wartung oder das Auswechseln bestimmter Teile waren dann zeitraubende und umständliche Arbeits­ schritte unter Zuhilfenahme von speziellen Bedienungschlüsseln nötig. Wenn solche Werkzeuge an automatisierten Fertigungsstraßen eingesetzt werden, muß bei einem notwendigen Werkzeugaustausch oder einer notwendigen Wartung der Arbeitsablauf der gesamten Fertigungsstraße für diese zeitraubende Arbeit unterbrochen werden.

Bei Überlegungen, den Austauschvorgang an solchen Werkzeugen zu vereinfachen und zu beschleunigen und womöglich auf bestimmte Teile des jeweiligen Werkzeugs zu beschränken, haben sich immer wieder die wassergekühlten Stromleitungen der Induktionsspulen als besondere Problemstellen erwiesen. Denn diese müssen be­ sonders hohe Anforderungen an Dichtigkeit und Durchschlagsfestigkeit erfüllen. Solche Werkzeuge sollen auch insgesamt eine hohe Schlagfestigkeit gegen äußere mechanische Einwirkungen aufweisen und starken Temperaturschwankungen standhalten, ohne daß sich Funktionsstörungen zeigen. Verbindungsstellen, die am Werkzeug vorgesehen werden sollen, müssen eine möglichst hohe Zahl von Werk­ zeugwechseln unbeschadet überstehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steckverbindung für wassergekühlte, stromfüh­ rende Leitungen an Werkzeugen und insbesondere an automatisierten Werkzeugen zu schaffen, die schnell und unkompliziert zu betätigen ist und dabei allen Anforde­ rungen an Sicherheit, Dichtigkeit, elektrischer Durchschlagsfestigkeit, mechanischer Schlagfestigkeit, Druck- und Temperaturfestigkeit und Lebensdauer gerecht wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im Gehäuse des Mutterteils und des Vaterteils der Steckverbindung jeweils eine Kammer und in diese Kammer mün­ dende Durchlässe für das zutretende Kühlwasser ausgebildet sind, die im zusam­ mengesteckten Zustand der Steckverbindung miteinander in Verbindung stehen, wobei aus den Kammern jeweils eine direkte Verbindung zu einem das Kühlwasser zuführenden bzw. weiterführenden Wasserschlauch besteht, daß für den Rückfluß des Kühlwassers eine direkte, die Kammer jeweils überbrückende Verbindung zwi­ schen einem das zurückfließende Kühlwasser dem Vaterteil der Steckverbindung zuführenden Wasserschlauch und einem das zurückfließende Kühlwasser vom Mutterteil aus weiter rückführenden Wasserschlauch besteht, daß im Gehäuse des Mutterteils in neben den Durchlässen vorgesehenen Bohrungen die zwei Kontakt­ hülsen einer elektrischen bipolaren Steckverbindung befestigt sind und im Gehäuse des Vaterteils in neben den Durchlässen vorgesehenen Bohrungen den Kontakthül­ sen entsprechende, aus der Stirnfläche des Gehäuses vorstehende Kontaktstifte der elektrischen bipolaren Steckverbindung befestigt sind und daß die mit den Kontakt­ hülsen bzw. den Kontaktstiften verbundenen elektrischen Leitungen für die Strom­ versorgung durch die das Kühlwasser zuführenden bzw. weiterleitenden, mit den Kammern in Verbindung stehenden Wasserschläuche geführt sind.

Damit ist eine Steckverbindung geschaffen, mit der sich gleichzeitig der elektrische Stromkreis für die Stromversorgung einer Induktionsspule und auch der Kreislauf für das Kühlwasser schließen oder unterbrechen läßt. Die Steckverbindung ist raum­ sparend und kann von Hand leicht und ohne Zuhilfenahme von Betätigungsschlüs­ seln, praktisch mit einem Handgriff, schnell betätigt werden. Wartungsarbeiten an den zugehörigen Werkzeugen oder der Austausch eines Werkzeugs oder von Werkzeugteilen lassen sich so einfacher und in kürzerer Zeit durchführen. Die Steckverbindung erfüllt alle Anforderungen an Sicherheit und Belastbarkeit. Ihre Abmessungen können den jeweiligen Erfordernissen ohne weiteres angepaßt wer­ den. Auch die Wahl der Werkstoffe kann nach Bedarf weitgehend frei getroffen werden.

Das zufließende Kühlwasser umspült die elektrischen Leitungen und durchströmt die im Gehäuse vorgesehenen Durchlässe und die Kammern, so daß auch die im Ge­ häuse angeordneten elektrischen Steckverbindungen gekühlt werden, bevor es zur Kühlung der Induktionsspule weitergeleitet wird. Da für den Rückfluß die zur Kühlung vorgesehenen Kammern und Durchlässe überbrückt sind, kann das rückfließende Kühlwasser sich in der Steckverbindung nicht mit dem zufließenden Kühlwasser mischen und kann so auch schnell wieder abkühlen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kammer im Mutter­ teil und Vaterteil jeweils durch eine topfförmige Ausnehmung im Gehäuse gebildet, die nach außen durch ein gegen die Gehäusewand abgedichtetes Verschlußstück verschlossen ist; in diesem sind zwei Öffnungen vorgesehen, in die zwei Metallhül­ sen dichtend eingeschoben sind, von denen die eine, kürzere in die Kammer mündet und die andere, längere durch die Kammer hindurch bis in eine mit der betreffenden Öffnung fluchtende Bohrung im an die Kammer anschließenden Gehäuseabschnitt reicht. Auf die aus dem Verschlußstück herausragenden Enden der Metallhülsen sind Schläuche für den Zu- und Rückfluß des Kühlwassers aufgeschoben und durch Klammern gehalten.

Im Mutterteil reicht die längere Metallhülse in den durch eine Abstufung bestimmten inneren Bohrungsabschnitt der fluchtenden Bohrung und am Vaterteil ragt die län­ gere Metallhülse aus der glatt durchgehenden Bohrung um ein bestimmtes Maß heraus; dieses herausragende Ende paßt beim Zusammenfügen der Steckverbin­ dung dichtend in den durch eine Abstufung bestimmten äußeren Bohrungsabschnitt der fluchtenden Bohrung im Mutterteil und ist darin gegen die Wand durch einen Dichtring abgedichtet.

Am Gehäuse des Vaterteils ist ein über das Ende der aus der Stirnfläche herausra­ genden Metallhülse und die ebenfalls aus der Stirnfläche herausragenden Kontakt­ stifte um ein geringes Maß hinausragender, rohrförmiger Fortsatz angeformt, der beim Zusammenfügen der Steckverbindung auf den vom Verschlußstück abgewand­ ten Endabschnitt des Gehäuses des Mutterteils paßt und dagegen durch Dichtringe abgedichtet ist. So kann eine sichere Verbindung zwischen Mutter- und Vaterteil der Steckverbindung erreicht werden, die auch absolut dicht ist.

Vorzugsweise sind im Gehäuse des Vaterteils und des Mutterteils jeweils drei Durchlässe für das zufließende Kühlwasser vorgesehen sind, die zueinander um 120° versetzt sind, wobei im zusammengefügten Zustand der Steckverbindung die Durchlässe des Mutterteils mit den Durchlässen des Vaterteils fluchten; zwischen den Durchlässen sind ebenfalls um 120° zueinander versetzt jeweils zwei Bohrungen für die elektrischen Kontakthülsen bzw. die elektrischen Kontaktstifte und jeweils eine Bohrung für die Anschlüsse des Wasserrücklaufs ausgeführt. So wird eine gute Kühlung der elektrischen Leitungen und Verbindungen erreicht.

Die innerhalb der das Kühlwasser zuführenden und weiterleitenden Wasserschläu­ che und der kürzeren, sich in die Kammern öffnenden Metallhülsen geführten elek­ trischen Leitungen bestehen bevorzugt aus jeweils sechs Drähten, die sich in Höhe der Kammern des Mutter- und Vaterteils jeweils in zwei Gruppen zu drei Drähten teilen, die dann mit den Kontakthülsen bzw. den Kontaktstiften verbunden sind.

Die Verbindung zwischen Mutter- und Vaterteil kann durch einen Schließring mit Bajonett- oder Schraubverschluß gesichert werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist am Umfang des Gehäuses sowohl des Mutterteils als auch des Vaterteils in einer Ringnut jeweils ein Montagering einge­ paßt, mit dessen Hilfe beide Teile an Trägerplatten fest montiert werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der anhängenden Zeichnungen beispielhaft genauer beschrieben; Es zeigen

Fig. 1 das Mutterteil der erfindungsgemäßen Schnellkupplung, längs geschnitten,

Fig. 2 das Vaterteil der erfindungsgemäßen Schnellkupplung, längs geschnitten,

Fig. 3 die Ansicht des Mutterteils der erfindungsgemäßen Schnellkupplung in Rich­ tung des Pfeiles P in Fig. 1,

Fig. 4 einen vor bzw. hinter der Schnittebene der Fig. 1 geführten Längsschnitt durch ein Detail des Mutterteils gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 die Ansicht des Vaterteils der erfindungsgemäßen Schnellkupplung in Rich­ tung des Pfeiles Q in Fig. 2,

Fig. 6 einen vor bzw. hinter der Schnittebene der Fig. 2 geführten Längsschnitt durch eine Detail des Vaterteils gemäß der Schnittlinie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Schnellkupplung im zusammengefügten Zustand der Teile gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 8 einen vor bzw. hinter der Schnittebene der Fig. 7 entsprechend den Fig. 5 und 6 geführten Längsschnitt durch die betreffenden Details im zusammen­ gefügten Zustand der Steckverbindung,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch die Steckverbindung im zusammengefügten Zu­ stand gemäß der abgeknickten Schnittlinie IX-IX in Fig. 3 bzw. 5 und

Fig. 10 die perspektivische Darstellung eines Werkzeugwechselsystems, in dem neben anderen Verbindungen auch eine Steckverbindung nach der Erfindung enthalten ist.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Mutterteil 1 einer Steckverbindung für wassergekühlte, stromführende Leitungen. Es besteht aus einem vorzugsweise aus Kunststoff, z. B. Polyamid, gefertigten Gehäuse 2, in dem durch abgestufte Bohrun­ gen und Hohlräume Durchtrittsmöglichkeiten für das Kühlwasser und Durchführun­ gen für die elektrischen Leitungen 28 geschaffen sind. Das Gehäuse 2 weist eine sich etwa bis zu seiner halben Tiefe erstreckende topfförmige Kammer 3 auf, von deren Boden aus in einem Winkelabstand von jeweils 120° drei rohrförmige Durchlässe 4 durch die andere (massive) Hälfte des Gehäuses 2 hindurchführen (siehe auch Fig. 3). Zwischen den beiden oberen Durchlässen 4 ist außerdem eine durchgehende Bohrung 5 ausgeführt, die in ihrem Innern in beide Richtungen jeweils eine gleich große Abstufung 6, 6a aufweist, so daß zwei etwa gleich große Abschnitte 5a und 5b der Bohrung 5 entstehen.

Die Kammer 3 wird durch ein Verschlußstück 7 abgedeckt, das an einem überstehenden Bund 8 gegen die Ringfläche 9 der Gehäusewand 10 geschraubt ist. Durch eine Ringdichtung 11 ist das Verschlußstück 7 gegen die Gehäusewand 10 abgedichtet. Das Verschlußstück 7 weist zwei durchgehende runde Öffnungen 12, 13 auf, von denen die eine 12 mit der Bohrung 5 bzw. den Bohrungsabschnitten 5a, 5b im Gehäuse 2 fluchtet. In beide Öffnungen 12, 13 ist jeweils eine Metallhülse 14, 15, vorzugsweise aus einer Kupferlegierung, eingeschoben, die darin an Abstufungen 16, 17 gehalten und durch Dichtringe 18, 19 gegen die Wand der betreffenden Öffnung 12, 13 abgedichtet sind.

Beide Metallhülsen 14, 15 ragen mit ihrem einen Ende soweit aus dem Verschluß­ stück 7 heraus, daß auf diese Enden Schläuche 20, 21 für die Zu- und Abführung von Kühlwasser aufgeschoben und mit Klammern 22 dichtend darauf gehalten wer­ den können. Die eine Metallhülse 15, die den Anschluß für den das Kühlwasser in Richtung der nicht dargestellten Induktionsspule zuführenden Schlauch 21 bildet, schließt im Inneren mit dem Verschlußstück 7 bündig ab, während die andere Metallhülse 14 derart verlängert ist, daß sie durch die Kammer 3 hindurch bis in den Abschnitt 5a der fluchtenden Bohrung 5 im Gehäuse 2 ragt und dort an der Abstufung 6a anstoßen kann. Der Abschnitt 5b der Bohrung 5 dient, wie weiter unten noch deutlich wird, der Verbindung der das zurückfließende Kühlwasser führenden Leitung zwischen Vaterteil 1' und Mutterteil 1 der Steckverbindung.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, sind in dem sich an die Ausnehmung 3 anschließenden (massiven) Abschnitt des Gehäuses 2 zur Bohrung 5 um jeweils 120° versetzt zwei weitere durchgehende, d. h. in die Kammer 3 mündende Bohrungen 24 ausgeführt, in denen die Kontakthülsen 23 einer bipolaren, elektrischen Steckverbindung an Abstufungen 25 mittels Bund 26 und Seegerring 27 (siehe auch Fig. 4) oder anderen geeigneten Mitteln gehalten sind. Mit den Kontakthülsen 23 entweder verlötet oder durch Quetschverbindungen 29 verbunden sind die elektrischen Leitungen 28, die der Versorgung der in den Zeichnungen nicht dargestellten Induktionsspule mit hochfrequentem Wechselstrom dienen und die durch die in die Kammer 3 einmündende Metallhülse 15 und den daran angeschlossenen Kühlmittelschlauch 21 weitergeführt sind.

Entsprechend dem Mutterteil 1 in den Fig. 1, 3 und 4 ist in den Fig. 2, 5 und 6 das Vaterteil 1' der Steckverbindung dargestellt, das weitgehend in spiegelbildlich glei­ cher Weise aufgebaut ist; gleiche Teile sind deshalb mit den gleichen, zur Unter­ scheidung aber gestrichenen Bezugszahlen bezeichnet.

Auch das Gehäuse 2' des Vaterteils 1' weist in seiner einen Hälfte eine topfförmige Kammer 3' auf, von deren Boden aus sich jeweils um 120° versetzt drei Durchlässe 4' für das Kühlwasser durch die andere Hälfte des Gehäuses 2' erstrecken (siehe auch Fig. 5), wobei diese so angeordnet sind, daß sie im zusammengesetzten Zustand der Steckverbindung mit den Durchlässen 4 des Mutterteils 1 fluchten. Zwi­ schen zweien der Durchlässe 4' ist eine in diesem Fall glatt durchgehende Bohrung 30 vorgesehen, die im zusammengesetzten Zustand der Steckverbindung mit dem nach außen offenen Abschnitt 5b der Bohrung 5 im Mutterteil 1 fluchtet.

Gegen die die Gehäusewand 10' abschließende Ringfläche 9' des Gehäuses 2' ist wiederum ein Verschlußstück 7' geschraubt und durch eine Ringdichtung 11' gegen die Gehäusewand 10' abgedichtet. Das Verschlußstück 7' weist auch die zwei Öffnungen 12', 13' auf, von denen die eine 12' mit der Bohrung 30 fluchtet. In die Öffnungen 12', 13' dichtend eingeschoben sind zwei Metallhülsen 31, 32, auf deren aus dem Verschlußstück 7' hinausragende Enden Schläuche 20' und 21' für den Zu- und Abfluß des Kühlwassers aufgeschoben und durch Klammern 22' gehalten sind.

Die eine kürzere Metallhülse 32 in der Öffnung 13' schließt im Innern bündig mit dem Verschlußstück 7' ab, so daß der durch diese Metallhülse 32 bestimmte Durchtritt für das Kühlwasser in die Kammer 3' mündet. Die längere Metallhülse 31 in der Öffnung 12' ragt durch diese Kammer 3' und die mit der Öffnung 12' fluchtende Bohrung 30 hindurch und um ein bestimmtes Maß aus der Bohrung 30 hinaus. Das aus der Bohrung 30 herausragende Ende der Metallhülse 31 ist mit einem in eine Ringnut eingelegten Dichtring 33 versehen und paßt so dichtend in den Abschnitt 5b der Bohrung 5 des Mutterteils 1 (siehe auch Fig. 7).

Das Gehäuse 2' weist einen über das Ende der Metallhülse 31 um eine geringes Maß hinausragenden rohrförmigen Fortsatz 34 auf, der auf den vom Verschlußstück 7 abgewandten Endabschnitt 35 des Gehäuses 2 des Mutterteils 1 paßt, wobei dann die Mantelfläche des Endabschnitts 35 des Gehäuses 2 gegen die Innenfläche des rohrförmigen Fortsatzes 34 des Gehäuses 2' durch Dichtringe 36 abgedichtet ist. Im zusammengesetzten Zustand der Steckverbindung bleibt, wie in Fig. 7 zu erkennen, zwischen den sich gegenüberstehenden Flächen der beiden Teile ein Spalt 41 von ca. 2 mm bestehen.

Korrespondierend zu den Kontakthülsen 23 im Mutterteil 1 sind im Vaterteil 1' zur Bohrung 30 um 120° versetzt (siehe Fig. 5 und 6) in durchgehenden Bohrungen 37 mittels Bund 26' und Seegerring 27' zwei Kontaktstifte 38 gehalten, die sich durch den von dem rohrförmigen Fortsatz 34 umgebenen Raum 39 erstrecken. Mit ihnen verlötet oder durch Quetschverbindungen 40 verbunden sind die elektrischen Lei­ tungen 28' für die Stromversorgung der Induktionsspule, die durch den Kühlwasser- Schlauch 21', die kurze Metallhülse 32 und die Kammer 3' herangeführt sind.

Die Steckverbindung wird vorzugsweise zwischen dem Stromgenerator und einem Koaxialtransformator der Stromversorgung angeordnet, und die elektrischen Strom­ leitungen 28, 28' sind, wie erwähnt, jeweils innerhalb der Schläuche 21, 21' des Kühlwasserkreislaufs geführt; sie können auch in die Wandung der Schläuche 21, 21' eingebettet sein. Sie bestehen vorzugsweise aus sechs Drähten mit einem jeweiligen Querschnitt von 0,5 mm². Auf der Höhe der Steckverbindung oder inner­ halb der Kammer 3, 3' von Mutterteil 1 und Vaterteil 1' teilen sich diese Drähte in zwei Gruppen von jeweils drei Drähten, die dann mit den Kontakthülsen 23 im Mut­ terteil 1 bzw. den Kontaktstiften 38 im Vaterteil 1' verbunden sind.

Wenn für den Betrieb des betreffenden Werkzeugs die beiden Teile der beschriebe­ nen Steckverbindung zusammengesteckt sind, stellen einerseits die Kontaktstifte 38 den elektrischen Kontakt mit den an ihnen federnd anliegenden Kontakthülsen 23 her und andererseits ist ein nach außen vollkommen abgedichteter Kreislauf für das Kühlwasser geschlossen (siehe Fig. 7, 8 und 9). Gemäß Fig. 7 strömt das Kühlwas­ ser durch den Schlauch 21 und die Metallhülse 15 in die Kammer 3 des Mutterteils 1 und von da durch die Durchlässe 4, den Spalt 41 und die Durchlässe 4' in die Kam­ mer 3' des Vaterteils 1' und weiter durch den Schlauch 21' in Richtung Werkzeug­ kopf bzw. Induktionsspule (nicht dargestellt). Dabei werden die elektrischen Leitun­ gen 28, 28' und besonders die Gehäuseteile, in denen sich die elektrischen Kon­ takthülsen 23 und die Kontaktstifte 38 befinden, vom Kühlwasser umspült und so fortlaufend gekühlt. Der Rückfluß des erwärmten Kühlwassers von der ebenfalls um­ spülten und gekühlten Induktionsspule erfolgt dann direkt durch den Schlauch 20', die Metallhülse 31, die Bohrung 5 und die Metallhülse 14 im Mutterteil und durch den Schlauch 20 zum nicht dargestellten Kühlwassertank, ohne nochmals die Kammern 3, 3' und die Durchlässe 4, 4' zu passieren, so daß es sich nicht mit dem zufließenden Kühlwasser mischen kann und sich dagegen schnell wieder abkühlen kann.

Damit ist eine schnell und einfach, ohne die Zuhilfenahme von Betätigungsschlüsseln zu betätigende Steckverbindung zugleich für den Kühlmittelkreislauf und den elektrischen Stromkreislauf geschaffen, die nach außen absolut dicht ist und auch allen anderen Anforderungen hinsichtlich Funktionssicherheit, Durchschlagfestigkeit, Langlebigkeit und Unempfindlichkeit gegen äußere mechanische Einwirkungen gerecht wird. Wenn es als erforderlich angesehen wird, kann die Verbindung der beiden Teile der Steckverbindung durch zusätzliche Maßnahmen gesichert werden, z. B. durch einen Schließring mit Bajonett- oder Schraubverschluß (nicht dargestellt), der dann vorteilhafterweise unverlierbar auf dem Umfang eines der Teile gehalten ist.

In Fig. 10 ist eine Montagemöglichkeit zusammen mit anderen Versorgungsan­ schlüssen für ein Werkzeug, z. B. ein Roboterwerkzeug der eingangs genannten Art, dargestellt. In korrespondierenden Ausnehmungen und Bohrungen zweier einander gegenüberstehender Trägerplatten 42 und 43 sind beispielhaft die Anschlußbuchsen und Anschlußstecker für verschiedene Versorgungsleitungen fest montiert, wobei sich in der abnehmerseitigen Trägerplatte 42 etwa eine Reihe von Anschlußnippeln 44, ein Stiftgehäuse 45 und zwei Führungssäulen 46 befinden und in der ver­ sorgerseitigen Trägerplatte 43 sich die korrespondierenden Anschlußbuchsen 47, ein Buchsengehäuse 48 und zwei Führungsbuchsen 49 befinden. Außerdem ist in beiden Trägerplatten 42, 43 eine Bohrung 50 vorgesehen, in die, wie in Fig. 10 mit strichpunktierten Linien angedeutet, abnehmerseitig das Vaterteil 1' und versorgerseitig das Mutterteil 1 einer erfindungsgemäßen Steckverbindung montiert werden können. Dazu sind, wie in den Fig. 1, 2, 7 und 9 zu erkennen, am Umfang der Gehäuse 2 und 2' in Ringnuten Montageringe 51, 51' aus Metall vorgesehen, mit deren Hilfe die Teile in den Bohrungen 50 der Trägerplatten 42, 43 gehalten sind. So ergibt sich eine kompakte und funktionssichere Multisteckverbindung, die von Hand leicht und schnell zu bedienen ist, wenn eine Wartung des Werkzeugs ansteht oder ein Werkzeugaustausch erforderlich ist.

Bezugszeichenliste

1

Mutterteil

1

' Vaterteil

2

,

2

' Gehäuse

3

,

3

' Kammer

4

,

4

' Durchlässe

5

Bohrung

5

a,

5

b Bohrungsabschnitte

6

,

6

a Abstufung

7

,

7

' Verschlußstück

8

Bund

9

,

9

' Ringfläche

10

,

10

' Gehäusewand

11

,

11

' Ringdichtung

12

,

12

' Öffnungen

13

,

13

' Öffnungen

14

lange Metallhülse

15

kurze Metallhülse

16

,

17

Abstufungen

18

Dichtungen

19

Dichtungen

20

,

20

' (Wasser)-Schläuche (Rücklauf)

21

,

21

' (Wasser)-Schläuche (Zulauf)

22

,

22

' Klammern

23

Kontakthülsen

24

Bohrungen

25

Abstufungen

26

,

26

' Bund

27

,

27

' Seegerring

28

elektrische Leitungen

29

Quetschverbindung

30

Bohrung

31

lange Metallhülse

32

kurze Metallhülse

33

Dichtring

34

rohrförmiger Fortsatz

35

Endabschnitt

36

Dichtringe

37

Bohrungen

38

Kontaktstifte

39

Raum

40

Quetschverbindung

41

Spalt

42

Trägerplatte, abnehmerseitig

43

Trägerplatte, versorgerseitig

44

Anschlußnippel

45

Stiftgehäuse

46

Führungssäule

47

Anschlußbuchse

48

Buchsengehäuse

49

Führungsbuchse

50

Bohrung

51

,

51

' Montageringe

Claims (8)

1. Steckverbindung für wassergekühlte, stromführende Leitungen an Werkzeugen und anderen Geräten, dadurch gekennzeichnet,

• - daß im Gehäuse (2, 2') des Mutterteils (1) und des Vaterteils (1') der Steckverbin­ dung jeweils eine Kammer (3, 3') und in diese Kammer (3, 3') mündende Durchlässe (4, 4') für das zutretende Kühlwasser ausgebildet sind, die im zusammengesteckten Zustand der Steckverbindung miteinander in Verbindung stehen, wobei aus den Kammern (3, 3') jeweils eine direkte Verbindung zu einem das Kühlwasser zuführenden bzw. zur Kühlung weiterführenden Wasserschlauch (21, 21') besteht,
• - daß für den Rückfluß des Kühlwassers eine direkte, die Kammer (3, 3') jeweils überbrückende Verbindung zwischen einem das Kühlwasser dem Vaterteil (1') zuführenden Wasserschlauch (20') und einem das Kühlwasser vom Mutterteil (1) aus weiter führenden Wasserschlauch (20) besteht,
• - daß im Gehäuse (2) des Mutterteils (1) in neben den Durchlässen (4) vorge­ sehenen Bohrungen (24) die zwei Kontakthülsen (23) einer elektrischen bipolaren Steckverbindung befestigt sind und im Gehäuse (2') des Vaterteils (1') in neben den Durchlässen (4') vorgesehenen Bohrungen (37) den Kontakthülsen (23) entsprechende, aus der Stirnfläche des Gehäuses (2') vorstehende Kontaktstifte (38) der elektrischen bipolaren Steckverbindung befestigt sind, und
• - daß die mit den Kontakthülsen (23) bzw. den Kontaktstiften (38) verbundenen elektrischen Leitungen (28, 28') für die Stromversorgung durch die das Kühlwasser zuführenden bzw. weiterführenden Wasserschläuche (21, 21') geführt sind.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (3, 3') im Mutterteil (1) und Vaterteil (1') jeweils nach außen durch ein gegen die Gehäusewand (10, 10') abgedichtetes Verschlußstück (7, 7') verschlossen ist, in dem jeweils zwei Öffnungen (12, 13) und (12', 13') vorgesehen sind, in die je zwei Metallhülsen (14, 15) und (31, 32) dichtend eingeschoben sind, von denen die eine, jeweils kürzere (15, 32) in die Kammer (3, 3') mündet und die andere, jeweils längere (14, 31) durch die Kammer (3, 3') hindurch geführt ist und bis in eine mit der betreffenden Öffnung (12, 12') fluchtende Bohrung (5, 30) des an die Kammer (3, 3') anschließenden Gehäuseabschnitts reicht, und daß auf die aus dem Verschlußstück (7, 7') herausragenden Enden der Metallhülsen (14, 15) bzw. (31, 32) Schläuche (20, 21) bzw. (20', 21') für den Zu- und Rückfluß des Kühlwassers aufgeschoben und durch Klammern (22) gehalten sind.

3. Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Mutterteil (1) die längere Metallhülse (14) in den durch eine Abstufung (6a) bestimmten inneren Bohrungsabschnitt (5a) der Bohrung (5) reicht und am Vaterteil (1') die längere Metallhülse (31) aus der glatt durchgehenden Bohrung (30) um ein bestimmtes Maß herausragt und dieses herausragende Ende beim Zusammenfügen der Steckverbin­ dung dichtend in den durch eine Abstufung (6) bestimmten äußeren Bohrungsab­ schnitt (5b) der Bohrung (5) im Mutterteil (1) paßt und darin gegen die Wand durch einen Dichtring (33) abgedichtet ist.

4. Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (2') des Vaterteils (1') ein über das Ende der aus der Stirnfläche herausragenden Metallhülse (31) und die ebenfalls aus der Stirnfläche herausragenden Kontaktstifte (38) um ein geringes Maß hinausragender, rohrförmiger Fortsatz (34) angeformt ist, der beim Zusammenfügen der Steckverbindung auf den Endabschnitt (35) des Gehäuses (2) des Mutterteils (1) paßt und dagegen durch Dichtringe (36) abgedich­ tet ist.

5. Steckverbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2, 2') des Vaterteils (1') und des Mutterteils (1) jeweils drei Durchlässe (4, 4') für das zufließende Kühlwasser vorgesehen sind, die zueinander um 120° versetzt sind, wobei im zusammengefügten Zustand der Steckverbindung die Durchlässe (4) des Mutterteils (1) mit den Durchlässen (4') des Vaterteils (1') fluchten und daß zwi­ schen den Durchlässen (4; 4') ebenfalls um 120° zueinander versetzt jeweils zwei Bohrungen (24; 37) für die elektrischen Kontakthülsen (23) bzw. die elektrischen Kontaktstifte (38) und jeweils eine Bohrung (5; 30) für die Anschlüsse des Wasser­ rücklaufs ausgeführt sind.

6. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb der das Kühlwasser zuführenden und weiterleitenden Wasserschläuche (21, 21') und der daran anschließenden, kürzeren, sich in die Kammern (3, 3') öffnenden Metall­ hülsen (15, 32) geführten elektrischen Leitungen (28, 28') jeweils aus sechs Drähten bestehen, die sich in Höhe der Kammern (3, 3') des Mutter- und Vaterteils (1, 1') jeweils in zwei Gruppen zu drei Drähten teilen, die dann mit den Kontakthülsen (23) bzw. den Kontaktstiften (38) fest verbunden sind.

7. Steckverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, zur Sicherung der Verbindung zwischen Mutterteil (1) und Vaterteil (1') am Umfang ein Schließring mit Bajonett- oder Schraubverschluß vorgesehen ist.

8. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Gehäuses (2, 2') sowohl des Mutterteils (1) als auch des Vater­ teils (1') in einer Ringnut jeweils ein Montagering (51, 51') eingepaßt ist, mit dessen Hilfe das Mutterteil (1) und das Vaterteil (1') an jeweils einer Trägerplatte (42, 43) fest montierbar sind.