DE202017106958U1

DE202017106958U1 - Vorrichtung zur Matrizenbrucherkennung

Info

Publication number: DE202017106958U1
Application number: DE202017106958.3U
Authority: DE
Original assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Current assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2018-01-22
Anticipated expiration: 2027-11-17
Also published as: WO2019096847A1

Abstract

Vorrichtung zur Feststellung eines Bruchs eines Werkzeugs (1), umfassend: eine Schleife (2), die um das Werkzeug (1) angeordnet ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung eines Schadens bzw. eines Bruchs eines Werkzeugs, insbesondere eines Matrizenwerkzeugs.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Stand der Technik sind Vorrichtungen zur Feststellung eines defekten Werkzeugs bekannt, wobei diese Vorrichtungen einen hohen messtechnischen Aufwand erfordern. Die DE 10 2009 044 822 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Prüfung von Werkzeugen in Bearbeitungsmaschinen mit einem in einem Gehäuse verschiebbar gelagerten Taster, dem eine Einrichtung mit Signalgebern zugeordnet ist, die bei Fehlern des Werkzeugs in dessen Axialrichtung ein Fehlersignal abgeben. Das Dokument DE 10 2007 052 215 A1 offenbart ein Verfahren zur Brucherkennung eines resistiven Sensors in einer Wheatstoneschen Brückenschaltung bei der der resisitive Sensor in Reihe zu einem Vorwiderstand geschaltet ist. Die Reihenschaltung liegt an einer Versorgungsgleichspannung an, wobei entsprechend dem Widerstandsverhältnis von Vorwiderstand zu resistiven Sensor eine korrespondierende Erregerspannung am resistiven Sensor und eine korrespondierende Vorwiderstandsspannung am Vorwiderstand anliegt. Die Erregerspannung oder die Vorwiderstandsspannung wird mit einer vorgegebenen Vergleichsspannung verglichen. Es wird bei einem Bruch des resistiven Sensors eine Bruchmeldung ausgegeben, wenn eine bruchbedingte Änderung der Erreger- bzw. Vorwiderstandsspannung eine vorgegebene maximale Spannungsabweichung überschreitet. Außerdem zeigt die DE 10 2006 023 716 B3 eine Vorrichtung zur Zustands- oder Bruchüberwachung eines Werkzeugs oder eines Werkstücks in einem maschinellen Prozess, mit wenigstens einem ersten Körperschallsensor, der mit dem Werkzeug oder dem Werkstück gekoppelt ist, um in dem Werkzeug oder dem Werkstück sich ausbreitende Schallwellen eines Geräusches einer Geräuschquelle zu erfassen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Stand der Technik werden technische Lösungen vorgeschlagen, die einen hohen messtechnischen Aufwand voraussetzen. Ein hoher messtechnischer Aufwand führt zu hohen Kosten und einer aufwändigen Herstellung und damit eine deutliche Erhöhung der Herstellzeiten des betreffenden Werkzeugs.
Eine Aufgabe ist daher, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die zur Feststellung eines Werkzeugbruchs geeignet ist, wobei sich die Detektionsvorrichtung durch eine einfache und kostengünstige Herstellung auszeichnet.
Als erste Ausführungsform der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Feststellung eines Bruchs eines Werkzeugs zur Verfügung gestellt, umfassend: eine Schleife, die um das Werkzeug angeordnet ist.
Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die Schleife aus einem Lackdraht oder einer Folie besteht.
Ein Lackdraht kann einen sehr kleinen Durchmesser aufweisen, wodurch sich eine hohe Empfindlichkeit der Vorrichtung ergibt. In einer alternativen Ausführungsform kann um das Werkzeug eine Folie gebunden bzw. angelegt bzw. geklebt sein, wobei die Folie elektrisch leitfähig ist und/oder eine elektrische Leiterbahn aufweist.
In einer noch weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die Folie auf einer Seite isoliert ist und/oder wobei die Folie eine elektrisch leitende Beschichtung aufweist.
Eine Leitfähigkeit kann an beiden Seiten der Folie vorliegen oder nur auf einer Seite, wobei die leitfähige Seite zum Werkzeug hin angeordnet sein kann, um eine Isolierung der Folie gegenüber der Umwelt zu erzielen. Alternativ kann die leitfähige Seite von dem Werkzeug wegzeigen, insbesondere falls das Werkzeug aus einem leitfähigen Material bestehen sollte. In einer noch weiteren Ausführungsform ist eine elektrisch leitende Leiterbahn innerhalb der Folie angeordnet, um damit durch die Folie selbst von beiden Seiten isoliert zu sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die Schleife fest um das Werkzeug angeordnet ist.
Durch eine feste Anordnung um das Werkzeug wird sichergestellt, dass bei einer Zunahme des Durchmessers des Werkzeugs die Schleife reißt.
In einer noch weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die Schleife derart ausgebildet ist, dass bei dem Bruch der dadurch erhöhte Durchmesser des Werkzeugs zu einer Durchtrennung der Schleife führt.
Gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die Schleife einen Messstrom zur Detektion eines Bruchs aufweist, wobei bei einem Bruch der Messstrom unterbrochen wird.
Der Messstrom kann beispielsweise als konstanter Gleichstrom ausgebildet sein, der bei einer Durchtrennung der Schleife unterbrochen wird.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die Schleife 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder beliebig viele Windungen umfasst.
Durch die Ausbildung mehrerer Windungen kann die Empfindlichkeit der Messvorrichtung erhöht werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung als Spule ausgebildet ist, wobei das Magnetfeld der Spule im Bereich des Werkzeugs angeordnet ist.
Bricht das Werkzeug oder bleiben am Werkzeug Metallspäne liegen oder wird das Werkzeug verformt, kann dies durch die Messvorrichtung festgestellt werden.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei das Werkzeug eine Matrize als Gegenlager bei einem Nietvorgang ist.
Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, eine Schleife um ein Werkzeug, beispielsweise eine Werkzeugmatrize derart anzuordnen, dass in einem ersten Fall ein Abspalten eines Teils der Matrize zu einem Bruch der Schleife führt. Wird in der Schleife eine Spannung geführt, kann die Unterbrechung der Spannung als Feststellung eines defekten Werkzeugs gewertet werden. Die Schleife kann insbesondere mit einem dünnen Lackdraht realisiert werden, wodurch eine hohe Empfindlichkeit der Messvorrichtung sichergestellt wird. In einer zweiten Ausführungsform wird die Schleife als eine Spule verwendet und im Bereich der Werkzeugmatrize ein Magnetfeld derart erzeugt, dass Änderungen der Matrize zu einer Rückkopplung auf das Magnetfeld führen. Wird beispielsweise die Werkzeugmatrize deformiert oder liegen auf der Werkzeugmatrize Metallspäne auf, ergibt sich eine Änderung des resultierenden Magnetfelds, das durch die Schleife festgestellt werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigen
1 eine Darstellung einer Detektionsschleife und
2 eine spulenartige Ausbildung einer Vorrichtung zur Feststellung eines beschädigten Werkzeugs.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER
AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt eine Schleife 2 um ein Werkzeug 1, wobei das Werkzeug 1 beispielsweise eine Werkzeugmatrize ist. Die Schleife 2 ist fest um das Werkzeug 1 angeordnet, beispielsweise ist die Schleife 2 an einer Stelle 3 verdrillt, sodass die Flexibilität der Schleife 2 gering ist. Erfolgt ein Bruch des Werkzeugs 1, wobei der Durchmesser des Werkzeugs 1 beispielsweise durch eine Abspaltung eines Teils des Werkzeugs 1 vergrößert wird, reißt die Schleife 2, wobei die Schleife 2 geöffnet wird. Dieses Reißen der Schleife 2 kann beispielsweise als Unterbrechung eines Stromkreises erfasst werden.
2 zeigt eine alternative Ausführungsform der Messvorrichtung mit einer Spule 5, die im Bereich des zu überwachenden Werkzeugs 1 ein Magnetfeld erzeugt. Ändert sich das Werkzeug, beispielsweise durch die Abspaltung eines Teils des Werkzeugs, kann dieses Schadensereignis durch eine Änderung des Magnetfelds festgestellt werden.
Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen“ weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein“ und „eine“ mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt.
Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.
Bezugszeichenliste

1: zu überwachendes Werkzeug
2: Schleife
3: Verbindung der Enden der Schleife 2
4: verdrillter Bereich der Schleife 2
5: alternative Ausführungsform der Messvorrichtung als Spule

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009044822 A1 [0002]
DE 102007052215 A1 [0002]
DE 102006023716 B3 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Feststellung eines Bruchs eines Werkzeugs (1), umfassend: eine Schleife (2), die um das Werkzeug (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleife (2) aus einem Lackdraht oder einer Folie besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie auf einer Seite isoliert ist und/oder wobei die Folie eine elektrisch leitende Beschichtung aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleife (2) fest um das Werkzeug (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleife derart ausgebildet ist, dass bei dem Bruch der dadurch erhöhte Durchmesser des Werkzeugs zu einer Durchtrennung der Schleife (2) führt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleife (2) einen Messstrom zur Detektion eines Bruchs aufweist, wobei bei einem Bruch der Messstrom unterbrochen wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleife 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder beliebig viele Windungen umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Spule (5) ausgebildet ist, wobei das Magnetfeld der Spule (5) im Bereich des Werkzeugs (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) eine Matrize als Gegenlager bei einem Nietvorgang ist.