-
Die
Erfindung betrifft eine Übertragungseinrichtung
mit wenigstens einem Stator und mindestens einem Rotor zur induktiven Übertragung
von Energie und/oder Daten gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Übertragungseinrichtungen
der hier angesprochenen Art sind bekannt (
EP 0 719 199 B1 ). Sie weisen
einen Stator auf, der einer Werkzeugmaschine oder einem Bearbeitungszentrum
zugeordnet ist, und einen Rotor, der einem mit der Werkzeugmaschine
in Eingriff stehenden Werkzeug zugeordnet ist. Die hier vorgesehenen
Werkzeuge weisen elektronische oder elektrische Elemente wie Sensoren
oder Aktuatoren wie Elektromotoren auf, welche beispielsweise zum
Ausfahren von Schneiden in eine Bearbeitungsposition dienen. Derartige
Werkzeuge werden auch als mechatronische Werkzeuge bezeichnet. Während der
Stator an der Werkzeugmaschine oder dem Bearbeitungszentrum befestigt
ist, dreht sich der Rotor während
der Bearbeitung eines Werkstücks
mit dem Werkzeug. Durch die Drehung des Rotors im Magnetfeld des
stromdurchflossenen Stators, wird in dem Rotor eine Spannung induziert,
welche die im Werkzeug vorhandenen elektrischen/elektronischen Elemente
mit Energie versorgt. Die Übertragungseinrichtung überträgt also
induktiv Energie und/oder Daten an das Werkzeug, beziehungsweise an
die im Werkzeug vorhandenen elektrischen und/oder elektronischen Bauteile
oder auch Daten von dem Werkzeug an die Werkzeugmaschine oder an
das Bearbeitungszentrum. Es hat sich bei den bekannten Übertragungseinrichtungen
herausgestellt, dass der Stator, welcher permanent an der Werkzeugmaschine
oder dem Bearbeitungszent rum angeordnet ist, einem hohen Verschleiß unterliegt.
Dadurch, dass der Stator sich auch im Bearbeitungsbereich der Werkzeugmaschine
befindet, wenn Werkzeuge wie beispielsweise Fräser oder Bohrer eingesetzt
werden, welche die Übertragungseinrichtung nicht
brauchen, also keine induzierte Energie für elektrische/elektronische
Bauteile benötigen
und daher auch keinen – den
Stator wenigstens teilweise abdeckenden – Rotor aufweisen, wird der
Stator durch die Späne
eines in Bearbeitung befindlichen Werkstücks beschädigt. Die Späne treffen
ungehindert auf den Stator, sodass dieser nach relativ kurzer Zeit
ausgetauscht werden muss. Der häufige
Austausch des Stators ist jedoch aufwendig und außerdem mit
erheblichen Kosten verbunden.
-
Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Übertragungseinrichtung zu schaffen,
die oben genannten Nachteil vermeidet.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird eine Übertragungseinrichtung
vorgeschlagen, die die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist.
Die Übertragungseinrichtung
umfasst wenigstens einen Stator und mindestens einen Rotor zur induktiven Übertragung
von Energie und/oder Daten, wobei der Stator einer Werkzeugmaschine
oder einem Bearbeitungszentrum und der Rotor einem Werkzeug zugeordnet ist.
Der Stator ist beispielsweise an der Werkzeugmaschine oder an dem
Bearbeitungszentrum angebracht. Das Werkzeug kann mit einem Aktuator
versehen sein, beispielsweise zum Ausfahren zumindest einer Schneide
und/oder mit sonstigen elektronischen/elektrischen Bauteilen. Beispielsweise
ist es denkbar, dass das Werkzeug einen Sensor umfasst, welcher
die Drehzahl des Werkzeugkopfes erfasst. Die Übertragungseinrichtung zeichnet
sich dadurch aus, dass der Stator eine Abdeckung aufweist, welche
den Stator vor Spänen
schützt,
wenn ein keinen Rotor aufweisendes Werkzeug durch eine Werkzeugmaschine
angetrieben wird. Somit ist also gewährleistet, dass bei Einsatz
eines Werkzeugs, welches keine elektrischen und/oder elektronischen Bauteile
umfasst, und die Übertragungseinrichtung daher
nicht benötigt
wird, der Stator vor umher fliegenden Spänen geschützt wird.
-
Besonders
bevorzugt wird eine Übertragungseinrichtung,
die sich dadurch auszeichnet, dass der Stator eine Übertragungsfläche aufweist, welche
in zusammengebautem Zustand der Übertragungseinrichtung
dem Rotor zugewandt ist. Befindet sich also ein einen Rotor aufweisendes
Werkzeug, welches im Folgenden auch mechatronisches Werkzeug genannt
wird, in der Werkzeugaufnahme einer einen Stator aufweisenden Werkzeugmaschine,
so ist die Übertragungsfläche des
Stators dem Rotor zugewandt, sodass eine optimale Energie- und/oder Datenübertragung
stattfinden kann. Der Stator weist ein Gehäuse auf, in welchem wenigstens
ein Ferritelement angeordnet ist, dessen in einem offenen Bereich
des Gehäuses
angeordnete Oberfläche
die Übertragungsoberfläche des
Stators darstellt.
-
Weiterhin
bevorzugt wird eine Übertragungseinrichtung,
die sich dadurch auszeichnet, dass die Abdeckung in axialer und/oder
radialer Richtung beweglich ist. Es ist hier vorgesehen, dass unter
axialer Richtung die Richtung der Drehachse des Werkzeugs zu verstehen
ist und unter radialer Richtung die Bewegung in einer Ebene zu verstehen
ist, auf der die Drehachse des Werkzeugs senkrecht steht. Dabei
ist es denkbar, dass die Abdeckung linear, also lediglich entlang
einer gedachten Geraden verlagerbar ist. Möglich ist es aber auch, die
Abdeckung schwenkbar zu lagern.
-
Eine
weitere bevorzugte Übertragungseinrichtung
zeichnet sich dadurch aus, dass die Abdeckung in eine Freigabeposition
verlagerbar ist, in der die Abdeckung nicht vor der Übertragungsfläche des Stators
angeordnet ist. In dieser Freigabeposition ist also die Übertragung
von Energie und/oder Daten beispielsweise zwischen einer Werkzeugmaschine und
einem mechatronischen Werkzeug möglich.
Die Abdeckung wird vorzugsweise nur dann in die Freigabeposition
verlagert, wenn ein mechatronisches Werkzeug in Eingriff mit der
Werkzeugmaschine gebracht wird. Umgekehrt ist also die Abdeckung
immer vor der Übertragungsfläche des
Stators angeordnet, wenn ein Werkzeug in Eingriff mit der Werkzeugmaschine
und/oder Bearbeitungszentrum steht, welches keine Energie- und/oder
Datenübertragung
braucht und daher keinen Rotor aufweist. In einer Ausgangsposition
der Abdeckung ist diese also vor der Übertragungsfläche des
Stators angeordnet, sodass dieser vor Spänen während der Bearbeitung eines Werkstücks durch
ein rein mechanisches Werkzeug geschützt ist. Sollte nun das mechanische
Werkzeug gegen ein mechatronisches Werkzeug, beispielsweise in einem
Bearbeitungszentrum mittels eine Werkzeuggreifers, ausgetauscht
werden, wird die Abdeckung in eine Freigabeposition verlagert, sodass
diese die Übertragungsfläche also
nicht mehr abdeckt, sondern die Übertragungseinrichtung
Energie und/oder Daten an das Werkzeug, beziehungsweise an die dort
vorgesehenen elektronischen/elektrischen Bauteile übertragen
kann.
-
Außerdem bevorzugt
wird eine Übertragungseinrichtung,
bei der die Bewegung der Abdeckung pneumatisch bewirkt wird. Denkbar
ist aber auch ein hydraulischer Mechanismus zur Verlagerung der
Abdeckung. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Abdeckung
mittels eines Hubzylinders verlagert wird. Auch ist eine mechanische und/oder
elektrische Einrichtung zur Verlagerung der Abdeckung denkbar. Die
Bewegung kann dabei beispielsweise mittels eines Getriebes ausgeführt werden.
Denkbar sind aber auch andere Vorrichtungen, welche dafür vorgesehen
sein können,
die Abdeckung in verschiedene Positionen zu verlagern.
-
Bei
einer weiteren bevorzugten Übertragungseinrichtung
ist vorgesehen, dass die Bewegung der Abdeckung ohne einen zusätzlichen
Antrieb über
einen Mitnehmer erfolgt, der an der Abdeckung vorgesehen ist. Dabei
ist insbesondere vorgesehen, dass sich die Maschinenspindel einer
Werkzeugmaschine oder eines Bearbeitungszentrums zusammen mit dem
Stator und der Abdeckung an einem im Arbeitsraum angeordneten Anschlag
vorbei bewegt, sodass der Mitnehmer der Abdeckung an dem Anschlag
hängen
bleibt, und die Abdeckung so um einen Drehpunkt aufgeschwenkt und
in ihre Freigabeposition verlagert wird, die Übertragungsfläche des
Stators also nicht mehr bedeckt. Denkbar ist es auch, dass die Abdeckung
durch den gleichen Mechanismus wieder in seine Ausgangsposition
vor der Übertragungsfläche des
Stators verlagert wird.
-
Weiterhin
wird eine Übertragungseinrichtung bevorzugt,
die sich dadurch auszeichnet, dass die Abdeckung Stahlblech aufweist,
oder vorzugsweise aus diesem besteht. Dabei ist vorgesehen, dass
die Abdeckung relativ dünn
ausgeführt
ist, sodass eine Bewegung der Abdeckung sehr leicht erfolgen kann und
die Abdeckung den Stator dennoch zuverlässig vor Spänen des bearbeiteten Werkstücks schützt. Es kann
auch vorgesehen sein, dass die Form der Abdeckung vorzugsweise der
Form der Übertragungsfläche des
Stators entspricht. Es ist aber auch denkbar, dass die Abdeckung
in radialer Richtung über
die Übertragungsfläche hinausragt.
-
Bei
einer weiteren bevorzugten Übertragungseinrichtung
ist vorgesehen, dass die Abdeckung am Statur angebracht ist. Dadurch
kann eine besonders kompakte Bauweise der Übertragungseinrichtung realisiert
werden.
-
Außerdem bevorzugt
wird eine Übertragungseinrichtung
die sich dadurch auszeichnet, dass der Statur in axialer und/oder
radialer Richtung verlagerbar ist. Dabei kann die Verlagerung beispielsweise
hydraulisch, pneumatisch, mechanisch oder elektrisch vorzugsweise
jedoch über
ein Hebelsystem in axialer und radialer Richtung erfolgen. Unter
axialer Richtung wird hier wiederum die Richtung der Drehachse des
Werkzeugs oder einer Parallelen dazu verstanden, während unter
radialer Richtung eine Richtung in einer Ebene verstanden wird,
auf der die Drehachse des Werkzeugs senkrecht steht. Bei einem bevorzugten
Hebelsystem ist der Statur schwenkbar relativ zu einem Halteelement
ausführt, sodass
also eine axiale und eine radiale Verlagerung des Stators relativ
zu dem Halteelement stattfindet. Denkbar sind aber ebenso Mechanismen,
welche eine Verlagerung des Stators lediglich in axialer oder radialer
Richtung bewirken.
-
Bei
einer weiteren bevorzugten Übertragungseinrichtung
ist vorgesehen, dass Statur und Rotor durch einen Luftspalt getrennt
voneinander angeordnet sind. Der Luftspalt weist dabei insbesondere
eine – in
axialer Richtung gesehene – Breite
von 0,1 bis 0,2 mm auf. Vorzugsweise ist Pressluft in den Luftspalt
zwischen Statur und Rotor beispielsweise über einen Kanal im Statur einbringbar.
Der Pressluftstrom verhindert, dass Schmutz in den Spalt eintreten
kann, während
die Abdeckung sich in ihrer Freigabeposition befindet. Auch kann
die eingebrachte Pressluft dafür
verwendet werden, die Ober fläche des
Rotors zu reinigen, sodass dort möglicherweise vorhandene Schmutzpartikel
schon vor Bearbeitungsbeginn entfernt werden.
-
Außerdem bevorzugt
wird eine Übertragungseinrichtung,
bei der ein Sensor vorgesehen ist, der die Position der Abdeckung
erfasst, also ob diese sich in ihrer Freigabeposition oder vor der Übertragungsfläche des
Stators befindet. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass
die Abdeckung erst dann in ihre Freigabeposition verlagert wird,
wenn der Sensor ein Freigabesignal übermittelt, also beispielsweise
dann, wenn sich kein rein mechanisches Werkzeug mehr in Eingriff
mit der Werkzeugmaschine befindet. Erst dann wird der Werkzeugwechsler ein
mechatronisches Werkzeug aus dem Werkzeugmagazin in den Arbeitsraum
eines Bearbeitungszentrums einbringen.
-
Schließlich wird
eine Übertragungseinrichtung
vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, dass sich der Stator über einen
Winkelbereich erstreckt, der kleiner als 360° ist. So ist es in einem Bearbeitungszentrum
möglich,
dass ein Werkzeuggreifer das Werkzeug greifen kann, um es in einem
Werkzeugmagazin zu parken.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
-
1 eine
perspektivische Darstellung einer Übertragungseinrichtung;
-
2 die Übertragungseinrichtung
gemäß 1 in
Seitenansicht;
-
3 eine
perspektivische Darstellung eines Stators mit Abdeckung;
-
4 eine
perspektivische Darstellung eines Stators gemäß 3 mit Abdeckung
in Freigabeposition;
-
5 eine
perspektivische Darstellung eines Stators mit Abdeckung;
-
6 eine
Draufsicht auf einen Stator mit Abdeckung;
-
7 eine
Seitenansicht eines schwenkbaren Stators;
-
8 eine
Seitenansicht eines Stators gemäß 7 mit
Abdeckung in Freigabeposition; und
-
9 eine
Seitenansicht eines Stators gemäß 8 in
verschwenkter Position des Stators.
-
1 zeigt
eine Übertragungseinrichtung 1 mit
einem Stator 3 und einem einem Werkzeug 5 zugeordneten
Rotor 7. Als Stator 3 wird hier ein erstes Element
bezeichnet, welches in stromdurchflossenem Zustand ein Magnetfeld
erzeugt, während
als Rotor 7 ein zweites Element bezeichnet wird, welches
mit dem ersten Element zur induktiven Übertragung von Energie und/oder
Daten zusammenwirkt.
-
Die
in 1 gezeigte Übertragungseinrichtung 1 befindet
sich in zusammengebautem Zustand. Im Folgenden wird darunter verstanden,
dass ein einen Rotor 7 aufweisendes Werkzeug 5 in
Eingriff mit einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine oder einem
Bearbeitungszentrum gebracht wurde.
-
Bei
dem hier dargestellten Werkzeug 5 handelt es sich um ein
so genanntes mechatronisches Werkzeug, welches also wenigstens einen
hier nicht erkennbaren Aktuator, insbesondere Elektromotor, oder
sonstige elektrische/elektronische Bauteile wie Sensoren umfasst,
welche über
die Übertragungseinrichtung 1 mit
Energie und/oder Daten versorgt werden müssen, um beispielsweise im
Werkzeug 5 befindliche ausfahrbare Schneiden zu betätigen. Der Rotor 7 ist
vorzugsweise im, vom Betrachter aus gesehen, rechten Teil des Werkzeugs 5 angeordnet,
um eine optimale Energieübertragung
vom Stator zum Rotor zu gewährleisten.
Der Stator 3 ist vorzugsweise an der dem Werkzeug zugewandten
Seite einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine angeordnet.
-
In 1 erkennbar
ist auch eine Abdeckung 9, welche am Stator 3 angeordnet
ist. Die Abdeckung 9 ist hier in ihrer Freigabeposition
dargestellt, bedeckt also nicht die hier nicht erkennbare Übertragungsfläche des
Stators 3, sodass eine Energie- und/oder Datenübertragung
zwischen Stator 3 und Rotor 7 möglich ist/sind.
-
Die
Abdeckung 9 weist vorzugsweise Stahlblech auf oder ist
aus diesem hergestellt. Die Abdeckung 9 ist außerdem vorzugsweise
dünn ausgeführt.
-
Auch
erkennbar sind ein Datenkabel 11 und ein Stromkabel 13,
welche mit dem Stator 3 in Verbindung stehen. Über das
Datenkabel 11 werden die zu übertragenden Daten an den Stator 3 geliefert
oder vom Werkzeug über
den Rotor und den Stator zur Werkzeugmaschine beziehungsweise zum
Bearbeitungszentrum übertragen. Über das
Stromkabel 13 wird der Stator 3 mit Strom versorgt,
sodass sich ein Magnetfeld um diesen aufbaut. Dreht sich nun der Rotor 7 mit dem
Werkzeug 5 während
der Bearbeitung eines Werkstücks
im Magnetfeld des Stators 3, so wird im Rotor 7 eine
Spannung induziert, welche der Versorgung der entsprechenden elektronischen und/oder
elektrischen Bauteile im Werkzeug dient.
-
Am
rotorseitigen Ende des Werkzeugs 5 ist beispielhaft ein
Hohlschaftkegel 15 vorgesehen, über den das Werkzeug 5 mit
einer hier nicht dargestellten Werkzeugmaschine oder einem Bearbeitungszentrum
koppelbar ist. Der Stator 3 ist über Befestigungselemente 17 mit
einer Halteeinrichtung 19 verbunden. Die Halteeinrichtung
ist vorzugsweise an der dem Werkzeug zugewandten Seite einer Werkzeugmaschine
befestigt.
-
Es
ist festzuhalten, dass der Stator fest an einer hier nicht dargestellten
Werkzeugmaschine oder Bearbeitungszentrum über die Halteeinrichtung 19 in Verbindung
steht, während
sich der Rotor 7 mit dem Werkzeug 5 um die Drehachse
M dreht.
-
Die
Abdeckung 9 ist in axialer und/oder radialer Richtung verlagerbar.
Dabei ist hier unter einer axialen Verlagerung eine Verlagerung
in Richtung der Drehachse M und unter einer radialen Verlagerung
eine Verlagerung in einer Ebene, auf der die Drehachse M senkrecht
steht, verstanden.
-
Die
Verlagerung der Abdeckung 9 kann mittels eines geeigneten
hydraulischen oder pneumatischen Mechanismus erfolgen. Denkbar ist
dabei beispielsweise der Einsatz eines Hubzylinders. Es sind aber
auch andere beispielsweise elektrische und/oder mechanische Bewegungseinrichtungen denkbar,
welche die Verlagerung der Abdeckung 9 beispielsweise mittels
eines Getriebes umsetzen können.
-
Die
Mechanismen zur Bewegung der Abdeckung sind in den vorliegenden
Figuren nicht dargestellt.
-
2 zeigt
die Übertragungseinrichtung
gemäß 1 in
Seitenansicht. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen,
sodass insofern auf 1 verwiesen wird. In 2 erkennbar
sind die Übertragungseinrichtung 1,
der Stator 3 sowie der Rotor 7. Außerdem ist
wiederum die Abdeckung 9 erkennbar, welche sich in ihrer
Freigabeposition befindet, sodass eine Übertragung zwischen Rotor 7 und Stator 3 stattfinden
kann.
-
Die
hier nicht erkennbare Übertragungsfläche des
Stators 3 ist bei dem hier dargestellten zusammengebauten
Zustand der Übertragungseinrichtung 1 dem
Rotor 7 zugewandt. Zwischen Stator und Rotor entsteht so
ein Luftspalt 21, der vorzugsweise eine Breite von 0,1
bis 0,2 mm zur optimalen induktiven Daten- beziehungsweise Energieübertragung aufweist.
Der Stator 3 ist wiederum über eine Halteeinrichtung 19 an
einer dem Werkzeug 5 zugewandten Fläche beispielsweise einer hier
nicht dargestellten Werkzeugmaschine angeordnet.
-
Außerdem erkennbar
in 2 ist eine Griffrille 23, in die ein
Werkzeuggreifer eingreifen kann, um das Werkzeug entweder in die
Werkzeugaufnahme eines Bearbeitungszentrums einzubringen, oder ein
Werkzeug aus der Werkzeugaufnahme zu entfernen, um es beispielsweise
in einem Werkzeugmagazin abzulegen.
-
Erkennbar
in 2 ist außerdem,
dass die Abdeckung 9 hinter einer Ebene A angeordnet ist, welche
senkrecht zu der Drehachse M des Werkzeugs 5 verläuft und
welche in einer Ebene mit der Rückseite 25 des
Werkzeugs 5 liegt. Im Folgenden wird eine Position vor der
Ebene A als eine Position, von einem Betrachter der 2 aus
gesehen, links neben der Ebene A in Richtung eines Werkstücks bezeichnet,
und eine Position hinter der Ebene A als eine Position, wiederum
von einem Betrachter der 2 aus gesehen, rechts neben
der Ebene A, also in Richtung einer Werkzeugaufnahme oder einer Werkzeugmaschine.
-
Aus 2 wird
deutlich, dass in der dargestellten Freigabeposition der Abdeckung 9 sich
diese hinter der Ebene A befindet und eine Übertragung von Daten und/oder
Energie zwischen Stator 3 und Rotor 7 erfolgen
kann. Dadurch, dass lediglich ein Luftspalt von vorzugsweise 0,1
mm bis 0,2 mm in zusammengebautem Zustand der Übertragungseinrichtung vorgesehen
ist, kann eine optimale Energieübertragung
zwischen Stator 3 und Rotor 7, beziehungsweise
zwischen einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine oder einem Bearbeitungszentrum
und einem Werkzeug erfolgen. Unter zusammengebautem Zustand der Übertragungseinrichtung
wird hier verstanden, dass ein mechatronisches Werkzeug in Eingriff
mit einer einen Stator aufweisenden Werkzeugmaschine oder einem
Bearbeitungszentrum gebracht ist.
-
3 zeigt
den in 1 und 2 dargestellten Stator 3,
ohne das Werkzeug 5. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen
versehen, sodass insofern auf die Beschreibung der vorangegangenen Figuren
verwiesen wird.
-
Wie
in 3 erkennbar ist, befindet sich die Abdeckung 9 hier
nicht in ihrer Freigabeposition, sondern vor der Übertragungsfläche des
Stators 3 und deckt diese vollständig ab.
-
Aus 3 ist
ferner ersichtlich, dass die Form der Abdeckung 9 der Form
der Übertragungsfläche des
Stators 3 entspricht, jedoch ist es auch denkbar, dass
die Abdeckung 9 in radialer Richtung über die Übertragungsfläche hinausragt.
Entscheidend ist, dass die Abdeckung 9 den Stator 3 so
abdeckt, dass dieser, insbesondere dessen Übertragungsfläche, vor
Spänen
geschützt
ist.
-
In
der in 3 dargestellten Position der Abdeckung 9 kann
keine Energie- und/oder Datenübertragung
von Stator 3 zu Rotor 7 erfolgen, dadurch, dass
in dem Übertragungsraum
zwischen Stator 3 und Rotor 7 eine Abschirmung
in Form der Abdeckung 9 vorgesehen ist und die Übertragung
dadurch verhindert wird.
-
Die
Abdeckung 9 ist beweglich gelagert und kann über entsprechende
pneumatische, hydraulische, mechanische oder elektrische, hier nicht
dargestellte Einrichtungen, bewegt werden. Beispielsweise ist es
denkbar, einen Hubzylinder vorzusehen, mit dem die Abdeckung verlagert
wird. Auch ist die Realisierung der Bewegung der Abdeckung über ein Getriebe
denkbar.
-
In
der in 3 dargestellten Position der Abdeckung 9 kann
sich ein hier nicht dargestelltes Werkzeug in Eingriff mit einer
ebenfalls nicht dargestellten Werkzeugmaschine oder einem Bearbeitungszentrum
befinden, welches keine elektronischen oder elektrischen Bauteile
aufweist, also auch keine Übertragungseinrichtung
benötigt.
In diesem Fall befindet sich die Abdeckung über der Übertragungsfläche des
Stators 3, sodass beispielsweise mittels eines Bohr- oder
Fräswerkzeugs
abgetragene Späne
die freiliegende Übertragungsfläche des
Stators 3 nicht beschädigen
können.
Der Stator 3 ist durch die vor die Übertragungsfläche verlagerte
Abdeckung 9 somit optimal geschützt.
-
Wenn
nach der Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug ohne
elektrische/elektronische Komponenten, ein mechatronisches Werkzeug
in Eingriff mit einer Werkzeugmaschine oder mit einem Bearbeitungszentrum
gebracht wird, wird die Abdeckung durch einen der oben beschriebenen
Mechanismen in seine Freigabeposition verlagert, sodass eine Energie-
und/oder Datenübertragung
zwischen Statur 3 und Rotor 7 stattfinden kann.
-
3 macht
deutlich, dass der Statur 3 ringsegmentartig ausgeführt ist,
also nicht den gesamten Rotor 7 überdeckt, welcher sich vorzugsweise über die
gesamte der Werkzeugmaschine beziehungsweise dem Bearbeitungszentrum
zugewandte vorzugsweise ringförmige
Rückseite 25 des
Werkzeugs 5 erstreckt, sondern vielmehr nur einen Teilbereich
der Rückseite 25,
sodass ein Werkzeuggreifer ohne Schwierigkeiten in die Greifrille 23 eines
Werkzeugs 5 eingreifen kann, um dieses in einem Werkzeugmagazin
abzulegen, oder um es in die Werkzeugaufnahme einzuführen.
-
4 zeigt
den Statur 3 gemäß 3.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern
auf die Beschreibung zu 3 verwiesen wird.
-
In 4 befindet
sich die Abdeckung 9 in ihrer Freigabeposition, sodass
die Übertragungsfläche 27 des
Stators 3 sichtbar ist. Der Statur 3 umfasst wenigstens
ein Ferritelement 29, welches in einem Gehäuse 31 des
Stators 3 angeordnet ist. Im Bereich der Übertragungsfläche 27 ist
die Oberfläche
des wenigstens einen Ferritelements 29 angeordnet, welche dem
Rotor 7 in zusammengebauten Zustand der Übertragungseinrichtung 1 zugewandt
ist. Vorzugsweise sind mehrere Ferritelemente 29 vorgesehen, die
in dem Gehäuse 31 angeordnet
sind. Die Übertragungsfläche 27 des
Stators 3 wird dann durch die Oberflächen aller Ferritelemente 29 gebildet,
die dem Rotor 7 zugewandt sind. Wie aus 4 ersichtlich ist,
erstrecken sich die Ferritelemente 29 im Übrigen ringsegmentartig
in dem Gehäuse 31 des
Stators 3, erstrecken sich also über einen Winkelbereich, der kleiner
als 360° ist.
Das Gehäuse 31 des
Stators 3 ist an der Seite der Übertragungsfläche 27 offen.
-
In
der in 4 ersichtlichen Freigabeposition der Abdeckung 9 ist
eine Energie- und/oder Datenübertragung
zwischen Stator 3 und Rotor 7 möglich. Stator 3 und
Rotor 7 sind dann in zusammengebautem Zustand der Übertragungseinrichtung 1 durch
einen in 2 ersichtlichen Luftspalt 21 voneinander
getrennt angeordnet.
-
In
die Freigabeposition wird die Abdeckung 9 vorzugsweise
dann bewegt, wenn sich ein mechatronisches Werkzeug in Eingriff
mit einer Werkzeugmaschine oder einem Bearbeitungszentrum befindet.
In dieser Freigabeposition der Abdeckung 9 wird die Übertragungsfläche 27 vom
Rotor überdeckt.
-
Außerdem ersichtlich
aus 4 ist eine Öffnung 33 im
Stator 3, welche zwischen den Ferritelementen 29 angeordnet
ist. Durch die Öffnung 33 ist über einen
hier nicht dargestellten Luftkanal im Stator 3 beispielsweise
Pressluft in den Luftspalt 21 zwischen Stator 3 und
Rotor 7 einbringbar. Auf diese Weise wird verhindert, dass
während
der Bearbeitung eines Werkstücks
Späne in
den Luftspalt eintreten und den Stator 3 beschädigen. Denkbar
ist es auch, dass der Luft strom bei geschlossener Abdeckung wie
in 3 gezeigt dafür
sorgt, dass keine Schmutzpartikel in den Stator eindringen.
-
Andererseits
ist es durch die Öffnung 33 auch
möglich,
die Rückseite 25 des
Werkzeugs 5 vor dem Einsetzen in die Werkzeugmaschine mit
Pressluft abzublasen, sodass sich dort keine Partikel befinden,
welche den Stator 3 beschädigen könnten, während sich die Abdeckung 9 in
Freigabeposition befindet.
-
4 macht
auch deutlich, dass die Abdeckung 9 hier aus ihrer die Übertragungsfläche 27 abdeckenden
Position gemäß 3,
durch eine lineare Bewegung in die Freigabeposition gemäß 4 bewegt
wurde. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Bewegungsmechanismus
der Abdeckung 9 in den Stator 3 integriert ist,
und die Versorgung des Bewegungsmechanismus über hier nicht dargestellte
hydraulik-, pneumatik- oder elektrische Anschlüsse erfolgt. Auf diese Weise
ist eine besonders kompakte Bauweise der Übertragungseinrichtung 1 möglich.
-
Auch
ist es denkbar, dass der Bewegungsmechanismus der Abdeckung 9 in
der hier nicht dargestellten Halteeinrichtung 19 integriert
ist. Auch diese Ausgestaltung ermöglicht eine kompakte Bauweise
der Übertragungseinrichtung 1.
-
Weiterhin
ist nicht nur eine radiale Bewegung der Abdeckung 9 denkbar,
sondern auch eine axiale Bewegung, welche ebenfalls beispielsweise über einen
geeigneten Antrieb, beispielsweise über hydraulische oder pneumatische
Hubzylinder, realisierbar ist. Auch ist eine axiale Beweglichkeit
der Abdeckung mittels eines Antriebs, beispielsweise eines mechanisch
und/oder elektrisch angetriebenen Getriebes, denkbar.
-
Die
Kombination einer axialen und radialen Beweglichkeit der Abdeckung 9 kann
vorteilhaft dazu eingesetzt werden, die Abdeckung 9 in
eine Position zu verlagern, in der die Abdeckung 9 hinter
der Ebene A angeordnet ist, die oben bereits erläutert wurde.
-
Diese
Verlagerung der Abdeckung 9 in ihre Freigabeposition mit
einer anschließenden
axialen Bewegung hat den Vorteil, dass sich alle feststehenden Teile
bezüglich
der Ebene A in Richtung der Werkzeugmaschine, dann also hinter der
Ebene A befinden.
-
Eine
mögliche
Aktivierung der Übertragungseinrichtung 1 kann
wie folgt erfolgen: Zunächst
wird die Abdeckung 9 über
eine lineare Bewegung oder eine Schwenkbewegung in ihre Freigabeposition
verlagert. Anschließend
wird ein mechatronisches Werkzeug 5 in Richtung der Werkzeugmaschine
verlagert, sodass die Rückseite 25 des
Werkzeugs 5 und damit die Ebene A, welche sich in der Ebene
der Rückseite 25 befindet,
in einem Abstand von ca. 0,1 mm bis 0,2 mm zum Stator 3 angeordnet
ist. Da die Abdeckung 9 aber eine Dicke von vorzugsweise
1 mm bis 2,5 mm aufweist und damit dicker ist als der Abstand zwischen
Stator 3 und Ebene A, beziehungsweise Rückseite 25 des Werkzeugs 5,
wäre die
Abdeckung 9 dann vor der Ebene A angeordnet, was unerwünscht ist.
Um dies zu vermeiden, kann die Abdeckung 9 in axialer Richtung
hinter die Ebene A, also in Richtung der Werkzeugmaschine verlagert
werden. Denkbar ist auch, zunächst
die Abdeckung 9 in Richtung der Werkzeugmaschine zu verlagern
und anschließend das
Werkzeug 5, beziehungsweise die Ebene A, bis auf einen
Abstand von vorzugsweise 0,1 mm bis 0,2 mm an den Stator 3 heranzufahren.
In diesem Fall befindet sich die Abdeckung 9 zu keinem
Zeitpunkt vor der Ebene A. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass
alle feststehenden Teile hinter der Ebene A angeordnet sind.
-
Sämtliche
Bewegungen der Abdeckung 9 können auch hier mit verschiedenen
bekannten Mechanismen realisiert werden, weshalb hier nicht näher darauf
eingegangen werden soll.
-
5 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
einem Stator 3 zugeordneten Abdeckung 9. Gleiche
Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern
auf die Beschreibung der vorangegangenen Figuren verwiesen wird.
-
Die
Abdeckung 9 ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 so
ausgelegt, dass diese statt einer linearen Bewegung eine Schwenkbewegung
um den Drehpunkt 35 in Richtung des Pfeils 37 durchführt.
-
Auch
die Schwenkbewegung kann wie die lineare Bewegung auf verschiedene
Art und Weise realisiert werden. Es sind also hydraulische, pneumatische,
elektrische oder mechanische, hier nicht dargestellte Mechanismen
denkbar, um eine Schwenkbewegung der Abdeckung 9 um einen Drehpunkt 35 durchzuführen.
-
Der
Drehpunkt 35 kann sich dabei, wie in 5 dargestellt,
an dem Stator 9 befinden. Es ist aber auch denkbar, dass
der Drehpunkt 35 außerhalb des
Stators, beispielsweise an der hier nicht ersichtlichen Halteeinrichtung 19 oder
direkt an einer Werkzeugmaschine oder einem Bearbeitungszentrum
angeordnet ist. Entscheidend ist, dass die Abdeckung 9 eine
Schwenkbewegung, vorzugsweise in einer Ebene senkrecht zur Drehachse
M des Werkzeugs 5, durchführt.
-
Auch
bei dieser Ausführungsform
der Abdeckung 9 ist es denkbar, dass sich an die Schwenkbewegung
eine axiale Bewegung der Abdeckung 9 anschließt, damit
diese während
der Bearbeitung eines Werkstücks
in einen Bereich hinter der Ebene A angeordnet ist. Entsprechend
dem Ausführungsbeispiel gemäß den 3 und 4 ist
es denkbar, dass die Abdeckung 9 zunächst in ihre Freigabeposition
verschwenkt wird, sodass das Werkzeug 5 und damit die Ebene
A vorzugsweise bis auf 0,1 mm bis 0,2 mm an den Stator 3 heranfahren
kann. In dieser Position des Werkzeugs 5, liegt die Abdeckung 9 allerdings
vor der in 2 dargestellten Ebene A. Eine
anschließende
axiale Bewegung der Abdeckung 9 verlagert diese hinter
die Ebene A. Auch ist es wiederum denkbar, zunächst die Abdeckung 9 in
axialer Richtung zu verlagern, und anschließend das Werkzeug 5 und damit
die Ebene A vorzugsweise bis auf 0,1 mm bis 0,2 mm an den Stator 3 heranzufahren.
In diesem Fall liegt die Abdeckung 9 zu jedem Zeitpunkt
vor der Ebene A.
-
In
zusammengebauten Zustand der Übertragungseinrichtung 1 ist
die Übertragungsfläche 27 des Stators 3 dem
Rotor 7 zugewandt, und der Stator 3 und der Rotor 7 sind über einen
insbesondere 0,1 mm bis 0,2 mm breiten Luftspalt voneinander getrennt
angeordnet, sodass eine besonders gute Energie- und/oder Datenübertragung
möglich
ist.
-
6 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Abdeckung 9. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen
versehen, sodass insofern auf die Beschreibung der vorangegangenen
Figuren verwiesen wird.
-
Die
Abdeckung 9 in 6 weist wie die Abdeckung gemäß 5 einen
Drehpunkt 35 auf, um den die Abdeckung 9 in Richtung
des Pfeils 39 eine Schwenkbewegung durchführen kann.
Wiederum muss nicht vorgesehen sein, dass der Drehpunkt an dem Stator 3 angeordnet
ist, denkbar ist es vielmehr auch, dass der Drehpunkt außerhalb
des Stators 3, beispielsweise an der hier nicht dargestellten
Halteeinrichtung 19, oder an der Werkzeugmaschine oder im
Arbeitsraum eines Bearbeitungszentrums angeordnet ist.
-
Das
Ausführungsbeispiel
gemäß 6 zeigt einen
Mechanismus zur Bewegung der Abdeckung 9 in ihre Freigabeposition,
ohne einen zusätzlichen
Antrieb. Dazu ist an einer bestimmten Position im Arbeitsraum ein
Anschlag 41 vorgesehen. Die Abdeckung 9 weist
einen fingerförmigen
Mitnehmer 43 auf. Wird eine das Werkzeug 5 aufnehmende
Maschinenspindel nun zusammen mit dem Stator 3 und der
Abdeckung 9 an dem Anschlag 41 vorbeigeführt, tritt
der Mitnehmer 43, wie in 6 dargestellt,
in Eingriff mit dem feststehenden Anschlag 41, sodass die Abdeckung 9 in
Richtung des Pfeils 39, vorzugsweise in einer Ebene senkrecht
zur Drehachse M eines Werkzeugs aufgeklappt wird und so in ihre
Freigabeposition verschwenkt wird.
-
Möglich ist
es auch, einen Mitnehmer 43 vorzusehen, der gegenüber einer
feststehenden Maschinenspindel beweglich ist, um die Abdeckung zu verschwenken.
-
6 macht
deutlich, dass durch das Aufklappen der Abdeckung 9 die Übertragungsfläche 27 des
Stators 3 frei liegt, sodass eine Energie- und/oder Datenübertragung
zwischen Stator 3 und Rotor 7 statt finden kann,
wenn ein mechatronisches Werkzeug 5 in Eingriff mit einer
Werkzeugmaschine oder einem Bearbeitungszentrum steht.
-
Auch
in dem Ausführungsbeispiel
gemäß 6 ist
sehr wohl denkbar, dass sich an die Schwenkbewegung der Abdeckung 9 eine
axiale Bewegung, also eine Bewegung in Richtung der Drehachse M
eines Werkzeugs anschließt,
oder dass eine kombinierte Schwenk- und Axialbewegung realisiert wird,
um die Abdeckung 9 in eine Position hinter der Ebene A
zu verlagern.
-
Die
Bewegung der Abdeckung 9 kann also wie in den Ausführungsbeispielen
gemäß 3 bis 6 gezeigt
wurde, sowohl hinsichtlich der Bewegungsart, als auch hinsichtlich
des die Bewegung bewirkenden Mechanismus auf unterschiedliche Art und
Weise realisiert werden. Entscheidend ist lediglich, dass die Abdeckung 9 aus
einer Ausgangsposition, in der die Abdeckung 9 die Übertragungsfläche 27 des
Stators 3 abdeckt, in eine Freigabeposition bewegt werden
kann, in welcher eine Energie- und/oder Datenübertragung zwischen Stator 3 und Rotor 7 möglich ist,
wenn sich die Übertragungseinrichtung 1 in
zusammengebautem Zustand befindet, also ein mechatronisches Werkzeug 5 in
Eingriff mit einer Werkzeugmaschine oder einem Bearbeitungszentrum
steht.
-
Statt
eine wie anhand der 3 bis 6 beschriebene
axiale Bewegung der Abdeckung 9 zu realisieren, ist es
auch denkbar, stattdessen oder auch zusätzlich, den Stator 3 in
axialer Richtung zu bewegen. Die Herstellung des zusammengebauten Zustands
der Übertragungseinrichtung 1 könnte dann
wie folgt erfolgen: Ein mechatronisches Werkzeug wird in Eingriff
mit einer Werkzeugmaschine gebracht. Die Abdeckung 9, welche
den zugehörigen Stator 3 abdeckt, befindet
sich hinter der Ebene A und wird in ihre Freigabeposition verlagert.
Da der Abstand des Stators 3 zur Ebene A, beziehungsweise
zur Rückseite 25 des
Werkzeugs 5, in dieser Position zu groß ist, um eine zuverlässige Energie- und/oder
Datenübertragung
zu gewährleisten,
wird nun der Stator 3 in einer axialen und/oder radialen Richtung
auf die Ebene A zu bewegt. In seiner Endposition ist der Stator 3 dann
vorzugsweise in einem Abstand von 0,1 mm bis 0,2 mm von der Ebene
A angeordnet. Da die Abdeckung 9 während der Verlagerung des Stators 3 ihre
Position nicht verändert,
befindet sich diese außerdem
zu jedem Zeitpunkt hinter der Ebene A.
-
Im
Folgenden ist in den 7 bis 9 ein Ausführungsbeispiel
eines derartigen axialen Bewegungsmechanismus des Stators 3 dargestellt. 7 zeigt
einen Stator 3 mit Halteeinrichtung 19 in Seitenansicht.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern
auf die Beschreibung der vorangegangenen Figuren verwiesen wird.
-
In 7 ist
die auch in 2 wiedergegebene Ebene A eingezeichnet.
Außerdem
sind Arme 45 und 47 dargestellt, welche einerseits
mit der Halteeinrichtung 19 und andererseits mit dem Stator 3 in Verbindung
stehen. Die Arme 45 und 47 verlaufen parallel
zueinander, wobei der Stator 3 mittels der Arme 45 und 47 in
Richtung des Pfeils 49 derart verschwenkt werden kann,
dass dieser nicht mehr an der Halteeinrichtung 19 anliegt,
sondern in einem Abstand zu dieser angeordnet ist.
-
Die
Arme 45 und 47 realisieren also ein Hebelsystem,
welches über
eine Schwenkbewegung des Stators 3 relativ zu der Halteeinrichtung 19 auch eine
axiale Verlagerung des Stators 3 bewirkt.
-
Die
Halteeinrichtung 19 ist vorzugsweise an der dem Werkzeug 5 zugewandten
Seite einer hier nicht dargestellten Werkzeugmaschine oder eines Bearbeitungszentrums
befestigt. Die Abdeckung 9 befindet sich in der Darstellung
gemäß 7 vor
der Übertragungsfläche 27,
sodass diese vor abgetragenen Spänen
geschützt
ist, wenn sich ein Werkzeug in Eingriff mit einer Werkzeugmaschine
oder mit einem Bearbeitungszentrum befindet, welches keine Daten- und/oder Energieübertragung
benötigt.
-
8 zeigt
den Stator 3 gemäß 7.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern
auf die Beschreibung der vorangegangenen Figuren verwiesen wird.
-
Aus 8 sind
wiederum die Arme 45 und 47 erkennbar, welche
die Halteeinrichtung 19 mit dem Stator 3 verbinden.
Der Stator 3 befindet sich wie in 7 in seiner
Ausgangsposition, in der der Stator 3 an der Halteeinrichtung 19 anliegt.
-
Die
Abdeckung 9 befindet sich in dieser Darstellung in ihrer
Freigabeposition, sodass die Übertragungsfläche 27 des
Stators 3 freiliegt. Die Bewegung der Abdeckung 9 in
ihre Freigabeposition kann dabei über verschiedene bereits genannte
Mechanismen erfolgen, weshalb hier nicht noch einmal darauf eingegangen
werden soll.
-
In 8 ist
die in 2 dargestellte Ebene A eingezeichnet, in der die
Rückseite 25 eines
in die Werkzeugmaschine eingesetzten Werkzeugs 5 angeordnet
ist. In der in 8 gezeigten Position der Ebene
A befindet sich das Werkzeug 5 in Eingriff mit einer Werkzeugmaschine. 8 macht
deutlich, dass die Abdeckung 9 zwar hinter der Ebene A
angeordnet ist, der Abstand des Stators 3 zu der Ebene
A, also zum Rotor, aber viel zu groß ist, um eine zuverlässige Energie-
und/oder Datenübertragung
zu gewährleisten.
-
Um
dies zu vermeiden, wird der Stator 9, wie in 9 dargestellt,
in Richtung des Pfeils 49, über die Arme 45 und 47 geschwenkt.
Dabei findet eine Verschwenkung der Arme 45 und 47 um
die Drehpunkte 51 beziehungsweise 51' und 53 beziehungsweise 53' statt. Die
Abdeckung 9 befindet sich nach wie vor in ihrer Freigabeposition,
sie wird bei der Schwenkbewegung des Stators 3 nicht aus
ihrer in 8 dargestellten axialen Position
verlagert. Auf Grund der parallelen Anordnung der Arme 45 und 47 ist
auch der Stator 3 zu jedem Zeitpunkt während der Schwenkbewegung parallel
zu der Halteeinrichtung 19 ausgerichtet.
-
In
der verschwenkten Position des Stators 3 befindet sich
dieser nicht mehr in direktem Kontakt mit der Halteeinrichtung 19,
sondern ist in einem Abstand parallel zu dieser angeordnet.
-
Die
Schwenkbewegung des Stators 3 über die Arme 45 und 47 kann
wiederum auf bekannte Art und Weise realisiert werden. Denkbar ist
beispielsweise eine hydraulische, pneumatische, mechanische oder
elektrische Einrichtung oder eine Kombination aus diesen, welche
die Schwenkbewegung der Arme realisiert. Entscheidend ist dabei,
dass der Stator 3 eine axiale Bewegung durchführt.
-
9 macht
deutlich, dass sich die Abdeckung 9 nach Beendigung der
Schwenkbewegung in einer Ausnehmung 55 des Stators 3,
die beispielsweise in das Gehäuse 31 des
Stators 3 eingebracht ist, befindet. In dieser Position
liegen die Übertragungsfläche 27 und
die Abdeckung 9 vorzugsweise in einer Ebene, was aber nicht
zwingend der Fall sein muss. Wichtig ist lediglich, dass der Stator 3 einerseits so
weit an die Rückseite 25 des
Werkzeugs 5 beziehungsweise an die Ebene A herangeschwenkt wird,
dass eine Energie- und/oder Datenübertragung stattfinden kann
und andererseits, dass die Abdeckung 9 ihre Position nicht
verändert,
die Abdeckung 9 also hinter der Ebene A angeordnet bleibt.
-
Durch
die Schwenkbewegung des Stators 3 kann also eine exakte
Positionierung des Stators 3 beziehungsweise der Übertragungsfläche 27 hinsichtlich
des Werkzeugs 5 erfolgen, sodass durch die Schwenkbewegung
des Stators 3 die Übertragungsfläche 27 in
einem Abstand von vorzugsweise 0,1 mm bis 0,2 mm zu dem Rotor 7 angeordnet
ist und eine zuverlässige Übertragung
von Energie und/oder Daten durch die Übertragungseinrichtung 1 erfolgen kann.
-
Das
Ausführungsbeispiel
gemäß den 7 bis 9 macht
deutlich, dass es die axiale und/oder radiale Verlagerung des Stators 3 erlaubt,
die Abdeckung 9 erst dann in ihre Freigabeposition zu verlagern,
wenn sich ein mechatronisches Werkzeug 5 bereits in seiner
endgültigen
Eingriffsposition mit der Werkzeugmaschine befindet. Die axiale
und/oder radiale Verlagerung des Stators 3, sorgt dabei
für den für die Übertragung
optimalen Abstand zwischen Stator 3 und Rotor 7,
während
die Abdeckung 9 nach der Verlagerung in seine Freigabeposition
seine Position nicht mehr verändert.
-
In
den 7 bis 9 kann die Abdeckung nicht an
dem Stator 3, sondern an einem feststehenden Teil wie beispielsweise
der Halteeinrichtung 19 befestigt sein, da sich die Abdeckung 9 sonst
mit dem Stator 3 in axialer Richtung mitbewegen würde, die Abdeckung 9 also
nicht in der Ausnehmung 55 versenkt werden würde.
-
Es
ist aber auch denkbar, die Abdeckung 9 ihrerseits in axialer
Richtung beweglich an dem Stator 3 zu lagern, sodass die
axiale Bewegung des Stators 3 lediglich dazu dient, den
passenden Abstand zu dem Rotor 7 zur Energie- und/oder
Datenübertragung
einzunehmen. Die Abdeckung 9 kann dann über einen separaten Antrieb
in die Ausnehmung 55 des Stators 3 bewegt werden,
um dann hinter der Ebene A zu liegen.
-
Die
axiale Bewegung des Stators 3, welche durchgeführt wird,
nachdem die Abdeckung in ihre Freigabeposition bewegt wurde, dient
also in erster Linie dazu, einen optimalen Abstand zwischen Stator 3 und
Rotor 7 von vorzugsweise 0,1 mm und 0,2 mm mittels der
Schwenkbewegung des Stators 3 zu realisieren. Dabei kann
sich das Werkzeug 5 bereits bei der Verlagerung der Abdeckung 9 in
seine Freigabeposition in seiner endgültigen Eingriffsposition an
der Werkzeugmaschine befinden.
-
Die
axiale Bewegung des Stators 3 über ein Hebelsystem gemäß den 7 bis 9 ist
rein beispielhaft und lässt
sich auch durch verschiedene andere bekannte Mechanismen umsetzen.
-
Entscheidend
ist, dass sich die Abdeckung 9 in zusammengebautem Zustand
der Übertragungseinrichtung 1 nicht
vor der Ebene A befindet. Um dies zu vermeiden, wird die Abdeckung 9 entweder über eine
axiale Bewegung des Stators 3 in Richtung eines Werkzeugs
oder über
eine entgegengesetzte Bewegung der Abdeckung 9 in einer
Ausnehmung 55 versenkt, welche vorzugsweise in das Gehäuse 31 des
Stators 3 eingebracht ist. Dies ermöglicht die endgültige Positionierung
des Werkzeugs 5 an einer Werkzeugmaschine bevor die Abdeckung 9 in
ihre Freigabeposition verlagert wird.
-
Andererseits
ist es denkbar, lediglich die Abdeckung 9 außer in radialer
Richtung auch in axialer Richtung beweglich zu lagern. Diese Ausgestaltung erfordert
zunächst
die Verlagerung der Abdeckung 9 in ihre Freigabeposition,
bevor ein Werkzeug 5 in seine endgültige Position an einer Werkzeugmaschine gebracht
werden kann.
-
Die
vorliegende Erfindung realisiert also in vorteilhafter Weise eine
Abdeckung 9 für
einen Stator 3, welcher an einer Werkzeugmaschine oder
im Arbeitsraum eines Bearbeitungszentrums angeordnet ist. Sollte
ein rein mechanisches Werkzeug wie beispielsweise ein Fräser oder
ein Bohrer zur Bearbeitung eines Werkstücks in Eingriff mit der Werkzeugmaschine
oder dem Bearbeitungszentrum gebracht werden, das also keiner Energie-
und/oder Datenübertragung
bedarf, wird der Stator 3 zur Realisierung einer Übertragungseinrichtung 1 nicht
benötigt.
In diesem Fall bleibt die Abdeckung 9 in einer Position, in
der sie die Übertragungsfläche 27 des
Stators 3 abdeckt und den Stator 3 so vor abgetragenen
Spänen
von einem bearbeiteten Werkstück
schützt.
-
Wenn
das rein mechanische Werkzeug gegen ein mechatronisches Werkzeug
ausgetauscht wird, wird die Abdeckung 9 mittels eines geeigneten Bewegungsmechanismus
in eine Freigabeposition verlagert, sodass die Übertragungsfläche 27 des
Stators 3 an den Rotor 7 des Werkzeugs 5 induktiv
Energie und/oder Daten übertragen
kann.
-
Die Übertragungseinrichtung 1 weist
dadurch eine sehr viel höhere
Lebensdauer auf, weil der Stator 3 vor Spänen geschützt wird.
-
Um
zu gewährleisten,
dass die Abdeckung 9 in zusammengebautem Zustand der Übertragungseinrichtung 1 nicht
vor der Ebene A angeordnet ist, kann der Stator 3 in axialer
Richtung verlagerbar sein.
-
Denkbar
ist es auch, die Abdeckung 9 zusätzlich in axialer Richtung
beweglich zu lagern.
-
Sämtliche
Bewegungsmechanismen können dabei
auf bekannte Weise, beispielsweise hydraulisch, pneumatisch, mechanisch
oder elektrisch, realisiert werden.