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triGEL Anwendungsbeispiele Examples of application Exemples d‘applications 1 Beispiel Gefrierspannen: 2. Spannung Uhrengahäuse aus Messing Example of fixturing with ice: 2 nd clamping of brazen watch case Exemple de serrage par congélation: Serrage d’un boîtier de montre en laiton 2 262 triGEL triGEL Gefrierspannen Workholding by freezing Fixation par gel Beim Gefrierspannen werden Werkstücke festgefroren, ähnlich wie wenn man im Winter am Handlauf eines Metallgeländers “kleben” bleibt. Fixturing with ice is using a physical effect. If we take hold of a metal handrail in the winter, when the temperature is below zero, we suddenly can find ourselves stuck to it. Une possibilité supplémentaire est la fixation avec le gel. Les pièces sont fixées par la glace comme en hiver lorsque vous saisissez une barrière métallique et que vos mains restes colées. Diese Art von Spannung könnte thermoelektrisch mit Halbleitern (Peltier-Effekt) oder durch Nutzung eines Kühlmediums erreicht werden. Wir haben uns für das zweite entschieden, weil es leistungsstärker ist. Dabei wird die Verdampfungskälte eines Kühlmediums (bei uns treibhausinaktives R4040) genutzt, das in einem geschlossenen Kühlkreislauf zirkuliert. Das kalte Gas wird durch das Kanallabyrinth des Arbeitstisches geleitet, wobei dessen Temperatur auf die normale Arbeitstemperatur von circa -8°C fällt. Windshield wipers, door locks and handbrakes frozen into place demonstrate the same effect. This phenomenon is used by ice clamping devices. Those made by TRIAG are known as triGEL devices. There are two different methods of achieving the necessary cooling of the machine table (working surface): one is the Peltier effect, and the other is the use of a cooling medium as it is commonly applied in a deep freezer. In this second method, the latent heat of evaporation of the cooling medium (for example R4040 which has no greenhouse effect) contained in a closed coolant circuit is used. The cold Der Arbeitstisch und die Werkstücke werden gas passes through a labyrinth of channels in mit einem Wasserzerstäuber mit einem fei- the machine table, bringing its temperature nen Wasserfilm überzogen. Dadurch frieren to about -8°C. die Teile in ca. 15 bis 60 Sekunden an. Um die Werkstücke wieder zu lösen, wird der Both the machine table and the workpieces Vorgang umgekehrt. Das Gerät arbeitet are covered with a fine film of water using dann quasi als Wärmepumpe, wodurch sehr a water atomizer. This causes the workschnell der Auftaupunkt wieder erreicht wird piece to stick to the machine table within und die Werkstücke freigegeben werden. approximately 15 to 60 seconds. The process is reversed to release the workpieces. Ungeeignet ist diese Methode dann, wenn The device then operates rather like a heat im Zerspanungsprozess zuviel Wärme ent- pump, so that the dew point is reached steht, da dadurch die Eisschicht aufgetaut again very quickly, and the workpieces are werden kann. Dieses Problem kann mit gut released. geschärften Werkzeugen verkleinert werden. Das Haftvermögen ist mit 2N/mm2 The second method is significantly more (~2t/dm2) etwa 10 bis 20 mal höher als bei powerful. TRIAG therefore uses this techeiner Vakuumspannung. Allerdings ist die nique for their triGEL system. The adhesive Toleranz für harte mechanische Schocks klei- strength, at 2N/mm2, is approximately 10 ner. Die Dicke des Wasser- respektive Eisfilms to 20 times greater than that of vacuum ist vernachlässigbar klein. Unregelmässige clamping. Hard mechanical shocks should Grundflächen werden in einem Wasserbad nevertheless be avoided. Since no clamping festgefroren. Spannbar sind alle metalli- forces are applied to the workpiece, parts schen, die meisten mineralischen Werkstoffe with plane base surfaces can be machined sowie auch viele Kunststoffe. Heute findet with very high precision. The thichness of das Spannen mit Eis nicht nur in der Uhren- the film of water or ice is negligibly small. und Schmuckindustrie seine Anwendung. Irregular base surfaces can be frozen solid in Das Anwendungsfeld geht auch in die a water bath. All metallic and most mineral Medizintechnik und die allgemeine mecha- materials, as well as many plastics, can be nische Fertigung. clamped in the way. Ice clamping is now no longer confined for use in the watch making and jewellery industries. The range of applications extends from medical technology through to general mechanical production. Cette technique de fixation est atteinte thermo-électriquement avec semi-conducteur (effet Peltier) ou avec l’utilisation d’un liquide de refroidissement. Nous avons opté pour la deuxième solution ou la performance est plus élevée. Entre-autre l’utilisation de la vaporisation froide d’un liquide de refroidissement (chez nous serre inactive R4040) qui circule dans un système circulaire fermé. Le gaz froid est dirigé dans un canal labyrinthe qui se trouve dans la table de la machine, jusqu’à ce que la température normale de travail descende à environ -8 °C. La place de travail et les pièces à usiner sont avec un pulvérisateur à eau recouvertes d’un fin film d’eau. De cette manière les pièces sont gelées en un temps de 15 à 60 secondes. Pour libérer les pièces il suffit d’inverser le processus. Cet appareil travail comme pompe à chaleur par ou le point de dégel est rapidement atteint et les pièces libérées. Cette méthode n’est pas recommandée ou le processus d’usinage provoque beaucoup de chaleur et risquerai de faire fondre la glace. Ce problème d’échauffement peut être diminué en utilisant des outils très tranchants. La force de fixation est avec 2 N/mm2 (environ 2 t/dm2) est environ 10 à 20 fois supérieur à une fixation avec vacuum. Assurément la tolérance pour les chocs mécaniques durs est plus petite. L’épaisseur de l’eau, respectivement le film de glace est négligeable. Les surfaces de base irrégulières sont gelées dans un bain d’eau sont fixables toutes les pièces métalliques, matériaux minéraux et beaucoup de plastiques. Aujourd’hui la fixation avec le gel n’a pas seulement des applications dans l’horlogerie et la bijouterie, le champ d’application s’étend à la technique médicale et à la mécanique en général. 263 - Die Vorrichtung zum Gefrierspannen - Workholding by freezing - Le dispositif à fixer par glaciation triGEL Die triGEL-Vorrichtung setzt The triGEL-fixture system con- Le dispositif triGEL se compose sich aus 2 miteinander verbun- sists of two connected mem- de deux organes fonctionnels denen Funktionsteilen zusam- bers: interconnectés: men: 1. Ein Arbeitstisch aus Kupfer (100 x 100 mm, 1. The workholding table made of thermo- 1.La table de fixation en cuivre (100 x100 mm, 100x200 mm, 200x 400 mm, 170 x 450 mm, conductive matierial (aluminum, copper). The 100 x 200 mm, 200 x 400 mm, 170 x450 mm, 500x550 mm), der als Kältetauscher dient. refridgerating gas R4040 is circulating inside 500 x 550 mm). (100 x 100 mm, 100 x 200 mm, 200 x 400 mm, 170 x 450 mm, 500 x 550 mm, custom made sizes on request). 2.Schaltkasten mit folgenden Funktionen: 2.The control cabinet including: 2.Le coffret de commande centralise toutes les fonctions: -A nschluss der elektrischen Aussenleitung - Compressor and heat exchanger 220 or 380 V - De mise en service de l‘alimentation élec(220 oder 380 V) trique (220 ou 380 V) - Steuerung und Regelung der Kühl- und - Thermostatic control for the freezing and - De commande et de régulation des tempéHeiztemperaturen mit den optimalen the reheating process, includes the mainratures de refroidissement et de réchauffeWerten während der Arbeiten in der taining of a preset temperature. ment et leur maintien aux valeurs optimales Gefrierphase sowie des Auftauens. pendant le travail en gel et pendant la relâche en dégel. - Sicherheit für die elektromechanischen - Electrical safety circuitry. Elemente gegen elektrische Störungen. -D e sécurités qui protègent les éléments électromécaniques de tout incidents électriques. - Lichtsignale kontrollieren den Arbeitsablauf - C ontrol lights to watch the workholding - Des témoins lumineux de contrôle illustrent process. le déroulement des cycles de travail. - Temperaturüberwachung und Störungs - Interface to the machine control for process - De surveillance de température et de rapmeldung an die Maschinensteuerung monitoring. port de dérangement à la commande de la machine. 264