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Die Erfindung betrifft einen Induktor zur induktiven Erwärmung von Blechhalbzeugen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung eines Induktors gemäß Oberbegriff des Anspruchs 6, sowie ein Pressenwerkzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 8.
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Induktoren der hier angesprochenen Art werden typischerweise eingesetzt, um metallische Bauteile, insbesondere Blechhalbzeuge, schnell, gleichmäßig und schonend lokal zu erwärmen. Dies dient insbesondere einer verbesserten Umformbarkeit der Blechhalbzeuge, wobei die Induktoren besonders bevorzugt in Pressenwerkzeugen oder in Erwärmungsstationen, die Pressenwerkzeugen zugeordnet sind, verwendet werden. Die Blechhalbzeuge bestehen typischerweise aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Es ist allerdings auch möglich, Blechhalbzeuge aus Stahl induktiv zu erwärmen. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 112 466 A1 geht ein Induktor hervor, der eine Induktionsspule und ein Stützelement aufweist. Die Spule ist aus Kupferdraht gebildet und wird zur Erwärmung eines Blechhalbzeugs in dessen Nahbereich angeordnet. Dabei wird sie mit einem Wechselstrom beaufschlagt. Hierdurch entsteht ein elektromagnetisches Wechselfeld, welches Wirbelströme indem zu erwärmenden Blechhalbzeug erzeugt, wodurch dieses aufgrund der Wirbelstromverluste gewärmt wird. Das Stützelement dient dazu, die Induktionsspule mechanisch zu stabilisieren, damit diese sich nicht aufgrund der selbstinduzierten, magnetischen Kräfte verformt, was einer homogenen Erwärmung des Blechhalbzeugs entgegenwirken würde. Es sind auch Induktoren bekannt, die Stützelemente umfassen, welche einer Abstandsdefinition zwischen der Induktionsspule und einer zu erwärmenden Oberfläche eines Blechhalbzeugs dienen, wobei diese an der Induktionsspule angeordnet sind. Insbesondere, wenn ein Induktor in einem Pressenwerkzeug eingesetzt werden soll, ist es wünschenswert, dass dieser effizient insbesondere vor mechanischen Belastungen, beispielsweise durch Stöße, geschützt wird. Die bekannten Stützelemente für Induktoren sind hierzu nur in eingeschränkter Weise – wenn überhaupt – geeignet. Darüber hinaus zeigt sich, dass bekannte Induktoren, insbesondere deren Induktionsspulen, aber auch bekannte Stützelemente, aufwändig und zeitraubend hergestellt werden, wobei hohe Kosten entstehen. Insbesondere werden die Induktionsspulen typischerweise umständlich manuell gebogen, in Form geklopft und verlötet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Induktor, ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Pressenwerkzeug zu schaffen, bei welchen die genannten Nachteile nicht auftreten. Insbesondere soll die Induktionsspule des Induktors gegenüber mechanischen Beschädigungen geschützt sein. Zugleich soll es möglich sein, den Induktor zeitsparend, verfahrensökonomisch und kostengünstig herzustellen. Der Induktor soll insbesondere beschädigungsfrei in einem Pressenwerkzeug einsetzbar sein.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Induktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Dadurch, dass die Induktionsspule in das Stützelement integriert ist, ist sie optimal vor mechanischen Beschädigungen geschützt. Daher ist es ohne Weiteres möglich, den Induktor in einem Pressenwerkzeug einzusetzen, ohne dass dieser Schaden nimmt. Durch Integration der Induktionsspule in das Stützelement ist der Induktor besonders einfach, kostengünstig und zeitsparend herstellbar, insbesondere weil Arbeitsschritte zur Befestigung des Stützelements an der Induktionsspule entfallen.
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Es wird auch ein Induktor bevorzugt, der sich dadurch auszeichnet, dass die Induktionsspule vollständig in das Stützelement eingebettet ist. Auf diese Weise wird sie besonders effektiv durch das Stützelement vor Beschädigungen geschützt. Vorzugsweise ist die Induktionsspule einstückig mit dem Stützelement ausgebildet. Auf diese Weise sind das Stützelement und die Induktionsspule in besonders einfacher, verfahrensökonomischer und kostengünstiger Weise gemeinsam herstellbar, wobei zugleich die Induktionsspule optimal durch das Stützelement geschützt ist.
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Es wird auch ein Induktor bevorzugt, der sich dadurch auszeichnet, dass die Induktionsspule aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht. Vorzugsweise umfasst die Induktionsspule Kupfer oder eine Kupferlegierung, wobei sie besonders bevorzugt aus einem der genannten Materialen besteht. Das Stützelement besteht bevorzugt aus einem nicht-leitenden, unmagnetischen, temperaturbeständigen und stoßfesten Material. Dadurch, dass das Stützelement nicht-leitend ausgebildet ist, wird verhindert, dass durch die Induktionsspule fließende Ströme auf das zu erwärmende Blechhalbzeug übertragen werden. Das Stützelement wirkt insoweit als Isolator zwischen dem Blechhalbzeug und der Induktionsspule. Als unmagnetisches Material wird vorzugsweise ein diamagnetisches Material mit geringer magnetischer Suszeptibilität ausgewählt. Bevorzugt wird ein Material mit geringer magnetischer Permeabilität gewählt. Besonders bevorzugt wird ein den genannten Eigenschaften genügendes Metall oder ein Kunststoff für das Stützelement ausgewählt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass durch die Induktionsspule zumindest keine nennenswerten Wirbelströme in dem Stützelement erzeugt werden, sodass dieses nicht unnötig Energie aus dem Induktor aufnimmt und von diesem erwärmt wird. Hierdurch steht bei gleicher Nennleistung des Induktors mehr Leistung zur Erwärmung des Blechhalbzeugs zur Verfügung, wodurch die Erwärmung desselben verfahrensökonomisch und kostengünstig durchführbar ist.
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Das Material für das Stützelement ist vorzugsweise temperaturbeständig, was bedeutet, dass es ohne Weiteres die bei einem bestimmungsgemäßen Einsatz des Induktors auftretenden Temperaturen – vorzugsweise auch in direktem Kontakt mit dem zu erwärmenden Blechhalbzeug – beschädigungsfrei aushält. Insbesondere wird das Material bevorzugt so gewählt, dass sich das Stützelement im Betrieb des Induktors weder verformt noch bezüglich anderer Eigenschaften verändert, insbesondere nicht zumindest bereichsweise schmilzt.
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Das Material für das Stützelement wird vorzugsweise so gewählt, dass es bis mindestens 400°C temperaturbeständig ist. Es darf sich also bei dieser Temperatur weder verformen noch bereichsweise schmelzen. Eine Temperaturbeständigkeit bis 400°C ist insbesondere dann ausreichend, wenn Blechhalbzeuge mithilfe des Induktors erwärmt werden, die Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfassen beziehungsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. Sollen Blechhalbzeuge mithilfe des Induktors erwärmt werden, die Stahl umfassen oder aus Stahl bestehen, weist das Material vorzugsweise eine Temperaturbeständigkeit bis zu einer höheren Temperatur als 400°C auf. Dabei wird das Material bevorzugt auf den konkreten Anwendungsfall des Induktors abgestimmt, insbesondere auf eine während der Erwärmung eines Blechhalbzeugs erreichte Temperatur.
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Das Material für das Stützelement wird bevorzugt stoßfest gewählt, was bedeutet, dass es jedenfalls geeignet ist, im Betrieb des Induktors auftretende mechanische Belastungen insbesondere durch Stöße beschädigungsfrei auszuhalten. Dabei ist es möglich, dass das Material auf den konkreten Einsatzfall des Induktors abgestimmt ist. Ist der Induktor beispielsweise in ein Pressenwerkzeug integriert, treten typischerweise während des Pressenhubs mechanische Belastungen auf, die das Stützelement beschädigungsfrei aufnehmen können muss.
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Das Stützelement ist vorzugsweise als Formauflage für das zu erwärmende Blechhalbzeug ausgebildet. Dabei ist es insbesondere möglich, dass eine Kontur des Stützelements im Bereich einer dem zu erwärmenden Blechhalbzeug zugewandten Oberfläche geometrisch auf die Kontur des zu erwärmenden Blechhalbzeugs abgestimmt ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass der Induktor vollflächig und dicht mit dem Stützelement an dem zu erwärmenden Blechhalbzeug anliegen kann. Hierdurch verbessert sich die Effizienz der induktiven Erwärmung, sodass das Blechhalbzeug verfahrensökonomisch und kostengünstig erwärmt werden kann. Zugleich erhöht sich die mechanische Stabilität und die Reproduzierbarkeit der Anordnung des Induktors relativ zu dem Blechhalbzeug, wobei ein definierter Abstand zwischen der Induktionsspule und einer zu erwärmenden Oberfläche des Blechhalbzeugs eingehalten werden kann. Hierdurch wird auch die Homogenität der Erwärmung verbessert. In Gebrauchstellung liegt somit das Blechhalbzeug mit seiner zu erwärmenden Oberfläche an dem komplementär geformten Stützelement an, sodass es nicht in unmittelbaren Kontakt mit der Induktionsspule gerät. Das Stützelement wirkt auf diese Weise auch als Isolator, was bereits beschrieben wurde.
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Es wird auch ein Induktor bevorzugt, der sich dadurch auszeichnet, dass die Induktionsspule und das Stützelement gemeinsam in einem generativen Aufbauverfahren hergestellt sind. Generative Aufbau- oder Fertigungsverfahren sind auch unter dem Schlagwort „Rapid Manufacturing” bekannt. Sie erlauben eine schnelle und kostengünstige Fertigung von Produkten. Dabei erfolgt die Fertigung bevorzugt direkt auf der Basis von rechnerinternen Datenmodellen insbesondere aus formlosen Materialien, beispielsweise Pulvern, mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse. Bei generativen Fertigungsverfahren handelt es sich um urformende Verfahren, wobei jedoch keine speziellen Werkzeuge für ein konkretes Erzeugnis erforderlich sind, anders als beispielsweise Gussformen beim Gießen.
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Bevorzugt wird zur Herstellung der Induktionsspule und des Stützelements ein Schichtaufbauverfahren verwendet, wobei besonders bevorzugt ein Metallpulver-Auftragsverfahren Anwendung findet. Solche Verfahren sind insbesondere die Stereolithographie, das selektive Laserschmelzen, das selektive Lasersintern, das Mikroschmieden, das 3D-Drucken sowie das Kaltgasspritzen.
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Dabei wird beim Mikroschmieden ein Gemisch aus einem Metallpulver, Wasser und sauerstoffreduzierter Druckluft auf ein Substrat aufgetragen, wobei sich ein kompakter und dichter Werkstoffauftrag ergibt. Ohne weiteres sind hier Kombinationen verschiedener Materialien durch Einsatz verschiedener Metallpulver möglich.
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Beim selektiven Laserschmelzen wird ein Metallpulver Schicht für Schicht aufgetragen und mittels eines Lasers bereichsweise umgeschmolzen, wobei sich nach der Erstarrung in den lokal umgeschmolzenen Bereichen eine feste Materialschicht bildet. Auch hierbei ist es ohne weiteres möglich, verschiedene Metallpulver miteinander zu kombinieren, um Bauteile herzustellen, die bereichsweise verschiedene Materialien umfassen.
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Beim Kaltgasspritzen wird ein Beschichtungswerkstoff in Pulverform mit sehr hoher Geschwindigkeit auf ein Trägermaterial aufgebracht. Ein Prozessgas wird auf wenige 100°C aufgeheizt und in einer Lavaldüse expandiert, wobei es auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt wird. Anschließend werden Pulverpartikel in den überschallschnellen Gasstrahl injiziert. Beim Aufprall auf das Substrat bilden die Pulverpartikel eine kompakte, dichte und festhaftende Schicht, auch ohne dass sie zuvor an- oder aufgeschmolzen werden.
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Zur Herstellung des Induktors im Rahmen eines generativen Fertigungsverfahrens wird vorzugsweise ein additiver Fabrikator, insbesondere ein 3D-Drucker verwendet. Auch die Verwendung eines Stereolitographie-Druckers oder eines Laser-Sinters kommt in Frage.
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Im Rahmen der generativen Fertigungsverfahren ist es ohne Weiters auch möglich, Pulver verschiedener Materialen, beispielsweise Metallpulver und Kunststoffpulver, miteinander zu kombinieren und zu verbinden.
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Insbesondere ist es im Rahmen von generativen Fertigungsverfahren möglich, quasi beliebige Formen, auch Freiformen, herzustellen. Dabei ist es insbesondere möglich, das Stützelement geometrisch an die konkrete Umformaufgabe, insbesondere an die Geometrie eines zu erwärmenden Blechhalbzeugs, anzupassen.
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Im Rahmen des generativen Fertigungsverfahrens, insbesondere im Rahmen eines Metallpulver-Auftragsverfahrens, ist es ohne Weitres möglich, die Induktionsspule und das Stützelement gemeinsam verfahrensökonomisch herzustellen. Insbesondere sind die Induktionsspule und die Stützbacke bedarfsgerecht in Hinblick auf ihre Form und in Hinblick auf die auszuwählenden Materialien ausbildbar, wobei sie zugleich exakt zueinander ausgerichtet werden. Durch die integrale Herstellung entfallen Fertigungstoleranzen. Außerdem entfällt ein aufwändiges, zeit- und kostenintensives Biegen eines Kupferrohrs für die Induktionsspule, weil diese generativ hergestellt wird.
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Es wird auch ein Induktor bevorzugt, der sich dadurch auszeichnet, dass die Induktionsspule einen Hohlquerschnitt aufweist. Sie ist in diesem Fall nicht drahtförmig, sondern vielmehr rohrförmig ausgebildet, wobei es insbesondere möglich ist, ein Kühlmittel durch den Hohlquerschnitt der Induktionsspule zu leiten, um diese im Betrieb des Induktors zu kühlen.
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Vorzugsweise weist die Induktionsspule eine gebogene Form, insbesondere eine Spiralform oder eine Mäanderform auf. Diese Geometrien eignen sich in besonderer Weise für eine homogene, gleichmäßige lokale Erwärmung eines Blechhalbzeugs.
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Es ist auch möglich, dass die Induktionsspule des Induktors eine gebogene Form, vorzugsweise eine Spiralform oder eine Mäanderform aufweist, ohne dass sie einen Hohlquerschnitt umfasst. Insofern ist es sehr wohl möglich, dass die Induktionsspule drahtartig, insbesondere bezüglich ihres Querschnitts massiv ausgebildet ist, wobei sie eine gebogene Form, insbesondere eine Spiralform oder eine Mäanderform aufweist.
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Bevorzugt verläuft die Induktionsspule in einer Ebene. Alternativ ist es möglich, dass die Induktionsspule in einer gekrümmten Fläche verläuft, die vorzugsweise an die Krümmung eines zu erwärmenden Blechhalbzeugs angepasst ist. Besonders bevorzugt folgt die Form der Induktionsspule gemeinsam mit der Form des Stützelements einer Geometrie des lokal zu erwärmenden Blechhalbzeugs beziehungsweise ist komplementär zu dieser ausgebildet. Auf diese Weise ist eine besonders homogene, effiziente Erwärmung des Blechhalbzeugs in dem behandelten Bereich möglich.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zur Herstellung eines Induktors zur induktiven Erwärmung von Blechhalbzeugen mit den Schritten des Anspruchs 6 geschaffen wird. Im Rahmen des Verfahrens wird bevorzugt ein Induktor nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele hergestellt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Induktionsspule und das Stützelement gemeinsam einstückig in einem generativen Aufbauverfahren hergestellt werden. Besonders bevorzugt werden die Induktionsspule und das Stützelement gemeinsam einstückig in einem Schichtaufbauverfahren, vorzugsweise in einem Metallpulver-Auftragsverfahren hergestellt. Durch die einstückige Herstellung der Induktionsspule und des Stützelements im Rahmen des Verfahrens ist es möglich, beide Elemente verfahrensökonomisch, zeitsparend und kostengünstig auszubilden. Dabei werden vorzugsweise die Induktionsspule und das Stützelement Schicht für Schicht hergestellt. Im Rahmen des Verfahrens ist es ohne Weiteres möglich, die Induktionsspule in dem Stützelement integriert beziehungsweise eingebettet anzuordnen, sodass diese optimal durch das Stützelement insbesondere vor einer Stoßbelastung beschützt ist. Weiterhin können mithilfe eines generativen Fertigungsverfahrens quasi beliebige Formen des Stützelements einerseits und der Induktionsspule andererseits hergestellt werden, sodass deren Geometrie ohne weiteres an eine spezielle Erwärmungsaufgabe, insbesondere an die lokal zu erwärmende Geometrie eines Blechhalbzeugs, angepasst werden kann. Dabei können die Induktionsspule und das Stützelement bedarfsgerecht ausgebildet und exakt zueinander ausgerichtet werden. Durch die integrale Fertigung entfallen Fertigungstoleranzen. Ein aufwändiges Biegen der Induktionsspule entfällt gleichermaßen.
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Als generatives Fertigungsverfahren kommen insbesondere die Stereolitographie, das selektive Laserschmelzen, das Mikroschmieden, das selektive Lasersintern, das 3D-Drucken und/oder das Kaltgasspritzen in Frage.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass verschiedene Pulver einerseits zur Herstellung der Induktionsspule und andererseits zur Herstellung des Stützelements verwendet werden. Vorzugsweise werden verschiedene Metallpulver verwendet. Dabei wird insbesondere bevorzugt für die Induktionsspule ein leitendes Metallpulver beziehungsweise ein Pulver eines leitenden Metalls, und für das Stützelement ein nichtleitendes Metallpulver oder ein Pulver eines nicht-leitenden Materials verwendet. Es ist auch möglich, für das Stützelement ein Kunststoff- oder Keramikpulver zu verwenden. Die Verwendung verschiedener Pulversorten ist in einem generativen Fertigungsverfahren, insbesondere in einem Schichtaufbauverfahren und/oder einem Metallpulver-Auftragsverfahren ohne Weiteres möglich. Dabei können die verschiedenen Metallpulversorten im Rahmen des Verfahrens ohne Weiteres miteinander verbunden werden, sodass letztlich ein einstückiges Gebilde aus Induktionsspule und Stützelement entsteht, welches bereichsweise verschiedene Materialien und somit auch verschiedene Funktionalitäten umfasst.
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Die Beschreibung des Induktors einerseits und des Verfahrens andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere sind Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Induktor erläutert wurden, bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander Schritte einer Ausführungsform des Verfahrens. Umgekehrt sind bevorzugt Merkmale, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurde, bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander Merkmale eines Ausführungsbeispiels des Induktors.
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Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem ein Pressenwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8 geschaffen wird. Dieses zeichnet sich durch einen Induktor nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aus. Alternativ zeichnet sich das Pressenwerkzeug durch einen Induktor aus, der durch ein Verfahren nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen hergestellt wurde. Ein solcher Induktor eignet sich hervorragend für die Verwendung in einem Pressenwerkzeug, weil er durch die integrale Ausbildung von Stützelement und Induktionsspule besonders geeignet ist, den mechanischen Belastungen in einem Pressenwerkzeug Stand zu halten, wobei die Induktionsspule insbesondere durch ihre Integration in das Stützelement vor Stoßbelastungen geschützt ist.
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Es wird ein Pressenwerkzeug bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Induktor in das Pressenwerkzeug integriert ist. Auf diese Weise ist es möglich, mit dem Pressenwerkzeug nicht nur ein Blechhalbzeug zu bearbeiten, insbesondere umzuformen, sondern dieses in dem Pressenwerkzeug selbst auch zumindest bereichsweise, also lokal, zu erwärmen. Dabei ist es möglich, das Blechhalbzeug vor der Umformung zur Verbesserung der Umformbarkeit zu erwärmen. Es ist auch möglich, das Blechhalbzeug während der Umformung zu erwärmen. Schließlich ist es möglich, das Blechhalbzeug noch in dem Pressenwerkzeug nach der Umformung zumindest bereichsweise zu erwärmen, um insbesondere die Umformbarkeit in Hinblick auf nachgelagerte Bearbeitungsschritte, beispielsweise in nachfolgenden Pressenwerkzeugen, zu verbessern. Hierdurch können innerhalb einer Pressenlinie Bearbeitungsstationen, insbesondere separate Erwärmungsstationen eingespart werden, weil die Erwärmung unmittelbar in einem Pressenwerkzeug erfolgen kann.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische, dreidimensionale Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Induktors, und
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2 eine schematische Schnittdarstellung durch das Ausführungsbeispiel gemäß 1.
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1 zeigt eine schematische, dreidimensionale Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Induktors 1. Dieser weist eine Induktionsspule 3 auf, die eine gebogene, hier spiralförmige Form hat. Die Induktionsspule 3 ist in ein Stützelement 5 integriert, nämlich in dieses eingebettet. Insbesondere ist die Induktionsspule 3 einstückig mit dem Stützelement 5 ausgebildet.
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Dabei weist die Induktionsspule 3 ein elektrisch leitfähiges Material auf, insbesondere Kupfer oder eine Kupferlegierung. Das Stützelement 5 besteht aus einem nicht-leitenden, vorzugsweise unmagnetischen Material. Dabei kann es sich um ein Metall, aber auch um einen Kunststoff oder eine Keramik handeln. Das Material des Stützelements 5 ist vorzugsweise temperaturbeständig und stoßfest im Rahmen der Anforderungen, die sich durch den Einsatz des Induktors 1 ergeben.
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Das Stützelement 3 und die Induktionsspule 5 sind gemeinsam in einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt. Besonders bevorzugt werden sie in einem Schichtaufbauverfahren, vorzugsweise in einem Metallpulver-Auftragsverfahren, einstückig miteinander hergestellt. Dabei ist es ohne weiteres möglich, die Induktionsspule 3 und das Stützelement 5 aus verschiedenen Materialen, insbesondere durch Verwendung verschiedener Pulversorten, herzustellen.
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Das Stützelement 5 weist eine einem nicht dargestellten, zumindest bereichsweise zu erwärmendem Blechhalbzeug zugewandte Oberfläche 7 auf, die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 eben ausgebildet ist. Die Spirale der Induktionsspule 3 erstreckt sich vorzugsweise in einer Ebene, die parallel zu der Oberfläche 7 orientiert aber von dieser aus gesehen in das Innere des Stützelements 5 versetzt angeordnet ist. Mit der Oberfläche 7 liegt das Stützelement 5 vorzugsweise an dem zu erwärmenden Blechhalbzeug an. Hierdurch wird ein Abstand einer zu erwärmenden Oberfläche des Blechhalbzeugs 1 zu der Induktionsspule 3 definiert. Zugleich wirkt das Stützelement 5 als Isolationselement, welches verhindert, dass Strom von der Induktionsspule 3 in das zu erwärmende Blechhalbzeug fließen kann.
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Die Oberfläche 7 ist vorzugsweise komplementär zu einer Geometrie eines zu erwärmenden Bereichs des Blechhalbzeugs ausgebildet. Weist dieser Bereich eine gekrümmte Form auf, ist vorzugsweise auch die Oberfläche 7 entsprechend gekrümmt, sodass sie satt und dicht an der zu erwärmenden Oberfläche anliegen kann. Entsprechend ist dann vorzugsweise auch die Fläche gekrümmt, in der sich die Induktionsspule 3 erstreckt, wobei deren Krümmung vorzugsweise der Krümmung der Oberfläche 7 und damit auch der Krümmung des zu erwärmenden Blechhalbzeugs folgt. Auf diese Weise ist eine besonders homogene, gleichmäßige Erwärmung des Blechhalbzeugs möglich.
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Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die Induktionsspule 3 eine mäanderförmig gebogene Form auf. Auch andere geeignete und insbesondere auf den konkreten Einsatz des Induktors 1 angepasste Formen sind möglich.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung durch das Ausführungsbeispiel des Induktors 1 gemäß 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. In der Schnittdarstellung gemäß 2 zeigt sich, dass die Induktionsspule 3 hohl ausgebildet ist, wobei sie hier einen quadratischen Hohlquerschnitt 9 aufweist. Sie ist insgesamt somit hier quasi als quadratisches Rohr ausgebildet. Auch alternative Ausgestaltungen des Hohlquerschnitts 9 abweichend von der quadratischen Form sind möglich, beispielsweise eine Rechteckform, eine ovale Form, eine Kreisform oder andere geeignete Formen. Vorzugsweise wird im Betrieb des Induktors 1 durch den Hohlquerschnitt 9 ein Kühlmittel gefördert, welches die Induktionsspule 3 von innen kühlt.
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In 2 wird deutlich, dass aus dem Stützelement 5 ein erster Anschluss 11 und ein zweiter Anschluss 13 herausragen, wobei die Induktionsspule 3 über den ersten Anschluss 11 und den zweiten Anschluss 13 elektrisch kontaktiert werden kann, und wobei es über den ersten Anschluss 11 und den zweiten Anschluss 13 möglich ist, das Innere der Induktionsspule 3 mit Kühlmittel zu beaufschlagen.
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Die Spiralform der Induktionsspule 3 ergibt sich hier im Wesentlichen daraus, dass der erste Anschluss 11 zu einem Randbereich der Induktionsspule 3 führt, während der zweite Anschluss 13 in ein Zentrum derselben führt. Würde die Induktionsspule 3 stattdessen eine Mäanderform aufweisen, würden sowohl der Anschluss 11 als auch der zweite Anschluss 13 in den Randbereich der Spule oder in den Mittelbereich der Spule führen.
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Insgesamt zeigt sich, dass der Induktor 1 eine vor Beschädigungen, insbesondere vor Beschädigungen durch Stöße, optimal geschützte Induktionsspule 3 aufweist, weil diese in das Stützelement 5 integriert ist. Zugleich ist der Induktor im Rahmen des Verfahrens zeitsparend, kostengünstig, einfach und in beliebiger Form herstellbar. Dabei ist er ohne Weiteres in einem Pressenwerkzeug zur lokalen Erwärmung von Blechhalbzeugen einsetzbar. Mithilfe des Verfahrens ist es möglich, den Herstellungsprozess für den Induktor 1 deutlich zu verkürzen. Der Induktor 1 kann sehr genau, insbesondere auf der Grundlage eines virtuellen Datenbestands rechnergesteuert hergestellt werden. Durch geeignete Festlegung und exakte, präzise Fertigung des Hohlquerschnitts 9 ist es möglich, den Kühlmitteldurchfluss durch die Induktionsspule 3 zu optimieren. Da das Verfahren auf der Grundlage virtueller Daten numerisch beziehungsweise rechnergestützt durchgeführt werden kann, ergibt sich eine hohe Reproduzierbarkeit, sodass Duplikate des Induktors 1 jederzeit ohne Weiteres insbesondere zur Ersatzbeschaffung hergestellt werden können. Zugleich ergibt sich ein besseren Änderungsmanagement, falls der Induktor 1, beispielsweise bei einer Umstellung der zu erwärmenden Bauteile, geändert werden muss. Insbesondere ist es hierbei möglich, eine Änderung virtuell in dem Datenbestand nachzuvollziehen, sodass der Induktor im Anschluss ohne weiteren Nachbearbeitungsbedarf passgenau und präzise, insbesondere rechnergestützt, gefertigt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011112466 A1 [0002]
