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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fügewerkzeug zum Erwärmen eines zumindest abschnittsweise induktiv erwärmbaren Fügegliedes, wobei das Fügewerkzeug einen Fügekopf mit einer Halteeinrichtung zum Halten des Fügegliedes aufweist, wobei das Fügewerkzeug eine induktive Erwärmungseinrichtung mit einer elektrischen Spule aufweist, die so angeordnet ist, dass ein in der Halteeinrichtung gehaltenes Fügeglied induktiv erwärmt werden kann.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum induktiven Erwärmen eines in einer Halteeinrichtung gehaltenen Fügegliedes mit den Schritten, das Fügeglied in die Halteeinrichtung zuzuführen und das Fügeglied mittels einer induktiven Erwärmungseinrichtung, die eine elektrische Spule aufweist, induktiv zu erwärmen.
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Fügewerkzeuge der oben beschriebenen Art sind insbesondere auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik einsetzbar. Im Fahrzeugbau und insbesondere im Karosseriebau besteht ein Bedarf, Fügeglieder in Form von Befestigungselementen an Bauteile wie Bleche, Karosseriebleche und/oder Fahrzeugrahmen zu fügen. Derartige Befestigungselemente dienen dabei häufig als Anker zur Befestigung weiterer Gegenstände, wie beispielsweise elektrische Leitungen oder Fluidleitungen, Innenverkleidungsteile, etc. Die Befestigung weiterer Gegenstände erfolgt beispielsweise mittels Kunststoffclips, die auf ein derartiges Fügeelement in Form eines Befestigungselementes aufgeclipst werden.
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Generell ist es bekannt, solche Fügeglieder auf Bauteile zu schweißen oder auf andere Art und Weise zu fügen. Das Fügen durch Schweißen ist auch als Bolzenschweißen bekannt. Ferner ist es bekannt, Fügeglieder thermoplastisch mit Bauteilen zu verschweißen, die beispielsweise aus Kunststoff hergestellt sind.
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Während das Erwärmen von metallischen Fügegliedern zum Zwecke des Schweißens in der Regel durch einen elektrischen Strom erfolgt (Lichtbogen), ist es zum Kleben derartiger Fügeglieder und/oder zum thermoplastischen Verschweißen von Fügegliedern auch bekannt, diese Fügeglieder zu erwärmen. Das Erwärmen dient beispielsweise zum Aufschmelzen und/oder Aktivieren eines Klebstoffes und/oder zum Aufschmelzen eines thermoplastischen Fügeabschnittes eines derartigen Fügegliedes.
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Das Erwärmen erfolgt dabei beispielsweise induktiv. Zu diesem Zweck kann das Fügeglied aus einem induktiv erwärmbaren Metallmaterial hergestellt sein, auf das eine Klebstoffschicht aufgebracht ist. Bei Fügegliedern, die thermoplastisch geschweißt werden, können beispielsweise in einen thermoplastischen Fügeabschnitt induktiv erwärmbare Metallpartikel eingebettet sein, die dafür sorgen, dass der thermoplastische Fügeabschnitt aufgeschmolzen wird.
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Bei dem induktiven Erwärmen findet neben dem (gewollten) Wärmeeintrag in dem Fügeglied auch ein Wärmeeintrag in der induktiven Erwärmungseinrichtung, insbesondere in der elektrischen Spule, statt.
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Es ist daher nötig, die Spule zu kühlen oder zumindest die Wärme von der Spule weg zu transportieren, um so eine längere Haltbarkeit der induktiven Erwärmungseinrichtung zu ermöglichen bzw. eine schnellere Taktung der einzelnen Fügevorgänge zu erreichen.
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Es ist bekannt, eine Kühlung bzw. einen Wärmetransport dadurch zu erreichen, dass die Spule aus einem Metallrohr, bevorzugt aus einem Kupferrohr, gebildet ist, wobei das Metallrohr mit einem Kühlfluid, vorzugsweise Wasser, durchspült wird.
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Diese Kühlung ist konstruktiv aufwändig, da ein hermetisch geschlossenes Kühlsystem benötigt wird, bei dem das Kühlfluid mittels einer Pumpe in das Kupferrohr gefördert wird. Ferner ist ein Wärmetauscher oder dergleichen zum Abkühlen des Kühlfluids notwendig. Dadurch ist eine automatisierte Fertigungsanlage mit einem solchen Fügewerkzeug bzw. einer solchen Kühlvorrichtung fehleranfällig und zudem teuer. Außerdem wird durch das aktive Pumpen des Kühlfluids und aktive Kühlen des Kühlfluids im Kühlkreislauf der Energieverbrauch deutlich erhöht.
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Aus dem Dokument
DE 10 2009 042 467 A1 ist ein Fügeverfahren bekannt, bei dem ein Befestigungselement eine Klebefläche aufweist, auf die ein thermisch schmelz- bzw. aushärtbarer Klebstoff aufgebracht ist, wobei der Klebstoff beispielsweise durch eine induktive Erwärmungseinrichtung erwärmbar ist.
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Vor dem obigen Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Fügewerkzeug zum Erwärmen eines zumindest abschnittsweise induktiv erwärmbaren Fügegliedes sowie ein verbessertes Verfahren zum induktiven Erwärmen eines in einer Halteeinrichtung gehaltenen Fügegliedes anzugeben.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Fügewerkzeug dadurch gelöst, dass die induktive Erwärmungseinrichtung ein Wärmerohr aufweist.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum induktiven Erwärmen eines in einer Haltevoreinrichtung gehaltenen Fügegliedes, insbesondere mittels eines erfindungsgemäßen Fügewerkzeugs, mit den Schritten, ein Fügeglied in die Haltevoreinrichtung zuzuführen und das Fügeglied mittels einer induktiven Erwärmungseinrichtung, die eine elektrische Spule aufweist, induktiv zu erwärmen, wobei Wärme von der elektrischen Spule mittels eines Wärmerohrs weggeleitet wird.
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Ein Wärmerohr ist ein Wärmeübertrager, der unter Nutzung von Verdampfungswärme eines Mediums eine hohe Wärmestromdichte ermöglicht. Der Transport eines Arbeitsmediums im Inneren des Wärmerohrs erfolgt generell passiv, das heißt ohne Hilfsmittel, wie etwa eine Umwälzpumpe.
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Ein Wärmerohr beinhaltet grundsätzlich ein hermetisch gekapseltes Volumen, das vorliegend bevorzugt durch einen Rohrkörper ausgebildet ist. In diesen Rohrkörper ist vorzugsweise ein Arbeitsmedium, wie zum Beispiel Wasser oder Ammoniak, gefüllt, das das Volumen im Inneren des Rohrkörpers zu einem Teil in flüssigem, zum größerem Teil in dampfförmigem Zustand ausfüllt.
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Die obigen Ausführungen sowie weitere ergänzende Informationen zu der Technik von Wärmerohren ergeben sich aus dem entsprechenden Eintrag unter www.wikipedia.org/wiki/wärmerohr.
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Durch die Verwendung eines Wärmerohrs kann folglich Wärme von der Spule schnell wegtransportiert werden. Eine ergänzende Wasserkühlung der Spule ist vorzugsweise nicht notwendig. Ferner beinhaltet dieses Kühlkonzept vorzugsweise keine Pumpen oder Flüssig-Wärmetauscher. Das Arbeitsmedium ist vollständig in dem geschlossenen Volumen des Wärmerohrs aufgenommen, so dass keine Probleme hinsichtlich Dichtigkeit oder Ähnlichem zu erwarten sind.
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Bei einem Wärmerohr verdampft bei einem Wärmeeintrag, beispielsweise im Bereich der Spule, das Arbeitsmedium bzw. Fluid im Inneren des Wärmerohrs und entzieht dadurch einem wärmeren Bereich des Wärmerohrs Wärme. Der Dampf strömt dann zu einem Bereich mit niedrigerer Temperatur, wo er unter Wärmeabgabe kondensiert. Das kondensierte Fluid fließt dann aufgrund von Schwerkraft (Zwei-Phasen-Thermosiphon) oder aufgrund von Kapillarwirkung (Heatpipe) zurück zu dem warmen Bereich des Wärmerohrs.
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Die Wärmeleitfähigkeit eines Wärmerohrs nimmt üblicherweise zu, je höher die Temperaturdifferenz zwischen einem warmen Bereich des Wärmerohrs und einem kalten Bereich des Wärmerohrs ist. Zudem ist der Wärmetransport über kurze Strecken effizienter bzw. schneller als über lange Strecken.
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Durch das oben beschriebene Prinzip wird ein schneller Wärmetransport aufgrund einer hohen Wärmeleitfähigkeit erreicht.
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Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
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Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Spule selbst aus dem Wärmerohr gebildet ist, derart, dass ein Rohrkörper des Wärmerohrs einen durch die Spule fließenden elektrischen Strom führt.
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Der Rohrkörper ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise aus einem elektrisch gut leitenden Material gebildet, beispielsweise aus einem Metall, insbesondere aus Kupfer. Zur Bildung der Spule kann dabei insbesondere ein handelsübliches Wärmerohr verwendet werden.
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Insgesamt kann bei dieser Ausführungsform Spulenmaterial eingespart werden, was die Konstruktion der induktiven Erwärmungseinrichtung vereinfacht.
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Von besonderem Vorzug ist es, wenn an dem Fügekopf ein Kühlkörper angeordnet ist, wobei der Kühlkörper dem Wärmerohr zugeordnet ist.
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Dadurch kann der Kühlkörper von dem Wärmerohr abtransportierte Wärme aufnehmen und an die Umgebung abgeben, wodurch eine höhere Temperaturdifferenz zwischen einem warmen Bereich des Wärmerohrs (im Bereich der Spule) und einem kälteren Bereich des Wärmerohrs (im Bereich des Kühlkörpers) erreicht werden kann. Dies führt zu einem schnelleren Wärmetransport und damit zu einer besseren Kühlung der Spule. Der Kühlkörper ist vorzugsweise aus einem Metallmaterial und insbesondere elektrisch leitend.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dabei ein Rohrkörper des Wärmerohrs über elektrisch isolierende Verbindungelemente mit dem Kühlkörper verbunden.
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Über die elektrisch isolierenden Verbindungselemente kann das Wärmerohr thermisch mit dem Kühlkörper gekoppelt werden. Die elektrisch isolierenden Verbindungselemente, die gemeinsam eine einstückige Verbindungselementanordnung bilden können, sind vorzugsweise thermisch gut leitend ausgebildet.
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Ein Beispiel für ein Material, aus dem derartige isolierende Verbindungelemente hergestellt werden können, ist ein keramisches Material oder ein Silikonmaterial.
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Durch die Verwendung derartiger Verbindungselemente kann ein elektrischer Kurzschluss zwischen dem Rohrkörper des Wärmerohrs und dem Kühlkörper verhindert werden.
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Ferner ist es insgesamt vorteilhaft, wenn das Wärmerohr wenigstens eine eine die lektrische Spule bildende Windung sowie sich von der Windung erstreckende elektrische Verbindungsabschnitte aufweist.
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Die elektrischen Verbindungsabschnitte erstrecken sich vorzugsweise von der Windung hin zu einer Kühlanordnung, die insbesondere als Kühlkörper ausgebildet sein kann. Die Kühlanordnung ist dabei insbesondere an dem Fügekopf ausgebildet. Die Spule ist vorzugsweise in einem Bereich vorgesehen, der einen aus der Halteeinrichtung vorstehenden Abschnitt des Fügegliedes umgibt. Dieser Bereich ist in der Regel von dem Gehäuse des Fügekopfes beabstandet. Die Verbindungsabschnitte überbrücken dabei vorzugsweise die Distanz zwischen der Spule und dem Fügekopf, an dem die Kühlanordnung festgelegt ist.
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Von besonderem Vorzug ist es dabei, wenn die Windung der Spule eine Spulenebene definiert, wobei die elektrischen Verbindungsabschnitte mit der Spulenebene einen Winkel in einem Bereich von 30° bis 90° bilden, insbesondere in einem Bereich von 35° bis 80°, vorzugsweise maximal 60°.
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Die Kühlanordnung, die mit den Verbindungsabschnitten des Wärmerohrs verbunden ist, kann einen Kühlkörper und/oder einen Lüfter beinhalten.
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Der Kühlkörper kann mit Kühlrippen ausgebildet sein. Der Kühlkörper kann Teil eines Gehäuses des Fügekopfes sein.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die elektrischen Verbindungsabschnitte der Spule in einem Bereich zwischen der Spule und dem Fügekopf gerade ausgebildet sind.
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Hierdurch kann die Distanz zwischen der Spule, an der die wegzutransportierende Wärme entsteht und dem Fügekopf, an dem die Kühlanordnung angeordnet ist, kurz gehalten werden.
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Denn durch Biegungen und Knicke wird die Wärmeleitfähigkeit eines Wärmerohrs häufig negativ beeinträchtigt.
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Weiter bevorzugt ist es, wenn die Spule maximal zwei Windungen und vorzugsweise genau eine Windung aufweist.
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Die Anzahl der Windungen einer Spule bestimmt unter anderem die Induktivität der Spule.
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Durch eine vergleichsweise geringe Induktivität kann auch ein vergleichsweise kleiner Kondensator in einem elektrischen Induktionskreis verwendet werden, der die Spule und einen solchen Kondensator beinhaltet. Folglich kann ein zur Erwärmung verwendeter elektrischer Strom vergleichsweise groß sein.
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Von besonderem Vorzug ist es, wenn in einem Rohrkörper des Wärmerohrs Mittel zur Kapillarwirkungsunterstützung aufgenommen sind.
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Dadurch kann eine Lageabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit des Wärmerohrs verhindert werden, was dazu führt, dass das Fügewerkzeug beispielsweise auch über Kopf mit gleichbleibender Kühlung der Spule, also auch bei gleichbleibender Taktung, betrieben werden kann.
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Mittel zur Unterstützung der Kapillarwirkung können beispielsweise ein in das Wärmerohr eingebrachtes Drahtgeflecht oder ein Faserverbundmaterial oder dergleichen sein. Dadurch wird, ähnlich wie bei einem Docht einer Kerze, das Fließen von Fluid begünstigt.
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Weiter bevorzugt ist es, wenn an dem Fügekopf ein Peltier-Element angeordnet ist, wobei das Peltier-Element dem Wärmerohr zugeordnet ist, um mittels des Wärmerohrs von der Spule wegtransportierte Wärme aufzunehmen.
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Durch ein Peltier-Element kann eine größere Temperaturdifferenz zwischen einem warmen Bereich des Wärmerohrs und einem kalten Bereich des Wärmerohrs erreicht werden, was, wie oben erwähnt, den Wärmetransport zusätzlich verbessert.
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Mit einem Peltier-Element ist es möglich, Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur zu erzeugen, sodass bei Bedarf eine zusätzliche Kühlung der Spule erreicht werden kann. Dadurch kann beispielsweise die Arbeitsfrequenz des Fügewerkzeuges erhöht werden, da weniger Zeit zwischen den Arbeitstakten zum Abkühlen der Spule benötigt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Fügewerkzeug einen Roboter mit einem Roboterarm auf, wobei der Fügekopf an dem Roboterarm des Roboters angeordnet ist. Dadurch kann ein effizientes und automatisiertes Fügewerkzeug realisiert sein, wie es beispielsweise in einer Fertigung für die Automobilindustrie üblich ist.
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Bei dem induktiven Erwärmen von Metallen mithilfe eines Induktors, der eine Spule und einen Kondensator beinhaltet, wird ein sehr starkes Magnetfeld erzeugt. Dabei kann ein sehr hoher elektrischer Strom durch die Spule fließen, wodurch sich die Spule schnell erwärmt. Um diese Wärme abzuführen, beinhaltet die induktive Erwärmungseinrichtung vorliegend ein Wärmerohr, mittels dessen die entstehende Wärme optimiert abgeführt werden kann.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fügewerkzeuges;
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2 eine schematische Draufsicht auf ein Wärmerohr einer Erwärmungseinrichtung des Fügewerkzeuges der 1;
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3 eine schematische Schnittansicht entlang einer Linie III-III der 2;
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4 eine schematische Darstellung eines Wärmerohrs mit Anschluss an einen Kühlkörper und einen elektrischen Induktionskreis; und
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5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fügewerkzeugs.
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In 1 ist ein Fügewerkzeug schematisch dargestellt und generell mit 10 bezeichnet. Das Fügewerkzeug 10 weist einen Fügekopf 12 auf. Der Fügekopf 12 kann ein handbetätigter Fügekopf sein, ist jedoch vorliegend an einem Roboterarm 16 eines Roboters 14 des Fügewerkzeugs 10 festgelegt und folglich mittels des Roboters 14 frei dreidimensional bewegbar.
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Das Fügewerkzeug 10 dient zum Fügen von Fügegliedern 18, die einen Schaft 20 und einen Flansch 22 aufweisen, auf Werkstücke 24. Genauer gesagt dient das Fügewerkzeug 10 dazu, jeweils ein Fügeglied 18 unter Verwendung von induktiver Erwärmungsenergie auf das Werkstück 24 zu fügen. Das Fügeglied 18 kann beispielsweise ein Kunststoff-Fügeglied sein, in dessen Flansch 22 metallische Partikel integriert sind, die sich induktiv erwärmen lassen. Alternativ kann das Fügeglied 18 einen Schaft 20 und einen Flansch 22 aus einem metallischen, induktiv erwärmbaren Material beinhalten, wobei auf einer dem Werkstück 24 zugewandte Fügefläche des Flansches 22 ein induktiv aktivierbarer Klebstoff aufgebracht ist (der in 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt ist).
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Der Fügekopf 12 beinhaltet eine Halteeinrichtung 28, die dazu ausgebildet ist, jeweils ein Fügeglied 18 zu halten, derart, dass dieses entlang einer Fügeachse 30 ausgerichtet ist, entlang der das Fügeglied 18 auf das Werkstück 24 zu fügen ist.
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Das Fügewerkzeug 10 kann eine Fügegliedzuführeinrichtung 32 aufweisen, mittels der Fügeglieder 18 automatisiert dem Fügekopf 12 zugeführt werden.
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Ferner ist dem Fügewerkzeug 10 eine Energieversorgungseinrichtung 34 zugeordnet, die dazu ausgebildet ist, eine induktive Erwärmungseinrichtung 36 des Fügewerkzeugs 10 mit Energie zu versorgen.
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Die induktive Erwärmungseinrichtung 36 beinhaltet einen elektrischen Induktionskreis 38, der typischerweise einen Kondensator und eine Spule beinhaltet. Der elektrische Induktionskreis 38 kann insbesondere an dem Fügekopf 12 angeordnet sein. Eine Spule 40 des elektrischen Induktionskreises 38 ist konzentrisch zu der Fügeachse 30 um das Fügeglied 18 herum angeordnet, das in der Halteeinrichtung 28 gehalten ist.
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Die Spule 40 weist vorliegend eine einzelne Windung auf, die sich über wenigstens 300° erstreckt, insbesondere über wenigstens 330°.
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Die Spule 40 kann um den Schaft 20 herum angeordnet sein. Hierdurch wird entweder das Fügeglied 18 insgesamt erwärmt und damit ein an dem Flansch 22 angebrachter Klebstoff, oder aber es wird eine Metallanordnung induktiv erwärmt, die in dem Fügeglied im Bereich des Flansches 22 integriert ist, sofern das Fügeglied aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist oder zumindest im Bereich des Flansches 22 einen thermoplastischen Fügabschnitt aufweist.
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Die Spule 40 erstreckt sich, wie es auch in 2 gezeigt ist, um das Fügeglied 18 herum und ist an ihren Enden mit elektrischen Verbindungsabschnitten 42 verbunden, die sich von der Spule 40 in Richtung hin zu dem Fügekopf 12 erstrecken, insbesondere in Richtung hin zu dem elektrischen Induktionskreis 38.
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Die elektrischen Verbindungsabschnitte 42 können dabei vorzugsweise geradlinig bzw. gerade ausgebildet sein, und sind vorzugsweise unter einem Winkel 44 gegenüber einer Spulenebene ausgerichtet, die senkrecht zu der Fügeachse 30 verläuft, wobei der Winkel 44 vorzugsweise in einem Bereich zwischen 30° und 90° liegt, insbesondere in dem Bereich von 45° bis 80°.
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In 2 sind ferner Enden 46a, 46b der elektrischen Verbindungsabschnitte 42a, 42b gezeigt, wobei die Enden 46a, 46b dieser Verbindungsabschnitte 42a, 42b elektrisch mit dem elektrischen Induktionskreis 38 verbunden sind, was in 1 und 2 jedoch nicht näher dargestellt ist.
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An dem Fügekopf 12 ist ein Kühlkörper 48 festgelegt. Dem Kühlkörper 48 kann ein Lüfter 49 zugeordnet sein.
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Vorliegend beinhaltet die induktive Erwärmungseinrichtung 36 ein Wärmerohr 50, mittels dessen Wärmeenergie, die im Bereich der Spule 40 während eines induktiven Erwärmungsvorganges entsteht, in Richtung hin zu dem Fügekopf 12 abtransportiert werden kann, insbesondere in Richtung hin zu dem Fügekörper 48.
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Genauer gesagt sind vorliegend die Spule 40 selbst sowie die damit verbundenen Verbindungsabschnitte 42 durch das Wärmerohr 50 gebildet. Das Wärmerohr 50 beinhaltet, wie es in 3 dargestellt ist, einen Rohrkörper 52 aus einem elektrisch leitenden Material, wie beispielsweise Kupfer, sowie ein in dem Rohrkörper 52 angeordnetes Arbeitsmedium 54. Das Wärmerohr 50 ist an den Enden 46a, 46b verschlossen und bildet folglich ein geschlossenes, abgedichtetes Volumen für das Arbeitsmedium 54. Das Arbeitsmedium 54 liegt in dem Volumen des Rohrkörpers 52 teils in einer flüssigen Phase 56 vor, teils in einer gasförmigen Phase 58, was in 3 schematisch angedeutet ist.
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Innerhalb des Rohrkörpers 52 können Kapillarunterstützungsmittel 60 angeordnet sein, die beispielsweise durch ein Netz oder dergleichen gebildet sein können. In diesem Fall kann das Wärmerohr 50 beispielsweise als Heatpipe ausgebildet sein.
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Wenn bei einem Fügevorgang mittels des Fügewerkzeuges 10 der elektrische Induktionskreis 38 mit Energie versorgt wird, um einen elektrischen Strom i durch die Spule 40 zu führen (was in 2 schematisch gezeigt ist), wird zumindest ein Abschnitt des Fügegliedes 18 induktiv erwärmt. Ferner wird hierbei der Rohrkörper 52 des Wärmerohrs 50 im Bereich der Spule 40 erwärmt.
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Folglich verdampft das Arbeitsmedium 54 im Bereich der Spule 40 und der Dampf wird in Richtung hin zu einem kühleren Abschnitt des Wärmerohrs 50 transportiert, nämlich in die Verbindungsabschnitte 42a, 42b hinein und hin zu den Enden 46a, 46b.
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Denn im Bereich der Enden 46a, 46b der Verbindungsabschnitte 42a, 42b ist dem Wärmerohr 50 der Kühlkörper 48 zugeordnet, so dass der Rohrkörper 52 des Wärmerohrs 50 in diesem Bereich kühler ist. Durch diese Temperaturdifferenz und durch diesen kühleren Abschnitt des Wärmerohrs kondensiert das Arbeitsmedium in diesem Bereich und strömt zurück in Richtung hin zu der Spule 40.
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4 zeigt eine schematische Anbindung des Wärmerohrs 50 an einen Kühlkörper 48.
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Der Rohrkörper 52 des Wärmerohrs 50 ist elektrisch leitend und der Kühlkörper 48 ist vorzugsweise ebenfalls aus einem metallischen Material hergestellt. Folglich sind elektrisch isolierende Verbindungselemente 62a, 62b vorgesehen, über die die Verbindungsabschnitte 42a, 42b thermisch mit dem Kühlkörper 48 gekoppelt sind. Die Verbindungselemente 62 können beispielsweise aus Keramikmaterial, aus Silikon oder dergleichen hergestellt sein.
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An dem Kühlkörper 48 können, insbesondere an der den Verbindungselementen 62 gegenüberliegenden Seite, Kühlrippen 64 ausgebildet sein.
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Ferner sind die Enden 46a, 46b, an denen das Wärmerohr 50 verschlossen ist, elektrisch kontaktiert mit elektrischen Anschlussleitungen 66a, 66b, die mit dem elektrischen Induktionskreis 38 verbunden sind.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Fügewerkzeugs 10', das hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Fügewerkzeug 10 der 1 entspricht. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
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So ist bei dem Fügewerkzeug 10' der 5 dem elektrischen Induktionskreis 38 ein Peltier-Element 70 zugeordnet.
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Ein Peltier-Element ist eine elektrisch betriebene Wärmepumpe. Das Peltier-Element 70 kann durch Anlegen eines elektrischen Stromes eine Temperaturdifferenz zwischen seinen gegenüberliegenden Oberflächen erzeugen. Die dem Wärmerohr 50 zugewandte Oberfläche stellt dabei die kältere Oberfläche des Peltier-Elements 70 dar und die dieser Seite gegenüberliegende Seite stellt die wärmere Oberfläche des Peltier-Elements 70 dar.
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In der in 5 gezeigten Ausführungsform kann das Peltier-Element 70 an seiner kälteren Oberfläche eine Temperatur erzeugen, die unter der Umgebungstemperatur liegt und damit den Wärmetransport in dem Wärmerohr und schließlich die Kühlung der Spule 12 verbessern.
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Es ist auch denkbar, das Peltier-Element 70 nur bei Bedarf zuzuschalten, um Energie zu sparen. Des Weiteren ist es denkbar, das Peltier-Element 70 zwischen dem Wärmerohr 50 und einem Kühlkörper 48 anzuordnen, um so den Wirkungsgrad des Peltier-Elementes 70 zu erhöhen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009042467 A1 [0011]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- www.wikipedia.org/wiki/wärmerohr [0017]
