DE102020128354A1 - Method and device for inductively heating a shrink section of a shrink chuck - Google Patents

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Rüdiger Steudte
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    • B23B31/1179—Retention by friction only, e.g. using springs, resilient sleeves, tapers using heating and cooling

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum induktiven Aufheizen eines Schrumpfabschnittes (28) eines Schrumpfspannfutters (26) zum Ein- oder Ausspannen eines Werkzeugs (29) im Schrumpfspannfutter (26) angegeben, mit den folgenden Schritten: (a) Einführen des Schrumpfspannfutters (26) mit seinem Schrumpfabschnitt (28) in einen von einer Induktionsspule (12) umschlossenen Hohlraum (13); (b) Erzeugen eines Wechselstroms durch die Induktionsspule (12) zum induktiven Erhitzen des Schrumpfabschnitts (28); (c) Während des Heizvorgangs gemäß Schritt (b) Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Schrumpfspannfutter (26) und der Induktionsspule (12).A method and a device for inductively heating a shrinking section (28) of a shrinking chuck (26) for clamping or unclamping a tool (29) in the shrinking chuck (26) are specified, with the following steps: (a) inserting the shrinking chuck (26 ) with its shrinking section (28) in a cavity (13) enclosed by an induction coil (12); (b) generating an alternating current through the induction coil (12) to inductively heat the shrink section (28); (c) During the heating process according to step (b), generating a relative movement between the shrink chuck (26) and the induction coil (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum induktiven Aufheizen eines Schrumpfabschnittes eines Schrumpfspannfutters zum Ein- oder Ausspannen eines Werkzeugs im Schrumpfspannfutter.The invention relates to a method for inductively heating a shrink section of a shrink chuck for clamping or unclamping a tool in the shrink chuck.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum induktiven Aufheizen eines Schrumpfabschnittes eines Schrumpfspannfutters zum Ein- oder Ausspannen eines Werkzeugs im Schrumpfspannfutter, mit einer Induktionsspule, die einen Hohlraum umschließt, und mit einem Halter zur Aufnahme eines Schrumpfspannfutters.The invention also relates to a device for inductively heating a shrink section of a shrink chuck for clamping or unclamping a tool in the shrink chuck, with an induction coil that encloses a cavity, and with a holder for accommodating a shrink chuck.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der DE 10 2008 045 781 A1 bekannt.Such a method and such a device are from DE 10 2008 045 781 A1 famous.

Hierbei ist eine Induktionsspule vorgesehen, die einen Hohlraum umschließt, in den das Schrumpfspannfutter mit seinem Schrumpfabschnitt einführbar ist. Hierbei ist zusätzlich eine Konzentratoranordnung aus magnetisch leitenden und elektrisch nicht leitendem Material vorgesehen, welche die Induktionsspule umgibt, sowie eine weitere Konzentratoranordnung aus magnetisch leitendem und elektrisch nicht leitendem Material, welche aus mehreren Konzentratorsegmenten gebildet ist, die relativ zur Axialachse zur induktiven Erwärmung des Spannfutters verstellbar sind. Zur Erwärmung wird das Spannfutter mit seinem Schrumpfabschnitt im von der Induktionsspule umschlossenen Hohlraum platziert und die Induktionsspule mit einem Wechselstrom beaufschlagt. Der Schrumpfabschnitt des Schrumpfspannfutters wird hierdurch induktiv erwärmt. Durch die beiden Konzentratoranordnungen, welche verstellbar sind, soll eine bessere Konzentration des Magnetfeldes auf den zu erwärmenden Schrumpfabschnitt bewirkt werden.An induction coil is provided here, which encloses a cavity into which the shrink-fit chuck can be inserted with its shrink-fit section. In this case, a concentrator arrangement made of magnetically conductive and electrically non-conductive material is additionally provided, which surrounds the induction coil, as well as a further concentrator arrangement made of magnetically conductive and electrically non-conductive material, which is formed from several concentrator segments that can be adjusted relative to the axial axis for inductive heating of the chuck are. For heating, the chuck is placed with its shrink section in the cavity enclosed by the induction coil and an alternating current is applied to the induction coil. This inductively heats up the shrink section of the shrink chuck. The two concentrator arrangements, which are adjustable, are intended to bring about a better concentration of the magnetic field on the shrink section to be heated.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind zwar grundsätzlich zur induktiven Erwärmung eines Schrumpfspannfutters geeignet, jedoch bestehen nach wie vor Probleme bei der Anpassung auf Schrumpfspannfutter unterschiedlicher Größe, wobei insbesondere der Schrumpfabschnitt in axialer Länge und im Durchmesser variieren kann.Such a method and such a device are in principle suitable for the inductive heating of a shrink chuck, but there are still problems in adapting to shrink chucks of different sizes, with the shrink section in particular being able to vary in axial length and in diameter.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum induktiven Aufheizen eines Schrumpfabschnittes eines Schrumpfspannfutters zum Ein- oder Ausspannen eines Werkzeugs bereitzustellen, womit eine größere Variabilität für unterschiedliche große Schrumpfspannfutter gegeben ist.Against this background, the object of the invention is to provide a method and a device for inductively heating a shrink section of a shrink chuck for clamping or unclamping a tool, which provides greater variability for shrink chucks of different sizes.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum induktiven Aufheizen eines Schrumpfabschnittes eines Schrumpfspannfutters zum Ein- oder Ausspannen eines Werkzeugs im Schrumpfspannfutter mit den folgenden Schritten gelöst:

  1. (a) Einführen des Schrumpfspannfutters mit seinem Schrumpfabschnitt in einen von einer Induktionsspule umschlossenen Hohlraum;
  2. (b) Erzeugen eines Wechselstroms durch die Induktionsspule zum induktiven Erhitzen des Schrumpfabschnitts;
  3. (c) Während des Heizvorgangs gemäß Schritt (b) Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Schrumpfspannfutter und der Induktionsspule.
This object is achieved by a method for inductively heating a shrink section of a shrink chuck for clamping or unclamping a tool in the shrink chuck with the following steps:
  1. (a) inserting the shrink chuck with its shrink section into a cavity enclosed by an induction coil;
  2. (b) generating an alternating current through the induction coil to inductively heat the shrink portion;
  3. (c) During the heating process according to step (b), generating a relative movement between the shrink chuck and the induction coil.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe der Erfindung ferner bei einer Vorrichtung gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine Handlingeinrichtung vorgesehen ist, die zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen Schrumpfspannfutter und Induktionsspule ausgebildet ist, wobei eine Steuerung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, während eines induktiven Aufheizvorgangs des Schrumpfabschnittes des Schrumpfspannfutters eine Relativbewegung zwischen Schrumpfspannfutter und Induktionsspule zu erzeugen.With regard to the device, the object of the invention is also achieved in a device of the type mentioned at the outset in that a handling device is provided which is designed to generate a relative movement between the shrink chuck and the induction coil, with a controller being provided which is designed to do this while an inductive heating process of the shrink section of the shrink chuck to generate a relative movement between the shrink chuck and the induction coil.

Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.The object of the invention is completely achieved in this way.

Da erfindungsgemäß während des Heizvorgangs eine Relativbewegung zwischen dem Schrumpfspannfutter und der Induktionsspule erfolgt, ergibt sich eine gleichmäßigere Verteilung des Magnetfeldes auf den Schrumpfabschnitt des Schrumpfspannfutters. Auf diese Weise kann eine besonders gleichmäßige Erwärmung des Schrumpfabschnittes gewährleistet werden. Dies gilt insbesondere auch bei unterschiedlichen axialen Längen des Schrumpfabschnittes, auch wenn diese geringer als die axiale Länge der Induktionsspule sind. Auf diese Weise können insgesamt auch bei Schrumpfspannfuttern mit längeren Schrumpfabschnitten kürzere Induktionsspulen verwendet werden bzw. bei Induktionsspulen gleicher axialer Länge können auch Schrumpfspannfutter mit längeren Schrumpfabschnitten induktiv in besonders vorteilhafter Weise erhitzt werden. Die Verwendung von kürzeren Spulen hat den Vorteil, dass sich geringere magnetische Streufelder in Axialrichtung ergeben, was zur Energieersparnis führt. Auch können Spulen mit größerem Durchmesser verwendet werden.Since, according to the invention, a relative movement takes place between the shrink chuck and the induction coil during the heating process, the result is a more uniform distribution of the magnetic field over the shrink section of the shrink chuck. In this way, a particularly uniform heating of the shrink section can be guaranteed. This also applies in particular to different axial lengths of the shrink section, even if these are less than the axial length of the induction coil. In this way, shorter induction coils can be used overall even in the case of shrink chucks with longer shrink sections, or with induction coils of the same axial length, shrink chucks with longer shrink sections can also be inductively heated in a particularly advantageous manner. The use of shorter coils has the advantage that there are fewer magnetic stray fields in the axial direction, which leads to energy savings. Larger diameter coils can also be used.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Relativbewegung in Axialrichtung erzeugt.According to a further embodiment of the invention, the relative movement is generated in the axial direction.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Relativbewegung in Radialrichtung erzeugt, vorzugsweise durch Bewegung um eine Achse, welche parallel, aber außermittig zur Axialachse der Induktionsspule angeordnet ist.According to a further embodiment of the invention, the relative movement in the radial direction direction generated, preferably by movement about an axis which is parallel to but eccentric to the axial axis of the induction coil.

Während die Relativbewegung bevorzugt in einer Axialrichtung erzeugt wird, kann durch eine zusätzliche Relativbewegung in Radialrichtung, etwa durch eine exzentrische Bewegung, eine weitere Komponente erzeugt werden, um eine gute Verteilung des Magnetfeldes zur Erwärmung des Schrumpfabschnittes zu gewährleisten.While the relative movement is preferably generated in an axial direction, another component can be generated by an additional relative movement in the radial direction, for example by an eccentric movement, in order to ensure a good distribution of the magnetic field for heating the shrink section.

Die Relativbewegung kann grundsätzlich linear erfolgen, mit einer im Zeitablauf veränderbaren Geschwindigkeit oder oszillierend erfolgen.In principle, the relative movement can take place linearly, at a speed that can be changed over time, or in an oscillating manner.

Besondere Vorteile ergeben sich insbesondere dann, wenn die axiale Länge der Induktionsspule geringer ist als die zu erwärmende Länge des Schrumpfabschnittes des Schrumpfspannfutters.Particular advantages result in particular when the axial length of the induction coil is less than the length of the shrink section of the shrink chuck to be heated.

Bei einer derartigen Ausgestaltung wäre ohne die erfindungsgemäße Relativbewegung zwischen Schrumpfspannfutter und Induktionsspule keine ausreichende Erwärmung an den Enden des Schrumpfabschnittes gewährleistet. Durch die erfindungsgemäße Relativbewegung ergibt sich jedoch eine gleichmäßige Erwärmung. Somit kann eine Induktionsspule mit einer bestimmten axialen Länge auch für Schrumpfspannfutter mit Schrumpfabschnitten größerer Axiallänge verwendet werden, als dies bislang im Stand der Technik möglich war.With such an embodiment, adequate heating at the ends of the shrink section would not be guaranteed without the relative movement according to the invention between the shrink chuck and the induction coil. However, the relative movement according to the invention results in uniform heating. Thus, an induction coil with a specific axial length can also be used for shrink chucks with shrink sections of greater axial length than was previously possible in the prior art.

Die Relativbewegung kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung entweder durch eine Bewegung des Schrumpfspannfutters in Bezug auf die Induktionsspule, oder durch eine Bewegung der Induktionsspule in Bezug auf das Schrumpfspannfutter oder durch eine kombinierte Bewegung von beiden erzeugt werden.According to a further embodiment of the invention, the relative movement can be generated either by a movement of the shrink chuck in relation to the induction coil, or by a movement of the induction coil in relation to the shrink chuck, or by a combined movement of both.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest eines der beiden axialen Enden der Induktionsspule durch eine Polscheibe aus einem magnetisch leitenden und elektrisch nicht leitenden Werkstoff, insbesondere aus Ferrit, abgedeckt.According to a further embodiment of the invention, at least one of the two axial ends of the induction coil is covered by a pole disc made of a magnetically conductive and electrically non-conductive material, in particular ferrite.

Hierbei kann ggf. auch der innere Durchmesser der Polscheibe vor, während oder nach der Erwärmung des Schrumpfspannfutters verändert werden.In this case, the inner diameter of the pole disk can also be changed before, during or after the heating of the shrink chuck.

Durch die Verwendung von Polscheiben, die gut im Durchmesser an den Durchmesser des Schrumpfspannfutters angepasst sind, wird grundsätzlich eine verbesserte Konzentration des Magnetfeldes auf den zu erwärmenden Schrumpfabschnitt gewährleistet.The use of pole discs, the diameter of which is well adapted to the diameter of the shrink chuck, basically ensures an improved concentration of the magnetic field on the shrink section to be heated.

Erfindungsgemäß kann durch die infolge der Relativbewegung gleichmäßigere Erwärmung des Schrumpfabschnittes ggf. auch auf eine Polscheibe verzichtet werden, was zu einer deutlichen Vereinfachung der Anordnung führt.According to the invention, due to the more uniform heating of the shrink section as a result of the relative movement, a pole disk may also be dispensed with, which leads to a significant simplification of the arrangement.

Zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen Schrumpfspannfutter und Induktionsspule ist erfindungsgemäß eine Handlingeinrichtung vorgesehen. Diese Handlingeinrichtung kann in Form eines Halters ausgebildet sein, der etwa mittels eines Fluidzylinders bewegbar ist. Stattdessen kann auch eine Bewegung mittels eines Roboters erzeugt werden, oder es kann eine bewegbare Achse eines Bearbeitungszentrums zur Bewegung des Halters verwendet werden.According to the invention, a handling device is provided to generate the relative movement between the shrink chuck and the induction coil. This handling device can be designed in the form of a holder which can be moved, for example by means of a fluid cylinder. Instead, a movement can be generated by means of a robot, or a movable axis of a machining center can be used to move the holder.

Wie bereits erwähnt, kann ferner an zumindest einem der beiden axialen Enden der Induktionsspule eine Polscheibe aus einem magnetisch leitenden elektrisch nicht leitenden Werkstoff, insbesondere aus Ferrit, vorgesehen sein, wobei zumindest eine der beiden Polscheiben aus einer Mehrzahl von Einzelsegmenten gebildet sein kann, die zumindest in Axialrichtung bewegbar ausgebildet sind.As already mentioned, a pole disk made of a magnetically conductive, electrically non-conductive material, in particular ferrite, can also be provided on at least one of the two axial ends of the induction coil, in which case at least one of the two pole disks can be formed from a plurality of individual segments which are at least are designed to be movable in the axial direction.

Hierdurch kann eine noch bessere Anpassung des Magnetfeldes für eine besonders gleichmäßige Erwärmung des Schrumpfabschnittes auch bei unterschiedlichen Größen gewährleistet werden.As a result, an even better adjustment of the magnetic field for a particularly uniform heating of the shrink section can be guaranteed, even with different sizes.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung der Erfindung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features of the invention mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the invention.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

  • 1 eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in vereinfachter Darstellung;
  • 1a eine alternative Ausführung der verwendeten Handlingeinrichtung gemäß 1;
  • 1 b eine weitere alternative Ausführung der verwendeten Handlingeinrichtung;
  • 2 eine perspektivische Darstellung einer Induktionsspule mit einem darin von unten eingeführten Schrumpfspannfutter und
  • 3 einen Querschnitt durch die Induktionsspule gemäß 2.
Further features and advantages of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the drawing. Show it:
  • 1 a first embodiment of a device according to the invention in a simplified representation;
  • 1a an alternative embodiment of the handling device used according to 1 ;
  • 1 b another alternative embodiment of the handling device used;
  • 2 a perspective view of an induction coil with a shrink chuck inserted therein from below and
  • 3 according to a cross section through the induction coil 2 .

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist. 1 shows a device according to the invention, which is denoted by 10 in its entirety.

Die Vorrichtung dient zum induktiven Aufheizen eines Schrumpfspannfutters 26. Dabei wird ein Schrumpfabschnitt 28 des Schrumpfspannfutters thermisch soweit durch eine Induktionsspule 12 erhitzt, dass darin ein Werkzeug 29 eingeführt werden kann und nach späterem Erkalten im Schrumpfsitz im Schrumpfabschnitt 28 gehalten ist. In entsprechender Weise kann bei einem bereits eingespannten Werkzeug 29 nach ausreichender Erhitzung des Schrumpfabschnittes 28 das Werkzeug 29 dann wieder entnommen werden.The device is used for the inductive heating of a shrink fit chuck 26. A shrink section 28 of the shrink fit chuck is thermally heated by an induction coil 12 to such an extent that a tool 29 can be inserted therein and, after later cooling, is held in the shrink fit in the shrink fit section 28. In a corresponding manner, when the tool 29 is already clamped, the tool 29 can then be removed again after the shrink section 28 has been sufficiently heated.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ist ein Halter 16 vorgesehen, der zwei auseinanderfahrbare Hälften 17, 18 aufweist, wie durch die Pfeile 25, 26 angedeutet. Der Halter 16 ist zur Aufnahme von Schrumpfspannfuttern 26 unterschiedlicher Größe an einem Spannabschnitt 30 ausgebildet.In the device 10 according to the invention, a holder 16 is provided which has two halves 17, 18 which can be moved apart, as indicated by the arrows 25, 26. The holder 16 is designed to accommodate shrink fit chucks 26 of different sizes on a clamping section 30 .

Der Halter 16 ist ferner mittels einer Handlingeinrichtung 14 relativ zur Induktionsspule 12 verfahrbar ausgebildet. Im dargestellten Fall ist durch einen Fluidzylinder 20, an dem der Halter 16 aufgenommen ist, eine Axialbewegung des Halters 16 mit dem Schrumpfspannfutter 26 relativ zur Induktionsspule 12 ermöglicht (vgl. Doppelpfeil 24). Eine Steuerung 22 ist vorgesehen, um die Axialbewegung des Schrumpfspannfutters 26 zu steuern.The holder 16 is also designed to be movable relative to the induction coil 12 by means of a handling device 14 . In the illustrated case, an axial movement of the holder 16 with the shrink chuck 26 relative to the induction coil 12 is made possible by a fluid cylinder 20 on which the holder 16 is accommodated (cf. double arrow 24). A controller 22 is provided to control the axial movement of the shrink fit chuck 26 .

Durch die Relativbewegung des Schrumpfabschnittes 28 innerhalb des von der Induktionsspule 12 umschlossenen Hohlraumes 13 wird eine besonders gleichmäßige Erwärmung des Schrumpfabschnittes 28 ermöglicht.The relative movement of the shrink section 28 within the cavity 13 enclosed by the induction coil 12 enables the shrink section 28 to be heated particularly evenly.

Die Handlingeinrichtung 14 zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen dem Schrumpfspannfutter 26 und der Induktionsspule 12 kann grundsätzlich von beliebiger Art sein. Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Handlingeinrichtung ist in 1a schematisch als Handlingeinrichtung 14a bezeichnet, welche als ein mehrachsiger Roboter ausgebildet ist, an dessen in mehreren Achsen beweglichen Arm der Halter 16 vorgesehen ist.The handling device 14 for generating the relative movement between the shrink chuck 26 and the induction coil 12 can in principle be of any type. Another possible design of the handling device is in 1a schematically referred to as handling device 14a, which is designed as a multi-axis robot, on whose arm movable in several axes the holder 16 is provided.

Alternativ kann auch gemäß 1b als Handlingeinrichtung 14b ein mehrachsiges Bearbeitungszentrum vorgesehen sein, wobei der Halter 16 an einem beweglichen Arm davon ausgebildet ist.Alternatively, according to 1b a multi-axis machining center can be provided as the handling device 14b, the holder 16 being formed on a movable arm thereof.

Die Ausführungsvarianten der Handlingeinrichtung 14a oder 14b ermöglichen nicht nur eine Relativbewegung in Axialrichtung wie durch den Doppelpfeil 24 angedeutet ist, sondern können alternativ oder zusätzlich auch eine Relativbewegung in Radialrichtung erzeugen, wie durch den Doppelpfeil 27 angedeutet ist.The design variants of the handling device 14a or 14b not only enable a relative movement in the axial direction, as indicated by the double arrow 24, but can alternatively or additionally also generate a relative movement in the radial direction, as indicated by the double arrow 27.

Bevorzugt könnte hierbei eine Bewegung um eine Achse erfolgen, welche parallel, aber außermittig zur Axialachse in der Induktionsspule 12 angeordnet ist.A movement about an axis could preferably take place here, which is arranged parallel to but eccentric to the axial axis in the induction coil 12 .

Darüber hinaus können in grundsätzlich bekannter Weise auch Polscheiben zur Konzentration des Magnetflusses auf den Schrumpfabschnitt 28 verwendet werden, wie dies im Folgenden kurz anhand der 2 und 3 erläutert wird.In addition, in a manner known in principle, pole disks can also be used to concentrate the magnetic flux on the shrink section 28, as is briefly explained below with reference to FIG 2 and 3 is explained.

2 zeigt eine Ausführung der Induktionsspule 12 mit einer Öffnung 34, in der einzelne Segmente 29 einer äußeren Polscheibe 38 erkennbar sind. Von unten ist ein Schrumpfspannfutter 26 in die Induktionsspule 12 eingefahren. 2 shows an embodiment of the induction coil 12 with an opening 34 in which individual segments 29 of an outer pole disk 38 can be seen. A shrink chuck 26 is inserted into the induction coil 12 from below.

3 zeigt einen Querschnitt durch die Induktionsspule 12 gemäß 2. 3 shows a cross section through the induction coil 12 according to FIG 2 .

Die Induktionsspule 12 weist ein Gehäuse 32 auf, in dem eine Wicklungsaufnahme 33 zur Aufnahme der Wicklung vorgesehen ist. Am Gehäuse 32 ist seitlich eine Aufnahme 42 vorgesehen, in der die Stromzuführungen zur Verbindung mit den Enden der Wicklung der Induktionsspule aufgenommen werden (nicht dargestellt).The induction coil 12 has a housing 32 in which a winding receptacle 33 is provided for receiving the winding. A receptacle 42 is provided on the side of the housing 32, in which the power supply lines for connection to the ends of the winding of the induction coil are received (not shown).

Am äußeren, dem Schrumpfspannfutter 26 abgewandten Ende der Wicklung der Induktionsspule 12 ist eine insgesamt mit 38 bezeichnete Polscheibe bestehend aus einem magnetisch leitenden und elektrisch nicht leitenden Werkstoff, insbesondere aus Ferrit, dargestellt. Die Polscheibe 38 besteht aus einer Mehrzahl von Segmenten 39, welche radial verstellbar sind, um die Öffnung 34 zu verkleinern oder zu vergrößern.At the outer end of the winding of the induction coil 12 facing away from the shrink chuck 26, a pole disk, designated overall by 38, is shown, consisting of a magnetically conductive and electrically non-conductive material, in particular ferrite. The pole disk 38 consists of a plurality of segments 39 which are radially adjustable in order to reduce or enlarge the opening 34 .

Am inneren, dem Schrumpfspannfutter 26 zugewandten Ende der Wicklung der Induktionsspule 12 ist eine weitere Polscheibe 40 vorgesehen, die aus Ferrit besteht.At the inner end of the winding of the induction coil 12 facing the shrink chuck 26 there is a further pole disc 40 which consists of ferrite.

Durch die Polscheiben 38, 40 wird eine verbesserte Konzentration des Magnetflusses zur Aufheizung des Schrumpfabschnittes 28 bewirkt.The pole disks 38, 40 bring about an improved concentration of the magnetic flux for heating the shrink section 28.

Grundsätzlich können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Induktionsspulen 12 mit kürzerer Axiallänge verwendet werden, um Schrumpfspannfutter 26 induktiv zu erhitzen. Durch die erfindungsgemäße Relativbewegung zwischen Schrumpfspannfutter 26 und Induktionsspule 12 kann dabei eine gleichmäßige Erwärmung gewährleistet werden, auch dann, wenn die aktive Gesamtlänge der Induktionsspule 12 kürzer ist als der zu erwärmende Bereich des Schrumpfabschnittes 28 des Schrumpfspannfutters 26.In principle, induction coils 12 with a shorter axial length can be used according to the method according to the invention in order to inductively heat shrink chucks 26 . The relative movement according to the invention between shrink-fit chuck 26 and induction coil 12 can ensure uniform heating, even if the total active length of induction coil 12 is shorter than the area of shrink-fit section 28 of shrink-fit chuck 26 that is to be heated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102008045781 A1 [0003]DE 102008045781 A1 [0003]

Claims (15)

Verfahren zum induktiven Aufheizen eines Schrumpfabschnittes (28) eines Schrumpfspannfutters (26) zum Ein- oder Ausspannen eines Werkzeugs (29) im Schrumpfspannfutter (26), mit den folgenden Schritten: (a) Einführen des Schrumpfspannfutters (26) mit seinem Schrumpfabschnitt (28) in einen von einer Induktionsspule (12) umschlossenen Hohlraum (13); (b) Erzeugen eines Wechselstroms durch die Induktionsspule (12) zum induktiven Erhitzen des Schrumpfabschnitts (28); (c) Während des Heizvorgangs gemäß Schritt (b) Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Schrumpfspannfutter (26) und der Induktionsspule (12).Method for inductively heating a shrink section (28) of a shrink chuck (26) for clamping or unclamping a tool (29) in the shrink chuck (26), with the following steps: (a) inserting the shrink chuck (26) with its shrink section (28) into a cavity (13) enclosed by an induction coil (12); (b) generating an alternating current through the induction coil (12) to inductively heat the shrink section (28); (c) During the heating process according to step (b), generating a relative movement between the shrink chuck (26) and the induction coil (12). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Relativbewegung in Axialrichtung erzeugt wird.procedure after claim 1 , in which the relative movement is generated in the axial direction. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Relativbewegung in Radialrichtung erzeugt wird, vorzugsweise durch Bewegung um eine Achse, welche parallel, aber außermittig zur Axialachse der Induktionsspule (12) angeordnet ist.procedure after claim 1 or 2 , in which the relative movement is generated in the radial direction, preferably by movement about an axis which is parallel to but eccentric to the axial axis of the induction coil (12). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Relativbewegung linear erfolgt, mit einer im Zeitablauf veränderbaren Geschwindigkeit, oder oszillierend erfolgt.Method according to one of the preceding claims, in which the relative movement takes place linearly, at a speed which can be changed over time, or takes place in an oscillating manner. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem axiale Länge der Induktionsspule (12) geringer ist als die zu erwärmende Länge des Schrumpfabschnittes (28) des Schrumpfspannfutters (26).Method according to one of the preceding claims, in which the axial length of the induction coil (12) is less than the length of the shrinkable section (28) of the shrinkable chuck (26) to be heated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Relativbewegung durch eine Bewegung des Schrumpfspannfutters (26) in Bezug auf die Induktionsspule (12), durch eine Bewegung der Induktionsspule (12) in Bezug auf das Schrumpfspannfutter (26) oder durch eine kombinierte Bewegung von beiden erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, in which the relative movement is effected by a movement of the shrinking chuck (26) with respect to the induction coil (12), by a movement of the induction coil (12) with respect to the shrinking chuck (26) or by a combined movement of both is generated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest eines der beiden axialen Enden der Induktionsspule (12) durch eine Polscheibe (38, 40) aus einem magnetisch leitenden und elektrisch nicht leitendem Werkstoff, insbesondere aus Ferrit, abgedeckt ist.Method according to one of the preceding claims, in which at least one of the two axial ends of the induction coil (12) is covered by a pole disc (38, 40) made of a magnetically conductive and electrically non-conductive material, in particular ferrite. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der innere Durchmesser der Polscheibe (38) vor, während oder nach der Erwärmung des Schrumpfspannfutters (26) verändert wird.procedure after claim 7 , in which the inner diameter of the pole disc (38) is changed before, during or after the heating of the shrink chuck (26). Vorrichtung zum induktiven Aufheizen eines Schrumpfabschnittes (28) eines Schrumpfspannfutters (26) zum Ein- oder Ausspannen eines Werkzeugs (29) im Schrumpfspannfutter (26), mit einer Induktionsspule (12), die einen Hohlraum umschließt, und mit einem Halter (16) zur Aufnahme eines Schrumpfspannfutters (26), dadurch gekennzeichnet, dass eine Handlingeinrichtung (14, 14a, 14b) vorgesehen ist, die zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen Schrumpfspannfutter (26) und Induktionsspule (12) ausgebildet ist, und dass eine Steuerung (22) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, während eines induktiven Aufheizvorgangs des Schrumpfabschnittes (28) des Schrumpfspannfutters (26) eine Relativbewegung zwischen Schrumpfspannfutter (26) und Induktionsspule (12) zu erzeugen.Device for inductively heating a shrink section (28) of a shrink chuck (26) for clamping or unclamping a tool (29) in the shrink chuck (26), with an induction coil (12) which encloses a cavity, and with a holder (16) for Recording of a shrink chuck (26), characterized in that a handling device (14, 14a, 14b) is provided, which is designed to generate a relative movement between the shrink chuck (26) and induction coil (12), and that a controller (22) is provided , which is designed to produce a relative movement between the shrink chuck (26) and the induction coil (12) during an inductive heating process of the shrink section (28) of the shrink chuck (26). Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrumpfspannfutter (26) und die Induktionsspule (12) in Axialrichtung relativ zueinander bewegbar sind.device after claim 9 , characterized in that the shrink chuck (26) and the induction coil (12) are movable relative to each other in the axial direction. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrumpfspannfutter (26) und die Induktionsspule (12) in Axialrichtung relativ zueinander bewegbar sind.device after claim 9 or 10 , characterized in that the shrink chuck (26) and the induction coil (12) are movable relative to each other in the axial direction. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrumpfspannfutter (26) und die Induktionsspule (12) in Radialrichtung relativ zueinander bewegbar sind, vorzugsweise durch Bewegung um eine Achse, welche parallel, aber außermittig zur Axialachse der Induktionsspule (12) angeordnet ist.Device according to one of claims 9 until 11 , characterized in that the shrink chuck (26) and the induction coil (12) are movable relative to each other in the radial direction, preferably by movement about an axis which is parallel to but eccentric to the axial axis of the induction coil (12). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Handlingeinrichtung (14, 14a, 14b) in Form eines Halters (16) ausgebildet ist, der mittels eines Fluidzylinders (20) bewegbar ist, oder der mittels eines Roboters (14a) bewegbar ist, oder der mittels einer bewegbaren Achse eines Bearbeitungszentrums (14b) bewegbar ist.Device according to one of claims 9 until 12 , characterized in that the handling device (14, 14a, 14b) is designed in the form of a holder (16) which can be moved by means of a fluid cylinder (20), or which can be moved by means of a robot (14a), or which can be moved by means of a movable Axis of a machining center (14b) is movable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem der beiden axialen Enden der Induktionsspule (12) eine Polscheibe (38, 40) aus einem magnetisch leitenden und elektrisch nicht leitendem Werkstoff, insbesondere aus Ferrit, vorgesehen ist.Device according to one of claims 9 until 13 , characterized in that at least one of the two axial ends of the induction coil (12) a pole disc (38, 40) made of a magnetically conductive and electrically non-conductive material, in particular ferrite, is provided. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine (38) der beiden Polscheiben (38, 40) aus einer Mehrzahl von Einzelsegmenten (39) gebildet ist, die zumindest in Radialrichtung bewegbar ausgebildet sind.device after Claim 14 , characterized in that at least one (38) of the two pole discs (38, 40) is formed from a plurality of individual segments (39) which are designed to be movable at least in the radial direction.
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