DE102020129700A1

DE102020129700A1 - Induktionsheizvorrichtung, Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation und Verfahren

Info

Publication number: DE102020129700A1
Application number: DE102020129700.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Pfau; Alexander Zoller
Original assignee: E Zoller GmbH and Co KG Einstell und Messgeraete
Current assignee: E Zoller GmbH and Co KG Einstell und Messgeraete
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2021-06-24
Also published as: US20210195703A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Induktionsheizvorrichtung (40a-c) für ein Ein- und/oder ein Ausschrumpfen von Werkzeugen (10a-c) in und/oder aus einer Werkzeugaufnahme (12a-c) mit einer zumindest eine Induktionsspule (14a-c) umfassenden Induktionsheizeinheit (16a-c), welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil einer in einem Aufnahmebereich (18a-c) der Induktionsheizeinheit (16a-c) angeordneten Werkzeugaufnahme (12a-c) bei einem Ein- und/oder Ausschrumpfvorgang durch ein Erhitzen aufzuweiten, mit zumindest einer, zumindest ein Magnetflussleitelement (22a-c) aufweisenden Magnetflussleiteinheit (24a-c) zur Leitung eines durch die Induktionsspule (14a-c) erzeugten Magnetflusses, und mit einer Lagereinheit (26a-c), welche zumindest zu einer beweglichen Lagerung zumindest des Magnetflussleitelements (22a-c) vorgesehen ist, wobei zumindest ein Großteil aller Punkte des Magnetflussleitelements (22a-c) jeweils eine zumindest teilweise durch die Lagereinheit (26a-c) vorgegebene Bewegungsbahn (28a-c, 30a-c, 32a-c) aufweisen.Es wird vorgeschlagen, dass jede der Bewegungsbahnen (28a-c, 30a-c, 32a-c) eine wesentliche Bewegungskomponente (34a-c) aufweist, die senkrecht zu einer Radialrichtung (36a-c) des Aufnahmebereichs (18a-c) und zugleich senkrecht zu einer Axialrichtung (38a-c) des Aufnahmebereichs (18a-c) ausgerichtet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Induktionsheizvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation für Werkzeuge nach dem Anspruch 25, ein Verfahren zum Betrieb der Induktionsheizvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 27 und ein Verfahren zur Herstellung der Induktionsheizvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 28.
Es ist bereits eine Induktionsheizvorrichtung für ein Ein- und/oder ein Ausschrumpfen von Werkzeugen in und/oder aus einer Werkzeugaufnahme mit einer zumindest eine Induktionsspule umfassenden Induktionsheizeinheit, welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil einer in einem Aufnahmebereich der Induktionsheizeinheit angeordneten Werkzeugaufnahme bei einem Ein- und/oder Ausschrumpfvorgang durch ein Erhitzen aufzuweiten, mit zumindest einer, zumindest ein Magnetflussleitelement aufweisenden Magnetflussleiteinheit zur Leitung eines durch die Induktionsspule erzeugten Magnetflusses, und mit einer Lagereinheit, welche zumindest zu einer beweglichen Lagerung zumindest des Magnetflussleitelements vorgesehen ist, wobei zumindest ein Großteil aller Punkte des Magnetflussleitelements jeweils eine durch die Lagereinheit vorgegebene Bewegungsbahn aufweisen, vorgeschlagen worden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit Eigenschaften hinsichtlich einer Magnetflussleitung bei einem induktiven Ein- und/oder Ausschrumpfen von Werkzeugen bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 25, 27 und 28 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Induktionsheizvorrichtung für ein Ein- und/oder ein Ausschrumpfen von Werkzeugen in und/oder aus einer Werkzeugaufnahme mit einer zumindest eine Induktionsspule umfassenden Induktionsheizeinheit, welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil einer in einem Aufnahmebereich der Induktionsheizeinheit angeordneten Werkzeugaufnahme bei einem Ein- und/oder Ausschrumpfvorgang durch ein Erhitzen aufzuweiten, wobei der Aufnahmebereich insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zu vorgesehenen Rotationsachsen von in die Induktionsheizeinheit einsetzbaren Werkzeugaufnahmen ausgerichtet ist, mit zumindest einer, zumindest ein Magnetflussleitelement aufweisenden Magnetflussleiteinheit zur Leitung eines durch die Induktionsspule erzeugten Magnetflusses, und mit einer Lagereinheit, welche zumindest zu einer beweglichen Lagerung zumindest des Magnetflussleitelements vorgesehen ist, wobei zumindest ein Großteil aller Punkte des Magnetflussleitelements, vorzugsweise alle Punkte des Magnetflussleitelements, jeweils eine, vorzugsweise zumindest teilweise, durch die Lagereinheit, insbesondere durch zumindest eine Kulissenführung der Lagereinheit, vorgegebene Bewegungsbahn aufweisen.
Es wird vorgeschlagen, dass jede der Bewegungsbahnen, insbesondere zumindest zu einem Zeitpunkt einer Bewegung des jeweiligen Punktes des Magnetflussleitelements, vorzugsweise zu jedem Zeitpunkt einer Bewegung des jeweiligen Punktes des Magnetflussleitelements, eine wesentliche Bewegungskomponente aufweist, die senkrecht zu einer Radialrichtung des Aufnahmebereichs und zugleich senkrecht zu einer Axialrichtung des Aufnahmebereichs ausgerichtet ist. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte Magnetflussleitung des Induktionsmagnetfelds der Induktionsspule für einen Ein- und/oder Ausschrumpfvorgang von Werkzeugen in und/oder aus Werkzeugaufnahmen erreicht werden. Vorteilhaft kann eine effektive Abschirmung des Induktionsmagnetfelds erreicht werden, mit welcher vorteilhaft gewährleistet werden kann, dass sich die Werkzeugaufnahme erwärmt, also thermisch ausdehnt und zugleich ein in der Werkzeugaufnahme angeordnetes Werkzeug, welches ausgeschrumpft werden soll, sich möglichst nicht erwärmt, also möglichst nicht thermisch ausdehnt. Vorteilhaft kann durch die vorgeschlagene Lagereinheit eine besonders vorteilhafte flexible Anordnung der Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit erreicht werden, welche insbesondere eine Anpassung der Position der Magnetflussleitelemente an verschiedene Werkzeugformen, insbesondere verschiedene Schaftdurchmesser verschiedener Werkzeuge erlaubt, wobei vorteilhaft zugleich ein Gesamtplatzbedarf der Magnetflussleitelemente, insbesondere in einer Radialebene des Aufnahmebereichs der Induktionsheizeinheit, möglichst gering gehalten werden kann. Zudem kann mittels der vorgeschlagenen Bewegungsbahnen vorteilhaft eine möglichst lückenlose Umschließung des Werkzeugs, insbesondere des Werkzeugschafts, während eines Induktionsheizvorgangs und damit eine möglichst effektive Induktionsmagnetfeld-Abschirmung erreicht werden. Außerdem kann, insbesondere im Vergleich mit zumindest im Wesentlichen radial auf ein Werkzeug, insbesondere den Werkzeugschaft, zubewegten Magnetflussleitelementen vorteilhaft eine Beschädigung des Werkzeugs und/oder der Magnetflussleitelemente, beispielsweise durch ein Aufprallen der Magnetflussleitelemente auf das Werkzeug, verhindert werden. Vorteilhaft kann durch die vorgeschlagene Bewegung der Magnetflussleitelemente eine stufenlose Einstellung einer zentralen Öffnung in der Magnetflussleiteinheit ermöglicht werden. Unter einem „Magnetfluss“ soll insbesondere ein magnetischer Fluss, ein Magnetfeld und/oder eine magnetische Flussdichte verstanden werden.
Unter einer „Werkzeugaufnahme“ soll insbesondere ein Bauteil verstanden werden, welches zu einer Aufnahme eines Werkzeugs und einer Verbindung des Werkzeugs mit einer Maschine vorgesehen ist. Insbesondere ist die Werkzeugaufnahme als eine Schnittstelle zwischen Werkzeug und Maschine ausgebildet. Vorzugsweise ist die Werkzeugaufnahme als ein Werkzeugfutter, insbesondere ein Schrumpffutter, ausgebildet. Das Werkzeug ist insbesondere als ein Schaftwerkzeug, vorzugsweise als ein Rotations-Schaftwerkzeug, beispielsweise ein Bohrer, ein Fräser, ein Profilwerkzeug und/oder eine Reibahle ausgebildet. Unter einem „Einschrumpfen von Werkzeugen in und/oder aus Werkzeugaufnahmen“ soll insbesondere ein Einspannen von Werkzeugen in Werkzeugaufnahmen verstanden werden, bei dem eine Werkzeugaufnahmeöffnung der Werkzeugaufnahme zunächst thermisch aufgeweitet wird, dann ein Werkzeug in die Werkzeugaufnahmeöffnung eingeführt wird und wobei das Werkzeug schließlich nach einem Abkühlen der Werkzeugaufnahme durch einen Kraftschluss, insbesondere einen Reibschluss, in der Werkzeugaufnahme befestigt ist. Unter einem „Ausschrumpfen von Werkzeugen in und/oder aus Werkzeugaufnahmen“ soll insbesondere ein Lösen von mittels eines Kraftschlusses, insbesondere eines Reibschlusses, in Werkzeugaufnahmen befestigten Werkzeugen verstanden werden, bei dem die Werkzeugaufnahmeöffnung der Werkzeugaufnahme, insbesondere unter Vermeidung einer gleichzeitigen Erwärmung des Werkzeugs durch die Abschirmeinheit, thermisch soweit aufgeweitet wird, bis das in der Werkzeugaufnahme befestigte Werkzeug aus der Werkzeugaufnahme entnehmbar ist.
Unter „zumindest einem Teil der Werkzeugaufnahme“ soll insbesondere zumindest ein die Werkzeugaufnahmeöffnung der Werkzeugaufnahme umfassender Bereich der Werkzeugaufnahme verstanden werden. Die Magnetflussleiteinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, das Induktionsmagnetfeld der Induktionsspule zu leiten, vorzugsweise von dem ein- und/oder auszuschrumpfenden Werkzeug wegzuleiten, bevorzugt das Induktionsmagnetfeld von dem ein- und/oder auszuschrumpfenden Werkzeug abzuschirmen. Insbesondere bildet die Magnetflussleiteinheit einen vorgegebenen Pfad für den Magnetfluss des Induktionsmagnetfelds, insbesondere für das Induktionsmagnetfeld, aus. Insbesondere ist die Magnetflussleiteinheit dazu vorgesehen, eine Erwärmung des Werkzeugs bei dem Einschrumpfvorgang und/oder bei dem Ausschrumpfvorgang zumindest wesentlich zu verhindern. Insbesondere ist eine, insbesondere mittlere, Magnetfeldstärke des Induktionsmagnetfelds der Induktionsspule auf einer der Induktionsspule gegenüberliegenden Seite der Magnetflussleiteinheit um zumindest 80%, vorzugsweise um zumindest 90 % und bevorzugt um zumindest 99 % im Vergleich zu einer Anordnung ohne Magnetflussleiteinheit reduziert. Insbesondere weist die Magnetflussleiteinheit eine Mehrzahl an Magnetflussleitelementen, vorzugsweise zumindest zwei Magnetflussleitelemente, vorteilhaft zumindest vier Magnetflussleitelemente, bevorzugt zumindest sechs Magnetflussleitelemente und besonders bevorzugt zumindest acht Magnetflussleitelemente, auf. Insbesondere sind die Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit zumindest im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildet. Unter „zumindest im Wesentlichen identisch“ soll insbesondere abgesehen von Produktionstoleranzen identisch verstanden werden. Alternativ kann jedoch auch zumindest ein Magnetflussleitelement oder mehrere Magnetflussleitelemente unterschiedlich von zumindest einem weiteren Magnetflussleitelement ausgebildet sein. Das Magnetflussleitelement ist insbesondere zumindest teilweise aus einem Material ausgebildet, welches magnetisch leitend und elektrisch schlecht- oder nichtleitend ist. Insbesondere weist zumindest ein Teil des Magnetflussleitelements eine hohe magnetische Permeabilität auf. Vorzugsweise beträgt eine relative magnetische Permeabilitätszahl des Magnetflussleitelements, insbesondere des magnetisch leitenden Teils des Magnetflussleitelements, zumindest 100, vorteilhaft zumindest 500, bevorzugt zumindest 1000 und besonders bevorzugt zumindest 2000. Insbesondere ist das Magnetflussleitelement zumindest teilweise aus einem ferrimagnetischen Werkstoff ausgebildet. Insbesondere ist das Magnetflussleitelement zumindest teilweise aus einer ferrimagnetischen Oxidkeramik ausgebildet. Insbesondere ist das Magnetflussleitelement zumindest teilweise aus einer weichmagnetischen ferrimagnetischen Oxidkeramik ausgebildet. Beispielsweise umfasst das Magnetflussleitelement ein NiZn-Ferrit oder ein MnZn-Ferrit. Insbesondere ist denkbar, dass ein dem Aufnahmebereich zugewandter Teil des Magnetflussleitelements aus der ferrimagnetischen Oxidkeramik und ein von dem Aufnahmebereich abgewandter Teil des Magnetflussleitelements aus einem von der ferrimagnetischen Oxidkeramik verschiedenen Werkstoff, beispielsweise Kunststoff, ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine gute Magnetfeldleitung bei zugleich möglichst geringen Kosten erreicht werden. Insbesondere ist das Magnetflussleitelement einstückig ausgebildet. Vorzugsweise ist das Magnetflussleitelement einteilig oder monolithisch ausgebildet. Unter „einstückig“ soll insbesondere stoffschlüssig verbunden, wie beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder Klebeprozess usw., und besonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Herstellung aus einem Guss und/oder durch die Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren. Unter „einteilig“ soll insbesondere in einem Stück geformt verstanden werden. Vorzugsweise wird dieses eine Stück aus einem einzelnen Rohling, einer Masse und/oder einem Guss, besonders bevorzugt in einem Spritzgussverfahren, insbesondere einem Ein- und/oder Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren, hergestellt. Insbesondere sind die Magnetflussleitelemente zu einer Feldformung des Induktionsmagnetfelds der Induktionsspule vorgesehen. Vorzugsweise bilden die Magnetflussleitelemente Feldformerelemente aus. Vorzugsweise bildet die Magnetflussleiteinheit eine Feldformereinheit zu einer Formung des Induktionsmagnetfelds aus.
Insbesondere werden zur Herstellung der Magnetflussleitelemente zunächst Rohlinge der Magnetflussleitelemente aus einem Pulver gepresst, vorzugsweise bei Temperaturen über 1000°C gesintert. Anschließend werden die Rohlinge vorzugsweise als zusammenhängende Scheibe, die mehrere Magnetflussleitelemente, vorzugsweise alle Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit, umfasst gedreht. Dabei wird insbesondere auch eine Auswölbung auf der unteren Seite der Magnetflussleitelemete erzeugt. Anschließend wird die erzeugte Scheibe insbesondere mittels einem Erodieren oder einem anderen Trennungsverfahren in Segmente aufgeteilt, welche dann die einzelnen Magnetflussleitelemente ausbilden.
Insbesondere bildet die Magnetflussleiteinheit zudem eine Werkzeuggreifereinheit aus. Insbesondere bilden die Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit relativ zueinander bewegliche Werkzeuggreiferelemente aus. Insbesondere ist die durch die Magnetflussleiteinheit ausgebildete Werkzeuggreifereinheit dazu vorgesehen, durch eine Bewegung der Magnetflussleitelemente auf einen Werkzeugschaft hin, den Werkzeugschaft zu kontaktieren und dadurch das Werkzeug zu greifen. Insbesondere ist die durch die Magnetflussleiteinheit ausgebildete Werkzeuggreifereinheit dazu vorgesehen durch eine Variation eines Öffnungsdurchmessers einer zentralen Öffnung, d.h. einer inneren Öffnung, der Magnetflussleiteinheit das Werkzeug, insbesondere an dessen Werkzeugschaft, zu greifen. Insbesondere ist die Werkzeuggreifereinheit dazu vorgesehen, das Werkzeug bei einem Einschrumpfvorgang in die Werkzeugaufnahme einzusetzen und/oder das Werkzeug bei einem Ausschrumpfvorgang aus der Werkzeugaufnahme zu entnehmen. Insbesondere ist denkbar, dass die Werkzeuggreifereinheit, d.h. die Magnetflussleiteinheit, von dem die Induktionsspule umfassenden Teil der Induktionsheizeinheit separierbar ausgebildet ist. Dadurch, dass die Magnetflussleiteinheit zugleich eine Werkzeuggreifereinheit ausbildet, kann vorteilhaft eine hohe Flexibilität erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft ein besonders zügiges Einsetzen und/oder Entnehmen des Werkzeugs in und/oder aus der Werkzeugaufnahme erreicht werden, wodurch vorteilhaft eine Energieeinsparung erreicht werden kann.
Unter einem „Aufnahmebereich der Induktionsheizeinheit“ soll insbesondere eine zumindest im Wesentlichen gerade Öffnung innerhalb der Induktionsheizeinheit verstanden werden. Vorzugsweise verläuft zumindest ein Großteil des magnetischen Flusses, vorzugsweise der komplette magnetische Fluss, durch eine, insbesondere beliebige Öffnungsebene des Aufnahmebereichs. Bevorzugt verlaufen zumindest im Wesentlichen alle Magnetfeldlinien des Induktionsmagnetfelds einmal durch den Aufnahmebereich der Induktionsheizeinheit. Insbesondere ist der Aufnahmebereich der Induktionsheizeinheit zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Spulenachse der Induktionsspule der Induktionsheizeinheit ausgerichtet. Insbesondere ist der Aufnahmebereich zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse und/oder einer Haupterstreckungsrichtung der in die Induktionsheizeinheit einsetzbaren Werkzeugaufnahmen und/oder Werkzeuge angeordnet. Unter einer „Haupterstreckungsrichtung“ eines Objekts soll dabei insbesondere eine Richtung verstanden werden, welche parallel zu einer längsten Kante eines kleinsten geometrischen Quaders verläuft, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt. Insbesondere ist die Induktionsspule als eine Zylinderspule und/oder als ein Solenoid ausgebildet. Die Induktionsheizeinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, ein Induktionsmagnetfeld, vorzugsweise ein, insbesondere hochfrequentes, magnetisches Wechselfeld zu erzeugen. Insbesondere wechselwirkt das Material der, vorzugsweise metallischen, Werkzeugaufnahme mit dem Induktionsmagnetfeld und erhitzt sich dadurch. Unter „im Wesentlichen parallel“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Insbesondere ist die Lagereinheit zumindest zu einer, vorzugsweise ausschließlich, linearbeweglichen Lagerung des Magnetflussleitelements, vorzugsweise aller Magnetflussleitelemente, vorgesehen. Alternativ ist denkbar, dass zumindest ein Teil der Punkte des Magnetflussleitelements eine Bewegungsbahn aufweisen, welche sich aus einer Überlagerung einer Linearbewegung und einer Rotationsbewegung um eine Rotationsachse zusammensetzt. Unter einem „Großteil“ soll insbesondere 51 %, vorzugsweise 66 %, bevorzugt 80 % und besonders bevorzugt 95 % verstanden werden. Wenn alle Punkte des Magnetflussleitelements eine Bewegungsbahn aufweisen, ist insbesondere kein Punkt des Magnetflussleitelements frei von einer Bewegungsbahn. Vorzugsweise ist das Magnetflussleitelement frei von ortsfesten Punkten. Bevorzugt ist das Magnetflussleitelement frei von Punkten, welche bei einer Bewegung eines beliebigen anderen Punkts des Magnetflussleitelements unbewegt bleiben und beispielsweise lediglich eine Rotationachse des Magnetflussleitelements schneiden. Insbesondere bewegen sich bei allen möglichen durch die Lagereinheit vorgegebenen Bewegungen immer alle Punkte des Magnetflussleitelements.
Unter einer „wesentlichen Bewegungskomponente“ soll insbesondere eine Bewegungskomponente, insbesondere Bewegungsrichtungskomponente, verstanden werden, welche zumindest 5 %, vorzugsweise zumindest 10 %, vorteilhaft zumindest 20 %, bevorzugt zumindest 30 % und besonders bevorzugt zumindest 50 % einer Gesamtbewegung, insbesondere Gesamtbewegungsrichtung, insbesondere bei einer orthogonalen, vorzugsweise zwei- oder dreidimensionalen, Vektorzerlegung der Gesamtbewegung, insbesondere Gesamtbewegungsrichtung, umfasst. Insbesondere ist die Bewegungskomponente senkrecht zur Radialrichtung des Aufnahmebereichs als ein Teil der Gesamtbewegung ausgebildet, welcher in eine Richtung senkrecht zu der Radialrichtung des Aufnahmebereichs verläuft. Insbesondere ist die Bewegungskomponente senkrecht zur Axialrichtung des Aufnahmebereichs als ein Teil der Gesamtbewegung ausgebildet, welcher in eine Richtung senkrecht zu der Axialrichtung des Aufnahmebereichs verläuft. Insbesondere ist die Bewegungskomponente, welche zugleich senkrecht zur Axialrichtung des Aufnahmebereichs und zugleich senkrecht zur Radialrichtung des Aufnahmebereichs ist, als ein Teil der Gesamtbewegung ausgebildet, welcher zugleich in eine Richtung senkrecht zu der Axialrichtung des Aufnahmebereichs und senkrecht zu der Radialrichtung des Aufnahmebereichs verläuft. Insbesondere verläuft die Radialrichtung radial zu einer Längsrichtung, einer Rotationsymmetrieachse und/oder einer Haupterstreckungsrichtung des Aufnahmebereichs. Insbesondere verläuft die Radialrichtung radial zu einer Spulenachse der Induktionsspule der Induktionsheizeinheit. Insbesondere verlaufen die Radialrichtungen von der Spulenachse ausgehend speichenförmig nach außen. Insbesondere verläuft die Axialrichtung zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung, einer Rotationsymmetrieachse und/oder einer Haupterstreckungsrichtung des Aufnahmebereichs. Insbesondere verläuft die Axialrichtung zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Spulenachse der Induktionsspule der Induktionsheizeinheit.
Insbesondere sind alle Linearbewegungsbahnen der durch die Lagereinheit vorgegebenen Schar von Bewegungsbahnen zumindest in einer Projektion auf eine zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Axialrichtung des Aufnahmebereichs liegende Ebene relativ zu einer Radialrichtung des Aufnahmebereichs der Induktionsheizeinheit angewinkelt.
Insbesondere sind gedachte gerade Verlängerungen von allen Linearbewegungsbahnen der durch die Lagereinheit vorgegebenen Schar von Bewegungsbahnen frei von Schnittpunkten mit einer Axialrichtung des Aufnahmebereichs der Induktionsheizeinheit.
Insbesondere weisen alle Linearbewegungsbahnen der durch die Lagereinheit vorgegebenen Schar von Bewegungsbahnen zumindest in einer Projektion auf die zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Axialrichtung des Aufnahmebereichs liegende Ebene eine zu einer Radialrichtung des Aufnahmebereichs der Induktionsheizeinheit tangentiale Komponente auf.
Das Magnetflussleitelement ist insbesondere frei von Punkten, deren Bewegungsbahn bei einem Verstellen der Position des Magnetflussleitelements rein parallel zur Radialrichtung des Aufnahmebereichs verlaufen. Das Magnetflussleitelement ist insbesondere frei von Punkten, deren Bewegungsbahn bei einem Verstellen der Position des Magnetflussleitelements überwiegend (beispielsweise zu mehr als 90 %) oder ausschließlich auf das Zentrum der Spulenöffnung hin gerichtet ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest eine der Bewegungsbahnen der Punkte des Magnetflussleitelements eine rein lineare Bewegungsbahn ist. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte Einstellmöglichkeit für die Magnetflussleiteinheit geschaffen werden, welche insbesondere eine lückenlose Umschließung eines Werkzeugs und/oder einer Werkzeugaufnahme erlaubt und/oder welche insbesondere besonders platzsparend ausgebildet ist. Vorzugsweise sind alle Bewegungsbahnen von Punkten des Magnetflussleitelements rein lineare Bewegungsbahnen. Insbesondere ist die rein lineare Bewegungsbahn frei von Kurven und/oder Krümmungen.
Wenn die zumindest eine rein lineare Bewegungsbahn zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Radialrichtung des Aufnahmebereichs der Induktionsheizeinheit verläuft, kann vorteilhaft eine besonders einfache Umsetzung einer platzsparend einstellbaren Magnetflussleiteinheit erreicht werden. Vorzugsweise verlaufen alle rein linearen Bewegungsbahnen, bevorzugt alle Bewegungsbahnen, von Punkten des Magnetflussleitelements senkrecht zur Radialrichtung des Aufnahmebereichs der Induktionsheizeinheit. Insbesondere verläuft die zumindest eine rein lineare Bewegungsbahn tangential zu dem Aufnahmebereich, insbesondere zu einer die Axialrichtung des Aufnahmebereichs zylinderförmig umschließenden Hüllkontur der Axialrichtung. Vorzugsweise verlaufen alle rein linearen Bewegungsbahnen tangential zu dem Aufnahmebereich, insbesondere zu der die Axialrichtung des Aufnahmebereichs zylinderförmig umschließenden Hüllkontur der Axialrichtung. Bevorzugt verlaufen alle Bewegungsbahnen tangential zu dem Aufnahmebereich, insbesondere zu der die Axialrichtung des Aufnahmebereichs zylinderförmig umschließenden Hüllkontur der Axialrichtung.
Zudem wird vorgeschlagen, dass jede der Bewegungsbahnen in einer zu der Axialrichtung des Aufnahmebereichs zumindest im Wesentlichen senkrecht liegenden Bewegungsebene verläuft. Dadurch kann insbesondere eine besonders vorteilhafte Magnetflussleitung, insbesondere Abschirmung des Induktionsmagnetfelds, erreicht werden. Insbesondere kann eine zumindest im Wesentlichen ebene Auflage der Magnetflussleitelemente auf einem Auslauf der Werkzeugaufnahme erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Planauflage der Magnetflussleitelemente auf dem Auslauf, insbesondere auf einer Planfläche der Werkzeugaufnahme, ermöglicht werden. Vorteilhaft kann ein über die Werkzeugaufnahme überstehender Teil eines in der Werkzeugaufnahme aufgenommenen und insbesondere auszuschrumpfenden Werkzeugs, welcher zwischen dem oberen Ende der Werkzeugaufnahme, insbesondere dem Auslauf der Werkzeugaufnahme, und der Magnetflussleiteinheit, insbesondere einer, vorzugsweise der Induktionsspule zugewandten, Unterseite der Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit angeordneter Teil möglichst klein gehalten werden. Vorteilhaft kann die Magnetflussleiteinheit lückenlos auf die Werkzeugaufnahme aufgelegt werden. Insbesondere erfolgt eine Bewegung der Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit zumindest im Wesentlichen in einer einzelnen Ebene, welche vorzugsweise parallel zu den Radialrichtungen des Aufnahmebereichs verläuft. Insbesondere liegt die Bewegungsebene zumindest im Wesentlichen parallel zu den Radialrichtungen des Aufnahmebereichs der Induktionsheizeinheit. Unter „im Wesentlichen parallel“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass das Magnetflussleitelement unverschwenkbar gelagert ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders einfache Umsetzung der Induktionsheizvorrichtung ermöglicht werden, wodurch vorteilhaft Kosten und Fehlfunktionen gering gehalten werden können. Insbesondere verringert sich dadurch ein Risiko eines Verkantens des Magnetflussleitelements erheblich. Insbesondere verhindert die Lagerung durch die Lagereinheit eine Schwenkbewegung des Magnetflussleitelements, insbesondere aller Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit.
Alternativ dazu wird vorgeschlagen, dass abgesehen von der zumindest einen rein linearen Bewegungsbahn zumindest ein Großteil aller weiteren Bewegungsbahnen des Magnetflussleitelements gekrümmt sind. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders hohe Kompaktheit der durch die Magnetflussleitelemente gebildeten Magnetflussleiteinheit, insbesondere bei einer gleichzeitig möglichst großen zentralen Öffnung und/oder einem möglichst großen Variationsbereich der zentralen Öffnung, erreicht werden. Vorteilhaft kann ein Verhältnis aus einem maximalem Außendurchmesser der Magnetflusseinheit und einem maximalen Öffnungsdurchmesser der zentralen Öffnung der Magnetflusseinheit minimiert werden. Insbesondere sind alle weiteren (nicht rein linearen) Bewegungsbahnen des Magnetflussleitelements, vorzugsweise aller Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit, in eine gleiche Richtung gekrümmt. Insbesondere sind alle weiteren (nicht rein linearen) Bewegungsbahnen des Magnetflussleitelements, vorzugsweise aller Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit, von einer Unterseite der Magnetflussleiteinheit aus gesehen rechtsgekrümmt. Alternativ ist selbstverständlich auch eine Linkskrümmung der Bewegungsbahnen denkbar. Insbesondere sind die Bewegungsbahnen, vorzugsweise zumindest ab einem ersten Abweichen von einer Linearbewegung, monoton und/oder stetig gekrümmt. Insbesondere variiert die Krümmung zumindest einer Bewegungsbahn, insbesondere der Bewegungsbahnen entlang der Bewegungsbahn, insbesondere entlang den Bewegungsbahnen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass eine Krümmung der gekrümmten Bewegungsbahnen, insbesondere zumindest einer gekrümmten Bewegungsbahn, bei einer Bewegung des zugehörigen Magnetflussleitelements in Richtung eines Zentrums der Induktionsheizeinheit zunimmt. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders hohe Kompaktheit der durch die Magnetflussleitelemente gebildeten Magnetflussleiteinheit erreicht werden. Vorteilhaft kann ein enges Aneinanderanliegen der Magnetflussleitelemente auch bei kleinen Öffnungsdurchmessern der zentralen Öffnung der Magnetflussleiteinheit erreicht werden. Insbesondere steigt die Krümmung der gekrümmten Bewegungsbahn entlang der Bewegungsbahn, vorzugsweise zumindest entlang einer zweiten Hälfte der, insbesondere eine Schließbewegung der Magnetflussleiteinheit beschreibenden, Bewegungsbahn (von der Mitte der Bewegungsbahn zu einem Ende der Bewegungsbahn an welchem das Magnetflussleitelement, an einem Punkt minimalen Abstands zu einem Zentrum der Öffnung der Magnetflussleiteinheit angeordnet ist) um zumindest 25 %, vorzugsweise um zumindest 50 %, bevorzugt um zumindest 75 % und besonders bevorzugt um zumindest 100 %.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Lagereinheit eine, insbesondere zumindest im Wesentlichen gerade, Kulissenführung zu einer Einschränkung einer Bewegungsfreiheit zumindest des Magnetflussleitelements aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders einfache Umsetzung der Induktionsheizvorrichtung ermöglicht werden, wodurch vorteilhaft Kosten und Fehlfunktionen gering gehalten werden können. Unter einer Kulissenführung soll insbesondere eine Führung des Magnetflussleitelements bei einem Verstellen in einer Führungskulisse, insbesondere einer Führungsschiene, verstanden werden. Vorzugsweise ist eine von dem Verlauf der Führungskulisse abweichende Bewegung des Magnetflussleitelements unterbunden. Insbesondere weist jedes Magnetflussleitelement der Magnetflussleiteinheit eine, insbesondere separate Kulissenführung auf. Insbesondere weist jedes Magnetflussleitelement der Magnetflussleiteinheit eine, insbesondere separate Führungskulisse, vorzugsweise Führungsschiene, auf.
Wenn die Lagereinheit zumindest eine dem zumindest einen Magnetflussleitelement zugeordnete, insbesondere zumindest im Wesentlichen gerade, zweite Kulissenführung aufweist, welche insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zu der Kulissenführung ausgerichtet ist, kann vorteilhaft eine besonders zuverlässige Führung der Magnetflussleitelemente erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft ein, insbesondere freies, Verdrehen und/oder Verschwenken der Magnetflussleitelemente verhindert werden. Vorteilhaft kann dadurch ein Verkanten verhindert und eine hohe Zuverlässigkeit erreicht werden. Vorzugsweise ist jedem Magnetflussleitelement zumindest eine erste Kulissenführung und zumindest eine zweite Kulissenführung zugeordnet. Bevorzugt ist jedem Magnetflussleitelement zumindest eine erste Führungskulisse, insbesondere Führungsschiene, und zumindest eine zweite Führungskulisse, insbesondere Führungsschiene, zugeordnet. Insbesondere sind die Kulissenführungen unterschiedlicher Magnetflussleitelemente voneinander getrennt ausgebildet. Wenn hingegen alternativ die Möglichkeit, die Magnetflussleitelemente zu schwenken, bewahrt werden soll, ist vorgesehen, auf die zweite Kulissenführung zu verzichten.
Wenn die Magnetflussleiteinheit zumindest ein weiteres Magnetflussleitelement aufweist, welches, insbesondere in einer gemeinsamen Bewegungsebene, benachbart zu dem Magnetflussleitelement angeordnet ist, kann vorteilhaft eine besonders flexible Anordnung der Magnetflussleiteinheit und/oder eine besonders flexibel anpassbare Abschirmung des Induktionsmagnetfelds erreicht werden. Unter „benachbart“ soll insbesondere unmittelbar benachbart und/oder unmittelbar nebeneinander angeordnet verstanden werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Magnetflussleitelement, insbesondere in allen Betriebszuständen der Magnetflussleiteinheit, überlappungsfrei mit jeglichen weiteren Magnetflussleitelementen der Magnetflussleiteinheit ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders hohe Materialnutzungseffizienz erreicht werden, wodurch insbesondere Kosten gering gehalten werden können. Vorteilhaft kann eine Planauflage der Magnetflussleitelemente auf dem Auslauf, insbesondere auf einer Planfläche der Werkzeugaufnahme, ermöglicht werden, wodurch vorteilhaft eine besonders gute Abschirmung des Induktionsmagnetfelds von einem auszuschrumpfenden Werkzeug erreicht werden und insbesondere eine Erwärmung des Werkzeugs beim Ausschrumpfen verhindert werden kann. Insbesondere sind Ober- und/oder Unterseiten der Magnetflussleitelemente in allen Betriebszuständen der Magnetflussleiteinheit überlappungsfrei. Insbesondere sind die Magnetflussleitelemente zumindest in der Axialrichtung gesehen in allen Betriebszuständen der Magnetflussleiteinheit überlappungsfrei. Insbesondere verdeckt in allen denkbaren Betriebszuständen der Magnetflussleiteinheit keines der Magnetflussleitelemente in der Axialrichtung gesehen ein weiteres Magnetflussleitelement der Magnetflussleiteinheit teilweise oder vollständig.
Zudem wird vorgeschlagen, dass benachbarte Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit in allen durch die Lagereinheit einstellbaren Positionen eng aneinander anliegen. Dadurch kann vorteilhaft eine möglichst lückenlose Umschließung des Werkzeugs und/oder der Werkzeugaufnahme in der Umfangsrichtung erreicht werden. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders effektive Magnetflussleitung, vorzugsweise Induktionsmagnetfeld-Abschirmung, erreicht werden. Insbesondere beträgt ein, insbesondere minimaler, Spalt zwischen unmittelbar benachbarten Magnetflussleitelementen weniger als 0,5 mm, vorzugsweise weniger als 0,25 mm und bevorzugt weniger als 0,1 mm, insbesondere in allen möglichen Betriebszuständen der Magnetflussleiteinheit. Besonders bevorzugt berühren sich benachbarte Magnetflussleitelemente in allen möglichen Betriebszuständen. Insbesondere kann das Magnetflussleitelement eine Gleitfläche an Berührungskanten, beispielsweise eine Gleitbeschichtung, aufweisen. Dadurch kann vorteilhaft ein Verschleiß gering gehalten werden.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass eine gerade Verlängerung einer, insbesondere beliebigen, rein linearen Bewegungsbahn der durch die Lagereinheit vorgegebenen Schar von Bewegungsbahnen des Magnetflussleitelements, insbesondere in der gemeinsamen Bewegungsebene, vorzugsweise eine gerade Verlängerung einer ersten Führungskulisse des Magnetflussleitelements, mit einer geraden Verlängerung einer, insbesondere beliebigen, weiteren rein linearen Bewegungsbahn einer durch die Lagereinheit vorgegebenen weiteren Schar von weiteren Bewegungsbahnen des weiteren Magnetflussleitelements, insbesondere mit einer geraden Verlängerung einer ersten Führungskulisse des weiteren Magnetflussleitelements, einen Winkel α einschließt. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders einfache Umsetzung einer platzsparend einstellbaren und zugleich ein auszuschrumpfendes Werkzeug möglichst lückenlos umschließenden Magnetflussleiteinheit erreicht werden.
Wenn dann der Winkel α zumindest im Wesentlichen einer Formel α = 360°/N_M genügt, wobei N_M einer Gesamtanzahl aller Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit entspricht, kann eine besonders einfach verstellbare und besonders effektive Abschirmung des Induktionsmagnetfelds erreicht werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass eine gerade Verlängerung einer rein linearen Bewegungsbahn der durch die Lagereinheit vorgegebenen Schar von Bewegungsbahnen des Magnetflussleitelements parallel zu einer geraden Verlängerung einer zusätzlichen weiteren rein linearen Bewegungsbahn einer durch die Lagereinheit vorgegebenen weiteren Schar von weiteren Bewegungsbahnen eines, insbesondere nicht direkt zu dem Magnetflussleitelement benachbart angeordneten, zusätzlichen weiteren Magnetflussleitelements der Magnetflussleiteinheit verläuft, wobei diese beiden geraden Verlängerungen auf gegenüberliegenden Seiten der Axialrichtung und/oder eines Zentrums der Magnetflussleiteinheit angeordnet sind. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte Kraftverteilung innerhalb der Magnetflussleiteinheit bei einem Verstellen der Positionen der Magnetflussleitelemente erreicht werden. Insbesondere kann eine vorteilhafte Bewegung der Magnetflussleitelemente relativ zueinander zu einer Einstellung eines Öffnungsdurchmessers der zentralen Öffnung in der Magnetflussleiteinheit erreicht werden. Insbesondere ist das zusätzliche weitere Magnetflussleitelement etwa auf einer, insbesondere relativ zu der zentralen Öffnung in der Magnetflussleiteinheit, gegenüberliegenden Seite der Magnetflussleiteinheit angeordnet wie das Magnetflussleitelement. Insbesondere existiert zumindest eine gerade Verlängerung einer rein linearen Bewegungsbahn eines Magnetflussleitelements, vorzugsweise existieren zumindest zwei gerade Verlängerungen von rein linearen Bewegungsbahnen von Magnetflussleitelementen, die die rein lineare Bewegungsbahn des Magnetflussleitelements und/oder des zusätzlichen weiteren Magnetflussleitelements zumindest im Wesentlichen senkrecht schneiden. Der Ausdruck „im Wesentlichen senkrecht“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Projektionsebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit dazu vorgesehen sind, ein in der Induktionsheizeinheit angeordnetes Werkzeug oder eine in der Induktionsheizeinheit angeordnete Werkzeugaufnahme derart im Umfang zu umschließen, dass die Umschließung, insbesondere unabhängig von einer Größe des Umfangs des Werkzeugs oder der Werkzeugaufnahme, vorzugsweise in jedem Betriebszustand der Magnetflussleiteinheit, zumindest im Wesentlichen lückenfrei ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders effektive Magnetflussleitung, insbesondere eine besonders effektive Induktionsmagnetfeld-Abschirmung erreicht werden. Unter zumindest im Wesentlichen lückenfrei soll insbesondere frei von Spalten in Radialrichtung oder in einer zu einer Radialrichtung zumindest im Wesentlichen parallelen Richtung, welche größer sind als 1 mm, vorzugsweise größer sind als 0,5 mm, bevorzugt größer sind als 0,25 mm und besonders bevorzugt größer sind als 0,1 mm, verstanden werden. Insbesondere ist die Magnetflussleiteinheit, abgesehen von einer inneren Öffnung zur Aufnahme eines Werkzeugs, frei von einer Lücke zwischen Magnetflussleitelementen, deren Größe oder Breite sich bei einem Verstellen der Magnetflussleiteinheit, insbesondere bei einem Verstellen der Größe der inneren Öffnung der Magnetflussleiteinheit, zumindest wesentlich ändert.
Wenn zudem die Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit dazu vorgesehen sind, die in der Größe verstellbare innere Öffnung auszubilden, kann vorteilhaft eine hohe Flexibilität der Induktionsheizvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann die Öffnung an verschiedene Werkzeugdurchmesser, insbesondere Schaftdurchmesser von Werkzeugen, angepasst werden. Vorteilhaft kann eine besonders effektive Induktionsmagnetfeld-Abschirmung erreicht werden. Insbesondere weist die verstellbare innere Öffnung eine zumindest im Wesentlichen runde oder eine polygonale Form auf, wobei die polygonale Form vorzugsweise eine Eckenzahl aufweist, die einer Gesamtzahl an Magnetflussleitelementen entspricht. Insbesondere ist die innere Öffnung in der Umfangsrichtung durch jeweils eine Seitenkante, vorzugsweise jeweils genau eine Seitenkante, jedes Magnetflussleitelements begrenzt. Bevorzugt ist die innere Öffnung lediglich durch Teile der in einer Draufsicht auf die Magnetflussleiteinheit gesehenen jeweiligen linken Seitenkanten der Magnetflussleitelemente begrenzt. Alternativ kann die innere Öffnung lediglich durch Teile der in einer Draufsicht auf die Magnetflussleiteinheit gesehenen jeweiligen rechten Seitenkanten der Magnetflussleitelemente begrenzt sein. Besonders bevorzugt ist die innere Öffnung lediglich durch Teile der in einer Draufsicht auf die Magnetflussleiteinheit gesehenen Seitenkanten begrenzt, welche jeweils die Seitenkante der jeweiligen Magnetflussleitelemente ausbilden, die zumindest im Wesentlichen in einer Schließrichtung der Magnetflussleitelemente zu einem Schließen der inneren Öffnung liegen. Insbesondere ist ein Anteil einer Seitenkante, welcher die innere Öffnung begrenzt, proportional zu einem Durchmesser der inneren Öffnung. Insbesondere steigt ein Anteil einer Seitenkante, welcher die innere Öffnung begrenzt, stetig mit einem steigenden Durchmesser der inneren Öffnung und umgekehrt.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass eine Differenz aus einem maximalen Außendurchmesser, innerhalb dessen alle Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit in allen durch die Lagereinheit einstellbaren Positionen angeordnet sind und einem maximalen Öffnungsdurchmesser der inneren Öffnung höchstens 160 %, vorteilhaft höchstens 150 %, vorzugsweise höchstens 140 %, bevorzugt höchstens 130 % und besonders bevorzugt höchstens 120 % des maximalen Öffnungsdurchmessers und/oder einer maximalen Kantenlänge eines der Magnetflussleitelemente, insbesondere der Kantenlänge der Seitenkante des Magnetflussleitelements, welches die Öffnung begrenzt, beträgt. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders kompakte und/oder platzsparende und dennoch flexibel einstellbare Magnetflussleiteinheit, insbesondere Abschirmeinheit, bereitgestellt werden. Dadurch können vorteilhaft Kosten und/oder Gewicht der Induktionsheizvorrichtung gering gehalten werden. Insbesondere ist der maximale Außendurchmesser als ein Durchmesser eines minimalen Umkreises ausgebildet, in welchem alle, insbesondere überlappungsfreien, Magnetflussleitelemente in allen möglichen Betriebszuständen der Magnetflussleiteinheit angeordnet sein können. Insbesondere ist der maximale Außendurchmesser der Außendurchmesser der Magnetflussleiteinheit in einem maximal geöffneten Zustand. Insbesondere ist der maximal geöffnete Zustand durch die Führungskulisse(n) vorgegeben. Insbesondere ist ein minimal geöffneter Zustand ebenfalls durch die Führungskulisse(n) vorgegeben. Insbesondere befinden sich die Magnetflussleitelemente in einem äußeren Anschlag der Führungskulisse(n), wenn der maximale Außendurchmesser der Magnetflussleiteinheit und/oder der maximale Öffnungsdurchmesser der inneren Öffnung eingestellt sind.
Zudem wird vorgeschlagen, dass insbesondere in der Draufsicht auf die Magnetflussleiteinheit gesehen, die Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit in einer Zusammenschau, insbesondere abhängig von einer Position der Magnetflussleitelemente entlang der Führungskulissen, eine sägeblattartige Form oder eine Form eines Isogons, insbesondere mit einer Gesamtzahl an Magnetflussleitelementen der Magnetflussleiteinheit entsprechenden Anzahl an Ecken, ausbildet. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders kompakte und/oder platzsparende und dennoch flexibel einstellbare Magnetflussleiteinheit, insbesondere Abschirmeinheit, bereitgestellt werden. Dadurch können vorteilhaft Kosten und/oder Gewicht der Induktionsheizvorrichtung gering gehalten werden. Unter einer „sägeblattartigen Form“ soll insbesondere eine zumindest im Wesentlichen runde Form verstanden werden, welche an in Radialrichtung außen liegenden Kanten Sägezähne, insbesondere Sägezähne mit Hinterschneidungen in der Radialrichtung, aufweist. Insbesondere ist die sägeblattartige Form als eine einer Form einer seitlichen Silhouette eines Schaufelrads, wie es beispielsweise bei einem Schaufelradbagger zum Einsatz kommt, wesentlich ähnelnde Form ausgebildet.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass insbesondere in der Draufsicht auf die Magnetflussleiteinheit gesehen, das Magnetflussleitelement eine Form eines, insbesondere spitzwinkligen, gleichschenkligen Dreiecks aufweist oder eine Form eines, insbesondere spitzwinkligen, gleichschenkligen Dreiecks, bei dem eine der Spitze des gleichschenkligen Dreiecks gegenüberliegende Ecke gerade oder rund abgeschnitten ist, aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders kompakte und/oder platzsparende und dennoch flexibel einstellbare Magnetflussleiteinheit, insbesondere Abschirmeinheit, bereitgestellt werden. Dadurch können vorteilhaft Kosten und/oder Gewicht der Induktionsheizvorrichtung gering gehalten werden.
Wenn zudem die Magnetflussleiteinheit eine Abschirmeinheit zu einer Abschirmung des Induktionsmagnetfelds der Induktionsheizeinheit, insbesondere in Axialrichtung des Aufnahmebereichs der Induktionsheizeinheit, ausbildet, kann vorteilhaft eine effektive Abschirmung des Induktionsmagnetfelds erreicht werden, mit welcher vorteilhaft gewährleistet werden kann, dass sich die Werkzeugaufnahme erwärmt, also thermisch ausdehnt und zugleich ein in der Werkzeugaufnahme angeordnetes Werkzeug, welches ausgeschrumpft werden soll, sich möglichst nicht erwärmt, also möglichst nicht thermisch ausdehnt. Insbesondere bilden die Magnetflussleitelemente jeweils Abschirmelemente aus. Insbesondere ist die Abschirmeinheit zumindest dazu vorgesehen, das Induktionsmagnetfeld der Induktionsspule in der Axialrichtung der Induktionsheizeinheit, insbesondere in Richtung der Spulenachse der Induktionsspule, abzuschirmen, vorzugsweise von in der Werkzeugaufnahme eingebrachten Werkzeugen abzuschirmen. Unter einer „Abschirmung“ eines Induktionsmagnetfelds soll insbesondere ein Abschirmen von zumindest 80%, vorzugsweise von zumindest 90 % und bevorzugt von zumindest 99 % des Induktionsmagnetfelds verstanden werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Magnetflussleiteinheit in der Axialrichtung des Aufnahmebereichs oberhalb oder unterhalb der Induktionsspule der Induktionsheizeinheit, insbesondere aller Induktionsspulen der Induktionsheizeinheit, angeordnet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine effektive Magnetflussleitung und/oder Abschirmung des Induktionsmagnetfelds in der Axialrichtung des Aufnahmebereichs der Induktionsheizeinheit erreicht werden. Insbesondere ist denkbar, dass die Induktionsheizvorrichtung eine weitere Magnetflussleiteinheit aufweist, welche insbesondere zumindest im Wesentlichen identisch zu der Magnetflussleiteinheit ausgebildet ist und welche vorzugsweise auf einer der Position der Magnetflussleiteinheit gegenüberliegenden Seite der Induktionsheizeinheit, insbesondere der Induktionsspule, angeordnet ist. Bevorzugt ist die Magnetflussleiteinheit in der Axialrichtung des Aufnahmebereichs oberhalb der Induktionsspule angeordnet. Zusätzlich kann die weitere Magnetflussleiteinheit insbesondere unterhalb der Induktionsspule angeordnet sein.
Wenn das Magnetflussleitelement der Magnetflussleiteinheit zumindest teilweise aus einer ferrimagnetischen Oxidkeramik ausgebildet ist, kann vorteilhaft eine besonders gute Magnetflussleitung und/oder Abschirmwirkung erzielt werden.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Lagereinheit zwischen Endpositionen der Bewegungsbahnen zumindest eine Rastposition für die Magnetflussleiteinheit, insbesondere die Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit, ausbildet. Dadurch kann vorteilhaft eine Einstellung eines passenden Öffnungsdurchmessers der inneren Öffnung auf ein Werkzeug und/oder auf eine Werkzeugaufnahme erleichtert werden, insbesondere im Fall einer manuellen Einstellung des Öffnungsdurchmessers. Vorteilhaft kann dadurch eine gute Abschirmung des Induktionsmagnetfelds gewährleistet werden. Vorteilhaft kann dadurch eine Beschädigung des Werkzeugs, der Werkzeugaufnahme und/oder der Magnetflussleiteinheit, insbesondere der Magnetflussleitelemente, beispielsweise durch ein Zusammenstoßen der Magnetflussleitelemente und des Werkzeugs und/oder der Werkzeugaufnahme, verhindert werden. Insbesondere weist die Lagereinheit zwischen den Endpositionen der Bewegungsbahnen eine Mehrzahl an Rastpositionen, vorzugsweise zumindest zehn Rastpositionen, auf. Vorzugsweise entsprechen die Rastpositionen Öffnungsdurchmessern der inneren Öffnung, welche auf normierte Werkzeugschaftdurchmesser, insbesondere auf normierte Werkzeugschaftdurchmesser von mittels eines Hydrodehn-Verfahrens spannbaren Werkzeugen, angepasst sind. Insbesondere entsprechen die Rastpositionen Öffnungsdurchmessern der inneren Öffnung, welche zumindest auf Werkzeugschaftdurchmesser von 4 mm, 6 mm, 8 mm, 10 mm, 12 mm, 14 mm, 16 mm, 20 mm, 25 mm und/oder 32 mm angepasst sind. Alternativ oder zusätzlich können die Rastpositionen auf normierte Zollgrößen, welche insbesondere zwischen den vorgenannten metrischen Größen liegen, angepasst sein. Insbesondere sind die Magnetflussleitelemente manuell oder automatisiert angetrieben in die Rastpositionen und/oder den Endpositionen verbringbar und/oder aus den Rastpositionen und/oder den Endpositionen lösbar.
Außerdem wird eine Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation für Werkzeuge, insbesondere Einstell- und/oder Messgerät für Werkzeuge mit einer Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation für Werkzeuge, mit der Induktionsheizvorrichtung vorgeschlagen. Dadurch kann vorteilhaft ein besonders effizientes, schnelles und/oder zuverlässiges Schrumpfspannen ermöglicht werden. Unter einer „Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation für Werkzeuge“ soll insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, einen Einschrumpfvorgang und/oder einen Ausschrumpfvorgang von Werkzeugen in Werkzeugaufnahmen zumindest zu einem Großteil automatisiert, vorzugsweise vollständig automatisiert, vorzunehmen. Der Einschrumpfvorgang umfasst insbesondere alle für eine Befestigung des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme notwendigen Schritte, insbesondere inklusive des Einsetzens und/oder Entnehmens von Werkzeug und Werkzeugaufnahme in und/oder aus der Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation. Der Ausschrumpfvorgang umfasst insbesondere alle für ein Lösen des Werkzeugs aus der Werkzeugaufnahme notwendigen Schritte, insbesondere inklusive des Einsetzens und/oder Entnehmens von Werkzeug und Werkzeugaufnahme in und/oder aus der Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation. Unter einem „Mess- und/oder Einstellgerät für Werkzeuge“ soll insbesondere ein Gerät verstanden werden, welches zumindest dazu vorgesehen ist, zumindest eine Länge, zumindest einen Winkel, zumindest eine Kontur und/oder zumindest eine Außenform eines Werkzeugs zumindest teilweise zu erfassen und/oder einzustellen, vorzugsweise eine Einstellung, insbesondere eine Voreinstellung, eines Werkzeugs, insbesondere in der Werkzeugaufnahme, beispielsweise in Bezug auf eine zu der Werkzeugaufnahme relative Länge und/oder Lage vorzunehmen.
Wenn die Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation und/oder die Induktionsheizeinheit eine motorisch angetriebene Verstelleinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest das Magnetflussleitelement zumindest teilautomatisiert zur Einstellung des Öffnungsdurchmessers der inneren Öffnung der Magnetflussleiteinheit entlang der durch die Lagereinheit vorgegebenen Bewegungsbahnen zu bewegen, kann vorteilhaft eine einfache, zuverlässige und fehlerunanfällige Einstellung und/oder Anpassung der Magnetflussleiteinheit auf ein auszuschrumpfendes Werkzeug vorgenommen werden. Vorteilhaft kann durch eine Automatisierung eine Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht und damit Kosten gesenkt werden. Insbesondere umfasst die Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation und/oder die Induktionsheizeinheit eine Steuer- und/oder Regeleinheit, welche zumindest dazu vorgesehen ist, die motorisch angetriebene Verstelleinheit zu steuern und/oder zu regeln und dabei vorzugsweise verschiedene Durchmessereinstellungen der Magnetflussleiteinheit, insbesondere verschiedene Rast- und/oder Endpositionen der Magnetflussleiteinheit programmgesteuert anzufahren. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden werden. Unter einer „Steuerelektronik“ soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Insbesondere erlaubt die motorisch angetriebene Verstelleinheit eine stufenlose Einstellung des Öffnungsdurchmessers der inneren Öffnung, vorzugsweise ohne Verwendung der Rastpositionen. Dadurch kann vorteilhaft individuell ein optimaler Öffnungsdurchmesser für jedes Werkzeug eingestellt werden. Insbesondere ist denkbar, dass die motorisch angetriebene Verstelleinheit den Öffnungsdurchmesser der inneren Öffnung durch eine Verstellung der Magnetflussleitelemente solange verringert bis, insbesondere mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit, eine Berührung zwischen den Magnetflussleitelementen und dem Werkzeug und/oder der Werkzeugaufnahme detektiert wird.
Ferner wird ein Verfahren zum Betrieb einer Induktionsheizvorrichtung vorgeschlagen, bei welchem in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest ein Teil einer in einem Aufnahmebereich der Induktionsheizeinheit angeordneten Werkzeugaufnahme in einem Ein- und/oder Ausschrumpfvorgang durch ein induktives Erhitzen aufgeweitet wird, wobei der Aufnahmebereich insbesondere parallel zu Drehachsen von in die Induktionsheizeinheit einsetzbaren Werkzeugaufnahmen ausgerichtet ist, wobei in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt eine Ausbreitung eines Induktionsmagnetfelds der Induktionsheizeinheit in einer Axialrichtung des Aufnahmebereichs oberhalb und/oder unterhalb der Induktionsheizeinheit durch die Magnetflussleitelemente der Magnetflussleiteinheit abgeschirmt wird, und wobei zur Verstellung der Magnetflussleitelemente relativ zu der Werkzeugaufnahme alle Punkte des Magnetflussleitelements entlang Bewegungsbahnen bewegt werden, welche jeweils eine wesentliche Bewegungskomponente aufweisen, die senkrecht zu der Radialrichtung des Aufnahmebereichs und zugleich senkrecht zu der Axialrichtung des Aufnahmebereichs ausgerichtet ist.
Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung der Induktionsheizvorrichtung vorgeschlagen, wobei zumindest das Magnetflussleitelement in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest teilweise durch ein additives Fertigungsverfahren, insbesondere durch ein 3D-Druckverfahren, hergestellt wird. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders hohe Flexibilität bei der Herstellung und/oder bei der Ausgestaltung der Magnetflussleitelemente erreicht werden.
Die erfindungsgemäße Induktionsheizvorrichtung, die erfindungsgemäße Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation und/oder die erfindungsgemäßen Verfahren sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die erfindungsgemäße Induktionsheizvorrichtung, die erfindungsgemäße Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation und/oder die erfindungsgemäßen Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von Verfahrensschritten, einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation mit einer Induktionsheizvorrichtung und mit einem in einer Werkzeugaufnahme eingespannten Werkzeug,
2 eine schematische Darstellung einer Magnetflussleiteinheit der Induktionsheizvorrichtung in einer ersten Einstellung,
3 eine schematische Darstellung der Magnetflussleiteinheit in einer zweiten Einstellung,
4 eine schematische Darstellung der Magnetflussleiteinheit in einer dritten Einstellung,
5 eine schematische Darstellung der Magnetflussleiteinheit in einer vierten Einstellung,
6 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der Induktionsheizvorrichtung,
7 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der Induktionsheizvorrichtung,
8 eine schematische Darstellung einer alternativen Magnetflussleiteinheit einer alternativen Induktionsheizvorrichtung mit alternativen Magnetflussleitelementen,
9 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Induktionsheizvorrichtung mit einer weiteren alternativen Magnetflussleiteinheit in einer ersten Einstellung,
10 eine schematische Darstellung der weiteren alternativen Induktionsheizvorrichtung mit der weiteren alternativen Magnetflussleiteinheit in einer zweiten Einstellung,
11 eine schematische perspektivische Unteransicht der weiteren alternativen Magnetflussleiteinheit und
12a-e unterschiedliche schematische perspektivische Ansichten von Magnetflussleitelementen der alternativen Magnetflussleiteinheit.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die 1 zeigt eine Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a. Die Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a ist für Werkzeuge 10a vorgesehen. Die Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a ist als eine Schrumpfspannstation ausgebildet. Die Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a kann Teil eines Einstell- und/oder Messgeräts für Werkzeuge 10a und/oder Teil einer Multispann- und Mess- und/oder Einstellstation, wie sie beispielsweise in einer deutschen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 10 2019 115 607.6 beschrieben ist, sein.
Die Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a umfasst ein Basisgestell 98a an, in oder auf welchem die funktionalen Einheiten der Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a montiert sind. Die Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a umfasst eine Haltevorrichtung 100a für Werkzeugaufnahmen 12a. Die Haltevorrichtung 100a umfasst einen Längeneinstellpin 102a zu einer Voreinstellung einer Einstecktiefe für ein Werkzeug 10a in der Werkzeugaufnahme 12a. Der Längeneinstellpin 102a ist dazu vorgesehen, von unten in die Werkzeugaufnahme 12a eingeschoben zu werden und so einen Anschlag für ein Werkzeug 10a auszubilden, welches in einem Schrumpfspannvorgang in die Werkzeugaufnahme 12a eingeführt wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Längeneinstellpin 102a in einem Ausspannvorgang dazu vorgesehen sein, von unten einen Druck auf ein Werkzeug 10a in der Werkzeugaufnahme 12a auszuüben, welcher das Werkzeug 10a aus der Werkzeugaufnahme 12a herausdrückt, sobald die Werkzeugaufnahme 12a weit genug thermisch aufgeweitet ist.
In der in 1 gezeigten Haltevorrichtung 100a ist die als Schrumpfspannfutter ausgebildete Werkzeugaufnahme 12a positioniert. In der in der 1 beispielhaft gezeigten Werkzeugaufnahme 12a ist ein beispielhaftes Werkzeug 10a fixiert. Das dargestellte Werkzeug 10a ist als ein Schaftwerkzeug, insbesondere als ein Schaftbohrer, ausgebildet. Das dargestellte Werkzeug 10a weist einen Werkzeugschaft 112a auf. Alternativ könnte das Werkzeug 10a auch als ein von einem Schaftbohrer verschiedenes Schaftwerkzeug ausgebildet sein. Das Werkzeug 10a ist dazu vorgesehen, in der Werkzeugaufnahme 12a befestigt, insbesondere thermisch eingespannt, zu werden. Die Werkzeugaufnahme 12a und das in der Werkzeugaufnahme 12a eingespannte Werkzeug 10a bilden eine montierte Werkzeugeinheit aus. Die Werkzeugaufnahme 12a weist eine vorgesehene Rotationsachse 20a auf. Die vorgesehene Rotationsachse 20a der Werkzeugaufnahme 12a ist als eine Achse ausgebildet, um welche die Werkzeugaufnahme 12a in einem Betrieb, beispielsweise in einem Zerspanbetrieb, rotiert wird. Die Rotationsachse 20a der Werkzeugaufnahme 12a kann eine Rotationssymmetrieachse der Werkzeugaufnahme 12a ausbilden. Ein Werkzeugaufnahmebereich der Werkzeugaufnahme 12a, in dem das Werkzeug 10a bei einem Einschrumpfvorgang fixiert wird, ist parallel zu der Rotationsachse 20a der Werkzeugaufnahme 12a ausgerichtet.
Die Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a umfasst eine Induktionsheizvorrichtung 40a. Die Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a umfasst einen Turm 104a. Der Turm 104a umfasst Lagerschienen 106a. Die Induktionsheizvorrichtung 40a ist linear entlang der Lagerschienen 106a auf- und ab bewegbar. Die Induktionsheizvorrichtung 40a ist entlang der Lagerschienen 106a auf die Haltevorrichtung 100a zu bewegbar. Die Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a kann eine Greifervorrichtung (nicht gezeigt) umfassen. Eine Greifervorrichtung ist dazu vorgesehen, ein Werkzeug 10a oder eine Werkzeugaufnahme 12a zu greifen und horizontal und vertikal relativ zu der Haltevorrichtung 100a zu bewegen. Eine Greifervorrichtung ist dazu vorgesehen, eine Werkzeugaufnahme 12a vollautomatisiert in die Haltevorrichtung 100a einzusetzen und/oder selbiges daraus zu entnehmen. Eine Greifervorrichtung ist dazu vorgesehen, ein Werkzeug 10a vollautomatisiert in eine Werkzeugaufnahme 12a, insbesondere das Schrumpfspannfutter, einzusetzen und/oder selbiges daraus zu entnehmen. Die Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a kann einen weiteren Turm aufweisen, an welchem die Greifervorrichtung linear vertikal beweglich gelagert ist. Zudem kann die Greifervorrichtung linear horizontal beweglich an dem weiteren Turm gelagert sein. Die Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a umfasst zudem eine Kühlstation (nicht gezeigt) zu einer Kühlung der aufgeheizten Werkzeugaufnahmen 12a.
Die Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a weist eine Steuer- und/oder Regeleinheit 114a auf. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 114a ist zu einer Steuerung der, insbesondere automatisierten und/oder motorisierten, Bewegung der Induktionsheizvorrichtung 40a relativ zu dem Turm 104a vorgesehen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 114a ist zu einer, insbesondere automatisierten und/oder motorisierten, Steuerung einer Greifervorrichtung vorgesehen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 114a ist zu einer Steuerung der, insbesondere automatisierten und/oder motorisierten, Bewegung einer Greifervorrichtung relativ zu einem Turm 104a vorgesehen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 114a ist zu einer, insbesondere automatisierten und/oder motorisierten, Steuerung einer durch den Längeneinstellpin 102a erzeugten Druckkraft und/oder einer Position des Längeneinstellpins 102a, insbesondere relativ zu der Werkzeugaufnahme 12a, vorgesehen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 114a ist zu einer Steuerung einer Strom- und/oder Spannungszufuhr der Induktionsheizvorrichtung 40a vorgesehen. Die Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a weist eine motorisch angetriebene Verstelleinheit 96a auf. Die eine motorisch angetriebene Verstelleinheit 96a ist zu einer Einstellung interner Bauteile der Induktionsheizvorrichtung 40a vorgesehen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 114a ist zu einer Steuerung der motorisch angetriebenen Verstelleinheit 96a vorgesehen.
Die Induktionsheizvorrichtung 40a ist zu einem Ausschrumpfen von Werkzeugen 10a aus einer Werkzeugaufnahme 12a vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich ist die Induktionsheizvorrichtung 40a zu einem Einschrumpfen von Werkzeugen 10a in eine Werkzeugaufnahme 12a vorgesehen. Die Induktionsheizvorrichtung 40a weist eine Induktionsheizeinheit 16a auf. Die Induktionsheizeinheit 16a umfasst eine Induktionsspule 14a. Die Induktionsspule 14a ist dazu vorgesehen, die Werkzeugaufnahme 12a thermisch aufzuweiten. Die Induktionsspule 14a ist dazu vorgesehen, über die Werkzeugaufnahme 12a und über das Werkzeug 10a gestülpt zu werden. Die Induktionsheizeinheit 16a bildet einen Aufnahmebereich 18a aus. Der Aufnahmebereich 18a der Induktionsheizeinheit 16a ist als eine zentrale, insbesondere vertikal ausgerichtete, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen zylindrische oder konische, Öffnung 116a in der Induktionsheizeinheit 16a ausgebildet. Die Öffnung 116a des Aufnahmebereichs 18a erstreckt sich vollständig durch die Induktionsheizeinheit 16a. Der Aufnahmebereich 18a verläuft parallel zu einer Spulenachse 118a der Induktionsspule 14a. Der Aufnahmebereich 18a weist eine Axialrichtung 38a auf. Die Axialrichtung 38a des Aufnahmebereichs 18a verläuft parallel zu der Spulenachse 118a der Induktionsspule 14a. Der Aufnahmebereich 18a ist parallel zu der vorgesehenen Rotationsachse 20a der Werkzeugaufnahme 12a ausgerichtet, insbesondere wenn die Werkzeugaufnahme 12a in den Aufnahmebereich 18a eingesteckt ist und/oder wenn die Werkzeugaufnahme 12a in der Haltevorrichtung 100a der Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a positioniert ist. Die Induktionsheizeinheit 16a, insbesondere ein Induktionsmagnetfeld der Induktionsspule 14a, ist dazu vorgesehen, einen Teil einer in dem Aufnahmebereich 18a der Induktionsheizeinheit 16a angeordneten Werkzeugaufnahme 12a bei einem Ein- und/oder Ausschrumpfvorgang durch ein Erhitzen aufzuweiten.
Die Induktionsheizvorrichtung 40a weist eine Magnetflussleiteinheit 24a auf. Die Magnetflussleiteinheit 24a ist zu einer Leitung des durch die Induktionsspule 14a erzeugten Magnetflusses, insbesondere der Magnetfeldlinien des durch die Induktionsspule 14a erzeugten Induktionsmagnetfelds, vorgesehen. Die Magnetflussleiteinheit 24a ist in der Axialrichtung 38a des Aufnahmebereichs 18a oberhalb der Induktionsspule 14a der Induktionsheizeinheit 16a angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann die Magnetflussleiteinheit 24a oder eine weitere Magnetflussleiteinheit (nicht gezeigt) unterhalb der Induktionsspule 14a der Induktionsheizeinheit 16a angeordnet sein. Die Magnetflussleiteinheit 24a bildet eine Abschirmeinheit 80a zu einer Abschirmung des Induktionsmagnetfelds der Induktionsspule 14a der Induktionsheizeinheit 16a aus. In der 2 ist die Magnetflussleiteinheit 24a schematisch dargestellt. Die Magnetflussleiteinheit 24a weist ein Magnetflussleitelement 22a auf. Die Magnetflussleiteinheit 24a weist weitere Magnetflussleitelemente 48a, 50a auf. Die weiteren Magnetflussleitelemente 48a, 50a sind in der Magnetflussleiteinheit 24a benachbart zu dem Magnetflussleitelement 22a angeordnet. Insgesamt weist die in der 2 beispielhaft dargestellte Magnetflussleiteinheit 24a acht Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a auf. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders dichte und/oder effektive Abschirmung des Induktionsmagnetfelds der Induktionsspule 14a erreicht werden. Von der Zahl acht abweichende Anzahlen von Magnetflussleitelementen 22a, 48a, 50a sind jedoch ebenfalls denkbar.
Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a sind aus einer ferrimagnetischen Oxidkeramik ausgebildet. Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a sind aus einem Ferritwerkstoff ausgebildet. Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a bilden Abschirmelemente der Abschirmeinheit 80a aus. Jedes Magnetflussleitelement 22a, 48a, 50a der Magnetflussleiteinheit 24a bildet jeweils ein einzelnes Abschirmelement aus. Die Magnetflussleiteinheit 24a weist eine innere Öffnung 64a auf. Die innere Öffnung 64a der Magnetflussleiteinheit 24a ist in der Größe, insbesondere im Durchmesser, verstellbar. Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a sind dazu vorgesehen, die in der Größe verstellbare innere Öffnung 64a auszubilden. Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a sind dazu vorgesehen, ein zumindest teilweise in dem Aufnahmebereich 18a der Induktionsheizeinheit 16a angeordnetes Werkzeug 10a oder eine zumindest teilweise in dem Aufnahmebereich 18a der Induktionsheizeinheit 16a angeordnete Werkzeugaufnahme 12a derart im Umfang zu umschließen, dass die Umschließung, insbesondere unabhängig von einer Größe des Umfangs des umschlossenen Werkzeugs 10a oder der umschlossenen Werkzeugaufnahme 12a zumindest im Wesentlichen lückenfrei ist. Jedes Magnetflussleitelement 22a, 48a, 50a ist, insbesondere zumindest in der Axialrichtung 38a des Aufnahmebereichs 18a gesehen, überlappungsfrei mit jeglichen weiteren Magnetflussleitelementen 22a, 48a, 50a der Magnetflussleiteinheit 24a in der Induktionsheizeinheit 16a angeordnet. Benachbarte Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a der Magnetflussleiteinheit 24a liegen in allen möglichen einstellbaren Anordnungen eng aneinander an. Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a sind zueinander plan und/oder flächenbündig ausgerichtet. Die Werkzeugaufnahme 12a weist an einem oberen Ende einen Auslauf 56a auf. Der Auslauf 56a ist rund um eine Werkzeugaufnahmeöffnung der Werkzeugaufnahme 12a angeordnet. Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a liegen in einem Abschirmzustand plan auf dem Auslauf 56a auf.
Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a liegen in einer gemeinsamen Ebene, insbesondere in einer gemeinsamen Bewegungsebene 42a. Jedes Magnetflussleitelement 22a, 48a, 50a weist Abschirmflächen 120a auf. Die Abschirmflächen 120a bilden Oberseiten oder Unterseiten der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a. Die Abschirmflächen 120a der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a verlaufen senkrecht zu der Axialrichtung 38a des Aufnahmebereichs 18a. Die Abschirmflächen 120a der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a verlaufen parallel zu einer Radialrichtung 36a des Aufnahmebereichs 18a. Die Radialrichtungen 36a des Aufnahmebereichs 18a verlaufen strahlförmig radial von einer zentral durch den Aufnahmebereich 18a und parallel zu der Axialrichtung 38a verlaufenden Achse ausgehend nach außen. Die Radialrichtungen 36a des Aufnahmebereichs 18a verlaufen radial von der Spulenachse 118a ausgehend nach außen. Die Radialrichtungen 36a des Aufnahmebereichs 18a verlaufen senkrecht zu der Axialrichtung 38a und/oder senkrecht zu der Spulenachse 118a.
Jedes Magnetflussleitelement 22a, 48a, 50a weist eine Form eines spitzwinkligen gleichschenkligen Dreiecks auf, bei dem eine einer Spitze 122a des gleichschenkligen Dreiecks gegenüberliegende Ecke gerade abgeschnitten ist. Alternativ ist denkbar, dass zumindest ein Magnetflussleitelement 22a, 48a, 50a oder mehrere Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a eine von der Form eines anderen Magnetflussleitelements 22a, 48a, 50a abweichende Form aufweist. Eine dem Aufnahmebereich 18a zugewandte Kante zumindest eines Magnetflussleitelements 22a, 48a, 50a der Magnetflussleiteinheit 24a, insbesondere die Spitze 122a eines oder mehrerer Magnetflussleitelements/ Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a ist/sind durch eine Fase 124a gebrochen. Dadurch kann vorteilhaft eine Art Trichterform der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a geschaffen werden, welche eine besonders vorteilhafte Magnetflussleitung, insbesondere Magnetfeldleitung, ermöglicht.
Die Induktionsheizvorrichtung 40a weist eine Lagereinheit 26a auf. Die Lagereinheit 26a ist zu einer beweglichen Lagerung der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a vorgesehen. Die Lagereinheit 26a gibt eine mögliche Bewegung der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a vor. Die Lagereinheit 26a bestimmt die Bewegungsfreiheitsgrade der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a. Zumindest ein Großteil aller Punkte jedes Magnetflussleitelements 22a, 48a, 50a, vorzugsweise alle Punkte jedes Magnetflussleitelements 22a, 48a, 50a, weisen eine durch die Lagereinheit 26a vorgegebene Bewegungsbahn 28a, 30a, 32a auf. Wenn ein Punkt eines Magnetflussleitelements 22a, 48a, 50a bei einer Bewegung zumindest eines anderen Punkts des Magnetflussleitelements 22a, 48a, 50a an einem gleichbleibenden Ort verharrt, dann weist dieser unbewegte Punkt keine Bewegungsbahn auf bzw. bildet keine Bewegungsbahn aus. Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a sind unverschwenkbar gelagert. Die Lagereinheit 26a unterbindet ein Verschwenken der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a um alle möglichen Schwenkachsen. Jede der Bewegungsbahnen 28a, 30a, 32a verläuft zumindest zu einem Großteil, vorzugsweise vollständig, in der zu der Axialrichtung 38a des Aufnahmebereichs 18a zumindest im Wesentlichen senkrecht liegenden Ebene. Jede der Bewegungsbahnen 28a, 30a, 32a verläuft zumindest zu einem Großteil, vorzugsweise vollständig, in der Bewegungsebene 42a. Jede der Bewegungsbahnen 28a, 30a, 32a weist eine wesentliche Bewegungskomponente 34a auf, welche senkrecht zu der Radialrichtung 36a des Aufnahmebereichs 18a und zugleich senkrecht zu der Axialrichtung 38a des Aufnahmebereichs 18a ausgerichtet ist.
Zumindest eine der Bewegungsbahnen 28a, 30a, 32a ist eine rein lineare Bewegungsbahn. In dem in den 2 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind alle Bewegungsbahnen 28a, 30a, 32a rein lineare Bewegungsbahnen. Die zumindest eine rein lineare Bewegungsbahn verläuft zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Radialrichtung 36a des Aufnahmebereichs 18a der Induktionsheizeinheit 16a. In dem in den 2 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiel verlaufen alle Bewegungsbahnen zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Radialrichtung 36a des Aufnahmebereichs 18a der Induktionsheizeinheit 16a. Eine gerade Verlängerung 52a einer der rein linearen Bewegungsbahnen 28a der durch die Lagereinheit 26a vorgegebenen Schar von Bewegungsbahnen 28a, 30a, 32a des Magnetflussleitelements 22a schließt mit einer geraden Verlängerung 54a einer weiteren rein linearen Bewegungsbahn 60a einer durch die Lagereinheit 26a vorgegebenen weiteren Schar von weiteren Bewegungsbahnen 60a, 62a des weiteren Magnetflussleitelements 48a einen Winkel α ein. Der Winkel α genügt der Formel α = 360°/N_M, wobei N_M einer Gesamtanzahl aller Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a der Magnetflussleiteinheit 24a entspricht. Im beispielhaft dargestellten Fall der 2 bis 5 gilt N_M = 8 und somit α = 45°.
Die Lagereinheit 26a weist eine dem Magnetflussleitelement 22a zugeordnete Kulissenführung 44a auf. Die Kulissenführung 44a ist zu einer Einschränkung einer Bewegungsfreiheit zumindest des Magnetflussleitelements 22a, 48a, 50a vorgesehen. Jedes Magnetflussleitelement 22a, 48a, 50a der Magnetflussleiteinheit 24a weist eine zugehörige Kulissenführung 44a, 126a, 128a auf. Die Kulissenführungen 44a, 126a, 128a sind jeweils als Führungsschienen ausgebildet. Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a, insbesondere monolithische Fortsätze der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a oder an den Magnetflussleitelementen 22a, 48a, 50a angebrachte Pins 130a, 132a, 134a (oder dergleichen), greifen zur Führung der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a zumindest teilweise in die jeweils zugehörige Kulissenführung 44a, 126a, 128a ein. Die Kulissenführungen 44a, 126a, 128a, insbesondere die Führungsschienen der Kulissenführungen 44a, 126a, 128a, weisen einen geraden Verlauf auf.
Die Lagereinheit 26a weist eine dem Magnetflussleitelement 22a zugeordnete, zweite Kulissenführung 46a auf. Die zweite Kulissenführung 46a ist zu einer weiteren Einschränkung der Bewegungsfreiheit des Magnetflussleitelements 22a vorgesehen. Die zweite Kulissenführung 46a ist zu einer Verhinderung einer freien Rotation des Magnetflussleitelements 22a vorgesehen. Die zweite Kulissenführung 46a ist zumindest im Wesentlichen parallel zu der Kulissenführung 44a ausgerichtet. Jedes Magnetflussleitelement 22a, 48a, 50a der Magnetflussleiteinheit 24a weist eine zugehörige zweite Kulissenführung 46a, 136a, 138a auf. Jede der zweiten Kulissenführungen 46a, 136a, 138a ist jeweils zumindest im Wesentlichen parallel zu der jeweiligen zu demselben Magnetflussleitelement 22a, 48a, 50a zugehörigen Kulissenführung 44a, 126a, 128a ausgerichtet. Die zweiten Kulissenführungen 46a, 136a, 138a sind jeweils als Führungsschienen ausgebildet. Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a, insbesondere zweite monolithische Fortsätze der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a oder an den Magnetflussleitelementen 22a, 48a, 50a angebrachte weitere Pins 140a, 142a, 144a (oder dergleichen) greifen zur Führung der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a zumindest teilweise in die jeweils zugehörige zweite Kulissenführung 46a, 136a, 138a ein. Die zweiten Kulissenführungen 46a, 136a, 138a, insbesondere die Führungsschienen der zweiten Kulissenführungen 46a, 136a, 138a, weisen einen geraden Verlauf auf.
Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a weisen jeweils zwei durch die Lagereinheit 26a, insbesondere durch die Kulissenführungen 44a, 46a, 126a, 128a, 136a, 138a, vorgegebene Endpositionen 82a, 84a auf. Die Endpositionen 82a stellen Extremalpositionen der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a innerhalb der Magnetflussleiteinheit 24a dar. In der Darstellung der 2 befinden sich die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a in der ersten Endposition 82a. Die innere Öffnung 64a der Magnetflussleiteinheit 24a weist einen minimalen Öffnungsdurchmesser 68a auf, wenn sich die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a in der ersten Endposition 82a befinden. Der minimale Öffnungsdurchmesser 68a beträgt in der beispielhaften Darstellung von 2 etwa 4 mm. Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a der Magnetflussleiteinheit 24a bilden in der ersten Endposition 82a in einer Zusammenschau eine sägeblattartige Form 74a aus. In der Darstellung der 5 befinden sich die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a in der zweiten Endposition 84a. Die innere Öffnung 64a der Magnetflussleiteinheit 24a weist einen maximalen Öffnungsdurchmesser 68a auf, wenn sich die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a in der zweiten Endposition 84a befinden. Der maximale Öffnungsdurchmesser 68a beträgt in der beispielhaften Darstellung von 5 etwa 45 mm. Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a der Magnetflussleiteinheit 24a bilden in der zweiten Endposition 84a eine Form eines Isogons 76a aus. Das durch die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a ausgebildete Isogon 76a weist eine Anzahl an Ecken 78a auf, welche einer Gesamtzahl an Magnetflussleitelementen 22a, 48a, 50a der Magnetflussleiteinheit 24a entspricht. Die Magnetflussleiteinheit 24a weist in der zweiten Endposition 84a einen maximalen Außendurchmesser 66a auf. Der maximale Außendurchmesser 66a der Magnetflussleiteinheit 24a entspricht einem Durchmesser eines Kreises 148a, innerhalb dem alle Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a der Magnetflussleiteinheit 24a in allen durch die Lagereinheit 26a einstellbaren Anordnungen umfasst sind. Der maximale Außendurchmesser 66a entspricht in den beispielhaften Darstellungen aus den 2 bis 5 etwa 110 mm. Eine Differenz aus dem maximalen Außendurchmesser 66a und dem maximalen Öffnungsdurchmesser 68a der inneren Öffnung 64a beträgt höchstens 160 % des maximalen Öffnungsdurchmessers 68a. Jedes Magnetflussleitelement 22a, 48a, 50a weist zumindest eine längste Seitenkante 72a auf. Die längste Seitenkante 72a weist eine Kantenlänge auf, welche die maximale Kantenlänge 70a aller Kantenlängen der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a darstellt. Eine Differenz aus dem maximalen Außendurchmesser 66a und dem maximalen Öffnungsdurchmesser 68a der inneren Öffnung 64a beträgt höchstens 160 % der maximalen Kantenlänge 70a der längsten Seitenkante 72a eines der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a, insbesondere aller Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a. Die motorische Verstelleinheit 96a ist dazu vorgesehen, die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a automatisiert zur Einstellung der Öffnungsdurchmessers 68a der inneren Öffnung 64a entlang der durch die Lagereinheit 26a vorgegebenen Bewegungsbahnen 28a, 30a, 32a zu bewegen. Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a weisen zumindest an Berührungskanten jeweils eine Gleitfläche 58a auf. Die Gleitfläche 58a ist als eine Gleitbeschichtung ausgebildet.
Die Lagereinheit 26a bildet zwischen den beiden Endpositionen 82a, 84a der Bewegungsbahnen 28a, 30a, 32a für die Magnetflussleiteinheit 24a, insbesondere für jedes Magnetflussleitelement 22a, 48a, 50a, zumindest eine Rastposition 86a, 146a aus. In den Rastpositionen 86a, 146a ist jeweils ein selbstständiges Lösen oder Verrutschen eines oder mehrerer Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a unterbunden. Die Lagereinheit 26a weist Rastelemente (nicht gezeigt) auf, welche zur Sicherung der Positionierung der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a mit den Magnetflussleitelementen 22a, 48a, 50a und/oder mit den Pins 130a, 132a, 134a, 140a, 142a, 144a der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a verrasten. Die Induktionsheizvorrichtung 40a, insbesondere die motorische Verstelleinheit 96a, weist eine Antriebseinheit 156a auf. Die Antriebseinheit 156a ist zu einem manuell angetriebenen und/oder einem motorisch angetriebenen Antrieb der Bewegung der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a vorgesehen. Die Antriebseinheit 156a umfasst ein manuelles Antriebselement 158a. Das manuelle Antriebselement 158a bildet einen Hebel und/oder einen Griff aus, mittels welchem ein Bediener die Bewegung der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a erzeugen und/oder vornehmen kann. Das manuelle Antriebselement 158a wechselwirkt mit den Rastelementen (nicht gezeigt) der Lagereinheit 26a. Dadurch kann vorteilhaft eine einfache Einstellung vorgegebener Rastpositionen 82a, 84a, 86a, 146a der Lagereinheit 26a vorgenommen und eine Fehlbedienung vermieden werden. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Antriebseinheit 156a ein motorisches Antriebselement 160a. Das motorische Antriebselement 160a ist als ein Motor, beispielsweise ein Elektromotor oder ein hydraulisch oder pneumatisch angetriebener Motor ausgebildet. Das motorische Antriebselement 160a ist automatisiert mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit 114a ansteuerbar. Das motorische Antriebselement 160a ist zu einer automatisierten Einstellung der Bewegung und/oder der Position der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a vorgesehen. Das motorische Antriebselement 160a ist zu einer stufenlosen Einstellung der Position der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a vorgesehen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 114a ist dazu vorgesehen, ein in Kontakt treten der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a mit einem Werkzeugschaft 112a zu detektieren. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 114a ist dazu vorgesehen, eine durch die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a auf den Werkzeugschaft 112a ausgeübte Kraft einzustellen. Das motorische Antriebselement 160a ist dazu vorgesehen, die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a derart zu steuern, dass die Magnetflussleiteinheit 24a eine Werkzeuggreiferfunktion ausüben kann. Die Magnetflussleiteinheit 24a bildet in diesem Fall eine Werkzeuggreifereinheit 162a aus. Die Antriebseinheit 156a umfasst eine rotierbare Antriebsscheibe 164a. Die rotierbare Antriebsscheibe 164a ist mittels dem motorischen Antriebselement 160a und/oder mittels dem manuellen Antriebselement 158a rotatorisch bewegbar, insbesondere antreibbar. Die Antriebsscheibe 164a weist Anschläge 166a auf. Die Anschläge 166a sind dazu vorgesehen mit Pins 130a, 132a, 134a der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a wechselzuwirken und dadurch die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a entlang der Kulissenführungen 44a, 126a, 128a zu bewegen, insbesondere zu schieben.
In der 3 sind die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a in einer beispielhaften ersten Rastposition 86a dargestellt. Der Öffnungsdurchmesser 68a beträgt in dem Beispiel aus der 3 etwa 10 mm. Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a der Magnetflussleiteinheit 24a bilden in der ersten Rastposition 86a in der Zusammenschau eine sägeblattartige Form 74a aus. In der 4 sind die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a in einer beispielhaften zweiten Rastposition 146a dargestellt. Der Öffnungsdurchmesser 68a beträgt in dem Beispiel aus der 4 etwa 25 mm. Die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a der Magnetflussleiteinheit 24a; 24b bilden in der zweiten Rastposition 146a in der Zusammenschau eine sägeblattartige Form 74a aus.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der Induktionsheizvorrichtung 40a. In zumindest einem Verfahrensschritt 150a wird eine eine Werkzeugaufnahme 12a und ein Werkzeug 10a umfassende montierte Werkzeugeinheit in die Haltevorrichtung 100a der Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation 88a eingesetzt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 152a wird die Induktionsheizeinheit 16a, insbesondere die Induktionsspule 14a, über die montierte Werkzeugeinheit gestülpt. In dem Verfahrensschritt 152a wird die Werkzeugaufnahme 12a zumindest teilweise in den Aufnahmebereich 18a der Induktionsheizeinheit 16a verbracht. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 90a wird zumindest ein Teil der in dem Aufnahmebereich 18a der Induktionsheizeinheit 16a angeordneten Werkzeugaufnahme 12a in einem Ein- und/oder Ausschrumpfvorgang durch ein induktives Erhitzen aufgeweitet. In dem Verfahrensschritt 90a wird durch die Induktionsheizeinheit 16a ein Induktionsmagnetfeld erzeugt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 92a wird eine Ausbreitung des Induktionsmagnetfelds der Induktionsheizeinheit 16a in der Axialrichtung 38a des Aufnahmebereichs 18a oberhalb und/oder unterhalb der Induktionsheizeinheit 16a durch die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a der Magnetflussleiteinheit 24a abgeschirmt. In dem Verfahrensschritt 92a werden die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a derart verschoben, dass sich der Öffnungsdurchmesser 68a der inneren Öffnung 64a der Magnetflussleiteinheit 24a verändert und vorzugsweise an einen Durchmesser des Werkzeugschafts 112a des Werkzeugs 10a anpasst. In dem Verfahrensschritt 92a werden zum Verstellen der Position der Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a relativ zu der Werkzeugaufnahme 12a alle Punkte des Magnetflussleitelements 22a, 48a, 50a entlang der Bewegungsbahnen 28a, 30a, 32a bewegt, welche jeweils eine wesentliche Bewegungskomponente 34a aufweisen, die senkrecht zu der Radialrichtung 36a des Aufnahmebereichs 18a und zugleich senkrecht zu der Axialrichtung 38a des Aufnahmebereichs 18a ausgerichtet ist.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der Induktionsheizvorrichtung 40a. In zumindest einem Verfahrensschritt 94a werden die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a zumindest teilweise durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt. In dem Verfahrensschritt 94a werden die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a durch ein 3D-Druckverfahren hergestellt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 154a werden die Magnetflussleitelemente 22a, 48a, 50a in die Induktionsheizeinheit 16a eingebaut.
In der 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 7, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 7 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der 8 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.
8 zeigt eine alternative Induktionsheizvorrichtung 40b mit einer alternativen Magnetflussleiteinheit 24b. Die Magnetflussleiteinheit 24b weist alternative Magnetflussleitelemente 22b, 48b, 50b auf. Die Magnetflussleitelemente 22b, 48b, 50b weisen eine Form eines spitzwinkligen, gleichschenkligen Dreiecks auf. Alternativ könnten die Magnetflussleitelemente 22b, 48b, 50b auch weitere Dreiecksformen aufweisen, beispielsweise asymmetrische Dreiecksformen.
Die 9 zeigt schematisch eine Unteransicht einer weiteren alternativen Induktionsheizvorrichtung 40c mit einer weiteren alternativen Magnetflussleiteinheit 24c. Die Magnetflussleiteinheit 24c weist Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c, 176c auf. Die Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c, 176c befinden sich in der Darstellung der 9 in einer ersten Endposition 82c, in der eine innere Öffnung 64c der Magnetflussleiteinheit 24c einen minimalen Öffnungsdurchmesser 68c aufweist. Die in der 9 dargestellten Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c, 176c sind abgesehen von einer Ausbildung (insbesondere Anzahl und Anordnung) von Pins 130c der Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c, 176c zumindest im Wesentlichen identisch zu den in den 2 bis 5 dargestellten Magnetflussleitelementen 22a, 48a, 50a ausgebildet. Die Induktionsheizvorrichtung 40c weist eine Lagereinheit 26c zu einer beweglichen Lagerung der Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c auf. Die Lagereinheit 26c umfasst zu jedem der Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c der Magnetflussleiteinheit 24c genau eine als gerade Führungsschiene ausgebildete Kulissenführung 44c. Die Pins 130c der Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c greifen zur Führung der Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c zumindest teilweise in die Führungsschienen ein. Die in der 9 dargestellten Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c sind um eine, insbesondere durch den Pin 130c verlaufende, Achse, insbesondere in einer Ebene, die senkrecht zu einer Axialrichtung 38c eines Aufnahmebereichs 18c einer die Magnetflussleiteinheit 24c umfassenden Induktionsheizeinheit 16c der Induktionsheizvorrichtung 40c liegt, schwenkbar. Die Führungsschienen sind gewinkelt zu einer Radialrichtung 36c des Aufnahmebereichs 18c angeordnet. Die Führungsschienen sind in der Ebene, die senkrecht zu der Axialrichtung 38c des Aufnahmebereichs 18c verläuft, gewinkelt zu einer senkrecht zu der Radialrichtung 36c des Aufnahmebereichs 18c stehenden Richtung angeordnet.
Zumindest ein Großteil aller Punkte jedes Magnetflussleitelements 22c, 48c, 50c, 176c, vorzugsweise alle Punkte jedes Magnetflussleitelements 22c, 48c, 50c, 176c, weisen eine durch die Lagereinheit 26c vorgegebene Bewegungsbahn 28c, 30c, 32c, 172c, 174c auf. Jede der Bewegungsbahnen 28c, 30c, 32c, 172c, 174c weist eine wesentliche Bewegungskomponente 34c auf, welche senkrecht zu der Radialrichtung 36c des Aufnahmebereichs 18c und zugleich senkrecht zu der Axialrichtung 38c des Aufnahmebereichs 18c ausgerichtet ist. Die Bewegungskomponente 34c entspricht im in der 9 dargestellten Fall etwa 15 % einer Gesamtbewegung 180c, insbesondere einer Gesamtbewegungsrichtung und/oder -komponente, vorzugsweise bei einer orthogonalen Vektorzerlegung der Gesamtbewegung 180c, wie sie in der 9 beispielhaft gezeigt ist. Zumindest eine der Bewegungsbahnen 28c, 30c, 32c, 172c, 174c ist eine rein lineare Bewegungsbahn 28c, 172c, 174c. In dem in den 9 bis 11 gezeigten Ausführungsbeispiel sind nur die Bewegungsbahnen 28c, 172c, 174c eines sich unterhalb eines Zentrums des jeweiligen Pins 130c befindenden Punkts der jeweiligen Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c, 176c rein lineare Bewegungsbahnen. Ein Großteil aller weiteren Bewegungsbahnen 30c, 32c, insbesondere alle weiteren Bewegungsbahnen 30c, 32c, sind gekrümmt. Ein Großteil aller weiteren Bewegungsbahnen 30c, 32c, insbesondere alle weiteren Bewegungsbahnen 30c, 32c, weisen eine Krümmung 178c auf. Die Krümmung 178c der gekrümmten Bewegungsbahnen 30c, 32c nimmt bei einer Bewegung des zugehörigen Magnetflussleitelements 22c in Richtung eines Zentrums 168c der Induktionsheizeinheit 16c zu. Das Zentrum 168c der Induktionsheizeinheit 16c entspricht insbesondere einem Zentrum der inneren Öffnung 64c der Magnetflussleiteinheit 24c. Die Zunahme der Krümmung 178c der gekrümmten Bewegungsbahnen 30c, 32c ist dabei umso größer, umso näher das zugehörige Magnetflussleitelement 22c dem Zentrum 168c der Induktionsheizeinheit 16c ist.
Eine gerade Verlängerung 52c der rein linearen Bewegungsbahn 28c der durch die Lagereinheit 26c vorgegebenen Schar von Bewegungsbahnen 28c, 30c, 32c des Magnetflussleitelements 22c verläuft parallel zu einer geraden Verlängerung 170c einer zusätzlichen weiteren rein linearen Bewegungsbahn 172c der durch die Lagereinheit 26c vorgegebenen weiteren Schar von weiteren Bewegungsbahnen 172c, 174c des zusätzlichen weiteren Magnetflussleitelements 176c der Magnetflussleiteinheit 24c. Die gerade Verlängerung 52c der rein linearen Bewegungsbahn 28c des Magnetflussleitelements 22c und die gerade Verlängerung 170c der zusätzlichen weiteren rein linearen Bewegungsbahn 172c der durch die Lagereinheit 26c vorgegebenen weiteren Schar von weiteren Bewegungsbahnen 172c, 174c des zusätzlichen weiteren Magnetflussleitelements 176c verlaufen auf gegenüberliegenden Seiten der Axialrichtung 38c und/oder des Zentrums 168c der Magnetflussleiteinheit 24c.
In der Darstellung der 10 befinden sich die Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c, 176c in einer zweiten Endposition 84c, in der die innere Öffnung 64c der Magnetflussleiteinheit 24c einen maximalen Öffnungsdurchmesser 68c aufweist. Aus der Lage der Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c, 176c in der zweiten Endposition 84c wird deutlich, dass die Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c, 176c bei einer Bewegung zwischen der ersten Endposition 82c und der zweiten Endposition 84c zumindest teilweise geschwenkt werden.
Aus der perspektivischen Darstellung der Magnetflussleiteinheit 24c von 11 ist ersichtlich, dass die Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c, 176c auf einer Unterseite 182c eine Auswölbung 184c aufweisen. Die Auswölbung 184c ist jeweils an einem dem Zentrum 168c und/oder der Axialrichtung 38c zugewandten Endbereich der Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c, 176c, insbesondere an einer Spitze 122c der Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c, 176c angeordnet. Die Auswölbung 184c ist jeweils auf einer, einer Fase 124c des jeweiligen Magnetflussleitelements 22c, 48c, 50c, 176c in der Axialrichtung 38c gegenüberliegenden Seite der jeweiligen Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c, 176c angeordnet. In der ersten Endposition 82c bilden die Auswölbungen 184c in einer Zusammenschau eine sägeblattartige Form aus. Durch die Auswölbungen 184c kann vorteilhaft eine Auflagesituation der Magnetflussleitelemente 22c, 48c, 50c, 176c an einer Werkzeugaufnahme 12c optimiert werden. Durch die Auswölbungen 184c kann vorteilhaft eine Leitung des Induktionsmagnetfelds von der Magnetflussleiteinheit 24c zu der Werkzeugaufnahme 12c oder umgekehrt optimiert werden. Alternative Formen und Ausgestaltungen der Auswölbung 184c sowie ein Verzicht auf die Auswölbung 184c und/oder auf die Fase 124c sind selbstverständlich denkbar.
Die 12a, 12b, 12c, 12d und 12e zeigen schematisch unterschiedliche Ansichten eines Magnetflussleitelements 22c der Magnetflussleiteinheit 24c. Die Auswölbung 184c auf der Unterseite 182c des Magnetflussleitelements 22c ist insbesondere in den 12b und 12e deutlich erkennbar. Die Fase 124c auf einer Oberseite 186c des Magnetflussleitelements 22c ist insbesondere in den 12c und 12e deutlich erkennbar. Das Magnetflussleitelement 22c weist auf der Oberseite 186c zudem ein Antriebselement 188c auf, welches dazu vorgesehen ist, eine bei einer Verstellung der Magnetflussleiteinheit 24c (z.B. durch eine Art Antriebsscheibe 164c) erzeugte Kraft und/oder Bewegung auf das jeweilige Magnetflussleitelement 22c zu übertragen. Vorzugsweise bildet das Antriebselement 188c einen Anschlag 166c aus über den das Magnetflussleitelement 22c bei der Verstellung der Magnetflussleiteinheit 24c verschoben werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Werkzeug
12: Werkzeugaufnahme
14: Induktionsspule
16: Induktionsheizeinheit
18: Aufnahmebereich
20: Rotationsachse
22: Magnetflussleitelement
24: Magnetflussleiteinheit
26: Lagereinheit
28: Bewegungsbahn
30: Bewegungsbahn
32: Bewegungsbahn
34: Bewegungskomponente
36: Radialrichtung
38: Axialrichtung
40: Induktionsheizvorrichtung
42: Bewegungsebene
44: Kulissenführung
46: Kulissenführung
48: Magnetflussleitelement
50: Magnetflussleitelement
52: Verlängerung
54: Verlängerung
56: Auslauf
58: Gleitfläche
60: Bewegungsbahn
62: Bewegungsbahn
64: Öffnung
66: Außendurchmesser
68: Öffnungsdurchmesser
70: Kantenlänge
72: Längste Seitenkante
74: Sägeblattartige Form
76: Isogon
78: Ecke
80: Abschirmeinheit
82: Endposition
84: Endposition
86: Rastposition
88: Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation
90: Verfahrensschritt
92: Verfahrensschritt
94: Verfahrensschritt
96: Verstelleinheit
98: Basisgestell
100: Haltevorrichtung
102: Längeneinstellpin
104: Turm
106: Lagerschiene
112: Werkzeugschaft
114: Steuer- und/oder Regeleinheit
116: Öffnung
118: Spulenachse
120: Abschirmfläche
122: Spitze
124: Fase
126: Kulissenführung
128: Kulissenführung
130: Pin
132: Pin
134: Pin
136: Kulissenführung
138: Kulissenführung
140: Pin
142: Pin
144: Pin
146: Rastposition
148: Kreis
150: Verfahrensschritt
152: Verfahrensschritt
154: Verfahrensschritt
156: Antriebseinheit
158: Manuelles Antriebselement
160: Motorisches Antriebselement
162: Werkzeuggreifereinheit
164: Antriebsscheibe
166: Anschlag
168: Zentrum
170: Verlängerung
172: Bewegungsbahn
174: Bewegungsbahn
176: Magnetflussleitelement
178: Krümmung
180: Gesamtbewegung
182: Unterseite
184: Auswölbung
186: Oberseite
188: Antriebselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019115607 [0046]

Claims

Induktionsheizvorrichtung (40a-c) für ein Ein- und/oder ein Ausschrumpfen von Werkzeugen (10a-c) in und/oder aus einer Werkzeugaufnahme (12a-c) mit einer zumindest eine Induktionsspule (14a-c) umfassenden Induktionsheizeinheit (16a-c), welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil einer in einem Aufnahmebereich (18a-c) der Induktionsheizeinheit (16a-c) angeordneten Werkzeugaufnahme (12a-c) bei einem Ein- und/oder Ausschrumpfvorgang durch ein Erhitzen aufzuweiten, wobei der Aufnahmebereich (18a-c) der Induktionsheizeinheit (16a-c) insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zu vorgesehenen Rotationsachsen (20a-c) von in die Induktionsheizeinheit (16a-c) einsetzbaren Werkzeugaufnahmen (12a-c) ausgerichtet ist, mit zumindest einer, zumindest ein Magnetflussleitelement (22a-c) aufweisenden Magnetflussleiteinheit (24a-c) zur Leitung eines durch die Induktionsspule (14a-c) erzeugten Magnetflusses, und mit einer Lagereinheit (26a-c), welche zumindest zu einer beweglichen Lagerung zumindest des Magnetflussleitelements (22a-c) vorgesehen ist, wobei zumindest ein Großteil aller Punkte des Magnetflussleitelements (22a-c), vorzugsweise alle Punkte des Magnetflussleitelements (22a-c), jeweils eine durch die Lagereinheit (26a-c), insbesondere durch zumindest eine Kulissenführung (44a, 46a; 44b, 46b; 44c) der Lagereinheit (26a-c), vorgegebene Bewegungsbahn (28a-c, 30a-c, 32a-c) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Bewegungsbahnen (28a-c, 30a-c, 32a-c) eine wesentliche Bewegungskomponente (34a-c) aufweist, die senkrecht zu einer Radialrichtung (36a-c) des Aufnahmebereichs (18a-c) und zugleich senkrecht zu einer Axialrichtung (38a-c) des Aufnahmebereichs (18a-c) ausgerichtet ist.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Bewegungsbahnen (28a-c, 30a-c, 32a-c) eine rein lineare Bewegungsbahn (28a-c) ist.
Induktionsheizvorrichtung (40a; 40b) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine rein lineare Bewegungsbahn (28a-c) zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Radialrichtung (36a; 36b) des Aufnahmebereichs (18a; 18b) der Induktionsheizeinheit (16a; 16b) verläuft.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Bewegungsbahnen (28a-c, 30a-c, 32a-c) in einer zu der Axialrichtung (38a-c) des Aufnahmebereichs (18a-c) zumindest im Wesentlichen senkrecht liegenden Bewegungsebene (42a-c) verläuft.
Induktionsheizvorrichtung (40a; 40b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetflussleitelement (22a; 22b) unverschwenkbar gelagert ist.
Induktionsheizvorrichtung (40c) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass abgesehen von der zumindest einen rein linearen Bewegungsbahn (28c) zumindest ein Großteil aller weiteren Bewegungsbahnen (30c, 32c) gekrümmt sind.
Induktionsheizvorrichtung (40c) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Krümmung (178c) der gekrümmten Bewegungsbahnen (30c, 32c) bei einer Bewegung des zugehörigen Magnetflussleitelements (22c) in Richtung eines Zentrums (168c) der Induktionsheizeinheit (16c) zunimmt.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit (26a-c) die zumindest im Wesentlichen gerade Kulissenführung (44a-c) zu einer Einschränkung einer Bewegungsfreiheit zumindest des Magnetflussleitelements (22a-c) aufweist.
Induktionsheizvorrichtung (40a; 40b) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit (26a; 26b) zumindest eine dem zumindest einen Magnetflussleitelement (22a; 22b) zugeordnete zumindest im Wesentlichen gerade zweite Kulissenführung (46a; 46b) aufweist, welche insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zu der Kulissenführung (44a; 44b) ausgerichtet ist.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetflussleiteinheit (24a-c) zumindest ein weiteres Magnetflussleitelement (48a-c, 50a-c) aufweist, welches benachbart zu dem Magnetflussleitelement (22a-c) angeordnet ist.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetflussleitelement (22a-c) überlappungsfrei mit jeglichen weiteren Magnetflussleitelementen (48a-c, 50a-c) der Magnetflussleiteinheit (24a-c) ist.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Magnetflussleitelemente (22a-c, 48a-c, 50a-c) der Magnetflussleiteinheit (24a-c) in allen durch die Lagereinheit (26a-c) einstellbaren Positionen eng aneinander anliegen.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach den Ansprüchen 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine gerade Verlängerung (52a-c) einer rein linearen Bewegungsbahn (28a-c) der durch die Lagereinheit (26a-c) vorgegebenen Schar von Bewegungsbahnen (28a-c, 30a-c, 32a-c) des Magnetflussleitelements (22a-c) mit einer geraden Verlängerung (54a-c) einer weiteren rein linearen Bewegungsbahn (60a-c) einer durch die Lagereinheit (26a-c) vorgegebenen weiteren Schar von weiteren Bewegungsbahnen (60a-c, 62a-c) des weiteren Magnetflussleitelements (48a-c) einen Winkel α einschließt.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α zumindest im Wesentlichen einer Formel α = 360°/N_M genügt, wobei N_M einer Gesamtanzahl aller Magnetflussleitelemente (22a-c, 48a-c, 50a-c) der Magnetflussleiteinheit (24a-c) entspricht.
Induktionsheizvorrichtung (40c) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine gerade Verlängerung (52c) einer rein linearen Bewegungsbahn (28c) der durch die Lagereinheit (26c) vorgegebenen Schar von Bewegungsbahnen (28c, 30c, 32c) des Magnetflussleitelements (22c) parallel zu einer geraden Verlängerung (170c) einer zusätzlichen weiteren rein linearen Bewegungsbahn (172c) einer durch die Lagereinheit (26c) vorgegebenen weiteren Schar von weiteren Bewegungsbahnen (172c, 174c) eines zusätzlichen weiteren Magnetflussleitelements (176c) der Magnetflussleiteinheit (24c) verläuft, wobei diese beiden geraden Verlängerungen (52c, 170c) auf gegenüberliegenden Seiten der Axialrichtung (38c) und/oder eines Zentrums (168c) der Magnetflussleiteinheit (24c) angeordnet sind.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetflussleitelemente (22a-c, 48a-c, 50a-c, 176a-c) der Magnetflussleiteinheit (24a-c) dazu vorgesehen sind, ein in der Induktionsheizeinheit (16a-c) angeordnetes Werkzeug (10a-c) oder eine in der Induktionsheizeinheit (16a-c) angeordnete Werkzeugaufnahme (12a-c) derart im Umfang zu umschließen, dass die Umschließung, insbesondere unabhängig von einer Größe des Umfangs des Werkzeugs (10a-c) oder der Werkzeugaufnahme (12a-c), zumindest im Wesentlichen lückenfrei ist.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) zumindest nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetflussleitelemente (22a-c, 48a-c, 50a-c, 176a-c) der Magnetflussleiteinheit (24a; 24b) dazu vorgesehen sind, eine in der Größe verstellbare innere Öffnung (64a; 64b) auszubilden.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz aus einem maximalen Außendurchmesser (66a-c), innerhalb dessen alle Magnetflussleitelemente (22a-c, 48a-c, 50a-c, 176a-c) der Magnetflussleiteinheit (24a-c) in allen durch die Lagereinheit (26a-c) einstellbaren Positionen angeordnet sind, und einem maximalen Öffnungsdurchmesser (68a-c) der inneren Öffnung (64a-c) höchstens 160 % des maximalen Öffnungsdurchmessers (68a-c) und/oder einer maximalen Kantenlänge (70a-c) einer längsten Seitenkante (72a-c) eines der Magnetflussleitelemente (22a-c, 48a-c, 50a-c, 176a-c) beträgt.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetflussleitelemente (22a-c, 48a-c, 50a-c, 176a-c) der Magnetflussleiteinheit (24a-c) in einer Zusammenschau eine sägeblattartige Form (74a-c) oder eine Form eines Isogons (76a-c), insbesondere mit einer Gesamtzahl an Magnetflussleitelementen (22a-c, 48a-c, 50a-c, 176a-c) der Magnetflussleiteinheit (24a-c) entsprechenden Anzahl an Ecken (78a-c), ausbildet.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetflussleitelement (22a-c) eine Form eines, insbesondere spitzwinkligen, gleichschenkligen Dreiecks aufweist oder eine Form eines, insbesondere spitzwinkligen, gleichschenkligen Dreiecks, bei dem eine der Spitze des gleichschenkligen Dreiecks gegenüberliegende Ecke gerade oder rund abgeschnitten ist, aufweist.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetflussleiteinheit (24a-c) eine Abschirmeinheit (80a-c) zu einer Abschirmung des Induktionsmagnetfelds der Induktionsheizeinheit (16a-c) ausbildet.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetflussleiteinheit (24a-c) in der Axialrichtung (38a-c) des Aufnahmebereichs (18a-c) oberhalb oder unterhalb der Induktionsspule (14a-c) der Induktionsheizeinheit (16a-c) angeordnet ist.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetflussleitelement (22a-c) der Magnetflussleiteinheit (24a-c) zumindest teilweise aus einer ferrimagnetischen Oxidkeramik ausgebildet ist.
Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit (26a-c) zwischen Endpositionen (82a-c, 84a-c) der Bewegungsbahnen (28a-c, 30a-c, 32a-c) zumindest eine Rastposition (86a-c) für die Magnetflussleiteinheit (24a-c) ausbildet.
Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation (88a-c) für Werkzeuge (10a-c), insbesondere Einstell- und/oder Messgerät für Werkzeuge (10a-c) mit einer Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation (88a-c) für Werkzeuge (10a-c), mit einer Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Ein- und/oder Ausschrumpfspannstation (88a-c) nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch eine motorisch angetriebene Verstelleinheit (96a-c), welche dazu vorgesehen ist, zumindest das Magnetflussleitelement (22a-c) zumindest teilautomatisiert zur Einstellung eines Öffnungsdurchmessers (68a-c) einer inneren Öffnung (64a-c) der Magnetflussleiteinheit (24a-c) entlang der durch die Lagereinheit (26a-c) vorgegebenen Bewegungsbahnen (28a-c, 30a-c, 32a-c) zu bewegen.
Verfahren zum Betrieb einer Induktionsheizvorrichtung (40a-c), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 24, bei welchem in zumindest einem Verfahrensschritt (90a-c) zumindest ein Teil einer in einem Aufnahmebereich (18a-c) der Induktionsheizeinheit (16a-c) angeordneten Werkzeugaufnahme (12a-c) in einem Ein- und/oder Ausschrumpfvorgang durch ein induktives Erhitzen aufgeweitet wird, wobei in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt (92a-c) eine Ausbreitung eines Induktionsmagnetfelds der Induktionsheizeinheit (16a-c) in einer Axialrichtung (38a-c) des Aufnahmebereichs (18a-c) oberhalb und/oder unterhalb der Induktionsheizeinheit (16a-c) durch Magnetflussleitelemente (22a-c, 48a-c, 50a-c, 176a-c) einer Magnetflussleiteinheit (24a-c) abgeschirmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstellung der Magnetflussleitelemente (22a-c, 48a-c, 50a-c, 176a-c) relativ zu der Werkzeugaufnahme (12a-c) alle Punkte des Magnetflussleitelements (22a-c, 48a-c, 50a-c, 176a-c) entlang Bewegungsbahnen (28a-c, 30a-c, 32a-c) bewegt werden, welche jeweils eine wesentliche Bewegungskomponente (34a-c) aufweisen, die senkrecht zu einer Radialrichtung (36a-c) des Aufnahmebereichs (18a-c) und zugleich senkrecht zu einer Axialrichtung (38a-c) des Aufnahmebereichs (18a-c) ausgerichtet ist.
Verfahren zur Herstellung der Induktionsheizvorrichtung (40a-c) nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Magnetflussleitelement (22a-c) in zumindest einem Verfahrensschritt (94a-c) zumindest teilweise durch ein additives Fertigungsverfahren, insbesondere durch ein 3D-Druckverfahren, hergestellt wird.