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Die Erfindung betrifft eine Induktionseinrichtung, mit zumindest einer Induktionsspulenvorrichtung zur induktiven Erwärmung zumindest eines Bauteils, mit wenigstens einer Bewegungsvorrichtung, mittels welcher die zumindest eine Induktionsspulenvorrichtung relativ zum zumindest einen Bauteil bewegbar ist, und mit wenigstens einer Steuervorrichtung zum Ansteuern der zumindest einen Induktionsspulenvorrichtung und der wenigstens einen Bewegungsvorrichtung. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Induktionseinrichtung.
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Zu Wärmebehandlung von Bauteilen können sowohl Systeme mit offener Flamme, beispielsweise Acetylen-Brenner, als auch beispielsweise Einrichtungen zum induktiven Erwärmen eingesetzt werden. Durch Induktion kann nicht nur eine Erwärmung von Bauteiloberflächen, sondern auch von tieferliegenden Bauteilschichten erfolgen, wodurch eine Einstellung einer gewünschten Bauteiltemperatur in einer größeren Zone des Bauteils erfolgen werden kann. Zur Bauteilerwärmung durch Induktion werden üblicherweise Induktionsspulen eingesetzt, welche beispielsweise zum Vorwärmen, beispielsweise vor einem Schweißverfahren, und/oder zum Nachwärmen, beispielsweise Spannungsarmglühen, des Bauteils herangezogen werden können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Induktionseinrichtung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen eine induktive Erwärmung eines Bauteils besonders gezielt erfolgen kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Induktionseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Induktionseinrichtung, mit zumindest einer Induktionsspulenvorrichtung zur induktiven Erwärmung zumindest eines Bauteils, mit wenigstens einer Bewegungsvorrichtung, mittels welcher die zumindest eine Induktionsspulenvorrichtung relativ zum zumindest einen Bauteil bewegbar ist, und mit wenigstens einer Steuervorrichtung zum Ansteuern der zumindest einen Induktionsspulenvorrichtung und der wenigstens einen Bewegungsvorrichtung. Die Induktionsspulenvorrichtung kann zur induktiven Erwärmung wenigstens einen Induktor, auch Spule genannt, umfassen.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die wenigstens eine Bewegungsvorrichtung in Abhängigkeit von zumindest einer durch die induktive Erwärmung des wenigstens einen Bauteils eingestellten Bauteiltemperatur des zumindest einen Bauteils anzusteuern, um die zumindest eine Induktionsspulenvorrichtung mittels der wenigstens einen Bewegungsvorrichtung relativ zu dem zumindest einen Bauteil zu bewegen. Dies ist von Vorteil, da hierdurch eine besonders exakte, bedarfsgerechte Ausrichtung der Induktionsspulenvorrichtung in Abhängigkeit von der zumindest einen Bauteiltemperatur erfolgen kann, wodurch die induktive Erwärmung des Bauteils besonders gezielt erfolgen kann.
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Bevorzugt kann die Steuervorrichtung insbesondere dazu eingerichtet sein, die wenigstens eine Bewegungsvorrichtung in Abhängigkeit von zumindest einer durch die induktive Erwärmung des wenigstens einen Bauteils eingestellten Wärmeausdehnung des zumindest einen Bauteils anzusteuern. Dies ermöglicht eine besonders gezielte Bewegung der Induktionsspulenvorrichtung entsprechend der Wärmeausdehnung, wodurch die induktive Erwärmung mit besonders hoher Präzision durchgeführt werden kann. In einem Speicher der Steuervorrichtung kann beispielsweise wenigstens ein Wärmeausdehnungskoeffzient des Bauteils gespeichert sein. Des Weiteren können eine Geometrie des Bauteils charakterisierende Geometriedaten des Bauteils in dem Speicher hinterlegt (gespeichert) sein. Anhand des wenigstens einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der Geometriedaten sowie der zumindest einen Bauteiltemperatur kann die Steuervorrichtung die zumindest eine Wärmedehnung ermitteln und die Bewegungsvorrichtung ansteuern, um damit die Induktionsspulenvorrichtung anhand der Bewegungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Wärmeausdehnung des Bauteils zu bewegen.
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Die Induktionseinrichtung kann bevorzugt zur künstlichen, insbesondere thermischen, Alterung des Bauteils eingesetzt werden. Hierzu kann das Bauteil anhand der Induktionsspulenvorrichtung mehrere Stunden lang, beispielsweise vier Stunden lang, bei einem vorbestimmten Temperaturwert, beispielsweise 800 °C, der Bauteiltemperatur der induktiven Erwärmung unterzogen werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Induktionseinrichtung wenigstens eine Messvorrichtung zur Messung wenigstens eines Abstands zwischen der zumindest einen Induktionsspulenvorrichtung und dem zumindest einen Bauteil. Dies ist von Vorteil, da die Messvorrichtung hierdurch beispielsweise zur Einstellung einer Grundstellung, welche die Induktionsspulenvorrichtung vor der induktiven Erwärmung relativ zum Bauteil einnehmen kann, verwendet werden kann. Die Messvorrichtung kann allgemein zur Ausrichtung der Induktionsspulenvorrichtung relativ zum Bauteil verwendet werden. Hierzu kann die Messvorrichtung eine Relativposition der Induktionsspulenvorrichtung relativ zum Bauteil charakterisierende Messdaten an die Steuervorrichtung übermitteln. Die Steuervorrichtung kann dann die Bewegungsvorrichtung in Abhängigkeit von den Messdaten ansteuern, wodurch die Bewegungsvorrichtung die Induktionsspulenvorrichtung in Abhängigkeit von den Messdaten, beispielsweise in die Grundstellung, bewegen kann.
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Die Messvorrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, die zumindest eine Wärmedehnung des Bauteils zu messen. Die Messvorrichtung kann dann die zumindest eine Wärmedehnung charakterisierende Wärmedehnungs-Daten an die Steuervorrichtung übermitteln. Die Steuervorrichtung kann dann die Bewegungsvorrichtung in Abhängigkeit von den Wärmedehnungs-Daten ansteuern, wodurch die Bewegungsvorrichtung die Induktionsspulenvorrichtung in Abhängigkeit von den Wärmedehnungs-Daten bewegen kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Messvorrichtung als Messtaster ausgebildet. Ein derartiger Messtaster ist besonders robust und gestattet genaue Messungen. Zudem kann der Messtaster auch bei hohen Temperaturwerten der Bauteiltemperatur zur Messung eingesetzt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Induktionseinrichtung wenigstens eine Temperaturmessvorrichtung zum Erfassen der zumindest einen Bauteiltemperatur des Bauteils bei dessen induktiver Erwärmung. Die Temperaturmessvorrichtung kann bevorzugt dazu eingerichtet sein, eine Mehrzahl an Bauteiltemperaturen, also nicht nur die wenigstens eine Bauteiltemperatur, sondern noch andere Bauteiltemperaturen, zu messen. Die jeweiligen Bauteiltemperaturen können an verschiedenen Stellen des Bauteils gemessen werden. Aus diesen Bauteiltemperaturen kann anhand der Steuervorrichtung eine Bauteiltemperaturverteilung am Bauteil ermittelt werden. Die Steuervorrichtung kann die Bewegungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Bauteiltemperaturverteilung ansteuern, wodurch die zumindest eine Induktionsspulenvorrichtung mittels der wenigstens einen Bewegungsvorrichtung relativ zu dem zumindest einen Bauteil bewegt werden kann. Die Bauteiltemperaturverteilung kann auch als Bauteiltemperaturfeld bezeichnet werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die wenigstens eine Temperaturmessvorrichtung eine Mehrzahl an voneinander beabstandeten Temperaturmessgeräten, von welchen wenigstens ein Temperaturmessgerät anhand der Bewegungsvorrichtung relativ zu den übrigen Temperaturmessgeräten bewegbar ist. Dies ist von Vorteil, da hierdurch eine Temperaturmessung über eine besonders große Bauteilfläche erfolgen kann. Vorzugsweise können alle Temperaturmessgeräte der Mehrzahl an voneinander beanstandeten Temperaturmessgeräten mittels der wenigstens einen Bewegungsvorrichtung relativ zueinander bewegt werden. Mit anderen Worten kann die Bewegungsvorrichtung dazu eingerichtet sein sämtliche Temperaturmessgeräte relativ zueinander zu bewegen. Dementsprechend kann auch die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, die Bewegungsvorrichtung derart anzusteuern, dass die Bewegungsvorrichtung sämtliche Temperaturmessgeräte relativ zueinander bewegt.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eines der Temperaturmessgeräte als Pyrometer ausgebildet. Ein Pyrometer gestattet eine berührungslose Messung der Bauteiltemperatur, sodass eine hohe Flexibilität bei der Orientierung des Pyrometers relativ zum Bauteil sowie relativ zur Induktionsspulenvorrichtung gegeben ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Steuervorrichtung dazu eingerichtet, die wenigstens eine Bewegungsvorrichtung derart in Abhängigkeit von der zumindest einen Bauteiltemperatur anzusteuern, dass die wenigstens eine Bewegungsvorrichtung die zumindest eine Induktionsspulenvorrichtung zumindest entlang eines Bauteilbereichs des Bauteils bewegt. Dabei kann die wenigstens eine Bewegungsvorrichtung die zumindest eine Induktionsspulenvorrichtung bevorzugt parallel entlang des Bauteilbereichs bewegen. Die zumindest eine Induktionsspulenvorrichtung kann also mittels der wenigstens einen Bewegungsvorrichtung relativ zu dem zumindest einen Bauteil bewegt werden, indem die Bewegungsvorrichtung mittels der Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der zumindest einen Bauteiltemperatur angesteuert wird.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Bewegungsvorrichtung die zumindest eine Induktionsspulenvorrichtung zumindest parallel zu einer das Bauteil tangierenden Ebene, welche auch als Tangentialebene bezeichnet werden kann, bewegen kann. Die Steuervorrichtung kann also insbesondere dazu eingerichtet sein, die wenigstens eine Bewegungsvorrichtung derart in Abhängigkeit von der zumindest einen Bauteiltemperatur anzusteuern, dass die wenigstens eine Bewegungsvorrichtung die zumindest eine Induktionsspulenvorrichtung zumindest parallel zu der Tangentialebene entlang des Bauteilbereichs des Bauteils bewegt.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die zumindest eine Induktionsspulenvorrichtung federnd an der wenigstens einen Bewegungsvorrichtung gelagert und umfasst wenigstens ein Abstützelement zum Abstützen der zumindest einen Induktionsspulenvorrichtung an dem zumindest einen Bauteil. Die Induktionsspulenvorrichtung kann beispielsweise über zumindest ein Federelement federnd an der Bewegungsvorrichtung gelagert sein. Anhand des Federelements kann der in Richtung der Induktionsspulenvorrichtung orientierte Dehnungsanteil der Wärmedehnung des Bauteils kompensiert und die Induktionsspulenvorrichtung in konstantem Abstand zu dem Bauteil gehalten werden. Über das Abstützelement kann die Induktionsspulenvorrichtung also an dem Bauteil abgestützt werden, wobei die Induktionsspulenvorrichtung durch die federnde Lagerung an der Bewegungsvorrichtung entsprechend des in Richtung der Induktionsspulenvorrichtung orientierten Dehnungsanteils der Ausdehnung des Bauteils bewegt werden kann. Durch das zumindest eine Federelement ist also eine Elastizität zwischen der Induktionsspulenvorrichtung und der Bewegungsvorrichtung gegeben, wobei durch diese Elastizität der in Richtung der Induktionsspulenvorrichtung orientierte -je nach Gestalt des Bauteils beispielsweise radiale - Dehnungsanteil der Ausdehnung des Bauteils kompensiert werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Induktionseinrichtung zur Schweißbearbeitung des Bauteils ausgebildet. Dadurch ist die Induktionseinrichtung besonders flexibel einsetzbar. So kann die induktive Erwärmung beispielsweise zum Vorwärmen, zum Nachwärmen sowie zur Schweißbearbeitung des Bauteils eingesetzt werden. Die Induktionseinrichtung 10 kann insbesondere gleichzeitig als Schweißanlage ausgebildet sein und beispielsweise zum Plasmaschweißen und zusätzlich oder alternativ zum Wolfram-Inertgas-Schweißen, auch in Kurzform als WIG-Schweißen bezeichnet, eingerichtet sein.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Induktionseinrichtung, welche zumindest eine Induktionsspulenvorrichtung umfasst, mittels welcher zumindest ein Bauteil einer induktiven Erwärmung unterzogen wird, wobei die Induktionseinrichtung wenigstens eine Bewegungsvorrichtung, mittels welcher die zumindest eine Induktionsspulenvorrichtung relativ zu dem zumindest einen Bauteil bewegbar ist, und wenigstens eine Steuervorrichtung zum Ansteuern der zumindest einen Induktionsspulenvorrichtung und der wenigstens einen Bewegungsvorrichtung umfasst. Beim Ansteuern kann allgemein ein Steuern und Regeln erfolgen. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Steuervorrichtung, die wenigstens eine Bewegungsvorrichtung in Abhängigkeit von zumindest einer durch die induktive Erwärmung des wenigstens einen Bauteils eingestellten Bauteiltemperatur des zumindest einen Bauteils ansteuert, wodurch die zumindest eine Induktionsspulenvorrichtung mittels der wenigstens einen Bewegungsvorrichtung relativ zu dem zumindest einen Bauteil bewegt wird. Die im Zusammenhang mit der Induktionseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgestellten Merkmale sowie deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und umgekehrt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und den Ausführungsbeispielen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in den Ausführungsbeispielen genannten und/oder alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Ausführungsbeispielen nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Induktionseinrichtung, welche zur induktiven Erwärmung eines Bauteils ausgebildet ist, und
- 2 ein Ablaufschema, welches auszugsweise ein Verfahren zum Betreiben einer Induktionseinrichtung verdeutlicht.
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1 zeigt in schematischer Darstellung einer Induktionseinrichtung 10 mit einer Induktionsspulenvorrichtung 20 zur induktiven Erwärmung eines Bauteils 12. Das Bauteil 12 kann beispielsweise als Hitzeschild für ein Triebwerk ausgebildet sein. Die Induktionseinrichtung 10 ist dazu eingerichtet, eine Schweißbearbeitung des Bauteils 12 durchzuführen. So können beispielsweise anhand der Induktionseinrichtung 10 jeweilige Haltelaschen 16 des Bauteils 12 an einem Grundkörper 14 des Bauteils 12 angeschweißt werden. Im Rahmen von Reparaturarbeiten des Bauteils 12 (hier Hitzeschild) können verschlissene Haltelaschen 16, welche auch als Haltebuchsen bezeichnet werden können, ausgetauscht und durch neuwertige Haltelaschen 16 ersetzt werden, wobei Letztere durch die Schweißbearbeitung mit dem vorliegend hohlzylinderförmigen Grundkörper 14 verschweißt werden können.
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Darüber hinaus ist die Induktionseinrichtung 10 allgemein dazu eingerichtet eine, beispielsweise durch die Schweißbearbeitung hergestellte Schweißverbindung zwischen dem Grundkörper 14 und der Haltelasche 16 durch die induktive Erwärmung thermisch zu altern, um dadurch einen Spannungszustand zwischen Grundkörper 14 und Haltelasche 16 herzustellen, welcher zumindest ähnliche Spannungswerte aufweist wie ein Spannungszustand in diesem Bereich vor der Beschädigung des Bauteils 12.
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Die Induktionseinrichtung 10 umfasst eine Bewegungsvorrichtung 40, mittels welcher die Induktionsspulenvorrichtung 20 relativ zum Bauteil 12 bewegbar ist. Darüber hinaus umfasst die Induktionseinrichtung 10 eine Steuervorrichtung 60 zum Ansteuern der Induktionsspulenvorrichtung 20 und der Bewegungsvorrichtung 40. Im Rahmen des Ansteuerns kann die Steuervorrichtung 60 die Induktionsspulenvorrichtung 20 und die Bewegungsvorrichtung 40 sowohl steuern als auch regeln. Die Bewegungsvorrichtung 40 kann über ein Gestell 18 der Induktionseinrichtung 10 gegenüber einem Untergrund abgestützt sein.
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Um einen Abstand zwischen der Induktionsspulenvorrichtung 20 und dem Bauteil 12, beispielsweise vor dem Beginn der induktiven Erwärmung zu messen, umfasst die Induktionseinrichtung 10 eine Messvorrichtung 70, welche vorliegend als Messtaster ausgebildet ist.
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Die Steuervorrichtung 60 ist dazu eingerichtet, die Bewegungsvorrichtung 40 in Abhängigkeit von mehreren, durch die induktive Erwärmung des Bauteils 12 eingestellten Bauteiltemperaturen T1, T2, T3, T4 des Bauteils 12 anzusteuern, wodurch die Induktionsspulenvorrichtung 20 mittels der Bewegungsvorrichtung 40 relativ zu dem Bauteil 12 bewegt werden kann. Zum Erfassen der Bauteiltemperaturen T1, T2, T3, T4 des Bauteils 12 bei dessen induktiver Erwärmung umfasst die Induktionseinrichtung 10 eine Temperaturmessvorrichtung 30. Die Temperaturmessvorrichtung 30 umfasst eine Mehrzahl an voneinander beanstandeten Temperaturmessgeräten 32, 34, 36, 38, welche jeweils anhand der Bewegungsvorrichtung 40 relativ zueinander bewegbar sind. Die Temperaturmessgeräte 32, 34, 36, 38 sind vorliegend als jeweilige Pyrometer ausgebildet.
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Die Steuervorrichtung 60 ist dazu eingerichtet, die Bewegungsvorrichtung 40 derart in Abhängigkeit von den jeweiligen Bauteiltemperaturen T1, T2, T3, T4 anzusteuern, dass die Bewegungsvorrichtung 40 die Induktionsspulenvorrichtung 20 zumindest entlang eines Bauteilbereichs des Bauteils 12 bewegt.
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Anhand von 1 ist erkennbar, dass die Induktionsspulenvorrichtung 20 über Federelemente 50 federnd an der Bewegungsvorrichtung 40 gelagert ist und darüber hinaus ein Abstützelement 42 zum Abstützen der Induktionsspulenvorrichtung 20 an dem Bauteil 12 vorgesehen ist.
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Zum Bewegen der Induktionsspulenvorrichtung 20 kann die Bewegungsvorrichtung 40 beispielsweise wenigstens einen Elektromotor, insbesondere Linearmotor, und zusätzlich oder alternativ wenigstens einen Hydraulikzylinder oder Pneumatikzylinder umfassen, um nur einige Beispiele zu nennen.
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In 2 ist ein Ablaufschema gezeigt, welches auszugsweise ein Verfahren zum Betreiben der Induktionseinrichtung 10 verdeutlicht. In einem Schritt S1 erfolgt ein Aufbau der Induktionseinrichtung 10 sowie ein Rüsten des Bauteils 12. In einem Schritt S2 wird eine Ist-Position der Haltelaschen 16 (Haltebuchsen) mittels der Messvorrichtung 70 (Messtaster) erfasst und in der Steuervorrichtung 60 der Induktionseinrichtung 10 gespeichert. Der Schritt S2 kann dabei offline, also mit anderen Worten vor Beginn der induktiven Erwärmung des Bauteils 12 durch die Induktionseinrichtung 10, erfolgen. In einem Schritt S3 erfolgt der Start der induktiven Erwärmung des Bauteils 12 anhand der Induktionsspulenvorrichtung 20, welche durch die Steuervorrichtung 60 angesteuert wird. In Schritt S4 wird die Induktionsspulenvorrichtung 20 in Abhängigkeit von den Bauteiltemperaturen T1, T2, T3, T4 und zusätzlich oder alternativ in Abhängigkeit von einer Bauteiltemperaturverteilung, welche auch als Bauteiltemperaturfeld oder als Wärmeverteilung bezeichnet werden kann, bewegt. Dadurch erfolgt also eine Positionsänderung der Induktionsspulenvorrichtung 20 relativ zum Bauteil 12 wodurch die Bauteiltemperaturverteilung ausgeregelt werden kann. In Schritt S5 erfolgt die bereichsweise induktive Erwärmung des Bauteils 12, beispielsweise bei einem Durchschnittswert der Bauteiltemperaturen T1, T2, T3, T4 von 800 °C, wobei dieser Durchschnittswert über eine vorbestimmte Dauer, beispielsweise 4 Stunden, aufrechterhalten wird. Ein weiterer Schritt S6 bezeichnet das Ende der induktiven Erwärmung des Bauteils 12. In einem Schritt S7 können Messdaten aufgezeichnet werden, welche beispielsweise während der Schritte S3, S4, S5, S6 erfasst werden.
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Die Induktionseinrichtung 10 ermöglicht zusammenfassend eine lokal begrenzte Wärmebehandlung durch die induktive Erwärmung des Bauteils 12. Anhand der Bauteiltemperaturen T1, T2, T3, T4 kann die Wärmeausdehnung des Bauteils 12 mittels der Steuervorrichtung 60 ermittelt und in Abhängigkeit von der Wärmeausdehnung die Bewegungsvorrichtung 40 angesteuert werden. Infolgedessen kann die Bewegungsvorrichtung 40 die Induktionsspulenvorrichtung 20 in Abhängigkeit von der Wärmeausdehnung des Bauteils 12 bewegen, um dadurch die Wärmeausdehnung zu kompensieren, also eine Positionierung der Induktionsspulenvorrichtung 20 entsprechend der Wärmeausdehnung durchzuführen. Die Positionierung der Induktionsspulenvorrichtung 20 kann bei der Induktionseinrichtung 10 während der induktiven Erwärmung und damit online geändert werden. Darüber hinaus kann die Positionierung der Induktionsspulenvorrichtung 20 auch in Abhängigkeit von jeweiligen Wärmedehnungs-Daten, welche mittels der Messvorrichtung 70 (Messtaster) ermittelt werden können, erfolgen.
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Anhand der Induktionseinrichtung 10 kann eine optimale Kompensation (Positionierung der Induktionsspulenvorrichtung 20 entsprechend der Wärmeausdehnung des Bauteils 12) ohne manuellen Eingriff während der induktiven Erwärmung erfolgen, wobei auch beispielsweise verschiedene Wärmeausdehnungsbereiche, beispielsweise infolge unterschiedlicher Schweißnahtbreiten, kompensiert werden können. Die Kompensation erfolgt dabei zumindest zweidimensional, zum einen durch die federnde Lagerung der Induktionsspulenvorrichtung 20 an der Bewegungsvorrichtung 40 und zum anderen entlang zumindest des Bauteilbereichs des Bauteils 12 mittels der durch die Steuervorrichtung 60 angesteuerten Bewegungsvorrichtung 40, welche die Induktionsspulenvorrichtung 20 entlang des Bauteilbereichs des Bauteils 12 bewegen kann. Der anhand der Schritte S3, S5 und S6 beschriebene Prozess kann anhand der Steuervorrichtung 60 überwacht und bei Bedarf kontrolliert abgebrochen werden. Die Wärmebehandlung der jeweiligen Haltelasche 16 kann sich über einen Zeitraum von 6 Stunden erstrecken. Das Bauteil 12 kann beispielsweise 6 bis 10 zu reparierende, also der induktiven Erwärmung zu unterziehende Haltelaschen 16 umfassen.
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Da die Induktionseinrichtung 10 auch zur Schweißbearbeitung des Bauteils 12 ausgebildet ist, kann nicht nur das künstliche, thermische Altern, sondern auch das vorhergehende Verschweißen der Haltelaschen 16 mit dem Grundkörper 14 mittels der Induktionseinrichtung 10 erfolgen. Das Verschweißen, also die Schweißbearbeitung des Bauteils 12 kann beispielsweise mittels einer Plasmaschweißvorrichtung der Induktionseinrichtung 10 oder mittels einer WIG-Schweißvorrichtung der Induktionseinrichtung 10 erfolgen. Für die Ermittlung einer Startposition der Induktionsspulenvorrichtung 20 relativ zum Bauteil 12 sowie zum Bewegen der Induktionsspulenvorrichtung 20 mittels der Bewegungsvorrichtung 40, (Kompensation) wird die Steuervorrichtung 60 herangezogen, welche auch als Anlagensteuerung bezeichnet werden kann. Die Kompensation der Positionsabweichung während der Wärmebehandlung wird zumindest zweidimensional, ähnlich einer Höhensteuerung beim Schweißen realisiert. Radiale, also vorliegend in Richtung der Induktionsspulenvorrichtung 20 gerichtete Dehnungsanteile der Wärmeausdehnung können über die konstruktive Gestaltung der Induktionseinrichtung 10, also im vorliegenden Beispiel durch die federnde Lagerung der Induktionsspulenvorrichtung 20 an der Bewegungsvorrichtung 40 kompensiert werden. Die Bewegung entlang des Bauteilbereichs des Bauteils 12 hingegen kann durch Bewegen der Induktionsspulenvorrichtung 20 mittels der Bewegungsvorrichtung 40 erfolgen. Hierzu kann in der Steuervorrichtung 60 bzw. im Speicher der Steuervorrichtung 60 eine entsprechend programmierte Regel-Logik (beispielsweise eine Überwachung eines Regelfensters, ein zulässiger Bewegungsbereich der Bewegungsvorrichtung 40, eine Begrenzung einer Beschleunigung der Bewegung mittels der Bewegungsvorrichtung 40, eine Vorgabe einer Schrittweite der Bewegung) hinterlegt sein. Auch die übergeordnete Überwachung der induktiven Erwärmung (Wärmebehandlung) einschließlich aller beteiligten Komponenten kann in der Steuervorrichtung 60 abgebildet werden, wobei verschiedene Abbruch-Szenarios in Abhängigkeit von einer gegebenenfalls auftretenden Störung angewendet werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Induktionseinrichtung
- 12
- Bauteil
- 14
- Grundkörper
- 16
- Haltelasche
- 18
- Gestell
- 20
- Induktionsspulenvorrichtung
- 30
- Temperaturmessvorrichtung
- 32
- erstes Temperaturmessgerät
- 34
- zweites Temperaturmessgerät
- 36
- drittes Temperaturmessgerät
- 38
- viertes Temperaturmessgerät
- 40
- Bewegungsvorrichtung
- 42
- Abstützelement
- 50
- Federelement
- 60
- Steuervorrichtung
- 70
- Messvorrichtung
- S1
- Schritt
- S2
- Schritt
- S3
- Schritt
- S4
- Schritt
- S5
- Schritt
- S6
- Schritt
- S7
- Schritt
- T1
- Bauteiltemperatur
- T2
- Bauteiltemperatur
- T3
- Bauteiltemperatur
- T4
- Bauteiltemperatur
