Die
Erfindung betrifft eine induktive Behandlungseinrichtung, insbesondere
eine induktive Spanneinrichtung für Werkzeuge, mit den Merkmalen
im Oberbegriff des Hauptanspruchs.The
The invention relates to an inductive treatment device, in particular
an inductive clamping device for tools, with the features
in the preamble of the main claim.
Eine
solche induktive Werkzeugeinspannvorrichtung ist aus der DE 20 2005 012 366
U1 bekannt. Die induktive Spanneinrichtung besitzt eine elektromagnetische
Spule, die einen Aufnahmekegel mit elektromagnetischen Wechselfeldern
unter Erzeugung von Wirbelströmen
erwärmt
und auf weitet, so dass ein Werkzeug, z.B. ein Fräserschaft,
in die Kegelöffnung
eingesteckt und nach dem Abkühlen und
Schrumpfen des Kegels im Spannschluss festgehalten werden kann.
Für die
Spule ist eine Kühleinrichtung
vorgesehen, die mehrere Kühlelemente
aufweist, welche mit der Spule in Berührungskontakt gebracht werden
können.
Die Kühlelemente
sind als Wärmetauscher
in Platten- oder Kanalform ausgebildet, die ggf. von einem flüssigen Kühlmittel
durchströmt
werden. Die Spule hat dicht gepackte Wicklungen, die ggf. stellenweise
Aussparungen für
die Einbringung eines Kühlelements
aufweisen.Such inductive tool clamping device is known from DE 20 2005 012 366 U1 known. The inductive tensioning device has an electromagnetic coil which heats and expands a receiving cone with electromagnetic alternating fields to generate eddy currents, so that a tool, for example a cutter shaft, can be inserted into the cone opening and retained in the clamping connection after cooling and shrinking of the cone. For the coil, a cooling device is provided, which has a plurality of cooling elements, which can be brought into contact with the coil. The cooling elements are designed as heat exchangers in plate or channel form, which are optionally traversed by a liquid coolant. The coil has tightly packed windings which optionally have recesses in places for the introduction of a cooling element.
Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Kühltechnik
für elektromagnetische Spulen
aufzuzeigen.It
Object of the present invention, a better cooling technology
for electromagnetic coils
show.
Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.The
Invention solves
this task with the features in the main claim.
Die
beanspruchte Kühltechnik
hat den Vorteil, dass die beabstandeten Wicklungen der Spule direkt
von einem umgewälzten
Kühlfluid
umflossen und kontaktiert werden können. Der Wärmeübergang von der aufgeheizten
Wicklung auf das Kühlfluid
ist dadurch direkter und intensiver als bei den vorbekannten Wärmetauschern,
bei denen sich die Wände des
Kühlelements
zwischen den Wicklungen und dem Kühlmedium befinden. Die direkte
Durchströmung
der Spule ermöglicht
außerdem
eine gleichmäßigere Kühlung, weil
die Fluidströmung
alle Spulenbereiche oder zumindest einen sehr großen Teil
davon erreichen kann.The
claimed cooling technology
has the advantage that the spaced coils of the coil directly
from a circulated
cooling fluid
can be flown around and contacted. The heat transfer from the heated
Winding on the cooling fluid
is thus more direct and intensive than in the previously known heat exchangers,
where the walls of the
cooling element
between the windings and the cooling medium. The direct
flow
allows the coil
Furthermore
a more even cooling because
the fluid flow
all coil areas or at least a very large part
can achieve this.
Die
erfindungsgemäße Kühltechnik
hat außerdem
den Vorteil, dass als Kühlfluid
nicht nur Flüssigkeiten,
sondern auch Gase, insbesondere die Umgebungsluft, eingesetzt werden
können.
Letzteres ist besonders kostengünstig
und ermöglicht
eine sehr einfache und effektive Kühleinrichtung.The
Cooling technology according to the invention
has as well
the advantage that as a cooling fluid
not just liquids,
but also gases, in particular the ambient air, are used
can.
The latter is particularly cost-effective
and allows
a very simple and effective cooling device.
Die
beanspruchte Kühleinrichtung
hat ferner den Vorteil eines einfachen Aufbaus und einer einfachen
Handhabung. Auch der Platzbedarf ist sehr gering. Besonders bei
einer Luftkühlung
können
aufwändige
Zusatzaggregate entfallen. Es genügen einfache Gebläse oder
andere Luftumwälzeinrichtungen.
Die beanspruchte Kühleinrichtung
ist außerdem besonders
wirtschaftlich und kostengünstig.
Dies gilt nicht nur für
die Anschaffung, sondern auch für
den Betrieb der Kühleinrichtung
und die Unterhaltskosten.The
claimed cooling device
has the further advantage of a simple structure and a simple
Handling. The space requirement is very low. Especially at
an air cooling
can
complex
Additional aggregates omitted. It suffice simple blowers or
other air circulation devices.
The claimed cooling device
is special as well
economical and cost-effective.
This is not only true for
the purchase, but also for
the operation of the cooling device
and the maintenance costs.
Die
Kühleinrichtung
arbeitet durch die gleichmäßige und
intensive Kühlwirkung
besonders schnell und effektiv. Hierbei ist es außerdem möglich, zusätzlich zur
Spule und deren Wicklungen auch den Spannkegel oder eine andere
von der induktiven Behandlungseinrichtung beaufschlagte Aufnahme
oder dergl. mit zu kühlen.
Die hohe Kühlwirkung
ermöglicht
kurze Taktzeiten. Die Spulenkühlung
kann während
des Spulenbetriebs und/oder in den Betriebspausen statt finden.The
cooling device
works through the even and
intensive cooling effect
especially fast and effective. It is also possible, in addition to
Coil and its windings also the clamping cone or another
absorbed by the inductive treatment device recording
or the like with to cool.
The high cooling effect
allows
short cycle times. The coil cooling
can while
the coil operation and / or take place during breaks.
Die
Kühleinrichtung
kann mit unterschiedlichen Kühlfluiden,
insbesondere Luft, alternativ aber auch mit Flüssigkeiten, z.B. elektrisch
isolierenden Ölen
oder dergl. arbeiten. In den Unteransprüchen sind hierzu verschiedene
Ausgestaltungsmöglichkeiten
für die
Kühleinrichtung
angegeben. Die Kühleinrichtung
ist für
beliebige Spulenformen und Spulenkonstruktionen geeignet. Insbesondere
können
die nach ein oder mehreren Richtungen beabstandeten Wicklungen in
beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein, z.B. in Platinenform
oder in Gestalt von Drahtpaketen oder dergl..The
cooling device
can with different cooling fluids,
in particular air, but alternatively also with liquids, e.g. electrical
insulating oils
or the like work. In the dependent claims are various
design options
for the
cooling device
specified. The cooling device
is for
any coil shapes and coil designs suitable. Especially
can
in one or more directions spaced windings in
be formed in any suitable manner, e.g. in circuit board form
or in the form of wire packages or the like ..
In
den Unteransprüchen
sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.In
the dependent claims
are further advantageous embodiments of the invention indicated.
Die
Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch
dargestellt. Im einzelnen zeigen:The
The invention is for example and schematically in the drawings
shown. In detail show:
1:
eine induktive Spanneinrichtung für Werkzeuge mit einer elektromagnetischen
Spule und einer Kühleinrichtung
mit Luftkühlung, 1 : an inductive clamping device for tools with an electromagnetic coil and a cooling device with air cooling,
2:
eine Variante zur 1 mit einer anderen Kühleinrichtung, 2 : a variant to 1 with another cooling device,
3 bis 5:
verschiedene Varianten für Ausgestaltungen
von Kühleinrichtungen
und Kühlfluidströmungen und 3 to 5 : different variants for embodiments of cooling devices and cooling fluid flows and
6:
eine Behandlungseinrichtung mit einer Kühleinrichtung für eine Flüssigkeitskühlung. 6 a treatment device with a cooling device for a liquid cooling.
Die
Erfindung betrifft eine induktive Behandlungseinrichtung (1)
mit einer Kühleinrichtung
(2). Sie betrifft außerdem
ein Verfahren zum Kühlen
von elektromagnetischen Spulen und eine Kühleinrichtung an sich.The invention relates to an inductive treatment device ( 1 ) with a cooling device ( 2 ). It also relates to a method for cooling electromagnetic coils and a cooling device per se.
Die
induktive Behandlungseinrichtung (1) kann in beliebiger
Weise ausgebildet sein und besitzt mindestens eine elektromagnetische
Spule (5) und eine Kühleinrichtung
(2) für
diese Spule(n) (5). Die induktive Behandlungseinrichtung
(1) kann in beliebig geeigneter weise ausgebildet sein
und zu beliebigen Zwecken dienen. In den gezeigten Ausführungsbeispielen
ist die induktive Behandlungseinrichtung (1) als induktive
Spanneinrichtung für
Werkzeuge (4) ausgebildet. Alternativ kann die induktive
Behandlungseinrichtung (1) eine Heizeinrichtung zum Erwärmen von
Werkstücken
oder dergl. sein. Mit der gezeigten Spanneinrichtung (1)
wird eine Aufnahme (3), z.B. ein metallischer Spannkegel
mit einer Aufnahmeöffnung
für den
Schaft eines Werkzeugs (4) durch die von der Spule (5)
erzeugten elektromagnetischen Wechselfelder und dadurch induzierte
Wechselströme
erwärmt.
Durch die Erwärmung
weitet sich der Spannkegel (3) und ermöglicht das Einstecken des Werkzeugschaftes
(4). Nach Abschalten und ggf. Entfernen der Spule (5)
kühlt der
Spannkegel (3) wieder ab, wobei er schrumpft und den eingesteckten Werkzeugschaft
(4) im Schrumpf- und Spannsitz festhält. Der Spannkegel (3)
kann dann entnommen und an einer Werkzeugmaschine oder dergl. eingesetzt
werden. Analog lässt
sich durch Erwärmung und
Weitung des Spannkegels (3) ein Werkzeug (4) auch
wieder entnehmen und gegen ein anderes Werkzeug (4) tauschen.
Die induktive Behandlungseinrichtung (1) kann eine Zustellvorrichtung
für die ein-
oder mehrfach vorhandene elektromagnetische Spule (5) aufweisen.
Die Kühleinrichtung
(2) kann mit der Spule (5) mitbewegt werden.The inductive treatment device ( 1 ) may be formed in any desired manner and has at least one electromagnetic coil ( 5 ) and a cooling device ( 2 ) for this coil (s) ( 5 ). The inductive treatment device ( 1 ) may be formed in any suitable manner and serve for any purpose. In the exemplary embodiments shown, the inductive treatment device ( 1 ) as an inductive clamping device for tools ( 4 ) educated. Alternatively, the inductive treatment device ( 1 ) be a heater for heating workpieces or the like. With the clamping device shown ( 1 ), a recording ( 3 ), eg a metallic clamping cone with a receiving opening for the shank of a tool ( 4 ) through the coil ( 5 ) generated electromagnetic alternating fields and thus induced alternating currents. Due to the heating, the clamping cone widens ( 3 ) and allows the insertion of the tool shank ( 4 ). After switching off and if necessary removing the coil ( 5 ) the clamping cone ( 3 ), where it shrinks and the inserted tool shank ( 4 ) holds in the shrink and tension fit. The clamping cone ( 3 ) can then be removed and used on a machine tool or the like. Similarly, heating and widening of the clamping cone ( 3 ) a tool ( 4 ) and against another tool ( 4 ) To deceive. The inductive treatment device ( 1 ) can be a delivery device for the single or multiple existing electromagnetic coil ( 5 ) exhibit. The cooling device ( 2 ) can with the coil ( 5 ) are moved.
Die
elektromagnetische Spule (5) kann von beliebiger Bauart
sein. In den gezeigten Ausführungsbeispielen
hat sie im wesentlichen eine Ringform und umgibt den im Spuleninnenraum
angeordneten Spannkegel (3). Die Spule (5) ist
mit einer geeigneten Energieversorgung und einer Steuerung versehen
und kann ferner an einer Halterung verstellbar angeordnet sein,
so dass ihre über
den ortsfest gehaltenen Spannkegel (3) gestülpt werden
kann. Die genannten Zusatzeinrichtungen für die Spule (5) sind
aus Übersichtsgründen nicht
dargestellt.The electromagnetic coil ( 5 ) can be of any type. In the embodiments shown, it has a substantially annular shape and surrounds the clamping cone arranged in the coil interior ( 3 ). The sink ( 5 ) is provided with a suitable power supply and a controller and may further be arranged to be adjustable on a holder, so that their held on the stationary clamping cone ( 3 ) can be put over. The said additional devices for the coil ( 5 ) are not shown for reasons of clarity.
Die
Spule (5) besitzt mehrere Wicklungen (6), die
in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein können. Beispielsweise kann es
sich um Wicklungsplatinen handeln. Alternativ sind Drahtpakete oder Wicklungspakete
möglich.
Die Wicklungen (6) sind mit einem gegenseitigen Abstand (7)
zur Bildung von Freiräumen
zwischen den Wicklungen (6) angeordnet. Die Abstände oder
Freiräume
(7) können
nach ein oder mehreren Richtungen bestehen. Z.B. können scheibenförmige Wicklungslagen
mit Abstand übereinander
angeordnet sein, wodurch sich ebenfalls scheibenförmige Freiräume ergeben.
Alternativ oder zusätzlich
können
die Wicklungen (6) der Ringspule radial beabstandet sein.
Die Anordnung und Ausbildung der Freiräume (7) kann beliebig
und insbesondere mehrachsig sein. Die Wicklungen (6) sind hierbei
in geeigneter Weise untereinander elektrisch leitend verbunden.The sink ( 5 ) has several windings ( 6 ), which may be formed in any suitable manner. For example, it may be winding boards. Alternatively, wire packages or winding packages are possible. The windings ( 6 ) are at a mutual distance ( 7 ) to form free spaces between the windings ( 6 ) arranged. The distances or free spaces ( 7 ) can consist of one or more directions. For example, disk-shaped winding layers can be arranged at a distance one above the other, which also results in disk-shaped free spaces. Alternatively or additionally, the windings ( 6 ) of the toroid be radially spaced. The arrangement and formation of open spaces ( 7 ) can be arbitrary and especially multiaxial. The windings ( 6 ) are suitably connected to each other in an electrically conductive manner.
Die
Kühleinrichtung
(2) weist eine Umwälzeinrichtung
(17) für
ein Kühlfluid
(15) auf, welches von der Umwälzeinrichtung (17)
durch die Freiräume (7)
in geeigneter Weise bewegt wird und mit den Wicklungen (6)
in einen direkten Berührungskontakt tritt.
Hierdurch findet ein direkter Wärmeübergang von
denen im Spulenbetrieb sich erwärmenden Wicklungen
(6) auf das Kühlfluid
(15) statt. Durch die Erzeugung einer Fluidströmung (16)
ist der Wärmeübergang
besonders intensiv und die Kühlwirkung
entsprechend effektiv.The cooling device ( 2 ) has a circulation device ( 17 ) for a cooling fluid ( 15 ), which of the circulation device ( 17 ) through the open spaces ( 7 ) is moved in a suitable manner and with the windings ( 6 ) enters into direct physical contact. This results in a direct heat transfer from those in coil operation, heating windings ( 6 ) on the cooling fluid ( 15 ) instead of. By generating a fluid flow ( 16 ), the heat transfer is particularly intense and the cooling effect correspondingly effective.
Die
Kühleinrichtung
(2), die Umwälzeinrichtung
(17) und das eingesetzte Kühlfluid (15) können unterschiedlich
ausgebildet sein. In den Ausführungsbeispielen
sind hierfür
verschiedene Varianten angegeben.The cooling device ( 2 ), the circulation device ( 17 ) and the cooling fluid used ( 15 ) can be designed differently. In the embodiments, various variants are given for this purpose.
In
den Ausführungsformen
von 1 bis 6 wird als Kühlfluid (15) ein Gas,
insbesondere die Umgebungsluft der Behandlungseinrichtung (1) eingesetzt.
In der Variante von 6 kommt ein flüssiges Kühlfluid
(15) zum Einsatz. Die Kühlfluide
(15), insbesondere die Kühlflüssigkeit können elektrisch isolierende
Eigenschaften haben. Dies ist günstig, wenn
die stromführenden
Wicklungen (6) offen liegen.In the embodiments of 1 to 6 is used as cooling fluid ( 15 ) a gas, in particular the ambient air of the treatment device ( 1 ) used. In the variant of 6 comes a liquid cooling fluid ( 15 ) for use. The cooling fluids ( 15 ), in particular the cooling liquid can have electrically insulating properties. This is favorable if the current-carrying windings ( 6 ) are open.
1 zeigt
eine Variante, in der die Spule (5) von einem Gehäuse (8)
zumindest bereichsweise umgeben ist. Das Gehäuse (8) kann eine
im wesentlichen zylindrische Form haben und an den Stirnwänden (10) Öffnungen
für den
Durchlass des Spannkegels (3) und des Werkzeugs (4)
aufweisen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Spule (5)
in Radialrichtung gegenüber
dem Spannkegel (3) distanziert. Ein elektrischer Kontakt
wird durch den Abstand vermieden. Alternativ kann das Gehäuse (8)
an der Innenseite eine zylindrische oder kegelförmige Innenwand (nicht dargestellt)
aufweisen, welche die Spule (5) vom Spannkegel (3)
trennt. Hierdurch erhält
das Gehäuse
(8) eine Ringkanalform. Die besagte Innenwand kann für das Kühlfluid
(15) durchlässig oder
undurchlässig
sein. Eine ähnliche
Variante in der Gehäusegestaltung
ist auch bei 2 möglich. 1 shows a variant in which the coil ( 5 ) of a housing ( 8th ) is surrounded at least in certain areas. The housing ( 8th ) may have a substantially cylindrical shape and at the end walls ( 10 ) Openings for the passage of the clamping cone ( 3 ) and the tool ( 4 ) exhibit. In the embodiment shown, the coil is ( 5 ) in the radial direction relative to the clamping cone ( 3 ) distant. An electrical contact is avoided by the distance. Alternatively, the housing ( 8th ) on the inside a cylindrical or conical inner wall (not shown), which the coil ( 5 ) of the clamping cone ( 3 ) separates. This gives the housing ( 8th ) a ring channel shape. The said inner wall can be used for the cooling fluid ( 15 ) be permeable or impermeable. A similar variant in the housing design is also at 2 possible.
In
der Variante von 1 besteht die Umwälzeinrichtung
(17) aus zwei oder mehr Gebläsen (18, 19),
die in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind und z.B.
bezüglich
der Kegel- und Spulenachse einander diametral gegenüberliegen.
Die Gebläse
(18, 19) können
in beliebig geeigneter Weise ausgebildet und außenseitig an der Seitenwandung
(9) des Gehäuses
(8) angeordnet sein. Das eine Gebläse (18) saugt Umgebungsluft
an und drückt
diese durch ein oder mehrere Gehäuseöffnungen
(11) in der Seitenwand (9) in den Gehäuseinnenraum
und durch die beabstandeten Wicklungen (6). Das z.B. diametral
gegenüberliegende
zweite Gebläse
(19) unterstützt
die im Gehäuseinnenraum
erzeugte und durch die Freiräume
(7) gerichtete Fluidströmung
(16), in dem es die Kühlluft
(15) aus dem Gehäuse
(8) absaugt und in die Umgebung ausbläst. In der Variante von 1 wird
eine im wesentlichen quer zur Kegel- und Spulenachse gerichtete
Fluidströmung
(16) erzeugt. Die Fluidströmung (16) kann je
nach Wicklungsausbildung mehrlagig sein. In 1 sind die
Wicklungen (6) lagenweise in Spulenachsrichtung mit Abstand übereinander
angeordnet, wodurch quer zur Spulenachse gerichtete Freiräume (7)
gebildet werden.In the variant of 1 if the circulation device ( 17 ) from two or more blowers ( 18 . 19 ), which are arranged offset in the circumferential direction to each other and, for example, diametrically opposite each other with respect to the cone and coil axis. The blowers ( 18 . 19 ) can be formed in any suitable manner and on the outside of the side wall ( 9 ) of the housing ( 8th ) can be arranged. The one blower ( 18 ) sucks in ambient air and pushes it through one or more housing openings ( 11 ) in the side wall ( 9 ) in the housing interior and by the spaced windings ( 6 ). The diametrically opposite second blower ( 19 ) supports the space generated in the housing interior and through the free spaces ( 7 ) directed fluid flow ( 16 ), in which the cooling air ( 15 ) out of the housing ( 8th ) sucks and blows out into the environment. In the variant of 1 is a substantially transverse to the cone and coil axis directed fluid flow ( 16 ) generated. The fluid flow ( 16 ) can be multi-layer depending on the winding training. In 1 are the windings ( 6 ) are arranged one above the other in the coil axis direction at a spacing, whereby free spaces directed transversely to the coil axis ( 7 ) are formed.
2 zeigt
eine Variante mit einer um 90° umgelenkten
Fluidströmung
(16) und einer anderen Umwälzeinrichtung (17).
In diesem Fall wird ebenfalls mit Umgebungsluft als Kühlfluid
(15) gearbeitet, wobei die Kühlluft durch Blaskästen (20)
an einer der Stirnwände
(10) des Gehäuses
(8) zugeführt
und über
Gehäuseöffnungen
(11) eingespeist sowie an der gegenüberliegenden Stirnwand (10) über Gehäuseöffnungen
(12) wieder ausgelassen und ggf. in die Umgebung ausgeblasen
wird. Hierbei wird eine im wesentlichen längs der Spulenachse gerichtete
Fluidströmung
(16) erzeugt, wobei die Wicklungen (6) in Radialrichtung
beabstandet sind. Die Fluidströmung (16)
kann in beliebig geeigneter Weise in die Blaskästen (20) eingespeist
werden, was z.B. durch externe Gebläse oder durch Anschluss an
eine Druckluftversorgung mit Kompressor und Drucktank oder dergl.
geschehen kann. Die Blaskästen
(20) können am
Gehäuse
(8) angebaut und ggf. mit dem Gehäuse (8) mitbewegt
werden. Sie können
alternativ stationär angeordnet
sein und sich bei abgesenktem Gehäuse (8) dicht anschließen. Die
z.B. ringförmigen
oder segmentartig ausgebildeten Blaskästen (20) können wahlweise
an der unteren oder oberen Stirnwand (10) angeordnet oder
zugeordnet sein. In Abwandlung der gezeigten Ausführungsform
können
an der gegenüberliegenden
Stirnwand außerdem
Saugkästen
angeordnet sein. 2 zeigt außerdem beispielsweise die Ausbildung
und Anordnung von Gehäuseöffnungen
(12) an einer Gehäusewand
(10). In den anderen Ausführungsbeispielen sind die Gehäuseöffnungen
im einzelnen nicht dargestellt und nur die Bezugsziffer angegeben.
Die Gehäuseöffnungen (11, 12)
können
z.B. gleichmäßig in einem
Raster oder in anderer beliebiger Weise verteilte kreisförmige oder
prismatische Wanddurchlässe
sein. Vorzugsweise korrespondieren die Gehäuseöffnungen (11, 12)
mit den Freiräumen
(7) und ermöglichen
eine direkte Anströmung
bzw. Abströmung. 2 shows a variant with a 90 ° deflected fluid flow ( 16 ) and another circulating device ( 17 ). In this case, also with ambient air as the cooling fluid ( 15 ), whereby the cooling air through blow boxes ( 20 ) on one of the end walls ( 10 ) of the housing ( 8th ) and via housing openings ( 11 ) and at the opposite end wall ( 10 ) via housing openings ( 12 ) is discharged again and possibly blown into the environment. Here, a substantially along the coil axis directed fluid flow ( 16 ), wherein the windings ( 6 ) are spaced in the radial direction. The fluid flow ( 16 ) can be inserted into the blow boxes in any suitable way ( 20 ), which can be done, for example, by external blowers or by connection to a compressed air supply with compressor and pressure tank or the like. The blow boxes ( 20 ) can on the housing ( 8th ) and possibly with the housing ( 8th ) are moved. Alternatively, they can be arranged stationary and, when the housing is lowered, ( 8th ) connect tightly. The eg annular or segment-like blow boxes ( 20 ) can be attached to the lower or upper end wall ( 10 ) or assigned. In a modification of the embodiment shown suction boxes can also be arranged on the opposite end wall. 2 also shows, for example, the design and arrangement of housing openings ( 12 ) on a housing wall ( 10 ). In the other embodiments, the housing openings are not shown in detail and only the reference number. The housing openings ( 11 . 12 ) can be, for example, evenly distributed in a grid or in any other way distributed circular or prismatic wall passages. Preferably, the housing openings ( 11 . 12 ) with the free spaces ( 7 ) and allow a direct flow or outflow.
3 bis 5 zeigen
in einer schematischen Draufsicht auf eine induktive Behandlungseinrichtung
(1) verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten für die Fluidströmung (16).
Das Kühlfluid
(5) ist in diesen Fällen
ebenfalls Umgebungsluft, kann alternativ aber auch ein anderes extern
zugeführtes
Gas sein, welches ggf. nach Durchströmung der Spule (5)
wieder aufgefangen ggf. aufbereitet und wiederverwendet wird. 3 to 5 show in a schematic plan view of an inductive treatment device ( 1 ) various design options for the fluid flow ( 16 ). The cooling fluid ( 5 ) is in these cases also ambient air, but may alternatively be another externally supplied gas, which possibly after flowing through the coil ( 5 ) collected again if necessary prepared and reused.
In
der Variante von 3 ist an einer Gehäuseseite
eine Umwälzeinrichtung
(17) angeordnet, die z.B. aus einem sich über die
gesamte Breite und Höhe
des in diesem Beispiel kubischen Gehäuses (8) und seiner
Seitenwand erstreckt. Alternativ kann die Umwälzeinrichtung (17)
auch einen Blaskasten, einen Gasanschluss oder dergl. aufweisen.
In der gezeigten Ausführungsform
saugt das Gebläse
(18) Umgebungsluft an und drückt sie auf breiter Front durch
die Spule (5) und deren beabstandete Wicklungen (6).
An der gegenüberliegenden
Gehäuseseite tritt
die Fluidströmung
(16) ebenfalls auf breiter Front wieder aus. Die Fluidströmung (16)
umfließt
den Kegelbereich und eine evtl. vorhandene innenseitige Ringwand
des Gehäuses
(8). Die Strömungsrichtung (23)
ist in diesem Fall gleichgerichtet und im wesentlichen einachsig.
Alternativ kann an der gegenüberliegenden
Gehäuseseite
ein weiteres Gebläse
zum Absaugen der Fluidströmung
(16) angeordnet sein. Die Ausbildung kann ähnlich wie
in 1 sein.In the variant of 3 is on a housing side a circulating device ( 17 ) arranged, for example, over the entire width and height of the cubic in this example housing ( 8th ) and its side wall. Alternatively, the circulation device ( 17 ) also have a blow box, a gas connection or the like. In the embodiment shown, the blower sucks ( 18 Ambient air and pushes it across the coil ( 5 ) and their spaced windings ( 6 ). On the opposite side of the housing enters the fluid flow ( 16 ) also on a broad front again. The fluid flow ( 16 ) flows around the conical area and a possibly existing inside ring wall of the housing ( 8th ). The flow direction ( 23 ) is rectified in this case and essentially uniaxial. Alternatively, on the opposite side of the housing another blower for sucking off the fluid flow ( 16 ) can be arranged. The training can be similar to in 1 be.
In
der Variante von 4 wird mit zwei Fluidströmungen (16)
gearbeitet, die entgegengesetzte Strömungsrichtungen (23)
haben. Hierzu ist an den gegenüberliegenden
Gehäuseseiten
jeweils an einer Seitenwandhälfte
ein Gebläse
(18, 19) angeordnet, welches Außenluft
ansaugt und in den Gehäuseinnenraum
drückt.
Die Durchströmung
der Spule (5) kann verstärkt werden, wenn an der jeweils gegenüberliegenden
Gehäusewand
Sauggebläse
angeordnet sind.In the variant of 4 is with two fluid flows ( 16 ), the opposite directions of flow ( 23 ) to have. For this purpose, on the opposite sides of the housing in each case on a side wall half a blower ( 18 . 19 ), which sucks in outside air and presses into the housing interior. The flow through the coil ( 5 ) can be amplified when suction fans are arranged on the respective opposite housing wall.
In
Abwandlung der gezeigten Ausführungsform
kann zum Trennen der beiden entgegengesetzt gerichteten Fluidströmungen (16)
im Gehäuse
(8) eine im wesentlichen längslaufende Innenwand beidseits
des Spannkegels (3) bzw. im Anschluss an eine ringförmige Gehäuseinnenwand
vorgesehen sein.In a modification of the embodiment shown, for separating the two oppositely directed fluid flows ( 16 ) in the housing ( 8th ) a substantially longitudinal inner wall on both sides of the clamping cone ( 3 ) or be provided following an annular housing inner wall.
In
der Variante von 5 sind die Gehäuseöffnungen
(11, 12) für
den Einlass und Auslass des Kühlfluids
(15) auf der gleichen Gehäuseseite angeordnet. Hierdurch
wird eine ringförmige
und durch die Spule (5) umlaufende Fluidströmung (16)
erzeugt. Zur Führung
der Luftströmung
kann im Gehäuse
(8) ein um ca. 180° gebogener
Strömungskanal
(13) durch eingezogene Innenwände gebildet werden. Die äußere und
im wesentlichen U-förmige
Kanalwand umschließt
ggf. mit einem radialen Abstand die Spule (5) und deren
Wicklungen (6). Die innere Kanalwand wird von zwei Verbindungswänden gebildet, die
sich zwischen der Gehäuseseitenwand
und dem Spannkegel (3) erstrecken. Die Fluidströmung (16) wird
im Strömungskanal
(13) um 180° umgelenkt.
Für die
Zufuhr und Abfuhr der Kühlluft
(15) sorgen z.B. Blas- und Saugkästen (20), die an
die Gehäuseöffnungen
(11, 12) anschließen.In the variant of 5 are the housing openings ( 11 . 12 ) for the inlet and outlet of the cooling fluid ( 15 ) are arranged on the same side of the housing. This creates an annular and through the coil ( 5 ) circulating fluid flow ( 16 ) generated. To guide the air flow can in the housing ( 8th ) a bent by approximately 180 ° flow channel ( 13 ) are formed by retracted inner walls. The outer and substantially U-shaped channel wall encloses possibly with a radial distance the coil ( 5 ) and their windings ( 6 ). The inner channel wall is formed by two connecting walls which extend between the housing side wall and the clamping cone (FIG. 3 ). The fluid flow ( 16 ) is in the flow channel ( 13 ) is deflected by 180 °. For the supply and removal of cooling air ( 15 ) provide, for example, blowing and suction boxes ( 20 ), which are attached to the housing tions ( 11 . 12 ) connect.
In
den in 1 bis 5 gezeigten Varianten muss das
Gehäuse
(8) nicht geschlossen sein. Streuverluste der Kühlluft (15)
können
in Kauf genommen werden.In the in 1 to 5 variants shown, the housing ( 8th ) not be closed. Scatter losses of the cooling air ( 15 ) can be accepted.
In
der Variante von 6 kommt ein flüssiges Kühlfluid
(15) zum Einsatz, welches z.B. aus einem elektrisch isolierenden Öl oder dergl.
besteht. Bei flüssigen
Kühlmitteln
(15) empfiehlt sich die Bildung mindestens einer geschlossenen
Fluidkammer (14) im Gehäuse
(8), in der die nach ein oder mehreren Richtungen beabstandeten Wicklungen
(6) und die Kühlflüssigkeit
leckagefrei aufgenommen sind. Die Fluidkammer (14) kann
z.B. ringförmig
ausgebildet sein und den Spannkegel (3) umfangsseitig umgeben.
Durch eine geeignete Umwälzeinrichtung (17)
kann in der Fluidkammer (14) eine umfangsseitig umlaufende
Fluidströmung
erzeugt werden. Die Umwälzeinrichtung
(17) weist in diesem Fall zwei oder mehr Fluidanschlüsse (21, 22)
für eine
Zufuhr und Abfuhr der Kühlflüssigkeit
(15) auf. An die z.B. stutzenartig ausgebildeten Fluidanschlüsse (21, 22) kann
eine geeignete Ringleitung mit einer Pumpe für die Erzeugung der Umwälzströmung angeschlossen sein.
Die Fluidanschlüsse
(21, 22) können
einander diametral gegenüberliegen.
In Abwandlung der gezeigten Ausführungsform
können
mehrere Fluidkammern (14) angeordnet sein und getrennt
von einander über
eine entsprechende Umwälzeinrichtung
(17) mit Kühlflüssigkeit
(15) versorgt werden. Ferner ist es möglich, mehrere segmentartige
Fluidkammern (14) im Ring rund um die Spulenachse anzuordnen
und jeweils einzeln mittels Fluidanschlüssen (21, 22)
zu beaufschlagen. Die Fluidanschlüsse (21, 22)
können z.B.
an der oberen und unteren Stirnseite des Gehäuses (8) angeordnet
sein, um eine im wesentlichen längs
der Spulenachse gerichtete Fluidströmung zu erzeugen. Die Fluidanschlüsse (21, 22)
können
untereinander durch Ringleitungen verbunden und an eine gemeinsame
Pumpe oder ein anderes Umwälzgerät angeschlossen
sein.In the variant of 6 comes a liquid cooling fluid ( 15 ), which consists for example of an electrically insulating oil or the like. For liquid coolants ( 15 ) it is recommended to form at least one closed fluid chamber ( 14 ) in the housing ( 8th ), in which the windings spaced apart in one or more directions ( 6 ) and the coolant are absorbed leak-free. The fluid chamber ( 14 ) may for example be annular and the clamping cone ( 3 ) surrounded circumferentially. By a suitable circulation device ( 17 ) can in the fluid chamber ( 14 ) a circumferentially circulating fluid flow are generated. The circulation device ( 17 ) in this case has two or more fluid ports ( 21 . 22 ) for a supply and removal of the cooling liquid ( 15 ) on. At the example neck-like fluid connections ( 21 . 22 ) may be connected to a suitable ring line with a pump for generating the recirculation flow. The fluid connections ( 21 . 22 ) can be diametrically opposed to each other. In a modification of the embodiment shown, a plurality of fluid chambers ( 14 ) and separated from each other via a corresponding circulation device ( 17 ) with cooling liquid ( 15 ) are supplied. Furthermore, it is possible to use a plurality of segment-like fluid chambers ( 14 ) in the ring around the coil axis and in each case individually by means of fluid connections ( 21 . 22 ). The fluid connections ( 21 . 22 ) can, for example, on the upper and lower end of the housing ( 8th ) to produce a fluid flow directed substantially along the spool axis. The fluid connections ( 21 . 22 ) can be interconnected by ring lines and connected to a common pump or other circulating device.
Die
in 6 gezeigte Ausführungsform eignet sich auch
für beliebige
andere Kühlfluide
(15), insbesondere Kühlgase.
Diese Ausführungsform
erlaubt eine leckagefreie Führung
des Kühlfluids
(15) in einem Kreislauf und ggf. eine Aufbereitung und
Wiederverwendung des Kühlfluids
(15).In the 6 embodiment shown is also suitable for any other cooling fluids ( 15 ), in particular cooling gases. This embodiment allows a leak-free guidance of the cooling fluid ( 15 ) in a circuit and possibly a treatment and reuse of the cooling fluid ( 15 ).
In
den gezeigten Ausführungsbeispielen
behält
das Kühlfluid
(15) seinen Aggregatzustand bei der Kühlung der Spule (5)
und der Wärmeaufnahme bei.
Die Wärmeabgabe
kann in beliebig geeigneter Weise erfolgen. Kühlluft wird in die Umgebung
ausgeblasen und kühlt
dort von selbst ab. Andere im Kreislauf geführte Kühlmittel (15) können über eine separate
und externe Kühleinrichtung,
z.B. einen Plattenkühler
oder dergl. geführt
werden und geben dort die von der Spule (5) aufgenommene
Wärme ab. Ferner
ist es möglich,
Kühlmittel
(15) einzusetzen, die bei der Wärmeaufnahme an der Spule (5)
ihren Aggregatzustand ändern.
Dies können
z.B. Kühlmittel
sein, wie sie z.B. bei Wärmepumpen,
Kühlschränken oder
dergl. eingesetzt werden. In diesem Kühlmittelkreislauf können ein
Kompressor und weitere Aggregate angeordnet sein.In the embodiments shown, the cooling fluid ( 15 ) its state of aggregation when cooling the coil ( 5 ) and the heat absorption at. The heat can be done in any suitable manner. Cooling air is blown into the environment and cools down there by itself. Other recirculating coolants ( 15 ) can be passed through a separate and external cooling device, such as a plate cooler or the like. There, from the coil ( 5 ) absorbed heat. It is also possible to use coolant ( 15 ), which in the heat absorption at the coil ( 5 ) change their state of aggregation. These may be, for example, coolants such as those used in heat pumps, refrigerators or the like. In this coolant circuit, a compressor and other units can be arranged.
In
weiterer Abwandlung der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen
ist die Luftkühlung
der Spule (5) auch ohne Gehäuse (8) möglich. In
diesem Fall können
nach außen
elektrisch isolierte Wicklungen (6) zum Einsatz kommen,
die mit stegartigen Haltern verbunden sind, um der Spule (5)
eine ausreichende Eigenstabilität
zu verleihen. Die Spule (5) kann ggf. von ein oder mehreren
schmalen Bügeln
umschlossen sein, an denen ein oder mehrere Gebläse (18, 19)
angeordnet und befestigt sind. Die Kühlluftströmung kann dabei an verschiedenen
umfangsseitigen Stellen der Spule (5) austreten.In a further modification of the illustrated and described embodiments, the air cooling of the coil ( 5 ) without housing ( 8th ) possible. In this case, electrically insulated windings ( 6 ) are used, which are connected to web-like holders to the coil ( 5 ) to give sufficient intrinsic stability. The sink ( 5 ) may optionally be enclosed by one or more narrow brackets, on which one or more fans ( 18 . 19 ) are arranged and fixed. The cooling air flow can be at different peripheral locations of the coil ( 5 ) exit.
Darüber hinaus
sind weitere Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen
möglich.
Die Abwandlungen betreffen z.B. die Spule (5), die eine
kegelartige Formgebung haben kann. Die Spule (5) kann außerdem mehrteilig
sein und aus mehreren einzelnen und ggf. einzeln steuerbaren Spulenteilen
bestehen. Ferner ist es möglich, die
Spule (5) und das ggf. vorhandene Gehäuse (9) verstellbar
auszubilden, wobei sich z.B. der Innendurchmesser und die Öffnungsweite
für die
Aufnahme unterschiedlicher Spannkegel (3) oder dergl. verstellen
lässt.
Die Kühleinrichtung
(2) passt sich diesen Formänderungen entsprechend an.
Das Gehäuse
(8) ist ebenfalls variationsfähig. In den gezeigten Ausführungsformen
besteht es aus einem elektrisch isolierenden und magnetisch leitenden
Material. Das Gehäuse
(8) kann außerdem
mit einem Polschuh an der Gehäuseseite
ergänzt
werden, die dem vorderen Kegelende und der Mündung der Aufnahmeöffnung für das Werkzeug
(4) benachbart ist.In addition, further modifications of the embodiments shown and described are possible. The modifications concern eg the coil ( 5 ), which may have a conical shape. The sink ( 5 ) may also be multi-part and consist of several individual and possibly individually controllable coil parts. Furthermore, it is possible to use the coil ( 5 ) and possibly existing housing ( 9 ) adjustable, wherein, for example, the inner diameter and the opening width for receiving different clamping cone ( 3 ) or the like can be adjusted. The cooling device ( 2 ) adapts to these changes in shape accordingly. The housing ( 8th ) is also capable of variation. In the embodiments shown it consists of an electrically insulating and magnetically conductive material. The housing ( 8th ) can also be supplemented with a pole piece on the side of the housing, which is the front cone end and the mouth of the tool ( 4 ) is adjacent.
Variabel
ist auch die Ausgestaltung der Kühleinrichtung
(2) und insbesondere deren Umwälzeinrichtung (17).
Grundsätzlich
kann die Umwälzeinrichtung
(17) in beliebig geeigneter Weise ausgestaltet sein, um
im Bereich der beabstandeten Wicklungen (6) eine Fluidströmung (16)
zu erzeugen.Variable is also the design of the cooling device ( 2 ) and in particular their circulation device ( 17 ). Basically, the circulation device ( 17 ) can be configured in any suitable manner in order in the region of the spaced windings ( 6 ) a fluid flow ( 16 ) to create.
-
11
-
induktive
Behandlungseinrichtung, Spanneinrichtunginductive
Treatment device, clamping device
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22
-
Kühleinrichtungcooling device
-
33
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Aufnahme,
SpannkegelAdmission,
clamping cone
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44
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WerkzeugTool
-
55
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SpuleKitchen sink
-
66
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Wicklungwinding
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77
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Freiraum,
AbstandFree space,
distance
-
88th
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Gehäusecasing
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99
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SeitenwandSide wall
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1010
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Stirnwandbulkhead
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1111
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Gehäuseöffnung,
EinlassHousing opening,
inlet
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1212
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Gehäuseöffnung,
AuslassHousing opening,
outlet
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1313
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Strömungskanalflow channel
-
1414
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geschlossene
Fluidkammerclosed
fluid chamber
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1515
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Kühlfluid,
Luft, FlüssigkeitCooling fluid,
Air, liquid
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1616
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Fluidströmungfluid flow
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1717
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Umwälzeinrichtungcirculation
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1818
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Gebläsefan
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1919
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Gebläsefan
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2020
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Blaskastenblow box
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2121
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Fluidanschlussfluid port
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2222
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Fluidanschlussfluid port
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2323
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Strömungsrichtungflow direction
