JP4966960B2 - 誘導コイル装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転工具のシャフトのための中央受取開口部を有する工具保持具の自由端スリーブ部を加熱するための誘導コイル装置に関し、前記工具保持具は、工具保持具の回転軸に同軸の受取開口部にある工具のシャフトをプレス嵌めで保持し、加熱の際に解放する。

ＷＯ０１／８９７５８Ａ１により、同軸の態様で実質的にスリーブ部を囲む環状コイルアセンブリを通じてスリーブ部を誘導的に加熱することが公知である。コイルアセンブリは高周波ＡＣジェネレータに接続され、金属スリーブ部において渦電流を引き起こし、前記スリーブ部を加熱する。コイルアセンブリの表面および周囲上に配置されるのは、フェライトなどの軟磁性の実質的に電気的に非導電性の材料でできた集線器要素であって、コイルアセンブリによって生成された磁束を工具保持具のスリーブ部上に、特にスリーブ部の自由端の部分に方向付ける。集線器配置のスリーブ部の自由端に隣接している部分は、径方向に移動可能な要素によって形成される。前記要素によって囲まれた開口部は、この態様で工具保持具の直径に適合されることができる。前記要素は、動作中、スリーブ部の自由面端の軸面領域で支持され、したがって加熱中に、コイルアセンブリおよび、別の方法でこれと接続されてユニット化する、集線器アセンブリの、スリーブ部の自由端に対する軸位置を決定する。誘導コイル装置はこのようにして工具保持具に対して軸方向に位置決めされ得る。

ＤＥ １０１ ５７ ４３２ Ａ１によって同様の誘導コイル装置が公知であるが、しかしながらそこでは、加熱動作中に、スリーブ部を囲む環状のコイルアセンブリは、互いから固定の軸距離を置いて配置される２つのコイル部分を含む。２つのコイル部分間の軸部分にはコイルがない。このようにして、スリーブ部はその末端部分ほど中間部分において熱くならないことが達成される。

工具保持具のスリーブ部はその使用に適合された軸長を有し、スリーブ部の直径は工具シャフトの直径に従って選択される。従来の誘導コイル装置では、磁束集線器アセンブリによって決定される工具シャフト用の開口部の直径のみが、加熱される工具保持具に対して適合され得る。コイルアセンブリが予め定められた一定の軸長を有するので、コイルアセンブリは置換されなければならず、さもなければ工具のシャフトのクランプ締めには用いられない工具保持具の部分も加熱されることが避けられない。

本発明の目的は、加熱される必要のあるスリーブ部の部分の軸長が異なるにもかかわらず誘導コイル装置を通して工具保持具が均一に加熱されるような、誘導コイル装置を与えることである。

本発明は誘導コイル装置に基づき、誘導コイル装置は、
−加熱動作中に実質的に同心のスリーブ部を囲む環状コイルアセンブリと、
−スリーブ部の自由端に隣接したコイルアセンブリの側の、軟磁性で電気的に実質的に非導電性の材料でできた、工具保持具のスリーブ部の自由端の少なくとも近くに達する、磁束集線器アセンブリと、
−工具保持具と一緒に動作する、加熱動作中に、スリーブ部の自由端に対してコイルア
センブリおよび集線器アセンブリの軸位置を決定する、停止手段とを含む。

上記の目的は、本発明に従って、２つの同心のコイル装置を有するが、これらの装置は操作で変更できる距離を置いて配置されるコイルアセンブリによって、かつ／または、コイルアセンブリ側に配置された、前記集線器アセンブリからの軸距離が操作で変更できる、スリーブ部の自由端から離れた、軟磁性の実質的に電気的に非導電性の材料からなる第２の磁束集線器アセンブリを通じて達成され、かつ調整手段が与えられ、２つのコイル装置および／または２つの集線器アセンブリの互いに対する軸位置の選択的な調整、および、２つのコイル装置の少なくとも１つおよび／または２つの集線器アセンブリの少なくとも１つの停止手段に対する軸位置の選択的な調整を可能にする。

コイルアセンブリによって生成された磁束がスリーブ部で渦電流を生成する、スリーブ部を暖める部分が規定された態様で選択され得、この基準でスリーブ部の自由端に対して位置決めされ得る。このように、誘導コイル装置は、規定された態様で、可変長のスリーブ部のクランプ部を介して工具保持具に適合されることができる。

２つのコイル装置または集線器アセンブリは、磁力のためにコイル装置または集線器アセンブリの軸距離が変更できないように、互いに対して、または恐らくはハウジングに対して、または誘導コイル装置の保持具に対して、ロックされることができる。本願明細書には、両方のコイル装置および／または両方の集線器アセンブリの軸位置が停止手段に対して変更かつロックされ得ることがもたらされ得る。しかしながら、好ましい実施例では、２つのコイル装置のうちの１つおよび／または２つの集線器アセンブリのうちの１つが停止手段に対して固定された軸位置を有すること、および、他の２つのコイル装置または２つの集線器アセンブリのうちの他方の軸位置が、規定された態様で、調整手段によって停止手段に対して調整され得ることをもたらす。これにより、誘導コイル装置の設計が単純化され、また動作中のその取扱いも単純化される。なぜならば、軸方向に固定された態様で停止手段に接続されたコイル装置または集線器アセンブリは、工具保持具のスリーブ部の自由端に対して一定の軸位置に配置され得るからであり、それはスリーブ部の均一な加熱のために有利であることが分かっている。好ましくは、停止手段に対して予め定められた軸位置を規定するよう調整手段が与えられる。このような割出しによって取り扱いが容易になる。

２つのコイル装置または２つの集線器アセンブリは、互いに対して軸方向の態様で動かされ得るよう導かれることができる。簡単かつ再現可能な態様でやや小さな距離差を調整することができるようにするために、有用な態様で減速ギヤ装置を通じて駆動運動が実行され、たとえば手動で操作され得る機関の比較的大きな移動を、２つのコイル装置の、または２つの集線器アセンブリの互いに対する比較的小さな軸方向の位置決めストロークに変換することができる。

特に簡単な実施例では、２つのコイル装置および／または２つの集線器アセンブリが互いに対して導かれることがもたらされ、その結果、それらが軸方向の態様で移動可能であって、回転軸のまわりに延在する少なくとも１つの螺旋形状の制御面によって互いに対して軸方向の態様で支持される。コイル装置または集線器アセンブリの外部周囲はやや大きく、その結果、軸方向ストロークに対する外部周囲の運動の十分に大きな減少が達成される。制御面は、たとえば螺旋形のスロットとして与えられるなど両側で軸方向に制限され、その結果、制御面は軸方向に両方向に有効である。好ましくは、いくつかのそのような制御面は、そうでなければ楔割りを引き起こす半径方向力を対称にするために、周方向に分散されてあたえられる。必要であれば、サーボモータによって制御運動が駆動され得ることが認識される。

上述のように、動作中の磁束により、２つのコイル装置または集線器アセンブリの間に軸方向力が生じ得、前記力は抑止装置によって受け取られなければならない。これは、制御面部分が２つのコイル装置または２つの集線器アセンブリの予め定められた軸位置にある、少なくとも１つの制御面によって極めて容易に達成することができ、前記制御面部分は直交面に互いに対して延在し、コイル装置または集線器アセンブリを軸方向に定位置に保持する。直交する制御面部分は自己ロック態様で動作する。

各コイル装置は、軸方向に固定された態様で、特定の側にある集線器アセンブリと接続されるのが好ましい。ここで好ましくは集線器アセンブリが与えられ、その結果、コイルアセンブリの磁界を外部に対して広範囲に遮蔽する。したがって、２つの集線器アセンブリの少なくとも一方は、コイルアセンブリの径方向に外側に、他方の集線器アセンブリに対して軸方向に突出する部分を含み、前記突出部は、軸方向に変更可能な位置の実質的に全部分において他方の集線器アセンブリと軸方向に重なる。２つの集線器アセンブリは、有用な態様で、互いの方へ突出して同軸に入れ子状態で互いにインタロックする、スリーブ部を有する。インタロック部分は、フィンガ構造をインタロックすることによっても実現され得ることが認識される。

工具保持具のスリーブ部の自由端に軸方向に隣接する、少なくとも第１の集線器アセンブリは、さらに好ましくは第２の集線器アセンブリも、軟磁性の電気的に実質的に非導電性の材料でできた、互いに対して移動可能ないくつかの集線器要素を有することができ、それらは回転軸のまわりに周方向に配置され、内向きに突出する誘導コイルアセンブリの内周に沿って径方向に分散され、誘導コイルアセンブリの内周を越えて回転軸に向かうその径方向の張出しは集線器アセンブリに対して操作で変更することができる。このような誘導コイル装置では、渦電流加熱の軸方向の有効長さが調整できるのみならず、磁束もスリーブ部の自由端上に収束することができる。集線器要素の適切な設計はＷＯ０１／８９７５８Ａ１に記載される。回転軸と平行に延在するピボット軸のまわりに誘導コイルアセンブリに対して旋回可能な集線器要素が特に好適であることがわかっている。なぜならばピボット案内部は線形の案内部よりも楔割りの傾向が少ないからである。回転軸に対向して位置するほぼディスク形状の集線器要素は特に好適であり、工具保持具のスリーブ部のための開口部を形成し、かつ周方向に隣接した集線器要素の第１のリムに沿って第１のリムに傾斜した角度で延在する第２のリムを備えて延在する。このように、集線器要素が重ならないときさえ、隣接した集線器要素間の周方向にはギャップがないか非常に狭いギャップしか残らず、そのピボット軸のまわりの集線器要素の旋回運動はやや滑らかに制御されることができる。

好ましい実施例においては、上述のものとは異なる、それ自体が本発明を構成する、他の誘導コイル装置と共に用いることができる、集線器要素のディスクがそのピボット軸に直交して実質的に位置合わせされ、隣接した集線器要素の第１および第２のリムは外周で少なくともその長さの一部にわたって重なり、特にインタロックする態様で重なり、かつ集線器アセンブリは周方向で交互である集線器要素の２つのグループを含むことがもたらされ、そこで、同じ角位置における誘導コイルアセンブリの内周を越えた第１のグループの集線器要素の径方向の張出しが、第２のグループの集線器要素の径方向の重なりよりも大きいように、構成が配置される。この実施例において、第１のグループの集線器要素のみがスリーブ部の周囲に対して置かれることができる一方で、第２のグループの集線器要素は、第１のグループの集線器要素によって規定された開口部の最大直径を減じることなく、その第１のリムを伴って径方向に外部にオフセットされる。このようにして、最大直径はより小さく保たれることができ、したがってスリーブ部も誘導コイル装置を通して比較的より小さな直径で加熱されることができる。

第１のグループの集線器要素は、好ましくは、集線器アセンブリおよびそこに接続され
る誘導コイルアセンブリの工具保持具に対する軸方向の位置決めのために第１のリムにおいて停止手段を形成する停止手段を担持する。さらにここでは、スリーブ部の直径が比較的小さいときにも停止手段自体は依然有効である。しかしながら、必要であればさらに別個の停止手段を与えることができる。

集線器要素は、制御面カム従動子アセンブリによって集線器要素に結合される、誘導コイルアセンブリと同軸で回転可能な、共通の制御機構要素によっても有用な態様で調整可能である。

制御要素が、特に２つのコイル装置のうち１つ、特にスリーブ部の自由端に隣接したコイル装置と耐トルクで接続していると有利であることが分かった。このようにして、２つのコイル装置または集線器アセンブリの軸方向の位置決め、および工具保持具のための開口部の大きさも、同じ制御要素で調整することができる。さらにここで、制御要素は手動で動作可能であり得るか、またはサーボモータでこれを駆動することができる。しかしながらこの結合は強制的ではなく、反対に集線器アセンブリの制御は、２つのコイル装置の軸方向の調整のために制御カムと案内リングとの間に結合を与えることにより、２つのコイル装置の軸方向の位置決めの制御によって分離された態様で実行されることもでき、そこで前記結合はたとえば係合ピンによって実行され得る。係合ピンを配置することによって制御カムが案内リングと結合される。制御ピンが配置されると、制御カムは、２つのコイル装置の軸方向の調整のための案内リングから切り離され、制御カムの回転は集線器アセンブリの調整に至るのみである。

コイルアセンブリは好ましくは高周波電力を与えるＡＣジェネレータによって給電される。電流および／または周波数および／または電圧、さらに恐らくはコイルアセンブリが励起されるタイムスパンも、ＡＣジェネレータの制御によって公知の態様で予め定められ、したがって工具保持具での過熱による破損を回避するために工具保持具の大きさおよび種類に依存する。好ましい実施例では、少なくとも１つの位置センサがコイル装置および／または集線器アセンブリと関連付けられ、それはコイル装置および／または集線器アセンブリの軸距離および／またはコイルアセンブリの内周にわたる少なくとも第１の集線器アセンブリの径方向距離を表す信号を発生し、この信号に依存してＡＣジェネレータが制御されることができる。このように、工具保持具の大きさに対する誘導コイル装置の可能な手動の調整は、前記工具保持具の加熱のためにＡＣジェネレータから与えられるべき電気エネルギを既に自動的に決定する。動作はこのようにして単純化される。

代替的には、コイル装置および／または集線器アセンブリの軸距離および／または少なくとも第１の集線器アセンブリの径方向の張出しは、少なくとも１つの位置決め駆動部によって調整することができ、ＡＣジェネレータの設定に依存して駆動部によって制御されることももたらされ得る。加熱される工具保持具のためにＡＣジェネレータで設定される電流および／または電力持続時間および／または電圧も、このようにして、コイル装置または集線器アセンブリの位置決めを決定する。さらにこの場合、動作が単純化される。位置決め駆動部は好ましくはステッパモータ位置決め駆動部であって、その停止シーケンスはコイル装置または集線器アセンブリの軸位置のための基準である。

工具保持具の加熱を温度センサを通してモニタすることが公知である。温度センサの温度依存する信号は、工具保持具のスリーブ部の実際の温度を表示するため、またはしきい値依存して警告信号を生成するため、またはＡＣジェネレータをしきい値依存して切断するために用いることができる。しかしながら、従来の誘導コイル装置では、スリーブ部は条件付きでしか温度測定のためにアクセス可能ではない。本発明の好ましい実施例では、温度センサがコイル装置間に軸方向に配置され、工具保持具のスリーブ部の温度を検出することが与えられる。この実施例では、スリーブ部の温度測定に好都合な部分においては
いかなる利用可能な空間も用いられる。特に、温度センサもスリーブ部の表面と直接に接触するようにされることができ、それは測定精度を向上させる。

本発明の実施例は、図面を参照してさらに詳細に下記に記載される。
図１から図４は、工具保持具５のスリーブ部３を加熱するための誘導コイル装置１を示し、それは回転軸９のまわりで回転動作をするために、結合部分７を通して、より詳細には示されない工作機械の駆動スピンドルなどに結合され得る。結合部７は、たとえば急な円錐結合や、示された実施例のように中空のシャフト結合などの、従来の標準化された結合部であり得る。

スリーブ部３は、回転軸（９）に同心の受取開口部（１１）を有し、それは動作中にたとえばドリルまたはミルのビットなどの回転工具のシャフト（１３）をプレス嵌めで保持する。受取開口部１１のプレス嵌めクランプ部分は、受取開口部１１の軸深さの一部にのみわたって軸方向に延在し、それは必要とされるトルクの転送および工具シャフト１３の、したがって一部にわたり、軸固定を確実にする。スリーブ部の自由端１５から軸方向に反対を向いて直径拡張部１７がクランプ部分に続き、前記拡張部は特定の場合においても小さくてもよい。

スリーブ部３のクランプ部分は誘導コイル装置１によって加熱されることができ、その結果、受取開口部１１は工具シャフト１３に対して大きく、したがって、工具シャフト１３は緩く受取開口部１１に挿入されたりそこから取除かれたりすることができる。したがって誘導コイル装置１はＡＣジェネレータ１９に接続され、ＡＣジェネレータ１９は１０ｋＨｚ以上の周波数のＡＣを供給する。スリーブ部３に軸方向に浸透する、装置１によって生成された磁束は、スリーブ部３に渦電流を生成してスリーブ部３を加熱し、したがってスリーブ部３を拡張する。冷却後、スリーブ部はある大きさに縮んで戻り、プレス嵌めで工具シャフト１３を保持する。

工具保持具５から工具シャフト１３を取り外すことができるためには、スリーブ部３が、受取開口部１１が工具シャフト１３に対するすべての軸位置で大きくなり得るよう十分に短時間に、十分に遠くまで均一に拡張することが重要であり、工具シャフト１３もわずかに拡張し得る。スリーブ部３の均一な加熱を確実にするために、装置１は、互いから軸距離を置いて配置される２つのコイル装置２１、２３を有し、コイル本体２５、２７に巻きつけられたそのコイル２９、３１は、環状の態様で径方向に外部で、かつ回転軸９に実質的に同心にスリーブ部３を囲む。コイル装置２１、２３の各々に磁束集線器アセンブリ３３または３５が割当てられ、それはコイル装置２１または２３に対して軸方向に固定される。

関連付けられた集線器アセンブリ３３または３５を含むコイル装置２１および２３は、１つの案内リング３７または３９と接続され、その各々、この場合は案内リング３９はガイドレールで移動可能に導かれ、装置に取付けられ、より詳細には示されない４１として表されるように回転軸９まで平行して延在し、したがって工具保持具５に対する装置１の相対的な線形の変位を可能にする。２つの案内リング３７、３９は、関連付けられたコンセントレートアセンブリ３３、３５を含んでコイル装置２１、２３の軸距離を調整できるようにするために、現在加熱されるべき工具保持具５のスリーブ部３のクランプ部分の長さに依存して、回転軸９のまわりで回転可能かつ回転軸９に沿って軸方向に移動可能であり、互いに対して導かれる。

案内リング３７、３９の径方向に面する外周表面では、いくつかの傾斜面カムアセンブリ４３が周方向に分散され、螺旋形の態様で回転軸のまわりを包み、２つのコイル装置２
１、２３および関連付けられた集線器アセンブリ３３、３５の軸位置を両方の軸方向に調整し、案内リング３７、３９の間で相対的に回転する場合には、案内が強制されることによってロックされた態様を形成する。

図４は、傾斜面カムアセンブリ４３の詳細を示す。傾斜面カムアセンブリ４３の各々はスロット４５を含み、外周表面、ここでは案内リング３９の外部の外周表面のうちの一方においてほぼ螺旋状の線を辿り、そのスロットにはカム突出部４７が係合し、カム突出部４７は、この場合には案内リング３７の内部の外周表面である他方の周囲から突出する。

傾斜面カムアセンブリ４３は周方向にいくつかの傾斜面部分４９に分けられ、直交面に延在する接線割出し部分５１によって接続される。割出し部分５１はスロット４５の両端においても続く。傾斜面部分４９は、案内リング３７、３９の軸距離の変更、したがって案内リング３７、３９の相対的な回転中には関連付けられた集線器アセンブリ３３、３５を含むコイル装置２１、２３の軸距離の変更を引き起こす。割出し部分５１は、他方では一定の予め定められた軸方向の動作位置において軸方向の案内リング３７、３９のインタロックを引き起こし、その結果、コイル装置２１、２３の磁界によって動作中に生じる軸方向力は案内リング３７、３９を調整することができない。動作位置５３は各々異なる工具保持具寸法に割当てられ、その結果、装置１は、案内リング３７、３９の互いに対する単純な回転によって、異なる大きさを備えた工具保持具に対して調整されることができる。必要であれば、案内リング３７、３９またはこれらのリングと接続した構成要素に工具保持具の種類を指す印をつけてもよい。

集線器アセンブリ３３、３５は、工具保持具５のスリーブ部にコイル装置２１、２３の磁束を集中させる。軸に直交する、平坦な前面によって形成された、スリーブ部３の自由端１５に隣接している集線器アセンブリ３は、図２ａおよび図３ａの上面図に示されるようないくつかの集線器要素５５を含み、そのディスク表面は軸に直交する面に実質的に配置され、すべて互いに位置合わせされ、面端部１５またはスリーブ部３のために開口部５７を規定する。軟磁性の実質的に電気的に非導電性の材料、たとえばフェライトから全体が構成される集線器要素５５は、自由面端部１５に隣接したコイル装置２１のコイル本体２５において回転軸９に平行した軸ピン５９で支持される。円筒状のヨークスリーブ６１は、回転軸９に対して同心で、集線器材料から作られ、集線器要素５５から他方のコイル装置にまで軸方向に突出し、コイル装置２１の径方向の外側において隣接し、集線器要素５５に好ましくは接続される。コイル装置２１およびヨークスリーブ６１は案内リング３７で回転可能に支持され、回転軸９と回転可能に同心であるが軸方向に固定される。そこに接続されるコイル装置２１を含むヨークスリーブ６１は軸方向に移動可能であるが、さらに案内リング３９において耐トルクで導かれる。この目的のために、１つまたはいくつかの軸スロット６３がヨークスリーブ６１に与えられ、そこにそれぞれの突出部６５が、案内リング３９と接続されて耐トルク性となるよう係合する。溝としても与えることができるスロットは、案内リング３９に交互に与えることができることが認識される。

制御カム６９は、案内リング３７、たとえばボルト６７または係合解除可能な結合部によって取付けられ、そこで前記制御カムは、集線器要素５５を覆い、コイル装置２１から軸方向に反対の側に軸方向に固定する。制御カムは、図２ｂおよび図３ｂに示されるように、スリーブ部３のために回転軸９と同心で、開口部７１を有し、傾斜面カムアセンブリ７３を通して集線器要素５５と結合される。制御カム６９が案内リング３９に対して回転すると、傾斜面カムアセンブリ７３は、軸ピン５９のまわりに集線器要素５５を旋回し、したがって回転９に対して径方向にカム装置２１の内周を越えて集線器要素５５の径方向の張出しを変更する。傾斜面カムアセンブリ７３は、制御カム６９におけるほぼ螺旋形状の溝またはスロット７５によって、かつ集線器要素５５におけるカム突出部７７によって形成される。

図２ａおよび図３ａに最も良く見ることができるように、集線器要素５５の各々は第１のリム７９を有し、それを通して回転軸９の反対側に位置し、さらに第２のリム８１を有し、それは回転軸９に隣接する第１のリム７９の端部に鋭角で続く。リム７９、８１はリムに沿って延在する切り欠き部８３または８５を有し、そこで隣接した集線器要素５５がインタロックする態様でその第１のリム７９および第２のリム８１と周方向に重なる。したがって、集線器要素５５は周方向に開口部５７を形成し、その大きさは、最大開口直径（図２ａ）と最小開口直径（図３ａ）との間で制御カム６７を回転させることにより変更することができる。

周方向に隣接した集線器要素５５の第１のリム７９は異なるように設計され、したがってその結果、集線器要素５５の第１のグループにおいて、コイル装置２１の内部の周囲にわたって第１のリム７９の開口部５７を規定する部分の径方向の張出しは、集線器要素５５の第２のグループのそれぞれの部分の径方向の張出しより大きい。２つのグループの集線器要素５５は周方向に交互である。図２ａおよび図２ｂに示されたように、集線器要素５５の径方向に隆起した部分８７は、第２のグループの集線器要素５５よりもさらに小さな直径の円に開口部５７を規定する。図３ａに示されるように、第２のグループの集線器要素５５が径方向に比較的後退するので、開口部５７の最小の直径はこのように小さくしておくことができる。集線器要素５５の２つのグループは、さらに上面図を示す図２ｃおよび図２ｄから明らかになり、径方向の張出しまたは径方向に隆起した部分８７は特に図２ｄから明らかになる。代替的な実施例では、集線器要素５５は互いに同一であってもよく、そこではこのような実施例は上面図で図２ｅに示される。

隆起した部分８７は集線器要素５５の軟磁性材料で構成することができるが、これは、動作中に熱くなるスリーブ部３から集線器アセンブリ５３を熱的に絶縁するために、熱的に絶縁された材料、たとえばプラスチックまたはセラミックなどから作られるのが好ましい。隆起した部分８７はコイル装置２１に軸方向に面する側に停止表面８９を形成し、それを通して装置１は自由面端部１５に軸方向に位置決めされることができ、その結果、集線器要素５５が自由端の部分の外周および／または前面に密接する。したがって、集線器要素は、軸方向の態様または径方向の態様で、外周表面および／または前面と重なることができる。しかしながらこれが必要なわけではない。

コイル装置２３に関連付けられた集線器アセンブリ３５はさらにヨークスリーブ９１を含み、それは径方向外部でコイル装置２３を囲み、回転軸９に同心で、集線器アセンブリ３５のヨークスリーブ６１に入れ子状態で軸方向に係合する。径方向に内向きに突出する環状フランジ９３は、コイル装置２１から軸方向に反対側のコイル装置２３の側でヨークスリーブ６１の一体的に接続する。ヨークスリーブ９１および環状９３部は集線器材料で構成される。コイル装置２３およびさらに集線器アセンブリ３５は固定的な態様で案内リング３９に接続される。このように、ヨークスリーブ６１、９１は周方向で実質的に閉じている。環状に閉じたスリーブの代わりに、軸方向に延在するフィンガが周方向に互いのあとに続き、交互の態様で互いにロックする、フィンガ形状のヨーク構造も適切であることが理解される。

制御カム６９が、この目的のために外部周囲に与えられた握りリブにおいて耐トルク性の案内リング３９に対して単一の動作プロセスで制御カム６９を回転させることによって耐トルクで案内リング３７に接続されるので、コイル装置２１、２３の軸距離および開口部５７の直径も、加熱される工具保持具５に適合されることができる。装置１の操作はこのように単純化される。しかしながら、制御ディスク３９は、必要に応じて、両要素間にそれぞれの結合が与えられている、案内リング３７から切り離すこともできる。たとえばさらに、ボルト６７の代わりに係合ピンを用いることができ、前記係合ピンは制御カム６
９を配置された場所にある案内リング３７に接続する。配置された係合ピンの場合には、制御カム６９はここで案内リング３７から切り離され、その結果、集線器アセンブリだけが制御カムを回転させることによって調整されることができる。

コイル装置２１、２３は直列に接続され、しかしながら好ましくは、ＡＣジェネレータ１９には互いに並列に接続されて、したがってその結果、スリーブ部３において一方向の磁束を生成する。ＡＣジェネレータは、コイル装置２１、２３に取付けられた、電流および／または周波数および／または電圧の強度、および／または、ＡＣジェネレータ１９で設定される工具保持具５の大きさに依存して、予め定められたプログラムに従って、電流持続時間中の電力を制御する、制御システムを含む。好ましい実施例において、制御ディスク６９を回転させて、装置１が工具保持具５の大きさに対して調整されなければならないので、少なくとも１つの位置センサ９７が与えられ、回転位置および／または軸方向における２つの案内リング３７、３９の相対的位置を検知し、これに従って、加熱される工具保持具５の大きさにＡＣジェネレータ１９の制御を適合させるよう事前調整する。このようにして、取扱いがさらにより単純化され自動化される。位置センサ９７は、たとえば集線器要素５５の、たとえば制御ディスク６９などの固定部分に相対する相対的位置など、互いに対して動く装置１の構成要素の相対的位置にも応答することができることが理解される。

スリーブ部３の過熱を避けるために、コイル装置２１、２３の間に、軸方向に、たとえば案内リング３７または３９のうちにおいて、温度センサ９９が配置されて、スリーブ部３の外部の温度を検出する。したがって温度センサ９９は、必要に応じて、弾性の態様でスリーブ部３の外周表面と接触するように、または接触せずに温度を検知するように、設計することができる。温度センサ９９は、予め定められたしきい値と、付加的かつ／または代替的には聴覚的な警告信号のトリガとに依存して、ジェネレータ１９の制御システムを通して電源を切ることができる。さらに、実際の温度値はディスプレイ上に表示されることができる。

続いて、以前に説明した誘導コイル装置の変形例が説明される。同一の機能を備えた構成要素は図１から図４の名称で指定され、区別のために文字を備える。全体のレイアウトおよび動作原理を説明するため、および潜在的な変形例の説明のために、説明全体がそれぞれ参照される。

図５は誘導コイル装置１ａを示し、これは、サーボモータ１０１が案内リング３７ａまたは３９ａのうちの１つ、この場合は案内リング３９ａに接続され、ギヤボックス１０３を通じて他方の案内リング、この場合は案内リング３７ａを、回転する態様で回転軸９ａのまわりで駆動する点でのみ、図１から図４を参照して説明された装置１と実質的に異なる。サーボモータ１０１は、位置センサ９７ａを通して互いに対する案内リング３７ａ、３９ａ両方の実際の位置を検出する位置決め駆動部の構成要素である。加熱される工具保持具５ａの大きさはＡＣジェネレータ１９ａで調整可能であり、ＡＣジェネレータ１９ａは工具保持具５ａに従って関連付けられた位置に駆動モータ１０１を制御する。サーボモータ１０１はステッパモータであってもよく、その結果、ステッパモータに供給される衝動パルスの数が、２つの案内リング３７ａ、３９ａの相対的な回転角のための基準を構成する。この場合位置センサ９７ａはなくすことができるが、端位置を検出する、末端スイッチによって置換することができる。ギヤボックス１０３は従来のように与えることができる。この場合、モータ１０１のシャフトにスプロケットが置かれ、案内スリーブ３７ａの歯車に噛み合う。

図６は誘導コイル装置１ｂを示し、それは、コイル装置２３ｂの集線器装置３５ｂが、コイル装置２１ｂの集線器アセンブリ３３ｂに従って軸方向の態様で自由面末端１５ｂの
反対側を向き、ヨークスリーブ９１に接続された環状フランジ９３の代わりに集線器要素５５ｂの付加的なセットを含み、その回転軸が回転軸９ｂと平行な車軸ピン５９ｂによって軸中心に導かれ、コイル本体２７ｂ、ヨークスリーブ９１ｂ、または案内リング３９ｂで導かれる点のみが、図１から図４の誘導コイル装置１と実質的に異なる。別の制御カム１０５は案内リング３９ｂで回転可能に支持されるが軸方向に固定され、傾斜面カムアセンブリ７３ｂによって付加的な集線器要素５５ｂに結合される。集線器要素５５ｂおよび傾斜面カムアセンブリ７３ｂは、図１から図４の構成要素５５および７３に従って形成される。制御要素１０５を通して、集線器アセンブリ（３５ｂ）の集線器要素５５ｂは、集線器アセンブリ３３ｂの集線器要素から独立して工具保持具の外部周囲に接近されることができ、しかしながら好ましくは取付けられ得る。これらの好ましくは熱的に絶縁する突起した部分（８７ｂ）は集線器アセンブリ３５ｂの集線器要素５５ｂにおいてなくすことができるか、またはすべての集線器要素５５ｂで利用可能であることができる。

動作中、集線器アセンブリ３３ｂは、当初は制御カム６９ｂの調整を通じてスリーブ部３３ｂの直径に調整され、それによってコイル装置２１ｂおよび２３ｂの軸距離も調整される。工具保持具５ｂの上に装置１ｂを置いた後も、集線器アセンブリ３５ｂの集線器要素５５ｂは、制御カム１０５を回転させることによって工具保持具５ｂの近くに動かされる。

制御カム１０５が手動で調整される前に、図５に例示された方法によって案内リング３７ｂおよび３９ｂがサーボモータを通して調整される変形例は、より詳細には示されない。必要であれば、制御カム１０５は別のサーボモータで駆動することができる。

工具保持具を加熱するための誘導コイル装置の軸方向に長手方向の断面図である。 最大開口位置における装置の集線器アセンブリの軸方向図である。 図２ａの位置に関連付けられた例示における、集線器アセンブリの制御要素の軸方向図である。 集線器要素のグループの上面図である。 他方のグループの集線器要素の上面図である。 集線器要素の別の代替実施例の上面図である。 最小開口位置における集線器アセンブリの上面図である。 図３ａの位置における制御カムの上面図である。 装置のコイル装置の距離を制御する調整アセンブリの部分的な径方向の断面図である。 誘導コイル装置の実施例の軸方向に長手方向の断面図である。 装置の別の実施例の軸方向に長手方向の断面図である。

Claims (23)

1. 回転工具のシャフト（１３）のための受取開口部（１１）を含む工具保持具（５）の自由端スリーブ部（３）を加熱するための誘導コイル装置であって、前記工具保持具は、受取開口部（１１）にある工具のシャフト（１３）を、プレス嵌めによって保持し、加熱されるとこれを解放し、
   加熱動作中にスリーブ部（３）を囲むコイルアセンブリ（２１，２３）と、
   スリーブ部（３）の自由端（１５）に隣接したコイルアセンブリ（２１，２３）の側であって、工具保持具（５）のスリーブ部（３）の自由端（１５）の少なくとも近くに配置され得る、電気的に実質的に非誘導性の軟磁性材料でできた磁束集線器アセンブリ（３３）とを備え、
   （ａ）コイルアセンブリ（２１，２３）は、互いに距離をおいて配置される２つの同軸コイル装置を有し、さらに、調整手段（３７，３９，４３）が設けられ、２つのコイル装置（２１，２３）の互いの相対的な軸位置の調整が可能になるか、または、
   （ｂ）軟磁性の電気的に実質的に非導電性の材料からなる第２の磁束集線器アセンブリ（３５）が、コイルアセンブリ（２１，２３）の側方に与えられ、磁束集線器アセンブリ（３３）よりスリーブ部（３）の自由端（１５）から離れており、前記集線器アセンブリ（３３）からの第２の磁束集線器アセンブリ（３５）の軸距離は操作で変更することができ、さらに、調整手段（３７，３９，４３）が設けられ、２つの集線器アセンブリ（３３，３５）の互いの相対的な軸位置の調整が可能になるか、または、
   （ｃ）コイルアセンブリ（２１，２３）は、互いに距離をおいて配置される２つの同軸コイル装置を有し、かつ、軟磁性の電気的に実質的に非導電性の材料からなる第２の磁束集線器アセンブリ（３５）が、コイルアセンブリ（２１，２３）の側方に与えられ、磁束集線器アセンブリ（３３）よりスリーブ部（３）の自由端（１５）から離れており、前記集線器アセンブリ（３３）からの第２の磁束集線器アセンブリ（３５）の軸距離は操作で変更することができ、さらに、調整手段（３７，３９，４３）が設けられ、２つのコイル装置（２１，２３）の互いの相対的な軸位置の調整が可能になり、かつ、２つの集線器アセンブリ（３３，３５）の互いの相対的な軸位置の調整が可能になる、誘導コイル装置。
2. 工具保持具（５）とともに動作する停止手段（８９）が与えられ、停止手段（８９）は、加熱動作中にスリーブ部（３）の自由端（１５）に対するコイルアセンブリ（２１，２３）および集線器アセンブリ（３３）の軸位置を決定する、請求項１に記載の誘導コイル装置。
3. ２つのコイル装置（２１，２３）のうち１つのコイル装置（２１）および／または２つの集線器アセンブリ（３３，３５）のうち１つの集線器アセンブリ（３３）は、停止手段（８９）に対して固定された軸位置を有し、かつ、２つのコイル装置（２１，２３）のうち他方のコイル装置および／または２つの集線器アセンブリ（３３，３５）のうち他方の集線器アセンブリ（３５）の軸位置は、調整手段（３７，３９，４３）を介して、調整手段（８９）に対して選択的に調整されることができる、請求項２に記載の誘導コイル装置。
4. 他方のコイル装置（２３）および／または他方の集線器アセンブリ（３５）は、停止手段（８９）に対して予め定められた軸位置に、調整手段（３７，３９，４３）を介して選択的に調整可能である、請求項２または３に記載の誘導コイル装置。
5. ２つのコイル装置（２１，２３）および／または２つの集線器アセンブリ（３３，３５）は互いに相対的に軸方向に移動可能に導かれ、回転軸のまわりに延在する、少なくとも１つの螺旋形状の制御面（４５）を介して軸方向に互いに相対的に支持される、請求項１から４のいずれかに記載の誘導コイル装置。
6. 少なくとも１つの制御面（４５）は制御面部分（５１）を含み、制御面部分（５１）は、２つのコイル装置（２１，２３）または２つの集線器アセンブリ（３３，３５）の予め定められた軸位置において、軸に対する直交面に延在し、コイル装置（２１，２３）または集線器アセンブリ（３３，３５）を軸方向においてロックする、請求項５に記載の誘導コイル装置。
7. ２つのコイル装置（２１ａ，２３ａ）および／または２つの集線器アセンブリ（３３ａ，３５ａ）の軸位置はサーボモータによって互いに相対的に変更可能である、請求項１から６のいずれかに記載の誘導コイル装置。
8. 各コイル装置（２１，２９）は、軸方向に固定された態様で、その側面に配置される集線器アセンブリ（３３，３５）に結合される、請求項１から７のいずれかに記載の誘導コイル装置。
9. ２つの集線器アセンブリ（３３，３５）の少なくとも一方は部分（６１，６９）を含み、部分（６１，６９）は、コイルアセンブリ（２１，２３）の径方向に外側に、他方の集線器アセンブリに対して軸方向に突出し、前記部分は、軸方向に変更可能な位置の部分の実質的に全部分において他方の集線器アセンブリと重なる、請求項１から８のいずれかに記載の誘導コイル装置。
10. 集線器アセンブリ（３３，３５）の両方は互いに向かい合って突出する部分（６１，９１）を有し、前記部分（６１，９１）は軸方向に重なる、請求項９に記載の誘導コイル装置。
11. 部分は同軸に互いにロックするスリーブ部（６１，９１）として設けられる、請求項１０に記載の誘導コイル装置。
12. 少なくとも１つの第１の集線器アセンブリ（３３）および好ましくはさらに第２の集線器アセンブリ（３５）は、軟磁性で実質的に電気的に非導電性の材料でできたいくつかの集線器要素（５５）を有し、集線器要素（５５）は、回転軸（９）の周りに周方向に配置され、内側に向かう誘導コイルアセンブリ（２１，２３）の内周を越えて径方向に突出し、互いに相対的に移動可能であって、誘導コイル（２１，２３）の内周を越えて回転軸（９）に向かう突出は操作で変更できる、請求項１から１１のいずれかに記載の誘導コイル装置。
13. 集線器要素（５５）は、回転軸（９）に平行に延在するピボット軸（５９）の周りに誘導コイルアセンブリ（２１，２３）に対して旋回されることができる、請求項１２に記載の誘導コイル装置。
14. 集線器要素（５５）は、第１のリム（７９）を備え、回転軸に対向するほぼディスクの形状を有し、工具シャフト（１３）および／または工具保持具（５）のスリーブ部（３）のための開口部（５７）を形成し、かつ周方向に隣接した集線器要素（５５）の第１のリム（７９）に沿って、第１のリム（７９）に対して傾斜した角度で延在する第２のリム（８１）を備えて延在する、請求項１３に記載の誘導コイル。
15. 隣接した集線器要素（５５）の第１のリム（７９）および第２のリム（８１）は周方向でその長さにおいて少なくとも部分的に重なり、特にインタロックする態様で重なり、集線器アセンブリ（３３）は、周方向で交互である集線器要素（５５）の２つのグループを含み、アセンブリは、同一の角位置における誘導コイルアセンブリ（２１，２３）の内周を越えた第１のグループの集線器要素（５５）の径方向の張出しが第２のグループの集線器要素（５５）の径方向の重なりよりも大きい、請求項１４に記載の、または請求項１の前文との組合わせにおいて請求項１２から１４の特徴に記載の誘導コイル。
16. 第１のグループの集線器要素（５５）は、工具保持具（５）に対する集線器アセンブリ（３３）およびそこに接続される誘導コイルアセンブリ（２１）の軸方向の位置決めのためにその第１のリム（７９）において停止手段（８９）を形成する停止要素（８７）を担持する、請求項１５に記載の誘導コイル装置。
17. 集線器要素（５５）は共通の制御要素（６９）によって調整可能であって、制御要素（６９）は、誘導コイルアセンブリ（２１，２３）の軸の周りに回転可能であり、制御面カム従動子アセンブリ（７３）によって集線器要素（５５）と結合される、請求項１２から１６のいずれかに記載の誘導コイル装置。
18. ２つのコイル装置（２１，２３）は耐トルクで導かれるが互いに相対的に軸方向に移動可能であり、２つのコイル装置（２１，２３）の一方のコイル装置（２１）の集線器要素（５５）を調整する制御要素（６９）は、２つのコイル装置（２１，２３）の他方のコイル装置（２３）と耐トルクで接続される、請求項４または５との組合わせにおいて請求項１７に記載の誘導コイル装置。
19. 制御要素（６９）は手動で動作可能なハンドリング要素（９５）を含む、請求項１７または１８に記載の誘導コイル装置。
20. 制御要素（６９）はサーボモータによって駆動されることができる、請求項１７または１８に記載の誘導コイル装置。
21. 少なくとも１つの位置センサ（９７）は、コイル装置（２１，２３）および／または集線器アセンブリ（３３，３５）の軸距離および／またはコイル装置（２１，２３）の内周を越える少なくとも第１の集線器アセンブリ（３３）の径方向の張出しを表す信号を生成するコイル装置（２１，２３）および／または集線器アセンブリ（３３，３５）と関連付けられ、コイル装置（２１，２３）はＡＣジェネレータ（１９）に結合され、その電流および／または持続期間中の電力および／または電圧は信号に依存して制御可能である、請求項１から２０のいずれかに記載の誘導コイル装置。
22. コイル装置（２１，２３ａ）および／または集線器アセンブリ（３３ａ，３５ａ）の軸距離および／または少なくとも第１の集線器アセンブリ（３３ａ）の径方向の張出しは少なくとも１つの位置決め駆動部、特にステッパモータ位置決め駆動部によって制御可能であり、コイル装置（２１ａ，２３ａ）はＡＣジェネレータ（１９ａ）に結合され、その電流および／または持続期間中の電力および／または電圧は調整可能であって、それが設定に依存して少なくとも１つの位置決め駆動部を制御する、請求項１から２０のいずれかに記載の誘導コイル装置。
23. 温度センサ（９９）はコイル装置（２１，２３）の間に軸方向に配置され、工具保持具（５）のスリーブ部（３）の温度を検知する、請求項１から２２のいずれかに記載の誘導コイル装置。

Images