专利名称：感应线圈单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于加热工具夹的自由端套管段的感应线圈单元，该 工具夹包括用于旋转工具的轴的中央接收口并以压配合的方式夹持处于与 接收口中的工具夹旋转轴同轴的工具的轴，而在加热时将其松开。
WO 01/89758 Al公开了借助于基本以同轴方式包围套管段的环形线圈 装置对套管段进行感应式加热的技术。线圈装置与高频交流发电机相连并 在金属套管段中感应出加热套管段的涡流。在端面和线圈装置的圓周上设 置有用于集中磁通的集中器元件，该集中器元件由软磁性的基本为如铁氧 体之类的非导电材料制成，其可将由线圈装置产生的磁通引导到工具夹的 套管段上，尤其可将磁通引导到套管段的自由端部段上。与套管段的自由 端相邻的集中器装置的部段由可径向运动的元件构成。按照这种方式'被 所述元件包围的通孔可与工具夹的直径适配。搡作期间，所述元件置于套 管段的自由端的轴向端面上，并因此在加热操作期间确定线圈装置及在其 他方面与该线圈装置结合成一个结构单元的磁通集中装置相对于套管段自 由端的轴向位置。利用这种方式可使感应线圏单元相对于工具夹轴向定位。
DE 101 57 432Al披露了一种类似的感应线圈单元，其中，在加热操作 期间包围套管段的环形线圈装置包括两个彼此以固定的轴向间距设置的线 圈部分。两个线圈部分之间的轴向部分没有线圈。这种方式适于套管段的 中间部分比其端部部分温升小的情况。
工具夹的套管段具有适用的轴向长度，而套管段的直径可根据工具轴 的直径选择。在传统的感应线圈单元中，只有由磁通集中装置确定的用于 工具轴的开口的直径可与要加热的工具夹适配。由于线圈装置具有预定的 恒定的轴向长度，要么必须更换线圈装置，要么不可避免地会对没有用于 夹紧工具的轴的工具夹部分加热。
背景技术：
发明内容
本发明的目的是提供一种感应线圈单元，尽管需加热的套管段的轴向 长度不同，通过该感应线圈单元仍可对工具夹进行均匀加热。
本发明的感应线圈单元包括
■一环形线圈装置，其在加热操作期间大致同轴地包围套管段， 一由软磁性的基本上为非导电的材料制成的磁通集中装置，其在至 少靠近工具夹的套管段的自由端处并处于所述线圈装置的与所述套管段的
自由端相邻的一侧上；
■ 一与工具夹共同起作用的止挡构件，其在加热操作中确定线圈装置 相对于套管段的自由端的轴向位置和磁通集中装置相对于套管段的自由端 的轴向位置。
根据本发明，实现上述目的的技术方案是，线圈装置具有两个以可搡 作地改变彼此的轴向间距的方式设置的彼此同轴的线圈单元，和/或第二磁 通集中装置，该第二磁通集中装置由软磁性的基本为非导电的材料构成， 其被设置在线圈装置的远离套管段自由端的一侧，它与首次提到的第一磁 通集中装置的轴向距离可操作地改变；及设有调节构件，这些调节构件可 以有选择地调节两个线圈单元和/或两个磁通集中装置彼此间的轴向位置， 致使可选择地调节两个线圈单元中的至少 一个和/或两个磁通集中装置中的 至少一个相对于止挡构件的轴向位置。
通过这种措施，由线圈装置产生的磁通可在套管段的所述部分形成使 套管段升温的涡流，可限制地选取相应套管段的自由端并使其定位。因此， 本感应线圏单元可以有针对性地适用于套管段具有不同长度的紧固区的工 具夹。
两个线圈或磁通集中装置可以合适的方式彼此互锁，或者相对于壳体 锁定，或相对于感应线圈单元的固定器锁定，使得线圈单元或磁通集中装 置的轴向距离不因磁力而改变。此时可使两个线圈单元和/或两个磁通集中 装置的轴向位置相对于止挡构件改变和锁定。在一优选设计中，使两个线 圈单元之一和/或两个磁通集中装置之一相对于止挡构件具有固定的轴向位 置，而两线圈单元的另夕j、一个或两个磁通集中装置的另外一个的轴向位置 可通过调节构件可选择地相对于止挡构件调节。这可简化感应线圈单元的 结构构造，也可简化操作过程中的操纵，由于可将操作过程中与止挡构件
轴向固定地连接的线圈单元或磁通集中装置设置在相对于工具夹的套管段 的自由端为相同的恒定轴向位置上，事实证明其具有套管段加热均匀的优
这表明可方便地进行操纵。
可对两个线圈单元或两个磁通集中装置进行导向，使它们彼此可沿轴 向相对运动。为了能简单而再现地调节相当小的距离差，可通过行程减速 齿轮机构以合适的方式进行驱动，将如可手动操作的操纵机构的较大的行 程转换成两个线圈单元或两个磁通集中装置彼此相对较小的轴向位移。在 一特别简单的设计中，可引导两个线圈单元和/或两个磁通集中装置彼此相 对运动，通过至少 一个围绕旋转轴延伸的螺旋状控制表面使它们沿轴向彼 此支撑。线圈单元或磁通集中装置的外周边相当大，因此可足够大地减小 外圓周与轴向位移的相对运动。控制表面适当地被限制在轴线方向的两侧 上，例如，将其设置成螺旋状的狭缝，致使控制表面沿轴向的两个方向起 作用。优选沿圆周方向配置几个这样的控制表面，以使导致倾斜的径向力 对称。可以想到的是，如果需要，还可用伺服电机驱动这种控制运动。
如上所述，由于操作过程中产生的磁通，在两个线圏单元或磁通集中 装置之间产生轴向力，所述轴向力必须由锁定构件抵消。这可通过具有在 两个线圈单元或两个磁通集中装置的预定轴向位置上的至少一个控制表面
它们将线圏单元或磁通集中装置保持在轴向位置上。这些正交的控制表面 部段以自动制动的方式起作用。
每个线圈单元优选与设置于其侧面的磁通集中装置轴向固定地连接。 因此，优选将磁通集中装置设置成使它们尽可能向外地屏蔽线圈装置的磁 场。所以，两个磁通集中装置的至少之一包括相对于另一磁通集中装置轴 向突出、沿径向处于线圈装置外部的部分，该突出部分大致在轴向可变位 置的整个部分中与另一磁通集中装置轴向重叠。 一种合适的方式是，两个 磁通集中装置具有彼此突出且彼此同轴而可伸缩地互锁的套管段。可以想 到的是，所述互锁部分也可通过互锁销结构来实现。
至少与工具夹的套管段的自由端轴向相邻的第一磁通集中装置、优选 还有第二磁通集中装置可具有几个彼此可相对运动的集中器元件，这些元 件由软磁性的基本为非导电的材料构成，围绕旋转轴沿圓周方向设置，并
沿感应线圈装置的内表面向内突出的径向分布，可操作地改变它们朝旋转
轴超出感应线圈装置的内圓周的径向伸出长度或距离(iiberstand )。在这种 感应线圈单元中，不仅可调节涡流加热的轴向有效长度，而且可将磁通集 中在套管段的自由端。对集中器元件的合适的设计在WO01/S9758A1中已 描述。业已证明特别合适的是，可使集中器元件围绕平行于旋转轴延伸的 枢轴相对于感应线圈装置枢转，因为回转式导向比移动式导向更不容易咬 死。尤其合适的是，所述各集中器元件具有近似于盘片的形状，它们分別 以其第一边缘与所述旋转轴相对设置并由此形成用于所述工具夹或/和用于 所述工具夹的套管段的通孔，同时分别以其相对于该第一边缘倾斜走向的 第二边缘沿着在圆周方向上相邻的另一集中器元件的第一边缘延伸,.由此， 即使集中器元件本身不重叠并且可相当容易而顺畅地控制集中器元件围绕 其枢轴进行枢转运动，也可使相邻的各集中器元件之间沿圓周方向没有缝 隙或只保留非常窄的缝隙。
在一构成发明本身的优选设计中，还可利用与上面描述的感应线圈单 元不同的感应线圈单元，可将该感应线圈单元设置成使集中器元件的盘大 致正交地对准其枢轴，且相邻的集中器元件的第 一和第二边缘至少重叠于 其沿圆周方向的部分长度上，尤其以交叠的方式重叠；磁通集中装置包括 两组沿圆周方向交替的集中器元件，其中将这些组件安置成使在相同角度 位置处第一组集中器元件超出感应线圏装置的内周边的径向伸出距离大于 第二组集中器元件的径向伸出距离。在这种设计中，只有第一组集中器元 件可置于套管段的圆周上，而第二组集中器元件被设置成在不减小由第一 组集中器元件限定的通孔的最大直径的情况下以其第一边缘沿径向朝外偏 置，由此可将最小直径设计得更小，据此，借助感应线圈单元也可对直径 比较小的套管段进行加热。
第一组集中器元件优选在其第一边缘上载有形成止挡构件的止挡元 件，用于使磁通集中装置和与止挡构件相连的感应线圈装置相对于工具夹 轴向定位。此外，若套管段的直径同样很小，止挡构件本身也起作用。当 然，如果需要，也可设置分开的止挡元件。
合适的方式是，借助于共用的、可相对于感应线圈装置同轴旋转的控 制元件来调节集中器元件，控制元件通过控制表面凸轮随动组件 (Steuerflachen-Nockenfolger-Anordnungen )与集中器元件耦合。
业已证明，若使控制元件与两个线圈单元之一、尤其与邻近套管段自 由端的那个线圈单元抗扭转地连接则特别有利。采用这种方式，两个线圈 单元或磁通集中装置的轴向定位以及用于工具夹的通孔的尺寸可通过同一 控制元件来调节。此外，可手动操作控制元件或借助伺服电机驱动控制元 件。当然，这种耦合方式并非是强制性的，更确切地说，可将对集中器元 件的控制与对两个线圈单元的定位控制分开进行，例如通过在控制盘和用 于引导两个线圏单元的轴向调节的导向环之间设有耦连件来实现，该耦连 件例如可由定位销构成。下压定位销时，控制盘与导向环耦合。当然，若 拔出一或多个控制销，控制盘与用于引导两个线圈单元的轴向调节的导向 环分离，控制盘的旋转仅导致对磁通集中装置的调节。
线圈装置由优选提供高频电流的交流发电机供电。通过以公知的方式 控制交流发电机可预先设定激励线圈装置的电流强度和/或频率和/或电压 当然也可包括时间间隔，于是可根据工具夹的类型和尺寸避免因工具夹过 热而引起的损坏。在一优选设计中，线圏单元和/或磁通集中装置设置有至 少一个位置传感器，该位置传感器发出与线圏单元和/或磁通集中装置的轴 向距离相应的信号、和/或与至少第一磁通集中装置超出线圈装置的内部圆 周的径向伸出部分相应的信号，根据这些信号控制交流发电机。由于已通 过手动操作将感应线圈单元调节到适合工具夹的尺寸，因此，可自动确定 需从交流发电机提供的用于加热所述工具夹的电能。这种方式简化了操作。
或者，通过至少 一个定位驱动件调节线圈单元和/或磁通集中装置的轴 向距离和/或至少第 一磁通集中装置的径向伸出部分，该定位驱动件可根据 交流发电机的设定来调节和控制。按照这种方式设定于交流发电机上用于 加热工具夹的电流强度和/或电流持续时间和/或电压也可确定线圈单元或 磁通集中装置的位置。而且在这种情况下可简化操作。优选定位驱动涉及 步进电机定位驱动，其步进顺序是对线圈单元或磁通集中装置轴向位置的 量度。
利用温度传感器对工具夹的加热进行监测是公知的。温度传感器发出 的与温度相关的信号可用来显示工具夹套管段的实际温度，或者也可用来 产生与阈值相关的报警信号，或用来产生与使交流发电机停止工作的阈值 相关的信号。而在传统的感应线圈单元中，套管段只可根据条件读取温度 测量值。在本发明一优选设计中，检测工具夹套管段的温度的温度传感器
沿轴向被设置在线圈单元之间。在该设计中，可利用反正已存在的用于测 量套管段温度的区域中的空间。如果需要的话，尤其可使温度传感器与套 管段的表面直接接触以提高测量精度。
下面将参考附图详细描述本发明的 一 些设计。附图中
图1为用于加热工具夹的感应线圈单元沿轴线方向的纵向截面图2a为所述单元的磁通集中装置在其最大开启位置的轴向图2b为与图2a所示位置有关的磁通集中装置的控制元件的轴向图2c为一组集中器元件的顶视图2d为另一组集中器元件的顶视图2e为集中器元件一设计的另 一可供选择方案的顶视图3a为在最小开启位置的磁通集中装置的顶视图3b为在图3a所示的位置的控制盘的顶视图4为控制所述单元的线圈单元的距离的调节组件的局部剖切径向4':
面图5为感应线圈单元的一变型例沿轴线方向的纵向截面图； 图6为所述单元的另一变型例的沿轴线方向的纵向截面图。
具体实施例方式
图1至4示出了用于加热工具夹5的套管段3的感应线圈单元1,该工 具夹可通过围绕其旋转轴9旋转运行的联接部分7与未详细示出的工具机 械的驱动心轴或类似部件联接。联接部分7可以是常规的标准联接件，例 如，大倾角的锥形联接件、或图示实施例中的中空轴联接件。
套管段3具有相对于旋转轴9为中心的接收口 11，该接收口在运行期 间以压配合的方式固定如钻头或铣刀之类的旋转工具的轴13。接收口 11的 压配夹紧部分沿轴向仅在接收口 11轴向深度的一部分的上方延伸，虽然只 在一部分的上方延伸，但该部分可确保工具轴13的轴向固定和传递所需的 转矩。沿轴向远离套管段自由端15的直径扩大部分17与夹紧部分相连，
套管段3的夹紧部分可被感应线圈单元1加热，使接收口 11具有超过
工具轴13的尺寸，这样就可将工具轴13松松地插入接收口 11内，或从该
接收口中取出。此处将感应线圈单元1连接到例如可供给10kHz或更高频 率的交流的交流发电机19上。由单元1产生的轴向穿过套管段3的磁通在 套管段3内产生涡流而加热套管段3，于是套管段膨胀。冷却后套管段缩回 到某一尺寸，以便压配固定工具轴13。
为了能使工具轴13从工具夹15中卸下，重要的是，在足够短的时间 内使套管段3均匀膨胀，使得接收口 11具有在所有轴向位置上超过也可能 略微膨胀的工具轴13的尺寸。为了确保均匀加热套管段3，单元l设有两 个彼此轴向相距一定距离的线圈单元21, 23，它们的缠绕在线圈骨架25， 27上的线圈29， 31以环形方式在径向外部包围套管段3，且基本上与旋转 轴9同心。两个线圈单元21， 23的每一个都配设有^兹通集中装置33或35， 这些磁通集中装置相对于与其所配设的相关线圏单元21或23被轴向固定。
包括所配设的磁通集中装置33或35在内的线圈单元21和23各与一 导向环37或39相连，在这种情况下，导向环39可沿安装在单元上、相对 于旋转轴9轴线平行地延伸、由附图标记41表示但未详细示出的导轨被引 导地运动，借此单元1可相对于工具夹5相对位移。两个导向环37, 39被 导引成彼此可围绕旋转轴9旋转并沿旋转轴9轴向移动，以便根据当前需 加热的工具夹5的套管段3的夹紧部分的长度来调节包括配设的磁通集中 装置33, 35在内的线圈单元21, 23的轴向距离。
在导向环37, 39彼此面向的径向圓周表面上沿圓周方向分布有几个邻 近的、呈螺旋形地包围旋转轴的倾斜表面凸轮组件43,所述倾斜表面凸轮 组件在导向环37， 39之间相对转动时沿两个轴向方向以形状闭锁的方式强 制地调节两个线圈单元21， 23的轴向位置以及与这两个线圈单元21， 23 相配置的；兹通集中装置33， 35的轴向位置。
图4示出了倾斜表面凸轮组件43的细节。每个倾斜表面凸轮组件43 包括狭缝45,该狭缝通常紧跟在一圓周表面的、此处是导向环39的外周表 面的螺旋线之后，从另一圓周突出的、此处是从导向环37的内周表面突出 的凸轮突起47嵌入该狭缝中。
倾斜表面凸轮组件43沿圆周方向被分段成几个倾斜表面部分49,这些 倾斜表面部分由切向地沿正交平面延伸的定向部分(Indexierabschnitte ) 51 连接。定向部分51连接于狭缝45的两端。在导向环37， 39相对旋转期间，
倾斜表面部分49导致导向环37, 39的轴向距离改变，由此引起包括配设 的磁通集中装置33, 35在内的线圈单元21, 23的轴向距离改变。另一方 面，定向部分51也引起导向环37， 39在预定的轴向工作位置轴向互锁， 致使在操作过程中基于线圈单元21, 23的磁场所产生的轴向力不能调节导 向环37, 39。每个工作位置53被规定有不同的工具夹尺寸，因而可通过导 向环37, 39彼此的简单旋转来调节单元1使之适合不同尺寸的工具夹。如 果需要的话，可针对工具夹类型对导向环37， 39或与这些环连接的部件作 出才示i己。
^i通集中装置33, 35将线圈单元21， 23的^t通集中到工具夹5的套 管段3上。与由正交的平的前面构成套管段3的自由端15相邻的磁通集中 装置3包括几个如图2a和3a的顶视图中所示的集中器元件55，这些集中 器元件的盘形表面基本上彼此对准地被设置在正交平面上并限定出用于套 管段3的端面15的通孔57。全部用软磁性的基本如铁氧体之类的非导电的 材料构成的集中器元件55被支撑于轴销钉59上，该轴销钉处于相对于旋 转轴9轴向平行地邻近自由端面15的线圈单元21的线圈骨架55之处。与 旋转轴9同心的、由集中器材料制成的圆柱形磁轭套管61连接到集中器元 件55上、优选连接在邻近线圈单元21径向外侧上的集中器元件上，该磁 轭套管从集中器元件55朝另一线圈单元23轴向突出。线圈单元21和磁轭 套管61相对旋转轴9中心可旋转但沿轴向固定地被支撑于导向环37上。 由此包括与磁轭套管61连接的线圈单元21的磁轭套管61可轴向运动，另 外还在导向环39处产生抗扭矩。为此，可在磁轭套管61上设置一或多个 轴向狭缝63,而相应的与导向环39连接的突起65嵌入所述狭缝内以确保 转动。可以理解的是，也可将狭缝设置为凹槽，或者也可将狭缝设置在导 向环39内。
可通过如螺栓67或可分离的耦合件将控制盘69安装于导向环37上， 该控制盘沿轴向背离线圏单元21的一侧覆盖并轴向固定集中器元件55。如 图2b和3b所示，控制盘具有与旋转轴9同心的、用于套管段3的通孔71， 控制盘通过倾斜表面凸轮组件73与每个集中器元件55耦合。当控制盘69 相对于导向环39旋转时，倾斜表面凸轮组件73使集中器元件55围绕轴销 钉59枢转，因此改变集中器元件55相对于旋转轴9的径向方向超出线圈 单元21的内周边的径向伸出部分。倾斜表面凸轮组件73由处于控制盘69
中近似螺旋形状的凹槽或狭缝75以及在集中器元件55处的凸轮突起部77 构成。
如在图2a， 3a中可清楚地看出的那样，每个集中器元件55具有第一 边缘79和第二边缘81 ，通过第一边缘集中器元件被定位成与旋转轴9径向 相对，第二边缘以一锐角连接于与旋转轴9相邻的第一边缘79的端部。边 缘79， 81具有沿这些边缘延伸的空隙83或85，而在空隙上相邻的集中器 元件55在圓周方向上与其第一边缘79和其第二边缘81交叠地重叠。因此 集中器元件55在圆周方向上形成通孔57,可通过使控制盘67旋转于最大 开启直径(图2a)和最小开启直径(图3a)之间来改变通孔的尺寸。
可将沿圆周方向相邻的集中器元件55的第一边缘79设计成不同，因 此在第一组集中器元件55中，在线圏单元21的内周边上方的第一边缘79 的限定部分的通孔57的径向伸出部分大于第二组集中器元件55的相应部 分的径向伸出部分。两组集中器元件55在圆周方向上交替。如图2a和2b 所示，集中器元件55的径向隆起部分87在小于第二组集中器元件55的直 径圓上限定出通孔57。如图3a所示，由于相比之下第二组集中器元件55 径向回缩，通孔57的最小直径可通过这种方式保持很小。此外，从以顶视 图示出的图2c和2d中可清楚看出两组集中器元件55，其中，特别是从图 2d中可更清楚地看出径向伸出或径向隆起部分87。在可供选择的设计中， 也可将集中器元件55设置成彼此相同，其中这样的设计示于图2e顶视图 中。
隆起部分87可由集中器元件55的软磁性材料构成，但优选的是，其 由如塑料或陶瓷之类的绝热材料构成，以便在操作过程中使磁通集中装置 33与被加热的套管段3隔热。隆起部分87在其沿轴向面向线圈单元21的 一侧形成止动表面89，通过该止动表面单元1可被轴向定位在自由端面15 上，因此集中器元件55与自由端15的部分中的前面和/或圆周紧密相邻。 于是，集中器元件55可沿轴向或径向与圆周表面和/或前面重叠。当然，这 不是必需的。
同样，设置在线圈单元23上的磁通集中装置35包括磁轭套管91，该 磁轭套管与旋转轴9同轴地径向朝外包围线圈单元23并与磁通集中装置35 的磁轭套管61轴向可伸缩地嵌合。径向朝内突出的环形凸缘93在线圈单 元23的轴向远离线圈单元21的 一侧上整体地与磁轭套管91连接。磁轭套
管91和环形凸缘93由集中器材料构成。线圈单元23和磁通集中装置35 固定地连接到导向环39。因此，磁轭套管61, 91沿圓周方向基本闭合。可 以理解的是，不用环形闭合的套管而用指形磁辄结构也是适合的，在这种 结构中，轴向延伸的指形部分沿圆周方向彼此相随，并以交替方式彼此嵌 合。
由于控制盘69与导向环37防扭转地连接，为此，通过设在其外周边 上的夹肋95在单一的操作过程中可相对防扭转地导引导向环39,从而旋转 控制盘69,不仅可使线圈单元21, 23的轴向距离而且还可使通孔57的直 径适配于需加热的工具夹5。因此，可简化操作单元I的使用。当然，需要 时控制盘69也可与导向环37脱开，此时在两个元件之间可设置相应的耦 连件。例如，也可用定位销7代替螺栓6，所述定位销在接合位置使控制盘 69和导向环37连接。而在定位销退出接合位置时，控制盘69可与导向环 37脱离，因此可按需要通过旋转控制盘仅调节磁通集中装置。
线圈单元21， 23彼此串联连接，但优选的是，每一个都彼此平行地连 接到交流发电机19,因此其在套管段3中产生相同方向的磁通。交流发电 机19包括控制系统，该系统根据由设置于交流发电机19上的工具夹5的 尺寸而预先制定的程序控制电流强度和/或频率和/或施加在线圈单元21， 23 上的电压和/或电流的接通时间。由于如前所述的单元1根据工具夹5的尺 寸通过旋转控制盘69进行调节，在一优选设计中，设有至少一个位置传感 器97，该位置传感器检测沿转动方向和/或轴向两个导向环37, 39的相对 位置，并根据要加热的工具夹5的尺寸预先设定对交流发电机19的相应控 制。按照这种方式使用更加简便并能实现自动化。可以理解的是，位置传 感器97也可响应单元1的运动部件彼此的相对位置，例如，响应集中器元 件55相对于如控制盘69之类的静止部件的相对位置。
为了避免对套管段3的过度加热，可将温度传感器99沿轴向设置在线 圏单元21, 23之间，例如，将检测套管段3的外周边温度的传感器设置在 导向环37或39之一上。如果需要，可将温度传感器99构成为使其具有弹 性地处于套管段3的圆周表面上或者也可不接触地检测温度。温度传感器 99可根据预定的极限值通过控制交流发电机19而切断电源，并附加地或可 供选择地发出光学或声音报警信号。还可在显示器上显示温度的实际值。
下文对前述感应线圈单元的一些变型进行描述。为了区分起见，该例
中与图1到4所示功能相同的每一部件的附图标记都带有字母。为了描述 结构和工作方式及描述可能的 一些变形，将分别参考附图进行整体描述。
图5示出了感应线圈单元la，其与结合图1到4所描述的单元1的主 要区别在于，在导向环37a或39a之一上、此处是在导向环39a上设有伺服 电机IOI，该伺服电机通过传动齿轮箱103驱动另一导向环、此处是驱动导 向环37a围绕旋转轴9a旋转。伺服电机101是通过位置传感器97a检测两 个导向环37a, 39a彼此相对的第一位置的位置驱动构件。可在交流发电机 19a上对要加热的工具夹5a的尺寸进行调节，与此相应交流发电机19a控 制伺服电机101进入与工具夹5a相关的位置。伺服电机101可以是步进电 机，因而供给步进电机的驱动脉沖的数量构成两个导向环37a， 39a的相对 旋转角度的量度。在这种情况下，可设置位置传感器97a，当然，也可用检 测端点位置的端部开关代替。传动齿轮箱103可以是传统的传动齿轮箱。 在此情况下，与引导套管37a的齿轮啮合的小齿轮可位于电机101的轴上。
图6示出了感应线圏单元lb，其与图1到4中所示的感应线圈单元1 的区别只在于，形成与线圈单元21b的磁通集中装置33b相应的沿轴向背 离自由端面15b的线圈单元23b的集中器单元35b,并包括用来代替与磁轭 套管91相连的环形凸缘93的另外一组集中器元件55b，该组集中器元件通 过与旋转轴9b轴向平行设置的轴颈59b可枢转地在线圈骨架27b、或磁轭 套管91b、或导向环39b处被导向。另一控制盘105可旋转地且轴向固定地 支撑在导向环39b上，该控制盘与另外的集中器元件55b通过倾斜表面凸 轮组件73b耦合。集中器元件55b和倾斜表面凸轮组件73b由与图1到4 所示的相应组件55和73构成。通过控制元件105，石兹通集中装置35b的集 中器元件55b可独立于磁通集中装置33b的集中器元件而靠近工具夹的外 周边，但优选将其置于工具夹的外周边上。可在磁通集中装置35b的集中 器元件55b上分设这些优选为绝热的隆起部分87b,或者可使所有集中器元 件55b都具有绝热的隆起部分。
在操作过程中，首先通过控制盘69b的调节将磁通集中装置33b调到 套管段33b的尺寸，借此也调准线圈单元21b和23b的轴向距离。在将单 元lb安装在工具夹5b上后，磁通集中装置35b的集中器元件55b通过控 制盘105的旋转也靠近工具夹5b。
本说明书没有详细描述在手动调节控制盘105之前根据图5所描述的
内容通过伺服电机调节导向环37b和39b的一种变型。如果需要，控制盘 105可由另 一伺服电机驱动。
权利要求
1.一种用于加热工具夹(5)的自由端套管段(3)的感应线圈单元，该自由端套管段(3)包含用于旋转工具的轴(13)的接收口(11)，所述工具夹以压配合形式将所述工具的轴(9)夹持于所述接收口(11)内并在加热时释放该轴，该感应线圈单元包括-一个在加热操作过程中包围所述套管段(3)的线圈装置(21，23)，-一个配设成至少靠近所述工具夹(5)的所述套管段(3)的自由端(15)的磁通集中装置(33)，该磁通集中装置由软磁性的、基本上为非导电的材料制成，并处于所述线圈装置(21，23)的与所述套管段(3)的自由端(15)相邻的一侧上，其特征在于，所述线圈装置(21，23)具有两个彼此同轴的线圈单元，但这两个线圈单元之间的轴向间距可操作改变，或/和在所述线圈装置(21，23)的远离所述套管段(3)的自由端(15)的一侧上设有由软磁性的、基本为非导电的材料制成的第二磁通集中装置(35)，该第二磁通集中装置(35)与前面首次提到的第一磁通集中装置(33)的轴向距离可操作改变，及设有调节构件(37，39，43)，这些调节构件可调节两个线圈单元(21，23)或/和两个磁通集中装置(33，35)彼此间的轴向位置。
2. 如权利要求1所述的感应线圈单元， 其特征在于，设有与所述工具夹(5)共同起作用的止挡构件(89)，在加热操作过 程中这些止挡构件固定所述线圏装置(21， 23)和所述磁通集中装置(33) 相对于所述套管段(3)的自由端(15)的轴向位置。
3. 如权利要求2所述的感应线圈单元， 其特征在于，所述两个线圈单元(21, 23)中的一个线圈单元(21 )或/和所述两个 磁通集中装置(33， 35)中的一个磁通集中装置(33)具有相对于所述止 挡构件(89)固定的轴向位置，且通过所述调节构件(37, 39, 43 )可选 择地调节所述两个线圏单元(21, 23)中的另一线圈单元(23)或/和所述 两个磁通集中装置(33, 35 )中的另一磁通集中装置(35)相对于所述止挡构件(89)的轴向位置。
4. 如权利要求2或3所述的感应线圈单元， 其特征在于，借助所述调节构件(37， 39, 43 )可选择地将所述另一线圈单元(23) 或/和所述另一磁通集中装置(35)调节到相对于所述止挡构件(89)的预 定轴向位置。
5. 如权利要求1到4中任一项所述的感应线圈单元， 其特征在于，所述两个线圏单元(21, 23)或/和所述两个磁通集中装置(33， 35) 被导S j作彼此相对的轴向运动，且通过至少 一个围绕旋转轴的螺旋形的控 制表面(45)彼此沿轴向支撑。
6. 如权利要求5所述的感应线圈单元， 其特征在于，所述至少一个控制表面(45)具有在所述两个线圈单元(21， 23)或 所述两个磁通集中装置(33, 35 )彼此相对的预定轴向位置处的、在垂直 于轴线的平面内延伸的控制表面部段(51 )，这些控制表面部段使所述线圈 单元(21， 23)或所述磁通集中装置(33, 35 )轴向被锁定。
7. 如4又利要求1到6中任一项所述的感应线圈单元， 其特征在于，所述两个线圈单元(21a， 23a)或/和所述两个磁通集中装置("a, "a) 彼此相对的轴向位置可通过伺服电机改变。
8. 如权利要求1到7中任一项所述的感应线圈单元， 其特征在于，每个线圈单元(21, 29)与配设于其一侧的所述磁通集中装置(33, 35)轴向固定连接。
9. 如权利要求1到8中任一项所述的感应线圈单元， 其特征在于，所述两个磁通集中装置(33, 35 )中的至少一个包括在所述线圈装置 (21, 23)的径向外部的、相对于另一磁通集中装置轴向突出的部分(61, 91 ),该突出部分与所述另一磁通集中装置基本上在轴向可改变位置的整个 区段内沿轴向重叠。
10. 如权利要求9所述的感应线圈单元， 其特征在于，所述两个磁通集中装置(33， 35)具有相互重叠的相向突出的部分(61, 91)，且这些部分(61, 91)轴向重叠。
11. 如权利要求10所述的感应线圈单元， 其特征在于，所述部分被构成为同轴的彼此插套的套管段(61， 91)。
12. 如权利要求1到11中任一项所述的感应线圈单元， 其特征在于，至少第一磁通集中装置(33)、优选也包括第二磁通集中装置(35)具 有多个由软磁性的基本为非导电的材料制成的、沿圆周方向围绕所述旋转 轴(9)径向超出所述感应线圈装置(21, 23)的内部周边朝内突出的、彼 此相对运动的集中器元件(55)，该集中器元件朝向旋转轴(9)超出感应 线圏装置(21, 23)的内周边径向伸出的长度可操作改变。
13. 如权利要求12所述的感应线圈单元， 其特征在于，所述集中器元件(55)可围绕平行于所述旋转轴(9)延伸的枢轴(59) 相对于所述感应线圈装置(21, 23)枢转。
14. 如权利要求13所述的感应线圈单元， 其特征在于，所述各集中器元件(55)具有近似于盘片的形状，它们分别以其第一 边缘(79)与所述旋转轴相对设置并由此形成用于所述工具夹(3)或/和 用于所述工具夹(5)的套管4殳(3)的通孔(57),同时分别以其相对于该 第一边缘(79)倾斜走向的第二边缘沿着在圓周方向上相邻的另一集中器 元件(55)的第一边缘(79)延伸。
15. 如权利要求14所述的或如权利要求12到14的特征部分与权利要 求1的前序部分结合所述的感应线圈单元，其特征在于，相邻的集中器元件(55)的所述第一边缘(79)和所述第二边缘(81) 至少其长度的一部分沿圓周方向重叠，尤其交叠地重叠，所述磁通集中装 置(33)包括两组沿圓周方向交替的集中器元件(55)，其中将它们设置成，使得在相同角度情况下所述第一组集中器元件(55)超出所述感应线圈装 置(21, 23)的内周边的径向伸出长度大于所述第二组集中器元件(55) 的径向伸出长度。
16. 如权利要求15所述的感应线圈单元， 其特征在于，所述第一组集中器元件(55)在其第一边缘(79)带有形成所述止挡 构件(89)的止挡元件(87),用于相对于所述工具夹(5)轴向定位所述 磁通集中装置(33)和与其连接的所述感应线圈装置(21)。
17. 如权利要求12到16中任一项所述的感应线圈单元， 其特征在于，所述各集中器元件(55)可借助一共同的、与所述感应线圈装置(21, 23)同轴的、可旋转的控制元件(69)调节，该控制元件通过控制表面凸 轮随动组件(73)与所述集中器元件(55)耦合。
18. 如权利要求17与权利要求4或5结合所述的感应线圈单元， 其特征在于，所述两个线圈单元(21, 23)防扭转地、但沿轴向可彼此相对运动地 被导引，且调节所述两个线圈单元(21, 23)中的一个线圈单元(21)的 集中器元件(55)的所述控制元件(69)与所述两个线圈单元(21， 23)中的另一线圈单元(23)防扭转地连接。
19. 如权利要求17或18所述的感应线圈单元， 其特征在于，所述控制元件(69)包括可手动操作的操纵元件(95)。
20. 如权利要求17或18所述的感应线圏单元， 其特征在于，所述控制元件(69)可由伺服电机驱动。
21. 如权利要求1到20中任一项所述的感应线圏单元， 其特征在于，为所述线圏单元(21， 23)或/和所述磁通集中装置(33， 35)配置至 少一个位置传感器(97)，该位置传感器产生代表所述线圈单元(21, 23 ) 或/和所述磁通集中装置(33, 35 )的轴向距离的信号，或/和代表至少所述 第一磁通集中装置(33)超出所述线圈装置(21， 23)的内周边的径向超出距离的信号，且所述线圈单元(21, 23)与一个交流发电机(19)连接， 根据所述信号控制该发电机的电流强度或/和电流持续时间或/和电压。
22. 如权利要求1到20中任一项所述的感应线圈单元， 其特征在于，所述线圈单元(21， 23a)之间的轴向距离或/和所述磁通集中装置(33a, 35a)之间的轴向距离，或/和至少所述第一磁通集中装置(33a)的径向超 出距离通过至少一个定位驱动装置、尤其是一个步进电机定位驱动装置调 节，并且所述线圈单元(21a, 23a)与一个交流发电机(19a)连接，该发电机 的电流强度或/和电流持续时间或/和电压是可调的，且根据这种调节控制至 少一个定位驱动装置。
23. 如权利要求1到22中任一项所述的感应线圈单元， 其特征在于，在所述线圏单元(21, 23)轴向之间设置有检测所述工具夹(5)的套 管段(3)的温度的温度传感器(99)。
全文摘要
本发明的用于加热将旋转工具的轴(13)压配合地夹持在接收口(11)内的工具夹(5)的套管段(3)的感应线圈单元(1)包括两个线圈单元(21，23)，这些线圈单元的距离可通过至少一个倾斜表面凸轮组件(43)来可定位地改变。与套管段(3)的自由端(15)相邻的线圈单元(21)配置有分布在圆周方向上的几个集中器元件(55)的磁通集中装置(33)。由集中器元件(55)确定的用于工具轴(13)的通孔(57)的宽度可通过控制盘(69)改变，集中器元件(55)通过倾斜表面凸轮组件(73)与控制盘耦合。两个倾斜表面凸轮组件(43，73)以合适的方式彼此耦合以便简化单元(1)的操作。
文档编号H05B6/38GK101189915SQ200680019736
公开日2008年5月28日 申请日期2006年4月3日 优先权日2005年4月1日
发明者弗朗兹·海默尔 申请人:弗朗兹海默机械制造两合公司