用于工具夹的感应加热的装置制造方法及图纸

一种为更换工具之目的使感应线圈感应地加热工具夹（１）的装置，包括一个由可磁化材料制成的屏蔽凸缘（２７），它一方面将磁通会聚在以压配合将一个旋转工具杆柄（１１）夹紧在工具夹（１）套筒部（５）里面，而另一方面屏蔽从套筒部（５）中突出来的工具杆柄（１１）部分，以便易于从工具夹（１）中取下工具。所述屏蔽凸缘（２７）在其轴向面对感应线圈（１３）绕组（１９）的一侧具有一个圆锥形离开套筒部（５）扩张的外表面（３１）和一个至少１．５倍于工具杆柄（１１）直径（ｄ）的轴向高度（ｈ）。该屏蔽凸缘（２７）在各个侧面都与包围感应线圈（１３）绕组（１９）的、由可磁化材料制成的磁扼壳体（２３）间隔距离地延伸。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种感应加热装置，用于感应加热工具夹的套筒部，套筒部具有一个容纳旋转工具(刀具)如钻具或铣刀或研磨工具的杆柄的中心容纳孔，所述工具夹以压配合将在容纳孔中就位的工具杆柄夹紧，并在加热时松开。众所周知，尤其对于高速旋转的工具，其杆柄热套装在一个工具夹的套筒部里面。为此，套筒部例如通过一个包围它的感应线圈加热，使工具杆柄可以插进通过加热变大的套筒部容纳孔里面。工具杆柄的外径略大于容纳孔的标称直径，使工具在套筒部冷却之后被以压配合抗扭转地夹紧在工具夹里面。为了取出工具必需重新加热套筒部。因为在此存在工具杆柄也一起被加热的危险，所以可能会出现这样的问题相对于同样热膨胀的工具杆柄，套筒部的热膨胀不够。由DE 199 15 412 A1已知一种用于加热工具夹套筒部的感应加热装置。该装置具有一个可安装在工具夹套筒部上且在这里有径向间距地环形围绕套筒部的感应线圈，感应线圈由振荡器供给交流电。感应线圈的磁场在导电的、大多也可磁化的工具夹材料中感应出感应电流，这个感应电流直接加热套筒部。感应线圈在轴向至少在整个接合长度上延伸，工具杆柄以这个接合长度插入到容纳孔中，并且感应线圈以其绕组在轴向基本终止于套筒部的工具侧的端面处。感应线圈的内圆周在径向上与套筒部间隔距离，从而对于套筒部外径不同的工具夹能够利用同一个感应线圈。在绕组的端面和其外圆周上，感应线圈的绕组被一个由可磁化材料即铁磁或铁氧材料制成的壳体所包围，壳体的与相对于空气的高导磁能力将磁通基本会聚到壳体上。与套筒部工具侧端部邻接的壳体部位由基本为盘片状的圆环件构成，该圆环件通过其内圆周顶靠在套筒部工具侧的端面上并在径向超出感应线圈绕组端面一直延伸到其外圆周。圆环件构成一个极靴，它能够将感应线圈的磁通会聚到套筒部上。本专利技术的目的是，提供一种用于工具夹的感应加热的装置，所述工具夹以热压配合将工具夹紧，本专利技术的装置通过简单的措施能够可靠地使工具从工具夹中取下来。本专利技术基于一种感应加热装置，用于感应加热工具夹的套筒部，套筒部具有一个容纳旋转工具的杆柄的中心容纳孔，所述工具夹以压配合将在容纳孔中就位的工具杆柄夹紧，并在加热时松开。这种装置包括-一个用于加热的、有径向间距地环形围绕工具夹套筒部的感应线圈，-一个为感应线圈供以周期交变振幅电流的振荡器，-一个在工具夹套筒部的工具侧的端部附近包围工具杆柄的、由会聚磁通的可磁化材料制成的圆环件，其中，所述圆环件在其最小直径处与套筒部工具侧的端部紧密邻接，尤其是顶靠在套筒部上。上述目的按照本专利技术的第一方面由此实现，即，轴向面对感应线圈内部的圆环件表面，至少在套筒部工具侧端部的外圆周与感应线圈的内圆周之间的径向局部范围中，轴向离开套筒部的端部，径向向外倾斜地延伸。由感应线圈产生的磁通必需使套筒部在夹紧工具杆柄的全部轴向长度上尽可能均匀地加热。套筒部的工具侧的端部是关键，因为在传统的感应线圈中，相邻的感应线圈轴向端部不允许或只能略微地超过套筒部的轴向端部，以防止工由于在工具杆柄上感应的涡流而对具杆柄同步加热。在已知方法(DE 199 15 412 A1)中曾试图通过一个平面的、向着工具杆柄渐缩的、由可磁化材料制成的垫片形式的极靴使磁通会聚在套筒部工具侧的端部范围中。对于这种已知的极靴垫片，面对线圈内部的垫片表面垂直于工具夹的旋转轴线延伸。已经证实，如果面对线圈内部的、由可磁化材料制成的圆环件表面倾斜地或成锥形地离开套筒部的轴向端部径向向外延伸，则一方面能够改善屏蔽作用，另一方面能够改善磁通会聚作用。这种材料分布接近于感应线圈在空气介质中的磁力线分布，并易于使磁通会聚在可磁化的圆环件材料里面。通过改善会聚作用随之改善屏蔽作用。如果圆环件在其径向靠外的部位连接到感应线圈磁回路在空气中延伸的部分，即承受这种磁场回路的磁力线变化，而且如果使感应线圈的磁通在继续变化过程中在一个由可磁化材料制成的一体或多体磁扼壳体里面延伸-这个一体或多体磁扼壳体在感应线圈的外圆周上以及在感应线圈两个轴向端面的至少一个端面上搭接感应线圈，则上述形式的圆环件屏蔽端部尤其是有利的。按照本专利技术的第二方面规定圆环件设计成屏蔽凸缘，所述屏蔽凸缘在一个至少1.5倍于工具杆柄直径的轴向高度上轴向突出于套筒部工具侧的端部，其最大直径小于感应线圈的最大绕组直径。这种由屏蔽凸缘构成的圆环件不仅在套筒部工具侧的端部处磁屏蔽工具杆柄，而且由于其相对于工具杆柄直径而定的高度，故也能够会聚倾斜于旋转轴线延伸的磁通。当然，本专利技术的两个方面可以在同一个圆环件上实现。对于上述的可磁化材料来说，应该理解为具有较高导磁能力的材料，例如铁磁材料、软铁层板或铁氧体材料，如纯铁体或类似材料。对于为感应线圈供电的振荡器，可以是一个交流振荡器或者一个直流脉冲振荡器。优选采用甚高频(hoeherfrequent)或高频(hochfrequent)电流振荡器。在一个优选的结构设计中，圆环件不仅在其面对感应线圈内部的一侧具有一个轴向离开工具夹圆锥形地扩张的外表面，而且在其轴向背离工具夹的一侧也具有一个同样圆锥形地扩张的内表面。圆锥形内表面不仅易于插入或取出工具，而且还起到与工具杆柄间隔距离地会聚磁通的作用。内表面和外表面具有基本相同的圆锥角是适宜的。圆环件在其外圆周处可以具有一个基本圆柱形的圆周面，它尤其可以由圆环凸肩构成，这个凸肩从圆环件开始在其外圆周处轴向离开工具夹。这种圆周面改善了圆环件的磁通会聚特性，尤其是当其最大直径小于感应线圈的最小绕组直径、并且圆环件在此会聚磁通的时候，圆环件使磁通到达磁回路的空气分量。轴向面对感应线圈内部的、倾斜延伸的圆环件表面适宜地以10°至80°优选20°至70°之间的角度相对于工具杆柄的轴线倾斜地延伸。圆环件的轴向高度优选为至少两倍于工具杆柄直径。圆环件可以一直延伸到靠近感应线圈绕组外径，但是宜采用一个小于感应线圈的最小绕组直径的最大直径。此外，感应线圈在其外圆周处或/和在其一个或两个端面上配有由会聚磁通的、可磁化材料制成的壳体，壳体在圆环件外部用于磁通会聚并且也可以使磁通向着圆环件偏转。感应线圈的内径选择得稍大于工具夹套筒部的外径，从而可以使同一感应线圈用于不同套筒部直径的工具夹。为了使圆环件在这种情况下能够更好地适配于不同的工具杆柄直径，圆环件优选通过一个由非磁化材料尤其是塑料或陶瓷制成的垫片固定在一个包括感应线圈的结构部件上，而且适宜地可以根据工作情况进行更换。下面借助于附图详细描述本专利技术的实施例。附图中附图说明图1为用于对工具夹感应加热的感应线圈纵向剖面图，图2-5为感应线圈变型方案的纵向剖面图。图1示出一个在这里为一体的、但是也可能为多体的工具夹1，它由至少是导电的、但在这里也可磁化的材料如钢材制成，工具夹在其轴向上的一个端部具有一个标准连接体，例如一个斜锥体3，而在其轴向上的另一端具有一个套筒部5。该套筒部5包括一个与工具夹轴线7同心的容纳孔9，以在下面还要详细描述的方式将一个未详细示出的旋转工具例如钻具、铣刀或研磨工具通过其杆柄11插进所述容纳孔9中。杆柄11的外径比容纳孔9的自由标称直径大一些，因此杆柄11以压配合插进套筒部5中，用于传递工作转矩。为了能够将工具杆柄11装进工具夹1中或者从工具夹中取出来，套筒部5通过加热扩张。加热是通过一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
感应加热装置，用于感应加热工具夹（１）的套筒部（５），套筒部具有容纳旋转工具的杆柄（１１）的中心容纳孔（９），所述工具夹以压配合将在容纳孔（９）中就位的工具杆柄（１１）夹紧，并在加热时松开，所述装置包括－一个用于加热的、有径向间距地 环形围绕工具夹（１）套筒部（５）的感应线圈（１３），－一个为感应线圈（１３）供以周期交变振幅电流的振荡器（１７），－一个在工具夹（１）套筒部（５）的工具侧的端部附近包围工具杆柄（１１）的、由会聚磁通的可磁化材料制成的圆环件（ ２７），其中，所述圆环件（２７）在其最小直径处与套筒部（５）工具侧的端部紧密邻接，尤其是顶靠在套筒部（５）上。其特征在于，轴向面对感应线圈（１３）内部的圆环件（２７）表面（３１），至少在套筒部（５）工具侧端部的外圆周与感应线圈（１３ ）的内圆周之间的径向局部范围中，轴向离开套筒部（５）的端部，径向向外倾斜地延伸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗茨海默，
申请(专利权)人：弗朗茨海默机械制造两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]