(57)【要約】  工具シャンクを有する工具を焼嵌めおよび焼外しするための焼嵌め装置であって、スリーブ部分を有する工具受入れ部を備え、このスリーブ部分は、その自由端で開き、導電材料からなり、かつ工具シャンクを摩擦締結で受け入れ、このスリーブ部分（ＨＰ）の加熱のために、工具受入れ部のスリーブ部分を取り囲み、好ましくは高周波交流がかけられることができる、リング状または円筒コイルとして形成された誘導コイルを備え、この誘導コイルは、その外周で磁気伝導性であるが非導電性材料からなる第１外被を担持し、この装置は、誘導コイルに給電する交流を発生させるための電力用半導体構成素子と、好ましくは絶縁性材料からなる誘導コイル筐体とを具備する、焼嵌め装置において、誘導コイルと、その第１外被とは、外周で、第２外被により囲まれていて、この第２外被は、非磁気伝導性および導電性材料からなり、第２外被は、その周囲に生じる浮遊磁界が第２外被中で渦電流を発生させ、これにより浮遊磁界が弱められるように設計されていて、少なくとも電力用半導体構成素子は、誘導コイルと共に、誘導コイル筐体中に収容され、この誘導コイル筐体は、誘導コイルと、その第１および第２外被と、電力用半導体構成素子とを少なくとも誘導コイルの周囲に沿って囲う、焼嵌め装置。
2019508275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具シャンクを有する工具を焼嵌めおよび焼外しするための焼嵌め装置であって、
スリーブ部分を有する工具受入れ部を備え、前記スリーブ部分は、その自由端で開き、導電材料からなり、かつ前記工具シャンクを摩擦締結で受け入れ、
前記スリーブ部分（ＨＰ）の加熱のために、前記工具受入れ部の前記スリーブ部分を取り囲み、好ましくは高周波交流がかけられることができる、リング状または円筒コイルとして形成された誘導コイルを備え、前記誘導コイルは、その外周で磁気伝導性および非導電性材料からなる第１外被を担持し、
前記装置は、前記誘導コイルに給電する交流を発生させるための電力用半導体構成素子と、好ましくは絶縁性材料からなる誘導コイル筐体とを具備する、
焼嵌め装置において、
前記誘導コイルと、その前記第１外被とは、前記外周で、第２外被により囲まれていて、前記第２外被は、非磁気伝導性および導電性材料からなり、かつ、前記第２外被は、その周囲に生じる浮遊磁界が前記第２外被中で渦電流を発生させ、これにより前記浮遊磁界が弱められるように設計されていて、
少なくとも前記電力用半導体構成素子は、前記誘導コイルと共に、誘導コイル筐体中に収容され、前記誘導コイル筐体は、前記誘導コイルと、その前記第１および第２外被と、前記電力用半導体構成素子とを少なくとも前記誘導コイルの周囲に沿って囲うことを特徴とする焼嵌め装置。
【請求項２】
前記電力用半導体構成素子は、前記第２外被のすぐ外周に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の焼嵌め装置。
【請求項３】
前記第２外被は、前記電力用半導体構成素子用の冷却体を形成することを特徴とする請求項２に記載の焼嵌め装置。
【請求項４】
前記第２外被は、１つまたは好適には複数の間隙を有し、前記間隙はそれぞれ１つの電力用半導体構成素子を受け入れ、好適には、前記電力用半導体構成素子がそれぞれ四辺で前記第２外被により囲われることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の焼嵌め装置．
【請求項５】
前記装置は、前記電力用半導体構成素子に給電するための高周波交流電圧を装置内で発生させるために、整流器と、平滑ないし共振回路コンデンサとを具備し、前記平滑コンデンサおよび／または共振回路コンデンサは、好ましくは円筒リング形状で前記誘導コイルの外周で、この周りで整列していることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の焼嵌め装置。
【請求項６】
工具シャンクを工具保持具で焼嵌めおよび焼外しするために構成された誘導コイルを備えた好ましくは請求項１または請求項２に記載の焼嵌め装置において、前記誘導コイルと、磁気伝導性および非導電性材料からなるその第１外被とが、前記外周で第２外被により囲まれていて、前記第２外被は、非磁気伝導性および導電性材料からなり、前記第２外被は、その周囲で生じる浮遊磁界を、渦電流を形成することにより弱めるように設計されていることを特徴とする焼嵌め装置。
【請求項７】
工具シャンクを工具保持具で焼嵌めおよび焼外しするために構成された誘導コイルを備えた好ましくは請求項１または請求項６に記載の焼嵌め装置において、前記誘導コイルと、少なくとも前記誘導コイルに給電し場合によっては電源電圧に対して変換された交流電圧を発生させるのに必要な前記電力用半導体構成素子とが、前記誘導コイルと共に前記誘導コイル筐体中に収容されていることを特徴とする、焼嵌め装置。
【請求項８】
前記工具受入れ部とは逆側の、前記誘導コイルの端面は、磁気伝導性および非導電性材料からなる被覆部で、好ましくは全端面を覆う磁極片の形状の被覆部が張られていることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の焼嵌め装置。
【請求項９】
前記被覆部は局部的に遮蔽カラーを有し、前記遮蔽カラーは、縦軸Ｌの方向で少なくとも工具直径の２倍、前記工具保持具の前記スリーブ部分の自由端面の上方に突出していることを特徴とする、請求項８に記載の焼嵌め装置。
【請求項１０】
前記遮蔽カラーは工具なしに交換可能であることを特徴とする請求項９に記載の焼嵌め装置。
【請求項１１】
誘導コイルの、工具受入れ部側の端面は、磁気伝導性および非導電性材料により包囲されていることを特徴とする上記請求項のいずれか１項に記載の焼嵌め装置。
【請求項１２】
前記装置は、少なくとも１つの電気基板（「基板」または「膜」）を有し、前記電気基板は、前記誘導コイルの前記外周を包囲し、前記平滑コンデンサおよび／または電力用半導体構成素子と電気的に接触し、好適には、前記基板は、その外側の少なくとも１つの側で導電性の層が張られていて、前記層は電圧電位を除去するために接地されていることを特徴とする上記請求項のいずれか１項に記載の焼嵌め装置。
【請求項１３】
前記基板は、リング状円板基板であり、その回転対称軸は、前記誘導コイルの縦軸と好適には同軸で、そうでない場合にはこれと平行に延在することを特徴とする請求項１２に記載の焼嵌め装置。
【請求項１４】
２つのリング状円板基板が存在し、これらの間で前記誘導コイルの周囲に沿って前記平滑コンデンサが配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の焼嵌め装置。
【請求項１５】
前記第２外被が１つまたは複数の冷却路を形成し、前記冷却路が、好ましくは前記第２外被の内側で延在することを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の焼嵌め装置。
【請求項１６】
前記装置は、前記装置を工作機械スピンドルのチャック中に固定するための継手を有することを特徴とする好適には上記請求項のいずれか１項、とりわけ請求項２に記載の焼嵌め装置。
【請求項１７】
前記焼嵌め装置は、前記工作機械の冷却システムにより冷却剤が供給されうるように作られていることを特徴とする請求項１６に記載の焼嵌め装置。
【請求項１８】
前記誘導コイルがその第１外被と第２外被と共に、少なくとも前記電力用半導体構成素子、および／または、前記平滑コンデンサ、ならびに、理想的には前記電力用半導体構成素子を駆動するための電子回路も、コイル筐体またはコイル筐体リング内に収容されていて、かつ、前記コイル筐体または前記コイル筐体リングは、少なくとも前記誘導コイルの周囲を囲い、ならびに、好ましくは前記誘導コイルの少なくとも１つより良くは双方の端面を包囲する、上記請求項のいずれか１項に記載の焼嵌め装置。
【請求項１９】
前記コイル筐体は、公共電源（例えば１１０Ｖ、２３０Ｖまたは３８０Ｖ）からの電源交流電圧を直接給電するためのプラグを有することを特徴とする請求項１８に記載の焼嵌め装置。
【請求項２０】
前記焼嵌め装置はバッテリで作動されていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の焼嵌め装置。
【請求項２１】
遮蔽カラーが設けられていて、前記遮蔽カラーは個々のセグメントからなり、前記セグメントは、径方向の移動成分ででも軸方向の移動成分ででも移動できるように可動であることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の焼嵌め装置。
【請求項２２】
前記誘導コイルの、前記工具保持具側の端面におよび／または前記誘導コイルの内側空間中に、中心合わせ機構が設けられていて、前記中心合わせ機構は、前記誘導コイル中に押し入れられたスリーブ部分が当たると前記誘導コイル中で前記スリーブ部分を強制的に同軸で位置付けることを特徴とする上記請求項のいずれか１項に記載の焼嵌め装置。
【請求項２３】
前記焼嵌め装置は少なくとも２つのコイル巻き線部分を有し、前記コイル巻き線は、作動中前記縦軸に平行方向で、加熱されるべきスリーブ部分の幾何学形状を設定する目的で、互いに対してまたは互いから離れる方向で動くことができることを特徴とする、上記請求項のいずれか１項に記載の焼嵌め装置。
【請求項２４】
上記請求項１〜２３のいずれか１項に記載の焼嵌め装置からなる焼嵌めシステムにおいて、前記焼嵌めシステムには、追加的に前記焼嵌め装置に固定可能な様々な継手が属していて、前記様々な継手を用いて、前記焼嵌め装置は工作機械のスピンドルに固定可能であることを特徴とする焼嵌めシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の基本対象物
本発明は、請求項１の前提部に記載の焼嵌め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術
工具シャンクを工具保持具中に焼嵌めおよび焼外しするための焼嵌め装置は、従前から公知である。当初、この種の焼嵌め装置は、ガスバーナーまたは熱気により作動され、これらを用いて工具保持具のスリーブ部分が熱くされ、これによりこのスリーブ部分は大きく広げられ、工具シャンクを圧入で受け入れることができ、またはこれを解除することができた。最近では、各工具保持具が誘導コイルを用いて加熱される焼嵌め装置が広く普及している。これにより、焼嵌めプロセスは実質的に加速され、より効率的におよびより容易に取り扱い可能になり、したがってその普及に寄与してきた。
【０００３】
実際に採用されるために使用可能になった初めての焼嵌め装置は、独国特許出願公開第１９９１５４１２号明細書に記載されている。
【０００４】
従来公知の焼嵌め装置は、全て比較的大きいとのとの欠点を有する。なぜならば、これらの装置は、大なり小なり大きな電気的エンクロージャを使用し、この中に電力電子回路と多くの場合関連する制御部もあり、この電気的エンクロージャが誘導コイルと共にテーブルフレーム上またはこの中に収容されている。これらの公知の焼嵌め装置は、したがって、実質的に不動のステーションを形成し、工具が交換されるべき工具保持具が、このステーションに搬送されねばならず、これにより、工具交換後に、工具保持具が再び各工作機械に戻されるように搬送されねばならない。この点は従来甘受されてきた。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の根本となる問題
この点を鑑みて、本発明の目的は、従来の公知の焼嵌め装置よりも実質的により小型で、したがって、携帯使用のための焼嵌め装置を構想する上での適切な出発点を形成するような焼嵌め装置を示すことであり、理想的には、この焼嵌め装置は、小さなトランクの様式で搬送されうる機器であり、操作者が新しいやり方で用いることができるが、これは、この機器を、工具交換を受けるべき工作機械の所まで迅速に運び、その場でその機械において工具交換をするために投入することにより行われる。
【０００６】
これは、当然、焼嵌め装置を従来のように動かさず、対応する保持装置において用いうることを除外するものではないが、しかし、携帯使用が好ましい。
【０００７】
請求項１に記載の本発明による解決方法
この問題は、請求項１に記載の工具シャンクを有する工具を焼嵌めおよび焼外しするための焼嵌め装置により解決される。
【０００８】
この焼嵌め装置は、スリーブ部分を有する工具受入れ部を具備し、このスリーブ部分は、その自由端で開き、導電材料からなり、かつ工具シャンクを摩擦締結で受け入れる。さらに、この焼嵌め装置には、スリーブ部分の加熱のために誘導コイルが属しているが、この誘導コイルは、工具受入れ部のスリーブ部分を取り囲み、好ましくは高周波（理想的には、大概１ｋＨｚを上回る周波数）の交流がかけられることができ、リング状または円筒コイルとして形成されている。この際、誘導コイルは、その外周で磁気伝導性および非導電性材料、例えばフェライトまたは金属粉末材料からなる第１外被を担持する。非導電性材料とは、本発明の意味合いでは絶縁体であるには及ばない。磁場により誘導された渦電流が、材料中でわずかのみまたは全く加熱を引き起こさない材料は、非導電性と見なされる。さらに、本発明による焼嵌め装置の構成部品は、誘導コイルに給電する交流を発生させるための電力用半導体構成素子である。典型的には、ここでは、いわゆるＩＧＢＴが採用される。しかし、サイリスタまたはＭＯＳＦＥＴを用いることも可能である。本発明による焼嵌め装置には、通例プラスチックからなる誘導コイル筐体も属している。この種の誘導コイル筐体は、典型的には、全くまたは少なくとも感じられるような磁気的な遮蔽作用を引き起こさない。ただ、この筐体中に存在する構成部品を、外部からの影響から保護し、同時に、操作者が可能な限り電圧が流れる部品と接触できないようにするのに役立つのみである。本発明による焼嵌め装置は、誘導コイルと、その第１外被とが、外周で第２外被により囲まれていることを特徴とする。この第２外被は、非磁気伝導性および導電性材料からなる。第２外被は、場合によっては生じる浮遊磁界が第２外被中に電流を誘導し、このようにして浮遊磁界からエネルギーを引きだし、これを弱めるように設計されている。これは、この第２外被が、その周囲にある浮遊磁界を完全に消滅させ、または少なくともこれを減らして、その直近の周囲にまだ存在する残りの浮遊磁界が、好ましくはさらなる方策なしに、またはこれに代えて、さらなる付随する方策と連携して、そこに配置されている電力用半導体構成素子に対して悪い影響を与えない程度に小さくなるようにすることを意味する。
【０００９】
さらに、本発明による解決方法は、少なくとも電力用半導体構成素子が、誘導コイルと共に、誘導コイル筐体中に収容されていることを特徴とする。この誘導コイル筐体は、好ましくは絶縁性材料からなり、または外側でこの種の材料がかぶせられている。この誘導コイル筐体は、以下の構成部品を、周囲側で取り囲むか、ないしその内側で収容するが、この構成部品とは、誘導コイル、その第１およびその第２外被、ならびに少なくとも電力用半導体構成素子、好ましくは電力回路中の直近に存在するコンデンサおよび／または制御部である。
【００１０】
「取り囲む」とは、最低限、少なくとも誘導コイルの周囲に沿って外側で囲うことであると理解される。通例誘導コイル筐体は、上方および下方端面領域中にまで伸び、これらの端面を完全にまたは部分的に被覆する。それによりこの筐体はカップ状の形状を有する。この誘導コイル筐体は、典型的には、その機能に必要な１つの局所的な貫通を除いて、すなわち送り込みなどのために、少なくともその周囲に壁貫通部を有しない。
【００１１】
さらなる構成の可能性
好ましくは焼嵌め装置は、その電力用半導体構成素子が第２外被の外周の直近に配置されているように構成されている。外周の直近とは、第２外被の外周面からの誘導コイルの径方向の最大距離が約６０ｍｍまで、より良くは１５ｍｍまでのみであることを意味しうる。第２外被がない場合には、第１外被の外周面は決定的となる。理想的には、電力用半導体構成素子は、その表面の少なくとも１つで、第２外被と直接熱伝導性接触をしているが、場合によっては接着剤層を介して熱伝導性接触をしている。好ましくは、第２外被は、電力用半導体構成素子用の冷却体を形成するように構成されている。この場合、第２外被は、電力用半導体構成素子中で生じる熱損失を受け取り、ここからこの熱損失を排出する。
【００１２】
特に好都合であると明らかであるのは、第２外被が、１つまたは好適には複数の間隙を有し、これらの間隙がそれぞれ１つの電力用半導体構成素子を受け入れ、好適には、半導体構成素子がそれぞれ少なくとも三辺で、より良くは四辺で第２外被により囲われる場合である。第２外被中のこの種の間隙は、場合によってはまだ存在する残りの浮遊磁界から特に保護された領域を形成する。なぜならば、浮遊磁界線能力は、電力用半導体構成素子が存在するこのより低い位置に存在する間隙中には侵入することができないからである。これに代えて、この浮遊磁界線能力は、周囲に存在する、より高くないしより広く径方向で存在する第２外被の領域中で捕らえられる。
【００１３】
特に好都合であると明らかであるのは、焼嵌め装置が、少なくとも１つの整流器と、少なくとも１つの平滑コンデンサと、共振回路コンデンサ（これは、誘導コイルに給電するための高周波交流電圧を装置内で発生させるのに寄与する）とを具備し、誘導コイルを有し、この誘導コイルの外周の周りでコンデンサが整列している場合である。通例、コンデンサは、これを仮想的にコイル中心の周りで回転させる際に、誘導コイルを囲う円筒環を形成する。ここでも、コンデンサは誘導コイルの第２外被の外周の直近に配置されているべきである。この際、この関連で「外周のすぐ近く」との概念は、径方向の最大の距離が１２５ｍｍまでであると理解され、好ましくは、（誘導コイルの第２外被の外周から計測して）４０ｍｍまでであると理解される。これがない場合には、第１外被の外周面が決定的となる。
【００１４】
従属請求項のみならず、先行する請求項に従属しない独立請求項によっても特許請求される焼嵌め装置の特に好都合なある実施形態は、少なくとも、工具シャンクを工具保持具で焼嵌めおよび焼外しをする誘導コイルからなり、この誘導コイルは、磁気伝導性および非導電性材料からなるその第１外被により囲まれていて、この際、誘導コイルとその第１外被とは、第２外被により囲まれていて、この第２外被は、非磁気伝導性および導電性材料からなる。第２外被については、すでに上述した内容が当てはまる。理想的には、ここでも、第２外被中でこれを貫通する誘導コイルの浮遊磁界の影響下で渦電流が発生させられ、この渦電流が、第２外被の外側表面において、浮遊磁界の影響を取り除くように、この第２外被は設計されている。ここで、妥当な場合には、いわゆる逆誘導の原理を利用することができる。第２外被中では、これを貫通する浮遊磁界により渦電流が発生させられ、この渦電流が、渦電流側で逆磁界を作り、これが、厄介な浮遊磁界を除去し、少なくとも第２外被の近領域で、電力用半導体構成素子が永続的な損害を被ることなく収容可能となる程度まで浮遊磁界を除去する。
【００１５】
従属請求項のみならず、先行する請求項に従属しない独立請求項によっても特許請求される焼嵌め装置の別の特に好都合なある実施形態は、工具シャンクを工具保持具で焼嵌めおよび焼外しするために構成された誘導コイルからなり、この誘導コイルは、これに割り当てられこれを給電して電源電圧に対して変換された交流電圧を発生させるのに必要な電力用半導体構成素子と共に、誘導コイルを囲む誘導コイル筐体中に収容されている。好ましくはさらなる構成部品、例えば、電力回路中にあるコンデンサおよび／または整流器および／または変圧器および／または電子制御部も誘導コイル筐体内に収容されている。第２外被は本実施形態では存在しない。第２外被は、場合によっては、電力用半導体構成素子および／または制御電子回路および／または整流器自体がそれぞれ遮蔽された筐体を有し、または遮蔽された区画中に収容されることで置き換えられる。この際、好ましくは少なくとも電力用半導体構成素子が能動的に冷却されるが、これは、例えば工作機械の冷却剤供給部を用いて行われる。この方法は、コストを高くすれば可能であり、したがって、保護範囲中に含まれる。
【００１６】
このようにして、もはや、焼嵌め装置の横にあり多かれ少なかれ大きい別体の電気的エンクロージャ（中に、これらの構成部品が別々に収容されている）に依存していない特に小型の焼嵌め装置が得られる。これによって、携帯用焼嵌め装置との目的に向かって大きな進歩となる。
【００１７】
好ましくは本発明による焼嵌め装置の全ての変形例では，工具受入れ部とは逆側の誘導コイルの端面が、磁気伝導性および非導電性材料からなる被覆部が設けられているように構成されている。理想的には、この被覆部は、好ましくは誘導コイルの全端面を完全に覆う磁極片として形成されている。この点は、外側空間を有害な浮遊磁界がないようにするために、特に重要である。例外的な場合、この被覆部が誘導コイルの全端面を物理的ではなく、磁気的に完全に覆うことも有効である。
【００１８】
特に好都合であると明らかであるのは、この被覆部が、局部的にスリーブ部分の近辺の中心において遮蔽カラーを有し、この遮蔽カラーが、縦軸Ｌの方向で、好ましくは少なくとも工具直径の２倍、工具保持具のスリーブ部分の自由端面の上方に突出している場合である。この種の遮蔽カラーは、工具シャンク近辺のスリーブ部分が有害な浮遊磁界にさらされるのを防ぎ、ないし、これがこの種の浮遊磁界の出発点になるのを防ぎ、そこからこの浮遊磁界が周囲中に拡がり、誘導コイルの直近領域中に配置されている電力用半導体構成素子に有害な影響を及ぼす（これは回避されるべきである）ことを防ぐ。
【００１９】
好都合であるのは、誘導コイルの、工具受入れ部側の端面が、磁気伝導性および非導電性材料により包囲されていて、好ましくは工具保持具用の受け入れ開口を除いて完全に被覆される場合である。
【００２０】
特に好適な実施形態の枠内では、焼嵌め装置は、少なくとも１つの電気回路基板を有し、この電気回路基板が、誘導コイルの外周の直近に配置されていて、または、誘導コイルの外周を、好ましくは、周囲方向でほぼまたは完全にそれ自体で閉じたリングで囲み、かつ、この電気回路基板が電力回路中にあるコンデンサおよび／または電力用半導体構成素子と電気的に接触するように設けられている。回路基板としては、この場合好適には、例えば少なくとも０．７５ｍｍの厚さの基板で、その上に金属材料からなる導体配線が置かれた基板であると理解されるが、しかし、これに代えて金属製の導体配線が設けられた膜を採用することも可能である。特に好都合であるのは、基板が、リング状円板基板であり、その回転対称軸が、誘導コイルの縦軸と好適には同軸で、そうでない場合にはこの誘導コイルの縦軸と平行に延在する場合である。
【００２１】
理想的な場合には、２つのリング状円板基板が存在し、これらの間で誘導コイルの周囲に沿って、電力回路中にあるコンデンサが配置されている場合である。
【００２２】
特に好適なある実施形態の枠内では、第２外被が１つまたは複数の冷却路を形成し、この冷却路が、好ましくは（この第２外被を全体として顧慮すると）第２外被の内側で延在するように設けられている。この目的のために、第２外被は２つ以上の部品から実施されていることができる。この外被の個々の部品は互いに密閉されている。これにより内側に存在する冷却路を、実質的に単純に製造することが可能になる。
【００２３】
従属請求項のみならず、先行する請求項に従属しない独立請求項によっても特許請求される焼嵌め装置の別の特に好都合な実施形態は、この焼嵌め装置が、これを工作機械スピンドルの受け入れ部中に固定するための継手を有することを特徴とする。この構成を用いても、実践に適して採用可能な携帯用焼嵌め装置を作るという目的に向かって実質的に大きな進歩となる。なぜならば、なんらかの形で安全に動作するように固定されず、工作機械の付近でなんとなくのみ露出した携帯用焼嵌め装置を用いて作業するのは危険であるからである。この問題は、本発明による継手により除かれる。この継手により、工具交換を受ける焼嵌めチャックを取り外した後に、その場で焼嵌め装置を機械スピンドルに固定することが可能になる。これで、焼嵌め装置は、その作動の期間中安全に保持され、これに続いて迅速に結合解除され、除去されうる。
【００２４】
継手は、ある変形例では、焼嵌め装置を工作機械の工具カートリッジ中で保管するために用いることも可能である。工具交換機により、継手を自動的に機械スピンドル中に挿入することも可能である。
【００２５】
さらなるある変形例では、この工具交換機は、焼嵌め装置を工具マガジンから取り出すが、これにより焼嵌め装置を機械スピンドル中に装着するのではなく、機械スピンドル中で張設されている焼嵌め受け入れ部に直接導き、工具を焼嵌めまたは焼外しすることも可能である。このためにも、焼嵌め装置独自の継手が特に有利である。
【００２６】
さらに理想的には、焼嵌め装置が内部の冷却部を有する場合には、この焼嵌め装置が、工作機械の冷却システムにより冷却剤が供給されうるように作られている。
【００２７】
特に目的に合っているのは、誘導コイルがその第１外被と、（存在する場合には）第２外被と共に、少なくとも電力用半導体構成素子、および／または、コンデンサ、ならびに／または、理想的には電力用半導体構成素子を駆動するための電子回路も、コイル筐体またはコイル筐体リング内に収容されていて、かつ、このコイル筐体またはコイル筐体リングは、少なくとも誘導コイルの周囲を囲い、ならびに、好ましくは誘導コイルの１つ、より良くは双方の端面を少なくとも部分的に包囲するように、焼嵌め装置を構成する場合である。このようにして、小型のユニットができ、その中に、妥当な場合には作動に必須の全ての構成部品が収容されていて、これらの構成部品が、この共通の筐体により、外部からの影響から保護され、かつ、電圧のかけられた部品に操作者が接触することから確実に遮蔽されている。
【００２８】
理想的には、コイル筐体には、公共電源（好ましくは、１１０Ｖまたは２３０Ｖ）からの単相電源交流電圧を直接給電するためのプラグ、（典型的には柔軟性を有する給電ラインの端部に固定されたプラグの形状を有する）耐衝撃性プラグが設けられている。これにより、この焼嵌め装置は、ほぼ至る所で動作可能になる。電気機器にとって通常の差し込みコンセント、および場合によっては通常の延長ケーブルのみが必要とされる。本発明は、この特に好適な給電様式に必ずしも限定されていないと理解される。給電は、個々の場合でいずれの電力が必須であり、いずれの給電が各所在地で利用可能であるかによって、３相および別の電圧を用いても行うことができる。もちろん、とりわけ公共電源中で別の電源電圧を用いる国では、これ以外の電圧も可能である。
【００２９】
あるいは、特に好都合であると明らかになったのは、焼嵌め装置に、これに給電するバッテリが設けられている場合である。この種の機器も、携帯性を高めることができる。したがって、これを輸送用ラック、例えば非常に操縦しやすいキャリーカートに設けて、下方の領域中でバッテリ、例えば自動車スタータ用バッテリを担持し、そして、例えばその上方の領域中で焼嵌め装置を保持することが提供されうる。
【００３０】
さらに、焼嵌めシステム全体を特許請求するが、このシステムは、本発明による様式の焼嵌め装置からなり、この焼嵌めシステムには、追加的に焼嵌め装置に固定可能な様々な継手が属していて、これらの様々な継手を用いて、焼嵌め装置は工作機械のスピンドルに固定可能である。これにより、この焼嵌め装置は様々な装備の工作機械スピンドルに固定することができ、その結果、工作機械スピンドルが、例えばＨＳＫ継手を取り付けるために装備されているか、または急傾斜テーパー継手を取り付けるために装備されているかは問題とならない。
【００３１】
さらなる構成可能性、作用および利点は、図を用いて行われる後続の実施形態の説明から読み取ることができる。
【００３２】
第１外被と第２外被との間には、好ましくは中間外被が位置付けられている。これは、好ましくは、第２外被ないしその上に取り付けられた半導体構成素子を、過熱から保護するための冷却剤供給部材として役立つ。第２外被とは逆に、この部材は単純な冷却剤ガイド部を確保するために、好ましくは分割さていない。したがって、中間外被は、少なくとも第２外被に対して電気的に（熱的にではなく）絶縁されていて、またはそもそも非導電性材料からなる。この冷却剤ガイド部が、焼嵌め装置の他の構成部品に対して密閉されていることは当然のこととして理解される。特別に形成された中間リングのない第２外被の代替的な冷却概念が考えられうる。当然、この中間外被は、補足的に（追加的な）遮蔽部として機能するように形成されていることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態の中央縦断面図である。
【図２】図１と比較して、縦軸Ｌの周りを９０°回転して描いた第１実施形態の中央縦断面図である。
【図３】遮蔽カラーを取り除いた状態で、第１実施形態を斜め上方から見た透視図である。
【図４】遮蔽カラーが載せられた状態で、第１実施形態を正面上から見た図である。
【図５】電力用半導体構成素子が装備された状態での第１実施形態の第２外被を示す図である。
【図６】第２実施形態を示す図であり、この実施形態は、第１実施形態とは、工作機械または三脚への固定様式のみが異なり、ここで図示したコンデンサおよび回路基板ないし導体基板の配置に関しては、第１実施形態と同一である。
【図７】本発明による実施形態に採用可能である誘導コイルに給電するための回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
実施形態
図１は、本発明による装置についての第１の基本的な概要を示す図である。
【００３５】
誘導焼嵌めおよび焼外しの基本原理
ここで十分認識可能である点は、誘導コイル１がその個々の巻き線２を備えていて、その中心に工具保持具４が押し入れられ、これにより、工具Ｗの保持シャフトＨが、スリーブ部分ＨＰ中に焼嵌めされまたは焼外しされるという点である。焼嵌めおよび焼外しの基本となる機能原理は、ドイツ特許出願公開１９９  １５  ４１２  Ａ１号中でより詳細に説明されている。その内容は、ここで本願の対象物とする。
【００３６】
磁気伝導性および非導電性手段を用いた誘導コイルの遮蔽
本発明は、誘導コイルの遮蔽に高い要件を設定しているが、従来のこの類のすでに公知の遮蔽にも高い用件を設定している。
【００３７】
誘導コイルは、その外周において、非導電性および磁気伝導性材料からなる第１外被３を備えている。典型的には、この第１外被３は、フェライトまたは金属粉末ないし金属焼結材料からなり、その個々の粒子は電気絶縁性で、互いに分離していて、このようにして全体として見ると磁気伝導性でかつ非導電性である。特許権利の面から動機付けられる迂回の試みを排除するために、例外的な場合には、この代りに、絶縁層により互いに分離された積層トランスパンチングからなる外被も考えられうると言えるであろう。しかし、大概の場合では、この種の金属薄板状の外被は、所望の目的を満たさないであろう。
【００３８】
特に好適には、第１外被３は、周囲方向でそれ自体で完全に閉じられていて、すなわち、この第１外被がコイルの周囲面を完全に覆い、その結果、理論的にも、関連のない局所的な突破口（例えば、若干のおよび／または小さな局所的な孔など）を除いては「磁気ギャップ」が全く残っていないように実施されている。
【００３９】
例外として、外被３を、周囲を被覆する個々のセグメント（これらは間に隙間空間を有するが、これは図面では不図示である）からなるように実施することが考えられうる。この種の物は、個々のセグメントの径方向の厚さが自由空間のサイズに対して相対的に大きく選択されていて、内側から各自由空間中に入る磁場が、自由空間の領域中でセグメントによりまだ引き付けられ、これにより、有意な浮遊磁界が自由空間を通過可能ではない場合には、あまり良好には機能しえない。
【００４０】
磁気伝導性および非導電性材料からなる遮蔽は、好ましくは、第１外被に限定されるものではない。
【００４１】
これに代えて、第１外被３の少なくとも１つの端面に、より良くは双方の端面に、上述の材料からなる磁気被覆部３ａ、３ｂが続いていて、これは、通例第１外被３に接触している。
【００４２】
工具保持具とは逆側の誘導コイルの端面に、好ましくは磁気被覆部３ａが、全体としてまたは好適には部分的に交換可能である磁極片として形成されていて、すなわち工具を設置又は取り外しのための通過口を形成する中央開口を備えたリング形状の構築物として形成されている。「交換可能な」との概念は、好ましくは工具なしに交換可能であることを意味し、理想的には素手で操作可能な連結部として実現され、例えばバヨネット連結である。このようにして、異なる大きさの工具シャンク直径を受け入れる工具保持具が加工可能である。しかし、各スリーブ部分ＨＰの端面は、確実にコイル内側で磁極片に向かってこれに当接する。
【００４３】
工具保持具側の誘導コイルの端面では、被覆部３ｂが、好ましくは、それ自体平坦なリング状円板として構成されていて、これは、誘導コイルの巻き線に理想的には完全に重なり、かつスリーブ部分用の中央通過口を有する。
【００４４】
本発明にとって、必須ではないが非常に有利であるのは、端面に設けられた磁気被覆部３ａ、３ｂが、（少なくとも局所的に、好ましくは少なくとも７５％、理想的には完全に全周で）径方向で第１外被３から突出していて、好ましくは径方向のサイズが、第１外被３の径方向の厚さの何倍も上回り、多くの場合で少なくとも４倍上回る。径方向での突出は、好ましくは縦軸Ｌに対して７５°（理想的には９０°まで）の角度で延在する。このようにして、周囲方向でコイルの周りを周回する、補強的に「遮蔽された溝」が生じるが、本発明によるこの溝の機能は、後でより詳細に説明する。
【００４５】
図１は、特に好適な実施形態を示すが、この場合、磁極片は、永続的にその場に留まる磁極リング円板３ａａからなり、これは、外側で絶縁性材料、例えばプラスチックが張られている。この磁極リング円板３ａａには、遮蔽カラー３ａｂが交換可能に固定されている。見てわかるように、磁極リング円板３ａａと遮蔽カラー３ａｂとは、好ましくは磁気的な中断なく互いに連結されている。これは、遮蔽カラーが磁極リング円板に接触することにより、好ましくは遮蔽カラーが磁極リング円板上に載置されていることにより達成される。
【００４６】
これも同様に図１に図示されているように、遮蔽カラーがスリーブ部分に当接するために、誘導コイルの内側中にまで突出するストッパー部分ＡＳを有する場合に特に好都合でありえる。
【００４７】
これも同様に図１に基づいて十分にわかるように、多くの場合、遮蔽カラーが個々のセグメント中に分かれている場合に特に好都合であるが、これらの個々のセグメントは、径方向の移動成分と、縦軸Ｌに平行な方向の移動成分とでもって斜めにずれることができ、その結果、工具通過口としての遮蔽カラーの開放内径と、スリーブ部分に面する遮蔽カラーの端面が誘導コイルの内部に侵入する深さとの両方が達成される。
【００４８】
理想的には、遮蔽カラーはいずれの場合も、円錐形状の形状、ないしコイル縦軸の方向で工具頂点に向かって広がる延びを有する。
【００４９】
本発明の目的にとっては望ましい、質的に特に価値の高い遮蔽を確保するために、遮蔽カラーは、縦軸Ｌの方向で、工具直径の少なくとも２倍、より良くは少なくとも２．７５倍、工具保持具のスリーブ部分の自由端面を越えて突出する。
【００５０】
導電性および非磁気伝導性手段を用いた追加的な遮蔽
第１外被３と磁気的な被覆部３ａ、３ｂとを用いた入念な遮蔽を行っても、誘導コイルの外周ないしまたは第１外被３の周囲表面でまたはこの領域中で、半導体構成部品にとって有害なある種の浮遊磁界に行きあたることを防ぐことはできない。この浮遊磁界がゆえに、実際この領域中に、浮遊磁界により誘導される干渉電圧に対して敏感に反応する電子構成部品を配置することが禁じられている。これは、とりわけ、半導体構成部品（これは、誘導コイルへ給電するために採用される、共振近くで動作する共振回路の重要な部分を形成する）場合に該当する。
【００５１】
遮蔽をさらに改良するために、本発明によれば誘導コイルとその第１外被３とは、その外周において、第２外被９により取り囲まれるように設けられていて、少なくとも第２外被の冷却を断念する場合には、好ましくは、第１外被と第２外被とが互いに接触していて、理想的には、互いの側の周囲面のほとんどの部分ないし全部分で接触している。
【００５２】
この第２外被９は、非磁気伝導性および導電性材料により製造されている。「導電性」とは、ここでは、単に局所的すなわちいわゆる「粒的に」導電性材料であるのみならず、発明に関連する周囲中で渦電流の形成を許す材料であると理解されるが、これについては後述する。
【００５３】
第２外被の特別な点は、好適には第２外被中でこれを突き抜ける誘導コイルの浮遊磁界の影響下で、望ましくない浮遊磁界を弱めるような渦電流が発生するように、第２外被が設計され、径方向で厚く設計されている点である。したがって、この場合、逆磁界による能動的な遮蔽の原理を利用している。これにより、第２外被の外側表面では、浮遊磁界が５０％以上低減し、理想的には少なくとも７５％低減することが達成可能である。決定的であるのは、第２外被の表面で、いずれにしても半導体構成部品が危険なくここに配置可能である程度に、浮遊磁界が低減しているとの点である。重要であるのは、この第２外被は、半径方向ないし磁気的には、第１外被により誘導コイルから隔離されているという点であるが、この理由は、そうではない場合には、この外被があまりも加熱されるからであるが、この場合にはこの点は該当しないが、この理由は、この外被が主磁界中に存在せず、浮遊磁界中にのみ存在しているからである。
【００５４】
ここで第２外被と関連付けて用いられる「外被」の概念は、上で第１外被と関連づけた定義と類似の概念である。しかしながら「外被」の概念は、第２外被と関連付けると、周囲方向で無限の管部分を採用せねばならないとは意味しない。これに代えて、この外被は好ましくは若干のセグメントに分かれていて、これらは、例えば、接着剤またはプラスチックで充填された継ぎ目により、電気的には互いに対して絶縁されている。この構成様式は、これに加えて、無限管部分の場合結果として得られるだろうように、直列短絡を防ぐためにも機能するが、これは、電圧サージが第２外被中で起こり、全ての電力用半導体構成素子が第２外被に沿って等しい電位になる場合に行われる。しかし、重要であるのは、個々のセグメントが、それぞれ、浮遊磁界がセグメント中で磁界を弱める渦電流を誘導可能であるように大きく実施されていることであるが、この場合、個々の場合には、完全な外被は必要ではなく、伝導性を有し（具体的な個々の割合を顧慮して）十分に厚いサイズの格子構造で十分である。
【００５５】
ここで強調したいのは、機械的な保護目的のみで設けられている、径方向で壁が薄い筐体は、導電性材料からなっていた場合であってさえも十分ではないとの点である。本発明による所望の効果を達成するためには、第２外被の径方向の壁の強度を目的に沿って設計することが必要である。
【００５６】
第２外被９を生産するための好適な材料はアルミニウムである。
【００５７】
第２外被９は、その内側で、好ましくは周囲方向で延在する、場合によってはらせん状で周回する冷却路を有しうるが、後者の場合には、冷却路は理想的にはねじ山を形成する。
【００５８】
この場合、第２外被９を２つまたは複数の部品で実施する場合に特に好都合である。この場合、その第１部分は、その周囲で中に加工された冷却路を担持するが、この冷却路がその第２部分を密閉する。
【００５９】
この点において、すでに図２の左の部分を参照されたい。ここでは、冷却剤供給管１７が見えるが、これは新鮮な冷却剤を１つまたは複数の冷却路１６の発端に供給し、消費済みの冷却剤を排出する。
【００６０】
電力用半導体構成素子、コンデンサおよび場合によっては電子制御部の特別な配置
図２および図５からよくわかるように、第２外被は、その周囲で、後でより詳述する電力用半導体構成素子により取り囲まれていて、これは、第２外被の外周に直接配置されている。
【００６１】
この場合、電力用半導体構成素子は、２つの大きな主平面と４つの小さな側面とを有する。大きな主平面は、好ましくは各個々の側面の４倍以上の大きさを有する。電力用半導体構成素子１０は、その大きな主平面が、第２外被９と（通例その外周において）熱伝導接触をしているように配置されている。理想的には電力用半導体構成素子１０の該当する大きな主平面が、熱伝導性の接着剤を用いて第２外被９の周囲表面に接着されている。したがって、第２外被９は、この場合二重の機能を有する。すなわち、この第２外被９は、遮蔽を改良し電力用半導体構成素子がその径方向の近領域（その周囲表面から１０ｍ未満の距離で）に配置されることが可能になるのみならず、任意選択的に電力用半導体構成素子用の冷却体として機能する。
【００６２】
特に好適には、第２外被９には間隙１１が設けられていて、これらの間隙のそれぞれが１つの電力用半導体構成素子を受け入れる、図５参照。間隙１１が、理想的にはこれが受容する電力用半導体構成素子１０を４つの側で完全に取り囲むように構成されている点が十分認識可能である。電力用半導体構成素子１０は、このようにいわゆるシンク中にあり、これにより特に良好に遮蔽されている。
【００６３】
これも同様に十分わかるように、電力用半導体構成素子１０のそれぞれは、電圧供給のために３つの端子１２を有する。各電力用半導体構成素子１０の端子１２は、ここで切り欠き１３を形成する第２外被９の領域中に突出する。図５参照。この任意選択的な切り欠き１３は、場合によっては各電力用半導体構成素子１０の端子１２のケーブル配線を容易にする。
【００６４】
しかしながら、上述の実施形態中、この電力用半導体構成素子１０のこの新しい配置だけではまだ充分ではない。これに代えて、ここで特に好適な解決方法が実現されるが、すなわちコンデンサ１４ａ、１４ｂが、誘導コイルの外周でこの周りで整列している。コンデンサ１４ａは、好適には平滑コンデンサであって、これは電力回路の直接的な構成部品であり、コンデンサ１４ｂは好適には共振回路コンデンサであり、これも同様に電力回路の直接的な構成部品である。コンデンサ１４ａ、１４ｂは、仮想的にコイルの中心の周りを回転する場合には、円筒環を形成する。この円筒環は、誘導コイルと、好ましくはその周囲で誘導コイルの周りで整列させられる電力用半導体構成素子とを取り囲む。これらのコンデンサ１４ａ、１４ｂを電気的に接続させるために、ここで複数の電気回路基板１５ａ、１５ｂが設けられていて、これらは、ここでは、それぞれ誘導コイルの外周を包囲する。これらの各回路基板１５ａ、ｂは、好ましくはリング状円板を形成する。これらの各回路基板は、好ましくはＦＲ４など、回路基板にとって一般的な材料からなる。見てわかるように、ここではリング状円板基板として実施された双方の回路基板のそれぞれの回転対称軸は、ここではコイルの縦軸と同軸である。任意選択的に、これらの各回路基板は、磁気被覆部３ａ、３ｂが径方向で第２外被を越えて突出している箇所で磁気被覆部３ａ、３ｂの溝内側に固定されている。
【００６５】
双方の電気回路基板のうちの上方の電気回路基板１５ａは、コンデンサ（例えば、平滑コンデンサ１４ａまたは共振回路コンデンサ１４ｂ）を担持し、それらの接続リードが回路基板を貫通しまたはＳＭＤ技術を用いて回路基板と連結していて、これにより、平滑コンデンサが回路基板からぶらさがっている。双方の回路基板のうちの下方の回路基板は、これに対応して構築されていて、コンデンサ、例えば共振回路コンデンサ１４ｂまたは平滑コンデンサ１４ｂは、この下方回路基板から上方に向かって突き出ている。全体として、双方の電気回路基板１５ａ、ｂが、誘導コイルの縦軸に沿った方向からみると、間に誘導コイルに給電する電力回路の全コンデンサ１４ａ、１４ｂを受け入れるようになっている。
【００６６】
したがって、電力用半導体が第１の仮想円筒を形成し、これが誘導コイルを囲み、かつコンデンサ１４ａ、１４ｂが第２の仮想円筒を形成し、これが第１の仮想の円筒を囲むと言うことができる。
【００６７】
好ましくは、浮遊磁界に対して感度の低いコンデンサが、仮想の外側円筒を形成する一方で、可能な限り浮遊磁界が少ない組み込み空間に依存している電力用半導体構成素子が仮想の内側円筒を形成する。
【００６８】
制御回路基板またはこれ以外の回路基板の特別な構成
上に制御部がある回路基板および／または直接回路中にあるコンデンサと接触する回路基板を、遮蔽して実施することが必要でありえる。
【００６９】
この目的のために、好ましくは多層回路基板ないしいわゆるマルチレイヤー技術が採用される。この際、２つ以上の回路基板が上下に重ねられている。導体配線は、このように置かれた回路基板パッケージのほぼ内側ないし実質的に内側に延在する。この回路基板パッケージの少なくとも１つの外側にある主平面は、実質的に全面的に金属化されていて、したがって遮蔽部として機能する。
【００７０】
誘導コイルへの特別な給電
まず一般的に所見として述べておきたいことは、図１で図示したコイルは、好ましくはその全長に渡って「完全に巻かれて」はいないという点である。これに代えて好適には、コイルは通例実質的に円筒状の２つ巻き線パッケージからなる。これらはそれぞれ誘導コイルの端面を形成する。好ましくは双方のコイルのうちの１つのコイル（ここでは下方のコイル）が、縦軸Ｌに対して平行方向に可動で、かつしたがって動作中には各スリーブ部分の加熱が必要とされる領域のみが加熱されるように変位可能である。これにより不要な加熱が防がれ、不要に強い磁界の発生も防がれ、これに応じて当然、直面しうる浮遊磁界に影響を与える。この種のコイルは、さらに無効電力を低減させるのにも寄与するが、この理由は、中央領域中では巻き線が存在しないからであるが、この中央領域中での巻き線は、工具保持具のスリーブ部分を可能な限り有効に加熱するという観点からは必ずしも必要とされないが、存在する場合には、加熱にとって実際に重要な寄与を行うことがなく、追加的な無効電力を発生させる傾向がある。
【００７１】
望ましい作用を発揮し、かつ工具保持具のスリーブ部分が十分に迅速に加熱されるように誘導コイルに給電するためには、誘導コイルを単に５０Ｈｚの交流電源電圧に直接接続するだけでは通例不十分である。
【００７２】
これに代えて、電圧の周波数、コイルが給電される電圧を高めなければならない。これは、通例電子的に周波数インバータを用いて行われる。しかしながら、ここで単に周波数インバータを用いて、さらなる特別な方策を取らずにコイルを給電すると、実践で従来しばしば見られたように、無効電力損失があまりにも大きくなってしまう。
【００７３】
この無効電力損失は、エネルギー効率の観点から見ると重要ではないが、この理由は、焼嵌め装置ではデューティ周期は短く、デューティ周期の数秒後には、誘導コイルは、工具シャンクが取り付けまたは取り外し可能なように、工具保持具のスリーブ部分を加熱し、それゆえに無効電力損失は、従来憂慮すべき問題としては考えられていなかった。
【００７４】
この度、発明者は、これにも拘わらず無効電力損失の回避は重要であると認識したが、この理由は、この損失が、なかんずく誘導コイル自体の加熱を招くからである。無効電力損失を回避可能にするために、本発明によれば、共振回路を介して誘導コイルを給電するように設けている。本発明による共振回路では、必要とされるエネルギーの大部分が、周期的に（高周波で）誘導コイルとコンデンサユニットとの間で往復方向で揺れる。これにより、各周期でないし周期的に、共振回路からその加熱電力およびそのそれ以外の損失電力により引き出されたエネルギーのみが後に給電されねばならない。従って、従来非常に高かった無効電力損失がなくなる。この結果、この組立品が有する特別な遮蔽問題をさらに解決する大抵の場合に、電力電子回路の構成部品がコイル筐体中に統合可能になることにより、この電力電子回路の構成部品を初めて非常に小型化することができる。従って携帯可能な誘導焼嵌め装置は直近に移動させ、その全重量が１０ｋｇ以下であるがゆえに、利用者によりその場ではめ込むために工作機械にまで運ぶことができる。
【００７５】
誘導コイルに給電する電力電子回路は、好ましくは図７に示したように構成され、以下の特徴を有する。
【００７６】
入力側では電力電子回路は、好ましくは一般的に利用可能な電源電力ＮＳＴで給電されるが、これは、ヨーロッパでは２３０Ｖ／５０Ｈｚ／１６Ａｍａｘ（他の国では、相応の値、例えばアメリカ合衆国では１１０Ｖ）である。これは、従来の無効電力が回避されることにより初めて可能になったが、従来は３８０Ｖの「三相交流」端子が必要であった。これは、特別な条件下、例えば高電力が電力必要であるという条件下では、なお三相交流端子が必須である点を除外するわけではない。当然必要電力が小さい場合にも、三相交流で動作可能である。
【００７７】
電源電力は、好適には所定の電力の場合に流れる電流を低減するために、より高い電圧に変換される（変圧器Ｔ）。電源からの電流は、整流器Ｇにより直流に変換され、整流器側で、１つまたは複数の平滑コンデンサ１４ａにより平滑化される。
【００７８】
この直流で、本来の共振回路ＳＫＳは給電される。この共振回路の基幹は、電力用半導体構成素子１０と、共振回路コンデンサ１４ｂと、焼嵌めおよび焼外しに役立つ誘導コイル１とが形成する。この共振回路は制御電子回路ＳＥＫにより制御され、この制御電子回路は、実質的にＩＣとして形成されていて独自の入力ＧＮＳを介して直流低電圧で給電されるが、この低電圧は、場合によっては、整流器Ｇと単数または複数の平滑コンデンサ１４ａとの下流で、相応の分圧器抵抗によりタップされる。
【００７９】
電力用半導体構成素子１０は、好ましくは「絶縁ゲートバイポーラトランジスタ」（ＩＧＢＴに省略）型のトランジスタで実現される。
【００８０】
制御電子回路ＳＥＫは、好適には共振回路ＳＫＳで設定されうる動作周波数を設定する周波数でＩＧＢＴを切り替える。
【００８１】
重要であるのは、共振回路ＳＫＳが、電圧Ｕと電流Ｉとの間の位相シフトがｃｏｓφ＝１である共振では決して正確に作動しないという点である。このような場合、電力用半導体構成素子１０は電圧ピークによりすぐに破壊されてしまう。これに代えて、制御電子回路ＳＥＫは、電力電子回路ないしその共振回路ＳＫＳを、システムの共振ないし固有周波数の近くのみにある動作領域中で作動するように構成されている。好ましくは、共振回路は、０．９＜ｃｏｓφ＜０．９９になるように制御されている。特に好都合であるのは、０．９５＜ｃｏｓφ＜０．９８の範囲にある値である。これもまた、電圧ピークの回避につながり、したがってさらに小型化が助長される。
【００８２】
二次的であるが、エネルギー消費を最低限にすることにより、バッテリでの作動が可能になる点にも注意されたい。適切な高電流バッテリとしては、最も単純な場合では自動車スタータ用バッテリを採用できる。
【００８３】
携帯ユニット
本発明の１つの独自性は、初めて通常１０ｋｇ未満で動作可能な携帯用焼嵌めユニットが可能となり、これゆえに、かつその「接続プラグを備えたコイル筐体のみ」とのデザインがゆえに、軽量で搬送可能ないし操車可能になった点である。このユニットは、「工作機械のために」との理由で、その場で工作機械に採用するために用いられる。従って不動の焼嵌め機械の従来の概念では、工具交換を行ってさらに作業をするためには工具保持具を不動の焼嵌め機械に持ち運びそしてまたこの不動の焼嵌め機械から工具保持具を取り外して搬送せねばならなかったのであるが、この概念を捨て去ることができる。
【００８４】
まず一般的な適用によれば、少なくとも部品「誘導コイル、第１外被、および存在する場合には第２外被、電力用半導体構成素子および好ましくはコンデンサも」共通の筐体中に収容されていると言えるであろう。理想的には誘導コイルに加えて、制御電子回路を含む誘導コイルの作動に必要な全ての構成部品もこの共通の筐体中に収容されている。
【００８５】
好ましくはこの筐体から出ているのは、１つの給電ケーブルのみであるが、このケーブルは、このように形成された焼嵌め装置の電圧給電に役立ち、この目的のためにその端部で理想的にはプラグを担持し、これにより工具なしに電圧給電部への接続が可能になる。電圧給電部として、ここでは上述のように好ましくは電源電圧が採用される。給電ケーブルの端部は、好適には耐衝撃性プラグが装備されていて、これは、各国向け要件に対応している。
【００８６】
焼嵌め装置が手で保持されるべき場合には、有利であるのは、中心合わせ手段がコイル筐体に取り付けられていて、これが工具シャンクに対してコイルを中心に位置付けるのを容易にする場合である。この中心合わせ手段は、例えば径方向で可動なフィンガーＦｉとして実施可能であるが、これは図１および２で示唆する通りである。
【００８７】
特に目的に合ったものとしては、この装置に、工作機械への結合を可能にする少なくとも１つの継手ＫＵが設けられている場合であることは明らかである。
【００８８】
これにより、この装置は単純に工作機械に固定でき、その後、安全に動作し、冷却剤および削りくず粒子による汚染から保護された作動位置をとることができる。
【００８９】
この継手ＫＵは、好ましくは、本発明による焼嵌め装置で加工されうる工具保持具用に採用されるような一般的な継手輪郭に対応し、これは、例えば図２に示すようなＨＳＫ輪郭である。本発明による焼嵌め装置を安全な作動位置に移動させるために、工具交換が行われるべき工具保持具を、工作機械のスピンドルから結合解除し、その代りに同一の継手輪郭を備えた焼嵌め装置を、工作機械のスピンドルに結合する以外に何も必要ではない。特に好都合であるのは、焼嵌め装置の継手を、操作において焼嵌め装置から取り外すことができる場合であり、好ましくは工具なしに手で取り外すことができる（とりわけバヨネットロック）場合である。これにより、焼嵌め装置の継手は、各工作機械上で採用される継手型、例えばテーパー状チャック、ＨＳＫなどに容易に適合させることができる。
【００９０】
理想的には、工作機械の冷却システムから出た冷却液体／出た冷却潤滑剤が、焼嵌め装置が有する(上述のように好ましくはその第２外被中にある)少なくとも１つの冷却路を貫流可能であるように、各継手が本発明による焼嵌め装置に接続される。
【００９１】
この際、これに加えて好ましくは、冷却装置が、大抵の場合誘導コイルに隣接した位置で焼嵌め装置中に統合されて設けられていることができる。工具保持具のスリーブ部分は、焼嵌め過程の終了後にこの冷却装置中に入れられ、これにより、スリーブ部分を能動的に危険のない接触温度にまで冷却することができる。合目的な場合、この冷却装置も工作機械の冷却システムにより供給を受け、通例これも同様に上述の継手を介して行われる。これゆえに、工作機械から出る冷却液体を冷却目的（第２外被および／または工具保持具の冷却目的）で、焼嵌め装置の内側で使用することについても特許請求する。
【００９２】
あるいは、焼嵌め装置は、工作機械の工具マガジン中でも保管可能である。この場合、工具交換機が焼嵌め装置を、自動的に機械スピンドル中に挿入する、またはスピンドル中でクランプされる工具チャックに導き、これにより、工具が焼外しまたは焼嵌めされる。第２の場合、エネルギー供給は、プラグを介して直接焼嵌め装置に差し込まれるケーブルを介して行われることができる。双方の場合とも、焼嵌め装置は手で保持されるには及ばない。
【符号の説明】
【００９３】
１  誘導コイル
２  誘導コイルの巻き線（電気巻き線）
３  第１外被
３ａ  正面側の磁気被覆部で、好ましくは磁極片の形状の被覆部
３ａａ  磁極リング円板
３ｂｂ  遮蔽カラー
３ｂ  正面側の磁気被覆部
４  工具保持具
５  遮蔽部
６  割り当てなし
７  磁極片の通過口
８  割り当てなし
９  第２外被
１０  電力用半導体構成素子
１１  間隙
１２  電力用半導体構成素子の端子
１３  第２外被の切り欠き
１４ａ  平滑コンデンサ
１４ｂ  共振回路コンデンサ
１５ａ  電気回路基板
１５ｂ  電気回路基板
１６  冷却路
１７  冷却路供給管
Ｇ  整流器
ＧＮＳ  制御電子回路に給電するための直流低電圧
Ｈ  工具の保持シャフト
ＨＰ  工具保持具のスリーブ部分
ＩＣ  制御電子回路の部分としての集積回路
ＫＵ  焼嵌め装置を工作機械に結合させるための継手
Ｌ  誘導コイルと工具保持具との縦軸
ＮＳＴ  電源電力
ＳＥＫ  制御電子回路
ＳＫＳ  共振回路
Ｔ  変圧器
Ｗ  工具
Ｆｉ  スリーブ部分ないし工具保持具を誘導コイル中で中心合わせするために径方向で可動のフィンガー
【図１】
2019508275.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2019508275.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019508275.tif 000009
【国際調査報告】
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2019508275.tif 000011
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