DE4231617A1

DE4231617A1 - Temperature transfer in assembly technology - provides controllable temp transfer over given, spatially defined temp transfer sections

Info

Publication number: DE4231617A1
Application number: DE19924231617
Authority: DE
Inventors: Reiner Dorner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-22
Filing date: 1992-09-22
Publication date: 1994-03-24

Abstract

Temperature transfer from a temp. transfer unit (2) to a workpiece (4) takes place only over given transfer sections (7) to achieve given dimensional changes. The relative position of the transfer unit and workpiece is defined, and the temp. over the temp. transfer sections (7) is controlled by means of a temp. control unit. The temp. transfer is determined by the area and type (point, line etc.) of contact between the temp. transfer unit (2) and the workpiece (4). Heating of the workpiece takes place by means of continuous or pulsed radiation (infrared, laser, etc.), while cooling is effected with the use of air or water baths, or with the use of coils or similar devices carrying cooling liquid. The appts. (1) has at least one temp. transfer unit (2), which, in its working position (6), is positionable relative to a workpiece (4). The transfer unit partially mates with the workpiece, and is provided with at least one temp. transfer section. The appts. includes spring elements for pressing the temperature transfer unit, which is rapidly interchangeable, against the workpiece. USE/ADVANTAGE - In assembly technology. Energy savings are obtd. through controlled temperature transfer between the transfer unit and workpiece.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Anwärmen bzw. Abkühlen von Werkstücken in der Fügetechnik nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention is based on a method and a device for heating or cooling workpieces in joining technology according to the preamble of the main claim.

Es ist bereits eine Heizpatrone bzw. eine Heizplatte bekannt, bei der stabförmige Heizelemente Einsatz finden. Diese weisen ein wendelförmigen Aufbau der Heizdrähte auf. Diese können somit in bspw. Bohrungen von Werkstücken eingesetzt werden. Für die Erwärmung ist jedoch eine relativ hohe Energiezufuhr erforderlich, da zwischen Bohrung und Heizpatrone ein Luftspalt vorhanden ist, der eine isolierende Wirkung hat. Gleichzeitig verlängert sich die Anwärmdauer erheblich. Ferner kann durch eine ungenaue Positionierung der Heizpatrone zu dem Werkstück eine ungleichmäßige Erwärmung der umliegenden Flächen des Werkstückes erfolgen und eine nicht proportionale Ausdehnung zur Folge haben. Die nachfolgenden Arbeitsschritte können dadurch beeinträchtigt sein.A heating cartridge or heating plate is already known, are used for rod-shaped heating elements. These point a helical structure of the heating wires. These can can be used in bores of workpieces, for example. For the However, warming is a relatively high energy input required because there is an air gap between the hole and the heating element is present, which has an insulating effect. At the same time the warm-up time is extended considerably. Furthermore, by inaccurate positioning of the heating cartridge to the workpiece an uneven heating of the surrounding areas of the Work done and a non-proportional expansion to Have consequence. The following steps can be done be impaired.

Es ist weiterhin eine Erwärmung durch Induktion, Wirbelstrom- oder Transformatorverfahren bekannt. Diese erfordern einen hohen Energieaufwand. Zur gleichmäßigen Erwärmung ist ferner eine Verteilung der Spulen über dem Werkstück erforderlich, da eine Feldkonzentration an den Kanten der Spulen eine partielle Erwärmung bzw. Überhitzung des Werkstückshervorrufen könnte. Es treten weiterhin Probleme auf, da eine sehr schnelle und übermäßige Erhitzung erfolgen kann, die eventuell eine Gefügeänderung, zumindestens aber einen Aufbau von Spannungen in dem Werkstück hervorrufen können.It is still heating by induction, eddy current or transformer method known. These require a high one Energy expenditure. For even heating is also a Distribution of the coils over the workpiece is required because of a Partial field concentration at the edges of the coils May cause heating or overheating of the workpiece. It Problems continue to arise as a very fast and excessive heating can occur, which may result in a Structural change, but at least a buildup of stresses in can cause the workpiece.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine wesentliche Energieeinsparung zum Anwärmen bzw. Abkühlen des Werkstückes ermöglicht ist. Durch eine wenigstens teilweise Temperaturübertragung von einer Temperaturübertragungseinheit auf ein Werkstück kann eine partielle Temperaturänderung erfolgen, die von der Geometrie des Werkstückes nicht eingeschränkt ist. Diese kann auf die wesentlichen Abschnitte für die Temperaturübertragung begrenzt sein. Eine räumlich definierte Anordnung von der Temperaturübertragungseinheit zu dem Werkstück kann eine gezielte Temperaturübertragung sichern. Somit kann eine gezielte Maßänderung des Werkstückes erfolgen, die für den nachfolgenden Fügevorgang erforderlich ist. Weiterhin kann durch das partielle Anliegen die Temperaturübertragung auf die notwendigsten Abschnitte des Werkstückes reduziert sein.The method according to the invention with the characteristic features the main claim has the advantage that a Significant energy savings for heating or cooling the Workpiece is enabled. By at least partially Temperature transfer from a temperature transfer unit A partial temperature change can occur on a workpiece done that does not depend on the geometry of the workpiece is restricted. This can refer to the essential sections be limited for temperature transfer. One spatially defined arrangement of the temperature transmission unit a targeted temperature transfer can ensure the workpiece. In this way, a targeted dimensional change of the workpiece can take place, which is required for the subsequent joining process. Furthermore, due to the partial concern Temperature transfer to the most necessary sections of the Workpiece be reduced.

Die Temperatureinrichtung kann die auf das Werkstück übertragene Temperatur als Steuergröße verarbeiten, so daß hierin eine Rückkopplung mit den herrschenden Temperaturen, dem Grad der Temperaturänderung und dgl. zu der Temperatursteuereinrichtung erfolgen kann.The temperature device can be the one transferred to the workpiece Process temperature as a control variable, so that a Feedback with the prevailing temperatures, the degree of Temperature change and the like. To the temperature control device can be done.

Die partielle Temperaturübertragung über die Temperaturübertragungseinheit ermöglicht ferner, daß dieses Verfahren zum Einsatz von einer abschnittsweisen Temperaturübertragung eines Werkstücks eingesetzt werden kann. Dies kann beispielsweise beim Einsetzen von Wellen in Lagern von Vorteil sein. Hierbei kann der Innen- und Außenschale des Lagers erwärmt werden, wobei der an die Kugeln angrenzenden Abschnitt ausgespart ist. Somit findet eine gleichmäßige Erwärmung von Innen- und Außenschale des Lagers statt, so daß ein Zerstören des Lagers, bzw. ein hoher Druck auf die Kugeln bei Anwärmung von nur einer Lagerschale, insbesondere bei spielfreien Lagern, ausbleibt. Ferner können dadurch Lager mit Dichtungen ohne Beschädigung angewärmt werden.The partial temperature transfer over the Temperature transfer unit also allows this Process for the use of a section by section Temperature transfer of a workpiece can be used. This can be the case when inserting shafts in bearings from Be an advantage. Here, the inner and outer shell of the bearing be heated, the portion adjacent to the balls is spared. Thus there is even heating of Inner and outer shell of the bearing instead, so that a destruction of the bearing, or high pressure on the balls when heated of only one bearing shell, especially in the case of bearings without play, is absent. Furthermore, bearings with seals without Damage can be warmed up.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß durch Berührung zwischen dem Temperaturübertragungsabschnitt der Temperaturübertragungseinheit und der dieser zugeordneten entsprechenden Fläche am Werkstück eine effektivere Temperaturübertragung erfolgen kann. In einer solchen Arbeitsposition kann der Temperaturübergang durch eine Berührungsqualität, die zwischen dem Werkstück und der einen Temperaturübertragungsabschnitt bildenden Mindestfläche der Temperaturübertragungseinheit gebildet ist, bestimmt sein. Die Mindestfläche kann durch Punkt- oder Linienberührung gegeben sein, die auch zu einem vollflächigen Abschnitt ausgebildet sein kann. Die Mindestfläche kann formschlüssig an dem Werkstück anliegen und der Wirkungsgrad des Temperaturüberganges kann durch die Hertz′sche Pressung bei Punkt oder Linienberührung erhöht sein. Ein isolierender, teilweise sich bildender Luftspalt, der bei Berührung zweier Flächen entstehen kann, kann durch eine entsprechend an die Temperaturübertragungsabschnitte angepaßte Ausbildung der Form und Oberfläche vermindert sein, um einen möglichst hohen Traganteil für die Wärmeübertragung zu ermöglichen. Desweiteren können Werkstücke mit teilweisen temperaturempfindlichen Teilen ebenso angewärmt werden, da diese Abschnitte bei der Temperaturübertragung freibleiben können.According to an advantageous embodiment of the invention provided that by contact between the Temperature transmission section of the Temperature transmission unit and the associated appropriate area on the workpiece a more effective Temperature transfer can take place. In one The temperature transition through a working position Touch quality between the workpiece and the one Temperature transfer section forming the minimum area of the Temperature transmission unit is formed to be determined. The Minimum area can be given by touching points or lines be, which are also formed into a full-surface section can. The minimum area can be form-fitting on the workpiece concern and the efficiency of the temperature transition can by Hertzian pressure at point or line contact be elevated. An isolating, partially forming Air gap that can arise when two surfaces touch by a corresponding to the temperature transmission sections adapted formation of the shape and surface may be reduced to the highest possible proportion of load for heat transfer enable. Furthermore, workpieces can be partially temperature-sensitive parts are warmed as well, as these Sections can remain free during the temperature transfer.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, ein Wärmeübergang durch lineare oder gepulste Strahlung, wie Infrarot, Laser oder dgl. erfolgen kann. Damit können auch geometrisch schwer zugängliche Bereiche eines Werkstückes berührungslos angewärmt werden.According to an advantageous embodiment of the invention provided a heat transfer through linear or pulsed Radiation, such as infrared, laser or the like. Can be done. In order to can also geometrically difficult to access areas of a Workpiece are heated without contact.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Kälteübergang durch Luft, bzw. Blasluft, Wasser oder durch in Kühlkörpern geführte Kühlflüssigkeit erfolgt. Die Temperaturübertragungseinheit kann zum Abkühlen analog der Temperaturübertragungseinheit für den Wärmeübergang ausgebildet und angesteuert sein. Es ist auf den Anwendungsfall abzustimmen, wann eine Erwärmung oder Abkühlung zur Maßänderung geeigneter ist. Die Temperaturübertragungseinheit für die Kälteübertragung kann auch zum Abkühlen nach dem Fügevorgang von ineinandergefügten Werkstücken ausgebildet sein.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that a cold transition through air or blown air, Water or coolant contained in heat sinks he follows. The temperature transfer unit can Cooling analogous to the temperature transfer unit for the Heat transfer should be designed and controlled. It is on the Use case to coordinate when a heating or cooling is more suitable for dimensional change. The Temperature transfer unit for cold transfer can also for cooling after the joining process of nested Workpieces should be formed.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Temperatursteuerung über einen am Werkstück die Temperatur messenden Temperaturfühler der Temperatureinrichtung erfolgt. Die Temperaturübertragung an der Temperatursteuereinrichtung kann insbesondere über Glasfaser als auch über weitere gängige Übertragungselemente erfolgen. Dieses zusätzliches Regelglied kann zur Überwachung der Temperaturänderungen und der eingestellten Endwerte beim Abkühlen oder Anwärmen der Werkstücke dienen. Lediglich eine Steuerung der Temperatur wäre auch möglich, jedoch kann mit dem Temperaturfühler eine gezieltere Steuerung einer Temperaturquelle erfolgen. Durch einen geschlossenen Regelkreis kann eine Veränderung von Einflußgrößen während der Temperaturübertragung mit berücksichtigt und überwacht werden. According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the temperature control via a Workpiece the temperature measuring temperature sensor Temperature setup is done. The temperature transfer at the Temperature control device can be used in particular via glass fiber also take place via other common transmission elements. This additional control element can be used to monitor the Temperature changes and the set end values for Cool or warm the workpieces. Just one Control of the temperature would also be possible, however, with the Temperature sensors a more targeted control of a Temperature source. Through a closed control loop can a change of influencing variables during the Temperature transfer are taken into account and monitored.

Somit kann auf Änderungen des Wärmeübergangswiderstandes reagiert werden.This allows for changes in the heat transfer resistance be reacted to.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die äußeren zu erwärmender Abschnitte des Werkstücks auf eine Anwärmtemperatur zwischen 20°C und 600°C, vorzugsweise 80°C und 200°C erhitzt werden. Die Anwärmzeit bis zum Erreichen der maximalen Anwärmtemperatur als auch die Anwärmdauer nach Erreichen der maximalen Anwärmtemperatur, die den Betrag der erwärmten Zone bestimmt, kann in Abhängigkeit des anzuwärmenden Materials bzw. der Massenverteilung bestimmt sein, so daß nur die äußeren zu erwärmenden Abschnitte angewärmt werden.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the outer sections of the Workpiece to a heating temperature between 20 ° C and 600 ° C, preferably 80 ° C and 200 ° C are heated. The warming up time to reach the maximum heating temperature as well Heating time after reaching the maximum heating temperature, the determines the amount of the heated zone, depending on the material to be heated or the mass distribution must be determined, so that only the outer sections to be heated are heated become.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß jede Temperaturübertragungseinheit einzeln von einer Temperatursteuereinrichtung gesteuert werden kann. Diese Ansteuerung kann bezüglich der Temperatur, Dauer, Anwärmgeschwindigkeit oder dgl. parametrisiert werden. Somit können mehrere Temperaturübertragungseinheiten eingesetzt werden, die unterschiedliche Parameter für die Anwärmung verschiedener Teilabschnitte eines Werkstückes aufweisen können. Zusätzlich kann eine Anpassung der Parameter auf die Taktzeit in einer Fertigungsstraße abgestimmt sein. ES können auch mehrere Temperaturquellen an einer Temperaturübertragungseinheit unabhängig voneinander gesteuert sein.According to a further advantageous embodiment of the invention it is envisaged that each temperature transfer unit individually can be controlled by a temperature control device. With regard to temperature, duration, Heating rate or the like can be parameterized. Consequently can use multiple temperature transfer units be the different parameters for heating can have different sections of a workpiece. In addition, the parameters can be adapted to the cycle time in a production line. There can also be several Temperature sources on a temperature transmission unit be controlled independently.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Werkstück von einem Werkstückbett aufgenommen wird. Somit kann das Werkstück in einer prozeßgesteuerten Anlage über ein an dem Transportmittel angeordnetes Werkstückbett der Temperaturübertragungseinheit zugeführt werden und automatisch nach diesem Arbeitszyklus dem Arbeitstakt entsprechend zu einer nächst folgenden Station weitertransportiert werden. Dieses Werkstückbett kann aus einem wärmeisolierenden und aus einem wärmeleitfähigem Werkstoff gebildet sein, so daß zumindest die anzuwärmenden Abschnitte des Werkstückes mit dem wärmeleitfähigen Werkstoff in Verbindung stehen. Ferner weist die wärmeleitfähige Komponente eine Andockfläche für die beim Anwärmen daran anliegende Temperaturübertragungseinheit auf. Somit kann eine Wärmeübertragung von der Temperaturübertragungseinheit über das wärmeleitfähige Werkstückbett auf das Werkstück erfolgen. Das Werkstück kann wenigstens teilweise über die wärmeisolierende Komponente an dem Werkstückbett befestigt sein. Es kann eine direkte als auch eine indirekte Anwärmung des Werkstückes erfolgen.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the workpiece from a workpiece bed is recorded. Thus, the workpiece can be in one process-controlled system via a on the means of transport arranged workpiece bed of the temperature transfer unit are fed and automatically after this work cycle Work cycle corresponding to a next station to be transported further. This workpiece bed can be made from one heat-insulating and made of a thermally conductive material be formed so that at least the portions of the Workpiece in connection with the thermally conductive material stand. Furthermore, the thermally conductive component has a Docking surface for those that are in contact when heated Temperature transmission unit on. Thus a Heat transfer from the temperature transfer unit via the thermally conductive workpiece bed on the workpiece. The Workpiece can be at least partially over the heat insulating Component to be attached to the workpiece bed. It can be one direct as well as indirect heating of the workpiece respectively.

Es wird weiterhin erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgeschlagen, die insbesondere zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen ist. Die Vorrichtung weist eine Gerät mit wenigstens einer Temperaturübertragungseinheit auf, der in einer Arbeitsposition zu dem Werkstück positionierbar ist, so daß die Temperaturübertragungseinheit wenigstens teilweise formschlüssig an dem Werkstück angeordnet ist. Somit kann eine partielle Anwärmung des Werkstücks über wenigstens einen Temperaturübertragungsabschnitt erfolgen. Durch die flexible Anordnung der Temperaturübertragungseinheit kann eine schnelle und spezifische Anpassung an unterschiedliche Werkstücke durchgeführt werden. Ferner können mehrere Temperaturübertragungseinheiten gleichzeitig an einem Werkstück eingesetzt werden, ohne daß hierbei eine komplette Aufheizung des Werkstücks erforderlich wäre.According to the invention, it also becomes a device suggested that in particular to carry out the procedure is provided. The device has a device with at least a temperature transmission unit, which in a Working position can be positioned on the workpiece, so that the Temperature transmission unit at least partially positively is arranged on the workpiece. Thus, a partial Heating the workpiece via at least one Temperature transfer section take place. Because of the flexible Arrangement of the temperature transfer unit can be quick and specific adaptation to different workpieces be performed. Furthermore, several Temperature transfer units simultaneously on one workpiece can be used without a complete heating of the workpiece would be required.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wärmeübertragung durch einen Wärmübertragungsabschnitt erfolgt, der durch aneinander angrenzende Flächen von dem Werkstück und der Temperaturübertragungseinheit gebildet ist. Dadurch kann eine begrenzte Wärmeübertragung für die erforderliche Ausdehnung des Werkstücksabschnittes erfolgen. Diese Maßnahme trägt erheblich zur Energieeinsparung bei, da nur die notwendigsten Abschnitte erwärmt werden. According to an advantageous embodiment of the invention provided that the heat transfer through a Heat transfer section is carried out by each other adjacent surfaces of the workpiece and the Temperature transmission unit is formed. This can cause a limited heat transfer for the required expansion of the Workpiece section take place. This measure contributes significantly to save energy because only the most necessary sections be heated.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß Ausgleichselemente die Temperaturübertragungseinheit gegenüber dem Werkstück nachgiebig festlegen. Ein minimaler Luftspalt zwischen Werkstück und Temperaturübertragungseinheit, der Wärmeübertragungsverluste hervorrufen könnte, kann stark vermindert sein. Dies kann bei kleinen und leichten Werkstücken von Vorteil sein. Die Ausgleichselemente können durch Federn gebildet sein. Es kann ein sicheres Anliegen der Temperaturübertragungseinheit in einer Arbeitsposition zu dem Werkstück gegeben sein und der Traganteil der Berührflächen kann sehr hoch sein. Die Temperaturübertragung kann somit effektiver werden.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that compensating elements Resilient temperature transfer unit with respect to the workpiece establish. A minimal air gap between the workpiece and Temperature transfer unit, the heat transfer losses Could cause, can be greatly diminished. This can happen with small and light workpieces can be an advantage. The Compensating elements can be formed by springs. It can a safe concern of the temperature transfer unit in one Work position to be given to the workpiece and the load share the contact surfaces can be very high. The temperature transfer can thus become more effective.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Temperaturübertragungseinheit zweiteilig ausgebildet. Auf einem Basisteil ist eine Temperaturquelle aufgesetzt, die vorzugsweise austauschbar mit dem Basisteil verbunden ist. Somit kann bei einem Einsatz in der automatischen Fertigung ein schnelles und einfaches Umrüsten der Temperaturquelle auf eine neue Produktlinie mit veränderten Temperaturübertragungsabschnitten angepaßt werden. Das Basiselement kann dabei als Hubelement ausgeführt sein, welches nach der Zuführung des Werkstückes zu dem Temperaturübertragungseinheit über einen Hubweg zum Anliegen an das Werkstück gebracht wird. Durch die an dem Temperaturübertragungseinheit vorgesehenen Federelemente können Abweichungen bezüglich der Hubachse ausgeglichen werden. Ferner kann vorteilhafterweise durch eine gelenkige Anordnung zwischen Temperaturquelle und Basisteil, ein weiterer Toleranzausgleich erfolgen.According to a further advantageous embodiment of the invention the temperature transmission unit is formed in two parts. A temperature source is placed on a base part, the is preferably connected interchangeably to the base part. Consequently can be used in automatic manufacturing quick and easy changeover of the temperature source to one new product line with changed Temperature transmission sections are adjusted. The The base element can be designed as a lifting element, which after feeding the workpiece to the Temperature transmission unit over a stroke to contact the workpiece is brought. Because of that Temperature transmission unit provided spring elements can Deviations in the stroke axis can be compensated. Further can advantageously by an articulated arrangement between Temperature source and base part, another tolerance compensation respectively.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Temperaturquelle aus Widerstandsheizelementen gebildet ist, die in einer hochwärmeleitfähigen Einbettmasse angeordnet sind. Die Widerstandsheizelemente können aus Heizdrähten gebildet sein. Die Heizdrähte und die Einbettmasse können spezifisch an die Wärmeübertragungsabschnitte angepaßt werden. Der Verlauf der Heizdrähte in der Einbettmasse kann spiral- bzw. wendelförmig als auch mäanderförmig oder dgl. angeordnet sein. Es können ferner auch zwei oder mehrere Widerstandsheizkreise zum Erhitzen der Widerstandsheizelemente für eine Temperaturübertragungs einheit vorgesehen sein, so daß eine unterschiedliche Anwärmung innerhalb eines Abschnittes des Werkstückes durchgeführt werden kann.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the temperature source is off Resistance heating elements is formed, which in a highly heat-conductive investment material are arranged. The Resistance heating elements can be formed from heating wires. The heating wires and the investment can be specific to the Heat transfer sections are adjusted. The course of the Heating wires in the investment can be spiral or helical as well as arranged in a meandering shape or the like. It can also two or more resistance heating circuits for heating the resistance heating elements for a temperature transfer Unit be provided so that a different heating be carried out within a section of the workpiece can.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Widerstandsheizelemente wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig in Aufnahmen, insbesondere in U-förmigen Rillen der Einbettmasse angeordnet sind. Diese können auch durch andere geometrische Querschnitte, wie beispielsweise V- oder rechteckförmig, gebildet sein. Somit kann die Einbettmasse eine plane Oberfläche ausweisen, die für ein formschlüssiges Anliegen an den Temperaturübertragungsabschnitt des Werkstückes geeignet ist. Es kann ferner vorgesehen sein, daß nach Einlegen der Heizdrähte in die U-förmigen Rillen, diese durch die Einbettmasse wiederum geschlossen werden, so daß eine durchgängig plane Oberfläche als Wärmeübertragungsfläche geschaffen ist. In Abhängigkeit von Material und Anwärmtemperatur kann die Zahl der Heizdrähte bezogen auf die Einbettmasse erhöht oder erniedrigt sein. Desweiteren kann vorgesehen sein, daß die Heizdrähte wenigstens teilweise gegenüber der Einbettmasse hervorstehen. Dadurch kann eine linienförmige Erwärmung des Werkstücks erfolgen. Die Widerstandsheizelemente können auch durch Kühlschlangen ersetzt sein und in derselben Weise zu der Temperaturquelle festgelegt sein.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the resistance heating elements at least partially, preferably completely in recordings, in particular are arranged in U-shaped grooves of the investment. This can also by other geometric cross sections, such as for example, V-shaped or rectangular. So can the investment has a flat surface that is suitable for a positive contact with the temperature transmission section of the workpiece is suitable. It can also be provided that after inserting the heating wires into the U-shaped grooves, these be closed again by the investment so that a consistently flat surface as heat transfer surface is created. Depending on material and Heating temperature can be the number of heating wires based on the Investment may be increased or decreased. Furthermore can be provided that the heating wires at least partially protrude from the investment. This can cause a linear heating of the workpiece. The Resistance heating elements can also be replaced by cooling coils be and set to the temperature source in the same way his.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Einbettmasse mit den Heizdrähten von einer hitzebeständigen Isolierung umgeben ist und lediglich eine wärmeübertragende, freibleibende Fläche aufweist. Durch die direkte Angrenzung der Isolierung an die Einbettmasse kann der Temperaturübertragungsabschnitt begrenzt bzw. unterbrochen sein. According to a further advantageous embodiment, that the investment with the heating wires of one heat-resistant insulation is surrounded and only one has heat-transferring, non-binding surface. Through the the insulation can be directly adjacent to the investment Temperature transmission section may be limited or interrupted.

Die Einbettmasse als auch die Isolierung selbst sind lösbar miteinander verbunden und bilden die Temperaturquelle, so daß eine Komponentenbauweise für eine derartige Anordnung vorgesehen ist.The investment and the insulation itself can be removed interconnected and form the temperature source, so that a component design is provided for such an arrangement is.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Einbettmasse mit einer oberflächenhärtenden Beschichtung versehen ist, so daß beim Positionieren des Werkstücks zu der Temperaturübertragungseinheit in einer Arbeitsposition keine Beschädigung an der Oberfläche der Einbettmasse hervorgerufen wird. Diese könnten eine Beeinträchtigung bezüglich der Anwärmtemperatur und der Anwärmdauer nach sich ziehen. Die Beschichtung ist ebenfalls wärmeleitfähig und weist, wie bspw. Nickel, eine höhere Festigkeit gegenüber der Einbettmasse auf.According to a further advantageous embodiment, that the investment with a surface-hardening coating is provided so that when positioning the workpiece to the Temperature transfer unit in one working position Damage to the surface of the investment becomes. These could interfere with the The heating temperature and the heating time. The Coating is also thermally conductive and has, for example. Nickel, a higher strength compared to the investment.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Werkstück in einem Werkstückbett positionierbar ist. Dieses Werkstückbett ist teilweise aus hochwärmeleitfähigem Material gebildet und kann als Halterung eines Werkstücks in einer automatischen Zuführeinrichtung dienen. Somit können die Werkstücke in einer Fertigungsanlage der Fügestation zugeführt und nach der Temperaturübertragung an die nachfolgende Arbeitsstation, bspw. zum Einsetzen einer Weile oder eines Lagers, weitergeleitet werden.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the workpiece in a workpiece bed is positionable. This workpiece bed is partially out highly thermally conductive material and can be used as a holder a workpiece in an automatic feeder to serve. This allows the workpieces to be machined in a manufacturing facility fed to the joining station and after the temperature transfer the subsequent workstation, for example, to insert for a while or a warehouse.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Werkzeugbett nahe den Wärmeübertragungsabschnitten des Werkstückes eine Andockfläche für die Temperaturübertragungseinheit aufweist. Diese kann konisch ausgebildet sein, so daß eine Selbstzentrierung und ein paßgenaues Anliegen der Temperaturübertragungseinheit an dem Werkstückbett gegeben ist. Diese indirekte Wärmeübertragung von dem Temperaturübertragungseinheit auf das Werkstück kann nicht nur in Fertigungsanlagen Einsatz finden, sondern ebenso für bspw. schwer handhabbare Werkstücke verwendet werden. According to a further advantageous embodiment of the invention it is intended that the tool bed near the Heat transfer sections of the workpiece have a docking surface for the temperature transmission unit. This can be conical so that self-centering and a exact fit of the temperature transfer unit on the Workpiece bed is given. This indirect heat transfer from the temperature transfer unit on the workpiece can not only used in production plants, but also for For example, difficult to handle workpieces are used.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Werkzeugbett an den zu erwärmenden Abschnitten des Werkstückes formschlüssig anliegt. Es kann durch isolierende Elemente zusätzlich zu dem Werkzeugbett fixiert sein.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the tool bed to be heated Sections of the workpiece is form-fitting. It can by insulating elements fixed in addition to the tool bed his.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Temperaturübertragungseinheit über eine Temperatursteuereinrichtung geregelt wird. An dieser Temperatursteuereinrichtung können die jeweiligen Parameter, wie bspw. Dauer, Temperatur für Anwärmung und Abkühlung für jede an der Temperatursteuereinrichtung angeschlossenen Temperaturübertragungseinheit einzeln eingestellt werden.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the temperature transmission unit via a Temperature control device is regulated. At this Temperature control device, the respective parameters, such as For example, duration, temperature for heating and cooling for each connected to the temperature control device Temperature transmission unit can be set individually.

Die Temperaturübertragungseinheiten können direkt mit der Temperatursteuereinrichtung zu einer Einheit verbunden sein. Diese kann bspw. über einen Balancer frei im Raum bewegbar und den jeweiligen Werkstücken zuführbar sein. Desweiteren kann die Temperatursteuereinrichtung ortsfest angeordnet sein und mit den einzelnen Temperaturübertragungseinheiten über flexible Leitungen verbunden sein. Somit können die Temperaturübertragungseinheiten an die entsprechenden Abschnitte dem Werkstück für die Temperaturübertragung zugeführt werden und anschließend in einer Halterung in einer Bereitstellungsposition abgelegt werden. Die flexiblen Verbindungsleitungen können vorteilhafterweise über ein Schnellwechselsystem austauschbar mit der Temperatursteuereinrichtung verbunden sein. Die Temperaturübertragungseinheiten können ebenso in einer Maschine fest installiert sein und über eine externe Temperatursteuereinrichtung angesteuert sein.The temperature transfer units can directly with the Temperature control device to be connected to a unit. This can, for example, be moved freely in the room via a balancer can be fed to the respective workpieces. Furthermore, the Temperature control device to be arranged stationary and with the individual temperature transfer units via flexible Lines are connected. Thus, the Temperature transmission units to the corresponding sections be fed to the workpiece for temperature transfer and then in a holder in a ready position be filed. The flexible connecting lines can advantageously exchangeable via a quick-change system be connected to the temperature control device. The Temperature transfer units can also be in one machine be installed permanently and via an external Temperature control device to be controlled.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen entnehmbar. Further advantages and advantageous configurations of the invention are the following description, the drawings and the Removable claims.

drawings

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher beschrieben:Embodiments of the subject of the invention are in the Drawings shown and described in more detail below:

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Gerätes mit einer Temperatursteuereinrichtung, einem Werkstück und Temperaturübertragungseinheiten, Fig. 1 is a simplified representation of a device with a temperature controller, a workpiece and temperature transfer units

Fig. 2 eine Temperaturübertragungseinheit in einer Arbeitsposition mit einem Werkstück und Fig. 2 shows a temperature transfer unit in a working position with a workpiece and

Fig. 3 eine Temperaturübertragungseinheit in einer Arbeitsposition mit einem ein Werkstück aufnehmendes Werkstückbett. Fig. 3 shows a temperature transmission unit in a working position with a workpiece bed receiving a workpiece.

Description of the embodiments

Fig. 1 zeigt ein Gerät 1 mit einer Temperatursteuereinrichtung 3 und drei darauf positionierten Temperaturübertragungseinheiten 2. Ferner sind zusätzlich Stützen 20 zur Fixierung und Positionierung des Werkstückes 4 vorgesehen sein. Das Werkstück 4 selbst liegt direkt auf einer oberen Abdeckplatte der Temperatursteuereinrichtung 3 auf. Die Temperaturübertragungseinheiten 2 liegen direkt an den anzuwärmenden Abschnitten des Werkstückes 4 an. Die Temperaturübertragungseinheit 2 weist ein zylindrisches Basisteil 13 und eine von dem Basisteil 13 aufgenommene Temperaturquelle 12 auf. Die Temperaturquelle 12 ist den Anwärmabschnitten des Werkstückes 4 angepaßt. Diese sind durch Widerstandsheizelemente 14, die als Heizbänder, Heizgeflechte, insbesondere als Heizdrähte ausgebildet sind, gebildet. Diese sind wendelförmig angeordnet und bilden zusammen mit einer Isolierung 16 einen Teil des Wärmeübertragungsabschnittes 7. Die Heizdrähte 14 sind von der Isolierung 16 teilweise umgeben. Das Eindringen und Abstrahlen der Wärme in die Temperaturübertragungseinheiten 2 wird weitgehenst unterbunden bzw. die Wärme wird reflektiert, so daß eine Wärmeübertragung auf das Werkstück 4 erfolgt. Die Heizdrähte 14 sind aneinanderliegend angeordnet und liegen direkt an dem Werkstück 4 an. Fig. 1 shows a device 1 with a temperature control means 3 and positioned thereon three temperature transmission units 2. Furthermore, supports 20 are provided for fixing and positioning the workpiece 4 . The workpiece 4 itself lies directly on an upper cover plate of the temperature control device 3 . The temperature transmission units 2 are in direct contact with the sections of the workpiece 4 that are to be heated. The temperature transmission unit 2 has a cylindrical base part 13 and a temperature source 12 received by the base part 13 . The temperature source 12 is adapted to the heating sections of the workpiece 4 . These are formed by resistance heating elements 14 , which are designed as heating strips, heating braids, in particular as heating wires. These are arranged helically and together with insulation 16 form part of the heat transfer section 7 . The heating wires 14 are partially surrounded by the insulation 16 . The penetration and radiation of the heat in the temperature transmission units 2 is largely prevented or the heat is reflected, so that heat is transferred to the workpiece 4 . The heating wires 14 are arranged adjacent to one another and lie directly on the workpiece 4 .

Auf der Vorderseite der Temperatursteuereinrichtung 3 sind Anzeigenfelder 21 mit zugehörigen Einstellelementen zur Parametereinstellung von Leistungsdaten für jeweils einen Temperaturübertragungseinheit 2 vorgesehen. In jedem Anzeigefeld 21 können die für den jeweiligen Temperaturübertragungseinheit 2 eingestellten Parameter, wie bspw. Anwärmtemperatur und Anwärmzeit, die zur Erreichung der Anwärmtemperatur sowie die Dauer der Anwärmung abgefragt und überwacht werden.On the front of the temperature control device 3 , display fields 21 with associated setting elements for parameter setting of performance data are provided for one temperature transmission unit 2 each. In each display field 21 , the parameters set for the respective temperature transmission unit 2 , such as, for example, heating temperature and heating time, those for reaching the heating temperature and the duration of the heating can be queried and monitored.

Die Temperatursteuereinrichtung 3 kann desweiteren Überwachungskreise mit Temperaturfühlern 5 beinhalten, die beispielsweise eine Überschreitung der Anwärmtemperatur oder dgl. überwachen. Zusätzlich kann die Temperatursteuereinrichtung 3 derart programmiert sein, daß eine gleichzeitige Beendigung der Anwärmzyklen von mehreren unterschiedlich eingestellten Anwärmprozessen für ein Werkstück 4 erfolgt.The temperature control device 3 can also include monitoring circuits with temperature sensors 5 , which monitor, for example, an exceeding of the heating temperature or the like. In addition, the temperature control device 3 can be programmed such that a simultaneous termination of the heating cycles of several differently set heating processes for a workpiece 4 takes place.

Fig. 2 zeigt eine Temperaturübertragungseinheit 2, die in einem Anwärmgerät 23 integriert ist. Diese Temperaturübertragungseinheit 2 weist einen mit einem Maschinengehäuse befestigbares Basisteil 13 auf, an dessen oberen Ende die Temperaturquelle 12 lösbar befestigt ist. Das Basisteil 13 ist über ein zylindrisches Gehäuse 26 mit einem Befestigungselement 25 lösbar an dem Anwärmgerät 23 montiert. Fig. 2 shows a thermal transfer unit 2, which is integrated in a heating device 23rd This temperature transmission unit 2 has a base part 13 which can be fastened to a machine housing and at whose upper end the temperature source 12 is detachably fastened. The base part 13 is detachably mounted on the heating device 23 via a cylindrical housing 26 with a fastening element 25 .

Das Gehäuse 26 nimmt eine Isolierung 16 auf und bildet an ihrem oberen Abschnitt gleichzeitig eine Auflagefläche für ein auf der Temperaturübertragungseinheit 2 in Arbeitsposition 6 angebrachtes Werkstück 4. Über eine Schraubverbindung 27 ist die Temperaturquelle 12 an dem Basisteil 13 befestigt. Die Temperaturquelle 12 ist an ihrem oberen Abschnitt mit Einführschrägen ausgebildet, um ein erleichtertes Aufsetzen des Werkstücks 4 zu ermöglichen und um Beschädigungen zu vermindern. Die Temperaturquelle 12 weist einen spiralförmig auf der Isolierung 16 angeordneten Heizdraht 14 und eine den Heizdraht 14 umgebende Einbettmasse 15 auf. Die Einbettmasse 15 ist aus wärmeleitfähigem Material gebildet und mit einer hochfesten Beschichtung an deren Oberfläche versehen. Diese Beschichtung kann aus Nickel bestehen. Die Einbettmasse 15 liegt direkt an den Heizdrähten 14 an und weist an ihrer zu dem Werkstück 4 weisenden Außenseite bzw. Fläche 17 eine den anzuwärmenden Abschnitten angepaßte Form auf. Die Heizdrähte 14 können je nach Anforderung unterschiedlich gewählt werden und bis zu 700°C erwärmt werden.The housing 26 accommodates insulation 16 and, at its upper section, simultaneously forms a support surface for a workpiece 4 attached to the temperature transmission unit 2 in the working position 6 . The temperature source 12 is fastened to the base part 13 via a screw connection 27 . The upper part of the temperature source 12 is formed with insertion bevels in order to make it easier to place the workpiece 4 and to reduce damage. The temperature source 12 has a heating wire 14 arranged spirally on the insulation 16 and an investment compound 15 surrounding the heating wire 14 . The investment material 15 is formed from thermally conductive material and provided with a high-strength coating on the surface thereof. This coating can consist of nickel. The investment 15 lies directly on the heating wires 14 and has on its outside or surface 17 facing the workpiece 4 a shape adapted to the sections to be heated. The heating wires 14 can be selected differently depending on the requirements and can be heated up to 700 ° C.

Bei dem Werkstück 4 ist eine Bohrung zur Aufnahme einer Welle zu erwärmen. Dazu greift die Temperaturquelle 12 durch die Bohrung hindurch und liegt formschlüssig an der Bohrungsinnenwand an. Desweiteren liegt die Einbettmasse 15 an einer rechtwinklig zur Bohrung verlaufenden Außenfläche 28 an, um eine zusätzliche Wärmeübertragung zu bewirken. Durch das formschlüssige Anliegen der Temperatureinheit 2 über den gesamten Verlauf der Bohrung erfolgt eine gleichmäßige Anwärmung des Werkstücks 4. Die Anwärmung ist dabei derart gesteuert, daß sie über die Wärmeübertragungsabschnitte 7 zu den erwärmenden Abschnitten 8 der Bohrung erfolgt. Die Wärmeübertragungsabschnitte 7 setzen sich aus Bohrungsinnenwand und Außenfläche 28 und der Fläche 17 der Temperaturübertagungseinheit 2 zusammen. Die Eindringtiefe der Erwärmung ist für eine Ausdehnung der Bohrung zur Aufnahme einer Welle ausreichend. Durch diese partielle Anwärmung, die den unterschiedlichen geometrischen und werkstofflichen Ausgestaltungen des Werkstücks 4 angepaßt sind und formschlüssig zwischen Temperaturübertragungseinheit 2 und Werkstück 4 anliegen kann eine beträchtliche Energieeinsparung erfolgen.A hole for receiving a shaft is to be heated in workpiece 4 . For this purpose, the temperature source 12 reaches through the bore and lies in a form-fitting manner on the inner wall of the bore. Furthermore, the investment 15 lies against an outer surface 28 running at right angles to the bore in order to bring about additional heat transfer. Due to the positive engagement of the temperature unit 2 over the entire course of the bore, the workpiece 4 is heated uniformly. The heating is controlled such that it takes place via the heat transfer sections 7 to the heating sections 8 of the bore. The heat transfer sections 7 are composed of the inner wall of the bore and the outer surface 28 and the surface 17 of the temperature transfer unit 2 . The depth of penetration of the heating is sufficient to expand the bore to accommodate a shaft. This partial heating, which is adapted to the different geometrical and material configurations of the workpiece 4 and is in a form-fitting manner between the temperature transfer unit 2 and the workpiece 4, results in considerable energy savings.

Fig. 3 zeigt eine Variante einer Temperaturübertragungseinheit 2 aus Fig. 2. Diese Temperaturübertragungseinheit 2 findet insbesondere in der automatischen Fertigung Einsatz. Die Temperaturübertragungseinheit 2 ist auf einer Platte 30 mit einem Basisteil 13 in eine Bohrung eingesetzt und lösbar befestigt. Das im wesentlichen zylindrischer Basisteil 13 ist als Hubelement ausgebildet und weist mittig eine Hubstange 31 auf, die über Lager 32 axial geführt ist. In dem unteren Abschnitt der Basisteils 13 ist die Hubstange 31 über ein Ausgleichselement 9, das als Druckfeder ausgebildet ist, axial verschiebbar gelagert. An dem oberen Ende der Hubstange 31 ist die Temperaturquelle 12 lösbar befestigt. Diese Temperaturquelle 12 kann nochmals federnd zu dem Basisteil 13 gelagert sein. Ferner kann die Temperaturquelle 12 gelenkig mit dem Basisteil 13 in Verbindung stehen. Der Aufbau der Temperaturquelle 12 besteht im wesentlichen aus zwei Komponenten. Zum einen aus einer hitzebeständigen Isolierung 16 und einer anwärmenden Komponente, die aus Widerstandsheizelementen 14 und einer Einbettmasse 15 besteht. Die Temperaturquelle 12 weist einen kegelstumpfartigen Aufbau auf, wobei dessen Grundfläche und Deckfläche durch die Isolierung 16 gebildet ist. Diese besteht aus einem Kunststoff, der hoch hitzebeständig ist. Zur Befestigung dieses Kunststoffes sind verschraubbare Buchsen eingepreßt. Die Mantelfläche des Kegels ist aus der Einbettmasse 15 und Heizdrähten 14 gebildet. Die Einbettmasse weißt U-förmige Rillen auf, in die die Heizdrähte 14 eingelegt sind. Es können auch V-förmige Vertiefungen zur Positionierung der Heizdrähte 14 vorgesehen sein. Die Heizdrähte 14 sind vollständig durch die Rillen aufgenommen, so daß eine plane Mantelfläche gebildet ist. Die Anzahl der Windungen über die Mantelfläche ist von dem Grad der Erwärmung sowie durch das zu erwärmende Material und der Anwärmdauer abhängig. Die plane Mantelfläche, die mit einer Oberflächenbeschichtung versehen ist, bildet den Temperaturüber tragungsabschnitt 7 der Temperaturübertragungseinheit 2. FIG. 3 shows a variant of a temperature transmission unit 2 from FIG. 2. This temperature transmission unit 2 is used in particular in automatic production. The temperature transmission unit 2 is inserted on a plate 30 with a base part 13 in a bore and is detachably fastened. The essentially cylindrical base part 13 is designed as a lifting element and has a lifting rod 31 in the center, which is guided axially via bearings 32 . In the lower section of the base part 13 , the lifting rod 31 is axially displaceably supported by a compensating element 9 , which is designed as a compression spring. The temperature source 12 is detachably attached to the upper end of the lifting rod 31 . This temperature source 12 can again be spring-mounted to the base part 13 . Furthermore, the temperature source 12 can be connected in an articulated manner to the base part 13 . The structure of the temperature source 12 essentially consists of two components. Firstly, from a heat-resistant insulation 16 and a heating component, which consists of resistance heating elements 14 and an investment 15 . The temperature source 12 has a frustoconical structure, the base and top surface of which is formed by the insulation 16 . This consists of a plastic that is highly heat-resistant. Screwable bushings are pressed in to fasten this plastic. The lateral surface of the cone is formed from the investment material 15 and heating wires 14 . The investment material has U-shaped grooves in which the heating wires 14 are inserted. V-shaped depressions can also be provided for positioning the heating wires 14 . The heating wires 14 are completely received by the grooves, so that a flat outer surface is formed. The number of turns over the outer surface depends on the degree of heating as well as on the material to be heated and the heating time. The flat lateral surface, which is provided with a surface coating, forms the temperature transfer section 7 of the temperature transfer unit 2 .

Das Werkstück 4 ist von einem Werkstückbett 10 aufgenommen. Dieses Werkstückbett 10 wiederum ist lösbar auf eine automatische Zuführeinrichtung 35 befestigt. Die Zuführeinrichtung 35 kann als Rundtisch, Linearförderband oder dgl. ausgebildet sein. Das Werkstückbett 10 besteht aus zwei Komponenten. Zum einen kann es aus dem selben hoch wärmeleitfähigen Material wie die Einbettmasse 15 und zum anderen aus der Isolierung 16 bestehen. Die wärmeleitende Komponente 16 ist zu einem durch die Größe des Wärmeübertragungsabschnitts 7 der Temperaturübertragungeinheit 2 und zum anderen durch die Größe der anzuwärmenden Abschnitte 8 des Werkstückes 4 bestimmt. Die Isolierung 16 dient im wesentlichen zur Aufnahme des Werkstückes 4 und zur Abschirmung der Wärme, die auf die Zuführeinrichtung 35 übergeleitet werden könnte.The workpiece 4 is received by a workpiece bed 10 . This workpiece bed 10 is in turn releasably attached to an automatic feed device 35 . The feed device 35 can be designed as a rotary table, linear conveyor belt or the like. The workpiece bed 10 consists of two components. On the one hand, it can consist of the same highly thermally conductive material as the investment material 15 and, on the other hand, of the insulation 16 . The heat-conducting component 16 is determined on the one hand by the size of the heat transfer section 7 of the temperature transfer unit 2 and on the other hand by the size of the sections 8 of the workpiece 4 to be heated. The insulation 16 essentially serves to receive the workpiece 4 and to shield the heat that could be transferred to the feed device 35 .

Ferner ist an der Temperaturquelle 12 eine Halterung 36 angebracht, die zur Befestigung des Heizdrahtes 14 dient und die Zu- und Ableitung davon aufnimmt.Furthermore, a holder 36 is attached to the temperature source 12 , which serves to fasten the heating wire 14 and receives the supply and discharge thereof.

Nachfolgend soll ein Verfahrenszyklus bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erläutert werden:The following is a process cycle for the above The exemplary embodiments described are explained:

In den Fig. 1 und 2 sind Temperaturübertragungseinheiten 2 dargestellt, bei denen das Werkstück 4 manuell oder durch ein Handhabungssystem wie bspw. einem Roboter automatisch zu den Temperaturübertragungseinheiten 2 in einer Arbeitsposition 6 positioniert wird. Die Werkstücke 4 liegen durch ihr Eigengewicht mit einer dadurch gebildeten Anpreßkraft an der Temperaturübertragungseinheit 2 formschlüssig an. Über eine manuelle Betätigung eines Schalters oder eine automatische Betätigung eines Schalters, bspw. durch das Auflegen des Werkstückes 4, wird der Anwärmzyklus gestartet. Hierbei erfolgt ein dosiertes Anwärmen der zu erwärmenden Abschnitte 8 des Werkstückes 4 im Bereich der Wärmeübertragungsabschnitte 7. Diese sind durch die aneinander angrenzenden Flächen 17, 18 der Temperaturübertragungeinheit 2 und des Werkstücks 4 gebildet. Die Anwärmung kann in Abhängigkeit der eingegebenen Parameter von unterschiedlicher Dauer sein. Die Temperatursteuer einrichtung 3 schaltet den Anwärmstrom zu einem vorgegebenen Zeitpunkt ab, wobei die zu erwärmenden Abschnitte 8 des Werkstückes 4 eine Anwärmtemperatur zwischen 20°C und 600°C aufweisen können. Durch die kontrollierte Anwärmung des Werkstücks 4 kann eine Überhitzung und eine daraus resultierende Gefügeänderung des Werkstoffs vermindert werden. Ferner erfolgt durch die partielle Anwärmung über die Wärmeübertragungsabschnitte 7 eine gezielte Anwärmung des Werkstücks 4. Nach erfolgter Anwärmung wird das Werkstück 4 von den bzw. der Temperaturübertragungseinheit 2 entnommen und einer Montagestation (nicht dargestellt) zugeführt. Dort werden nun die weiteren Bauteile wie bspw. Lager oder Wellen in die angewärmten Abschnitte, wie Bohrungen eingesetzt oder eingepreßt. Durch eine daran anschließende Abkühlung durch Luft erfolgt ein Aufschrumpfung der erwärmten Abschnitte 8 des Werkstücks 4 auf das eingepreßte oder eingestecke Bauteil.In Figs. 1 and 2 Temperature transmission units 2 are shown, in which the workpiece 4 is positioned manually or by a handling system such as. A robot automatically to the temperature of transmission units 2 in a working position 6. The workpieces 4 rest against the temperature transfer unit 2 in a form-fitting manner due to their own weight with a contact force formed thereby. The heating cycle is started by manually actuating a switch or automatically actuating a switch, for example by placing the workpiece 4 on it. The portions 8 of the workpiece 4 to be heated are heated in a metered manner in the region of the heat transfer portions 7 . These are formed by the adjoining surfaces 17 , 18 of the temperature transfer unit 2 and the workpiece 4 . Depending on the parameters entered, the heating can vary in duration. The temperature control device 3 switches off the heating current at a predetermined point in time, wherein the sections 8 of the workpiece 4 to be heated can have a heating temperature between 20 ° C. and 600 ° C. Controlled heating of the workpiece 4 can reduce overheating and the resulting change in the structure of the material. Furthermore, a selective heating of the workpiece 4 is carried out by the partial heating up over the heat transfer portions. 7 After heating, the workpiece 4 is removed from the or the temperature transfer unit 2 and fed to an assembly station (not shown). There the other components such as bearings or shafts are now inserted or pressed into the heated sections such as bores. Subsequent cooling by air causes the heated sections 8 of the workpiece 4 to be shrunk onto the pressed or inserted component.

Es kann ferner vorgesehen sein, daß die Temperaturübertragungseinheiten 2 an einer Bereitstellungs vorrichtung positioniert sind, so daß diese durch einen Werker schnell entnommen und zu dem jeweiligen Werkstück 4 positioniert werden können. Somit können die Werkstücke 4 auf einem Montageband positioniert sein und durch Greifen der entsprechenden Temperaturübertragungeinheiten 2 wird eine Anwärmung der unterschiedlichen Anwärmabschnitten 8 des Werkstückes 4 durchgeführt. Diese Anordnung kann insbesondere bei einer halbautomatischen Fertigung zum Einsatz kommen. Ebenso dann, wenn einfache geometrische Verhältnisse des Werkstücks 4 vorliegen, wie bspw. Bohrungen zum Aufschrumpfen von Wellen oder Gehäusedurchdringungen, die zur Aufnahme von Lager bestimmt sind. Sobald mehr als zwei äußere Flächen anzuwärmen sind, ist es vorteilhaft, das Werkstück 4 auf einem Werkstückbett 10 zu positionieren und anzuwärmen. Die Aufnahme des Werkstückes 4 durch das Werkstückbett 10 kann auch bei einer vollautomatischen Fertigung Einsatz finden.It can also be provided that the temperature transmission units 2 are positioned on a provision device so that they can be quickly removed by a worker and positioned to the respective workpiece 4 . Thus, the workpieces 4 can be positioned on an assembly line and by gripping the corresponding temperature transmission units 2 , the different heating sections 8 of the workpiece 4 are heated. This arrangement can be used in particular in a semi-automatic production. Likewise when there are simple geometrical relationships of the workpiece 4 , such as, for example, bores for shrinking on shafts or housing penetrations which are intended for receiving bearings. Once are to warm more than two outer surfaces, it is advantageous to position and to warm the workpiece 4 on a workpiece bed 10th The holding of the workpiece 4 by the workpiece bed 10 can also be used in a fully automatic production.

Das durch das Werkstückbett 10 aufgenommene Werkstückbett 4 wird über eine Zuführeinrichtung 35 eine Temperaturübertragungseinheit 2, wie im Ausführungsbeispiel Fig. 3 beschrieben ist, zugeführt. Sobald die Werkstückmittelachse mit der die Temperaturübertragungeinheit 2 übereinstimmt, wird die Zuführeinrichtung 35 in Pfeilrichtung 38 abgesenkt. Es kann auch die Temperaturausgleichseinheit 2 angehoben werden. Die an dem Werkstückbett 10 ausgebildeten Andockflächen 11 liegen paßgenau an den konisch ausgebildeten Flächen 17 des Temperaturübertragungeinheit 2 an. Durch die Ausgleichselemente 9 des Temperaturübertragungeinheit 2 erfolgt ein Anliegen zwischen der Fläche 17 der Temperaturquelle 12 und der Andockfläche 11. Das Anliegen der aneinandergrenzenden Flächen 11, 17 ermöglicht eine Wärmeübertragung über den wärmeleitenden Abschnitt 40 des Werkstückbettes 10 zu den anzuwärmenden Abschnitten 18 des Werkstückes 4.The workpiece bed 4 received by the workpiece bed 10 is fed via a feed device 35 to a temperature transfer unit 2 , as described in the exemplary embodiment in FIG. 3. As soon as the center axis of the workpiece coincides with that of the temperature transfer unit 2 , the feed device 35 is lowered in the direction of the arrow 38 . The temperature compensation unit 2 can also be raised. The docking surfaces 11 formed on the workpiece bed 10 fit snugly against the conically shaped surfaces 17 of the temperature transfer unit 2 . Due to the compensating elements 9 of the temperature transmission unit 2, there is a contact between the surface 17 of the temperature source 12 and the docking surface 11 . The abutment of the adjoining surfaces 11 , 17 enables heat transfer via the heat-conducting section 40 of the workpiece bed 10 to the sections 18 of the workpiece 4 to be heated.

Nach Durchführung der Anwärmung wird die Zuführeinrichtung 35 entgegen der Pfeilrichtung 38 nach oben bewegt oder umgekehrt und sind für den nachfolgenden Arbeitsschritt bereitgestellt oder werden zu der nächst folgenden Arbeitsstationen weiter geleitet. Die weiteren Arbeitsschritte wie Einpressen bzw. Aufschrumpfen eines weiteren Bauteils können durchgeführt werden.After the heating has been carried out, the feed device 35 is moved upward in the opposite direction of the arrow 38 or vice versa and is provided for the subsequent work step or is passed on to the next work station. The further work steps such as pressing in or shrinking on another component can be carried out.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the Features shown in drawings can be both individually and also essential to the invention in any combination with one another his.

BezugszeichenlisteReference list

1 Gerät
2 Temperaturübertragungseinheit
3 Temperatursteuereinrichtung
4 Werkstück
5 Temperaturfühler
6 Arbeitsposition
7 Temperaturübertragungsabschnitt
8 zu erwärmender Abschnitt
9 Anpreßmittel
10 Werkstückbett
11 Andockfläche
12 Temperaturquelle
13 Basisteil
14 Widerstandsheizelement
15 Einbettmasse
16 Isolierung
17 Fläche des Anwärmdornes
18 Fläche des Werkstücks
20 Stützen
21 Anzeigenfelder
23 Anwärmgerät
25 Befestigungselemente
26 Gehäuse
27 Bohrung
28 Außenseite
29 Schraubverbindung
30 Platte
31 Hubstange
32 Lager
35 Zuführeinrichtung
36 Halterung
40 wärmeleitender Abschnitt 1 device
2 temperature transfer unit
3 temperature control device
4 workpiece
5 temperature sensors
6 working position
7 temperature transfer section
8 section to be heated
9 pressing means
10 workpiece bed
11 docking surface
12 temperature source
13 base part
14 resistance heating element
15 investment
16 insulation
17 Surface of the heating mandrel
18 surface of the workpiece
20 supports
21 display fields
23 Heating device
25 fasteners
26 housing
27 hole
28 outside
29 screw connection
30 plate
31 lifting rod
32 bearings
35 feeding device
36 bracket
40 thermally conductive section

Claims

1. A method for heating or cooling a workpiece ( 4 ) in the joining technology to achieve a temperature-dependent dimensional change thereof, in which a device ( 1 ) with at least one temperature transmission unit ( 2 ) is present, which has a temperature source ( 12 ) for heating or Cooling and having a temperature control device ( 3 ) which cooperate with the workpiece ( 4 ), characterized in that the temperature transfer from the temperature transfer unit ( 2 ) to the workpiece ( 4 ) takes place only in specific temperature transfer sections ( 7 ), for targeted Dimensional change in these sections,

- For this purpose, the temperature transfer unit ( 2 ) has sections for limited temperature transfer, which are appropriate to the workpiece opposite the surfaces of the workpiece ( 4 ),
- That the spatial arrangement of the temperature transmission unit ( 2 ) and workpiece ( 4 ) to each other is defined and
- That the temperature control device ( 3 ) processes the temperature prevailing at the temperature transmission sections ( 7 ) as a control variable.

2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature transition takes place by contact between the temperature transition section ( 7 ) of the temperature transition unit ( 2 ) and the associated surface on the workpiece ( 4 ) and that in the working position ( 6 ) a contact quality with a the minimum surface determining the temperature transition and forming a positive connection to the workpiece ( 4 ) (line contact, point contact, etc.) is present.

3. The method according to claim 1, characterized in that a Heat transfer through linear or pulsed radiation, such as Infrared, laser or the like he follows.

4. The method according to claim 1, characterized in that a Cold transfer through air, water bath or in heat sinks, such as cooling coils or the like, guided coolant he follows.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the temperature control via a on the workpiece ( 4 ) temperature measuring temperature sensor ( 5 ) of the temperature control device ( 3 ) and preferably the temperature transmission of the temperature sensor ( 5 ) via glass fiber.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the working position (6) on the one hand determined by the temperature transfer sections (7) and on the other hand of sections, the temperature-neutral associated with each other of the temperature transfer sections (7) are usually averted.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the section ( 8 ) of the workpiece ( 4 ) to be heated is heated to a heating temperature between 20 ° C and 600 ° C, preferably between 80 ° C and 200 ° C.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a plurality of temperature transmission units (2) are present and each temperature transmission unit (2) individually is controlled by a temperature control device (3).

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the workpiece ( 4 ) is received by a highly temperature-conductive workpiece bed ( 10 ) and the temperature transfer to the workpiece bed ( 10 ) via a docking surface ( 11 ) formed for the temperature transfer unit ( 2 ) he follows.

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the workpiece ( 4 ) is cooled or heated by air after the treatment and the joining process.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for dimensional change by heat

- The temperature transmission unit ( 2 ) and the workpiece ( 4 ) are brought together,
- The temperature transfer unit ( 2 ) is positively attached to the workpiece ( 4 ),
- the section ( 8 ) to be heated is removed between 20 ° C and 600 ° C,
- After the warm-up time, the temperature monitoring unit ( 2 ) is heated by the workpiece ( 4 ),
- A component to be inserted into the treated section of the workpiece ( 4 ) or the workpiece ( 4 ) in an assigned component for joining and
- The workpiece ( 4 ) is cooled or heated by air after the treatment and the joining process and brought to ambient temperature.

12. Device for heating a workpiece ( 4 ) for joining purposes, with a device ( 1 ) and at least one temperature transfer unit ( 2 ), which can be positioned in a working position ( 6 ) to a workpiece ( 4 ), in particular for carrying out the so-called method, characterized in that the temperature transmission unit ( 2 ) can be positioned partially in a form-fitting manner with respect to the workpiece ( 4 ) and has a certain restricted temperature transmission section ( 7 ).

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that opposite surfaces ( 17 , 18 ) of the workpiece ( 4 ) and temperature transfer unit ( 2 ) form the temperature transfer section ( 7 ).

14. The apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that the temperature transmission unit ( 2 ) pressing means ( 9 ), in particular spring elements.

15. The apparatus according to claim 12 to 14, characterized in that the temperature transfer unit ( 2 ) with its heat source to the geometry of the heat transfer section ( 7 ) is adaptable.

16. The apparatus according to claim 12 to 15, characterized in that the temperature transmission unit ( 2 ) has a preferably replaceable heat source ( 12 ) and a heat source ( 12 ) receiving base part ( 13 ).

17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the heat source ( 12 ) to the base part ( 13 ) is arranged adjustable.

18. The apparatus of claim 16 or 17, characterized in that the temperature source ( 12 ) formed as a heat source resistance heating elements ( 14 ), in particular heating wires, which are arranged in a highly thermally conductive investment material ( 15 ).

19. The apparatus according to claim 18, characterized in that the resistance elements ( 14 ) are wound, namely helically, helically or helically, at least partially, preferably completely, in receptacles, in particular in groove-shaped grooves of the investment material ( 15 ).

20. The apparatus according to claim 18 or 19, characterized in that the investment material ( 15 ) is surrounded by a heat-resistant insulation ( 16 ) and has a free, heat-transferring surface ( 17 ).

21. The apparatus according to claim 18 to 20, characterized in that the free surface ( 17 ) of the investment material ( 15 ) has a surface-hardening coating, preferably nickel coating.

22. The apparatus of claim 12 to 21, characterized in that between the temperature transfer unit ( 2 ) and the workpiece ( 4 ) a workpiece ( 4 ) receiving workpiece bed ( 10 ) is provided.

23. The device according to claim 22, characterized in that the temperature transmission sections ( 7 ) of the tool bed ( 10 ) has a preferably conically extending docking surface ( 11 ) for a precise fit of the temperature transmission unit ( 2 ).

24. The device according to claim 22 or 23, characterized in that the tool bed ( 10 ) is formed from a highly thermally conductive material and has heat transfer sections ( 7 ) between the tool bed ( 10 ) and the positively arranged workpiece ( 4 ).

25. The device according to claim 12 to 24, characterized in that a temperature control device ( 3 ) for the respective parameter setting of the performance data for at least one temperature transmission unit ( 2 ) is provided.

26. The apparatus according to claim 10 to 23, characterized in that the temperature transmission unit ( 2 ) is arranged fixed to the temperature control device ( 3 ), but preferably freely manageable.

27. The apparatus according to claim 12 to 26, characterized in that the temperature transmission unit ( 2 ) on the temperature control device ( 3 ) is interchangeable, in particular with a quick change system.