[发明专利]具有动态可变的线圈形状的感应线圈

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年5月14日提交的美国临时申请第61/823,035号申请的利益，在此通过引用的方式将其全文并入本文中。

技术领域

本发明一般涉及在螺线管型感应线圈内电感应焊接或加热工件，并且尤其涉及这样的感应焊接或加热，其中工件的外部尺寸可以变化，并且感应线圈的线圈形状可以动态地改变以适应工件尺寸的变化。

背景技术

工件可以穿过螺线管型感应线圈以感应焊接或加热工件。固定形状的线圈只能有效地焊接或加热有限尺寸范围的工件。

本发明的一个目的是提供用于电感应焊接或加热穿过螺线管型线圈的工件的装置和方法，从而当工件的尺寸变化时，焊接或加热过程能够以正常的或降低的工艺线速继续，而不用中断螺线管型感应线圈的电力以及螺线管型线圈的冷却介质流。

发明内容

本发明的一方面是提供通过使工件穿过螺线管型感应线圈的至少一匝而对工件电感应焊接或加热的装置和方法。感应线圈具有动态可变的线圈形状，其可以随着工件的尺寸或属性的变化而变化。通过包含可调线圈段组件或连接元件来实现可变的线圈形状，该可调线圈组件或连接元件形成螺线管型感应线圈的一匝或多匝的一部分或附接于其上。

在本发明的一些例子中，通过响应于穿过螺线管型感应线圈的工件的外部尺寸变化来改变螺线管型感应线圈的内部截面尺寸，从而获得可变的线圈形状。

本发明的以上和其它方面在说明书和随附的权利要求中进行阐述。

附图说明

附图连同说明书和权利要求绘示了实施本发明的一个或多个非限制性模式。本发明不限于绘示的设计和附图内容。

图1(a)是具有本发明的动态可变的线圈形状的螺线管型感应线圈的一个实施例的图解截面图，该螺线管型感应线圈在闭合位置具有可调线圈段。

图1(b)是图1(a)中的螺线管型感应线圈的图解截面图，该螺线管型感应线圈在可变的打开位置具有可调线圈。

图2(a)是具有本发明的动态可变的线圈形状的螺线管型感应线圈的另一个实施例的图解截面图，该螺线管型感应线圈在闭合位置具有可调线圈段。

图2(b)是图2(a)中的螺线管型感应线圈的图解截面图，在可变的打开位置具有可调线圈段。

图3(a)绘示了通过将具有本发明的螺线管型感应线圈的金属板或金属条的相对的纵边缘锻焊在一起而典型形成连续的管状物(tubular article)。

图3(b)是螺线管型感应线圈匝的一个实施例的图解截面图，该螺线管型感应线圈匝具有用于图3(a)示出的锻焊过程的本发明的动态可变的线圈形状，其中图3(a)中在闭合位置具有可调线圈段。

图3(c)是在可变的打开位置具有可调线圈段的图3(b)中的螺线管型感应线圈匝的图解截面图。

具体实施方式

在图解截面图1(a)和图1(b)中示出了具有动态可变的线圈形状的螺线管型感应线圈10的一个例子。感应线圈10是至少一匝螺线管型线圈，包括固定的电感应线圈段10a和10b以及一个或多个可调线圈段10c，其中每个可调线圈段与单独的可调线圈段组件10d连接。

线圈段10a和10b牢固地沿它们的线圈段的长度的至少部分固定，或由元件连接至线圈段。例如，如图中所示的，线圈段10a和10b的电力终端端头10a’和10b’可以牢固地彼此相邻固定，电力终端之间具有空间以提供电力终端端头之间的电隔离。该空间可以填满电绝缘材料，诸如聚四氟乙烯或其它合适的材料。可选地，可以在连接至螺线管型线圈的供电电路中提供柔性接头，例如，通过柔性(连续伸缩)电缆段16a和16b将螺线管型感应线圈10的相对的电力终端端头10a’和10b’连接至图中没有示出的一个或多个电源。在本发明的该实施例中，如将进一步讨论的，柔性电缆段16a和16b允许将刚性线圈段10a和10b的部分从闭合段位置挠曲分开(flexing apart)至可变的打开段位置。

如图中所示，线圈段10a和10b可以具有相等的段长度，或根据特定应用具有不相等的长度。在图中，长度相等的线圈段10a和10b的每一个是半圆形。在该例子中，可调线圈段端头10a”和10b”分别与线圈段10a和10b的电力终端端头10a’和10b’相对。在该例子中，可调线圈段10a和10b附接至可调线圈段端头10a”和10b”以在可调线圈段端头将线圈段10a和10b相互电连接。