[發明專利]多重管加工線圈

有效

• 申請號: 200880019622.1
• 申請日: 2008-04-22
• 公開（公告）號: CN101711419A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 巴勃羅·帕斯奎爾;沃爾夫岡·許茨
• 申請（專利權）人: 巴勃羅·帕斯奎爾;沃爾夫岡·許茨
• 主分類號: H01F7/20
• 分類號: H01F7/20;B65B7/28;B67B3/10;B21D26/14
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 饒辛霞

技術領域

本發明涉及一種用于制造多重管加工線圈的方法或用于通過一個 這樣的多重管加工線圈用蓋封閉容器的方法。

背景技術

這種方法的基礎作為電磁脈沖接合EMPF(Elektromagnetisches? Puls-Fügen?EMPF)是已知的。它利用磁場的力作用，以使由導電材 料構成的工件如管和環軸向對稱地變形。為此一個流過電流的線圈用 作為工具，在線圈內部一個磁場對工件加載超過其屈服極限，由此使 工件變形并且這樣將其壓緊到相對于工件的對應件的表面上。

一種已知應用例如是，在一個由塑料構成的汽油箱的頸部上通過 卷邊固定一個管狀的填充接管。另一種已知的應用是制造用于汽車的 牽引桿的。為此將一個鋁管通過電磁脈沖接合與兩個鋼的連接件連接。

在這些和其他的應用中，一個線圈以微小的距離包圍待變形的由 導電材料構成的物體。當由電流流過該線圈時，形成一個磁場，該磁 場也包圍待變形的物體，并在此在其表面內引起渦流，該渦流又產生 一個第二磁場，其方向與第一磁場的方向相反，因此兩個磁場相互排 斥。借此在待變形的工件的圓周上在電線圈的平面內在整個圓周上形 成一個力，它徑向對準于工件的中心。

如果該力是如此之大，以致超過工件的彈性變形性的極限，則工 件持久變形。因為只有唯一的一次并且只有在很短的時間上必須超過 該極限，合理的是，采用一種脈沖式發送能量的電源，例如一個所謂 電容器組，它包括許多相互連接的電容器。在無負載情況下連續地給 這些電容器充電并且然后經由一個開關突然地與一個線圈連接，該線 圈包圍工件。在當前的現有技術中，電流值達到150000-500000安培。 電容器組在很短的時間內放出如此高的電流，一個典型的值在當前的 技術狀況中為45微秒。

在電流流動過程中，它建立一個如此高的磁通量，以致在工件中 產生的與產生的初級磁場相反定向的次級磁場通過其反作用力產生如 此大的力，以致將工件的壁加速到直至每秒500米的峰值速度并同時 使其變形。

在此也可以使多個物體變形，它們相互同心地插入并相互接觸或 至少保持很小的相互距離。在此變形的作用在全部物體的最外面上是 最大的。

最近的內部的物體則主要通過外面的物體的機械作用而產生變 形。與此相比，在大多情況下，取決于外面的物體的壁厚和磁導率， 在其他的設置在內部的物體上的磁作用是很小的或者甚至處在變形極 限以下，因為磁能量的大部分為了形成渦流已消耗在外面的物體中。

因此按這種方式也可以在由導磁材料構成的物體內裝入由另一種 可變形的和電磁上不傳導的材料例如塑料構成的物體。這些中間環可 用作為絕緣子或密封圈。

但這種原則上很簡單的方法對于一種成功的變換來說具有一些問 題和限制，它們特別描述在專利US?4,150,274中。

由于線圈的內徑只應稍大于工件的外徑，一個想要使用EMPF方 法的制造商需要許多不同式樣的昂貴的線圈。

另一缺點是，該線圈同時只能加工一個工件。由于必須將工件很 精確地定位在線圈中，所以設備的充電和放電需要比接合過程本身多 得多的時間。

已知的現有技術的另一問題是線圈的尺寸。尤其是要在一臺設備 中同時加工多個工件時，線圈所需要的空間大于工件所需要的。

另一缺點是，具有許多圈數的線圈為了匹配于當前可供使用的具 有典型很高電壓的電容器是有利的，但一個這樣的多圈線圈的缺點是， 各個圈在電流流動的過程中相互支承并且必須承受住相同的用于保證 工件中恒定變形的高的反作用力。這可能導致，線圈的各導體相互接 觸并在這種情況剝去或剝除其絕緣層，以致導致短路并且使線圈變成 不能用的。

在當前的現有技術中，PS?JP?61099311闡述了在一個空心圓柱形 線圈內部的絕緣層通過澆注一個網柵或一個類似的具有許多開口的平 面元件保持穩定。還提到了澆鑄在線圈表面的不均勻性。

在此的缺點是，一如既往地只限于保護絕緣層不垂直地從線圈的 待絕緣面升起。并且特別是在EMPF方法情況下，一個線圈的絕緣層 沿該方向有規律地被很強烈加載，如果該線圈在電容器組的爆發性放 電之后在其彈性極限內稍微自身回彈的話。

至今已知的用于EMPF方法的線圈通常在制造上是昂貴的并且與 其他的接合技術的機器相比磨損很迅速。