CN1764989A - 复杂形状工件的感应热处理 - Google Patents

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Abstract

一种用于对复杂形状工件的一个或多个部件进行稳定感应加热的感应器，其包括一对感应器节段。第一感应器节段连接到一个高频交流电源上，而第二感应器节段则磁耦合到由第一感应器节段内的交流电流产生的磁场。第一和第二感应器节段内相对的局部开口形成一个可在其内对部件进行感应加热的开口。第一和第二感应器节段可以选择性地设置为单匝、多个并联的单匝、或者多匝线圈结合的混合体，以降低进行感应热处理的部件轴向长度上的横截面感应电流的不均匀性。

Description

复杂形状工件的感应热处理
相关申请：
本申请主张2003年2月14日申请的美国专利临时申请第60/447,615号的优先权，该申请引用于此以做参考。
技术领域：
本发明通常涉及用于复杂形状工件的热处理的感应器线圈。
背景技术：
其全部内容引用于此的美国专利第6,274,857号(以下简称为第857号专利)揭示了一种不规则形状工件，例如曲轴，的感应热处理方法。第857号专利公开了一对适配线圈节段的使用，其中一个节段位于一个有源电路中而另一个节段则位于一个无源电路中，以对工件的部件(比如曲轴销或主轴)进行感应硬化，例如曲轴的销或主轴。图1是用于实现第857号专利所教示的感应硬化处理的构造的示意图。图中，交流电流Ia流经第一感应器节段107，如箭头的方向所示(瞬时交流电流)。线条概略地示出出第一感应器节段107连接到一个合适的交流电源上，使第一感应器节段成为一个由一个单匝感应器节段组成的有源电路。在第一感应器节段107中设置有线圈节段107a和107b。电流Ia在有源感应器线圈节段的周围产生一个磁通场。在第二感应器节段109中设置有线圈节段109a和109b，其中所述第二感应器节段109为一个由一个单匝感应器线圈节段组成的无源电路。磁通集中器节段103a和103b形成了一个磁通集中器，其将有源感应器节段周围的磁通耦合到无源电感器节段上，并且在第二感应器节段109上感应出交流电流Ib，如箭头的方向所示(瞬时交流电流)。
图2(a)和图2(b)分别示出现有的可以用来实现如图1中所示的示意性电路的有源(第一)感应器节段107和无源(第二)感应器节段109的一个例子。图2(a)中所示的电源终端区域122a和122b提供了一种用来将有源感应器节段连接到一个合适的高频交流电源上的装置。可在所述两个区域之间使用电介质411来提供足够的电绝缘。在图2(a)和图2(b)中，内通口117a和117b分别将第一和第二感应器节段分成两个线圈节段。这些线圈节段中的每一个均具有一个局部开口，比如分别位于线圈节段107a和107b上的开口121a和121b。每一个线圈节段环绕着其开口处可被设计成具有由淬火孔道隔开的内和外线圈边缘，比如线圈节段107a中的淬火孔道131两侧的内线圈边缘123b和外线圈边缘123a。图2(c)分别示出现有的有源和无源感应器节段107和109，其被恰当地安置，以对工件的两个部件进行感应热处理，其中所述两个部件的每一个部件被置于开口之中，而所述开口又由一对线圈节段构成，所述一对线圈节段即为第一线圈节段107a和109a(开口121a和122a)、以及第二线圈节段107b和109b。磁通集中器103a和103b分别环绕着第一和第二感应器节段的磁通集中器耦合区域119a和119b。电介质410分别隔开第一和第二感应器节段之间的线圈对向(coil-facing)表面115a和115b。由于工件部件在由一对线圈节段环绕而成的特定开口中进行感应热处理，通口117a和117b还可用来给与所述一个或两个工件部件结合在一起的无需热处理的工件部件提供位置(住处)。
通过有效的磁耦合，无源感应器节段中的感应电流Ib的电流量将大致等于有源感应器节段中的有源电流Ia的电流量、并且相位的电角度与其存在着180度的相差。Ia和Ib的电流量的大致相等并不能保证沿着线圈节段的宽度方向具有相等的电流密度。而有源和无源电路面层上的线圈节段具有相等的横截面电流密度对于能够对置于由一对相对的线圈节段构成的开口之内的工件部件进行均匀的感应热处理是必不可少的。感应器节段由非均匀的导电材料制成、或者一对感应器节段的面层表面之间的精确平行平面关系产生偏差，均可导致感应器节段横截面宽度方向上电流密度的不均匀性。图3(a)和3(b)为相对的第一和第二感应器节段的局部横截面图，沿图2(c)中的A-A方向。图3(a)示出一对典型的相对感应器节段107和109，其电流Ia和Ib具有理想的、均匀的横截面电流密度(阴影区域)。图3(b)示出一种更为实际的情况，其中相对线圈的面层表面115a和115b彼此不平行、电流Ia和Ib的横截面电流密度均为不均匀。在该例子中，感应器节段109的线圈面层表面115b与相对的感应器节段107的线圈面层表面115a不平行。因此，在电磁现象即众所周知的邻近效应的作用下，具有较小气隙的横截面区域上的感应电流Ib的密度较大，这进而将导致有源电流Ia的电流密度的重新分配。
对向的有源和无源线圈节段中电流密度的不均匀性还可受复杂工件上导电体的影响，其中所述导电体邻近一对线圈节段之间的开口之内进行感应热处理的工件部件。图4示出位于一对相对的线圈节段107a和109a之间的工件部件207，其中所述线圈节段107a和109a分别由线圈边缘107a′和107a″、以及线圈边缘109a′和109a″形成。将要进行感应热处理的工件部件207与无需进行感应热处理的、固接且相邻的工件部件206和208连接。如果所述工件为曲轴，则部件207可以是销或主轴(其内带或不带油路)，而固接且相邻的工件部件则相当于曲轴上非对称的配重。
如第857号专利中所揭示的，有源和无源感应器节段均可设置两个或多个相同数量的匝段(turns)。然而，有源和无源多匝感应器电路比等效的单匝设置方式需要更高的运行电压。更高的运行电压使气隙小的、相邻的电路导体之间存在发生电弧击穿的可能性，这就降低了可靠性和可维护性。
因此，本发明的一个目的即为提供一种感应器节段，其能够使感应器上的电流密度分配的不均匀性减到最小，以实现对复杂形状工件的工件部件进行均匀的感应热处理。
发明内容：
一方面看，本发明提供一种用于金属工件的至少一个大体圆柱形的部件的热处理的感应器和方法，其中所述大体圆柱形部件在至少一侧连接到一个不规则形状的部件上，从而在不规则形状部件和大体圆柱形部件之间形成一个内圆角。感应器由第一和第二感应器节段组成，第二感应器节段磁耦合到第一感应器节段上。第一感应器节段则连接到一个交流高频电源上。大体闭合的开口部分地形成于第一感应器节段和第二感应器节段内，所述开口用于放置大体圆柱形部件，以应用磁场对所述大体圆柱形部件进行热处理，其中所述磁场是由第一和第二感应器节段组成的感应器对来自高频交流电源的高频交流电流的激发做出响应所产生的。
在本发明的一个例子中，第一感应器节段由一种固体导电材料制成。第一感应器节段具有一个面层表面和一个通口，其中由于所述通口而形成了位于所述通口相对两侧的第一和第二线圈节段。一个横截面限流缝隙将第一和第二线圈节段各自分成一对第一线圈子节段和一对第二线圈子节段。位于第一或第二线圈节段上的第一局部开口在横截面限流缝隙的任一侧均具有一个弓形的线圈表面，这些弓形线圈表面的每一个由一个孔道分隔而形成一对第一线圈边缘和一对第二线圈边缘。第一和第二对线圈边缘与邻接的第一面层表面形成界面区域(interface regions)。第一和第二对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补、与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热。第二感应器节段由一种固体导电材料制成。第二感应器节段具有一个第二面层表面，该第二面层表面大体邻近第一面层表面并且与所述第一面层表面电绝缘。第二感应器节段上具有一个通口，从而形成了位于所述通口相对两侧的第三和第四线圈节段。位于第三或第四线圈节段上的第二局部开口具有一个弓形表面，其由一个孔道分隔而形成一对第三线圈边缘。第三对线圈边缘与邻接的第二面层表面形成界面区域。第三对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热。
在本发明的另一个例子中，第一感应器节段由一种固体导电材料制成。第一感应器节段具有一个面层表面和一个通口，其中由于所述通口而形成了位于所述通口相对两侧的第一和第二线圈节段。第一感应器节段横截面限流缝隙将第一和第二线圈节段各自分成一对第一线圈子节段和一对第二线圈子节段。位于第一或第二线圈节段上的第一局部开口在横截面限流缝隙的任一侧均具有一个弓形的线圈表面，这些弓形线圈表面的每一个由一个孔道分隔而形成一对第一线圈边缘和一对第二线圈边缘。第一和第二对线圈边缘与邻接的第一面层表面形成界面区域。第一和第二对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热。第二感应器节段由一种固体导电材料制成。第二感应器节段具有一个第二面层表面，其大体邻近第一面层表面、并且与所述第一面层表面电绝缘。第二感应器节段上具有一个通口，从而形成了位于所述通口相对两侧的第三和第四线圈节段。至少一个第二感应器节段横截面限流缝隙将第二感应器节段分成至少两个串联的线圈匝。所述至少两个线圈匝在通口的每一侧各形成一个至少两个线圈匝节段。通口任一侧的所述至少两个线圈匝节段内的第二局部开口具有一个弓形表面，其由一个孔道分隔而形成一对第三和一对第四线圈边缘。第三对和第四对线圈边缘与邻接的第二面层表面形成界面区域。第三和第四线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热。
在本发明的另一个例子中，第一感应器节段由一种固体导电材料制成。第一感应器节段具有一个面层表面和一个通口，其中由于所述通口而形成了位于所述通口相对两侧的第一和第二线圈节段。第一感应器线圈节段横截面限流缝隙将第一和第二线圈节段各自分成一对第一线圈子节段和一对第二线圈子节段。位于第一或第二线圈节段上的第一局部开口在横截面限流缝隙的任一侧均具有一个弓形的线圈表面，每一个所述弓形线圈表面由一个孔道分隔而形成一对第一线圈边缘和一对第二线圈边缘。第一和第二对线圈边缘与邻接的第一面层表面形成界面区域。第一和第二对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热。第二感应器由一种固体导电材料制成。第二感应器节段具有一个第二面层表面，其被放置成大体邻近第一面层表面、并且与所述第一面层表面电绝缘。第二感应器节段上具有一个通口，从而形成了位于所述通口相对两侧的第三和第四线圈节段。第二感应器节段横截面限流缝隙将第二感应器节段分成一个第二内感应器节段和一个第二外感应器节段。通口任一侧的所述第二内和外感应器节段上的第二局部开口具有一个弓形表面，其由一个孔道分隔而形成一对第三线圈边缘和一对第四线圈边缘。第三对和第四对线圈边缘与邻接的第二面层表面形成界面区域。第三对和第四对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热。
在本发明的另一个例子中，第一感应器节段由一种固体导电材料制成。第一感应器节段具有一个面层表面和一个通口，其中由于所述通口而形成了位于所述通口相对两侧的第一和第二节段。位于第一或第二线圈节段上的第一局部开口具有一个弓形的线圈表面，其被一个孔道分隔而形成一对第一线圈边缘。第一对线圈边缘与邻接的第一面层表面形成界面区域。第一对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热。第二感应器节段由一种固体导电材料制成。第二感应器节段具有一个第二面层表面，其大体邻近第一面层表面、并且与所述第一面层表面电绝缘。第二感应器节段上具有一个通口，从而形成了位于所述通口相对两侧的第二和第三线圈节段。一个横截面限流缝隙将第二感应器节段分成彼此电绝缘的一个内感应器节段和一个外部第二感应器节段。通口任一侧的所述内部和外部第二感应器节段内的第二局部开口具有一个弓形表面，其由一个孔道分隔而形成一对第二线圈边缘和一对第三线圈边缘。第三对和第四对线圈边缘与邻接的第二面层表面形成界面区域。第三对和第四对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热。
本发明的另一个方面涉及一种感应热处理站，其用于对金属工件(比如曲轴)进行热处理，其中所述金属工件具有一个或多个大体圆柱形的、轴向偏移(axially offset)并平行于工件主轴线的工件部件及两个或多个大体圆柱形的、与工件主轴线轴向对齐(axially aligned)的工件部件，其中，使用本发明的感应器来对所述工件部件进行感应热处理。
本发明书还阐述了本发明的其它方面。
附图说明：
为了说明本发明，在图中示出了当前较佳的实施方式；然而应可以理解，本发明并不受限于所示出的具体的设置方式和装置。
图1为现有技术中的有源和无源磁耦合电路的示意性设置方式，其可用来对复杂形状的工件进行感应热处理；
图2(a)示出了可用来对复杂形状的工件进行感应热处理的现有技术中的有源感应器节段；
图2(b)示出了可用来对复杂形状的工件进行感应热处理的现有技术中的无源感应器节段；
图2(c)示出了图2(a)和2(b)中所示的有源和无源感应器节段位于对复杂形状工件的一个部件进行感应加热的位置；
图3(a)和3(b)示出了感应器节段内均匀和不均匀的横截面电流密度的区别；
图4示出由于存在固接且相邻的工件部件，而导致在热处理期间工件部件上横截面电流密度发生典型的不均匀情况；
图5为本发明有源感应器节段的一个例子的面层平面视图，其中所述有源感应器节段被设置成并联双匝式，其可用来对复杂形状工件进行感应热处理；
图6为本发明无源感应器节段的一个例子的面层平面视图，其中所述无源感应器节段被设置成串联双匝线圈式，其可用来对复杂形状工件进行感应热处理；
图7为本发明无源感应器节段的一个例子的立体图，其中所述无源感应器节段被设置成电绝缘的双匝线圈式，其可用来对复杂形状工件进行感应热处理；
图8(a)和8(b)为本发明一对相对的有源和无源感应器节段的一个例子的立体图，其中所述一对相对的有源和无源感应器节段可用来对工件的端部部件进行热处理，其中所述工件端部具有一个突出的、无需进行热处理的端部元件；
图9为当图5中所示的有源感应器节段和图6中所示的无源感应器节段组合在一起使用、以对复杂形状工件的一个或多个部件进行感应热处理时的电路示意图。
具体实施方式：
现参看附图，图中相同标号表示相同元件，在图5中示出了本发明的有源感应器节段的一个例子，所述有源感应器节段可用来对复杂工件的部件进行感应热处理。有源感应器节段17包括两个并联的线圈匝(coil turns)16和18。图5为有源感应器节段的面层平面图。通过横截面限流缝隙14而形成了有源感应器节段内的两个线圈匝，其中所述两个线圈匝在电源终端区域112a和112b并联在一起。缝隙14足够大，以防止两个线圈匝之间发生电弧击穿，缝隙14可填上电介质材料。典型地，但不作为限制，根据感应受热部件的特征，缝隙14的宽度在1毫米到5毫米范围之内。由于缝隙14阻断了线圈匝中的横截面电流通道，因而使横截面电流密度的不均匀性减到最小。线圈匝16和18结合形成位于通口117a相对两侧的线圈节段17a和17b。在如图5所示的例子中，缝隙14完全贯穿两个线圈节段17a和17b、以及磁通集中器区域119a。在本发明的替代例子中，缝隙可限于两个线圈节段，因而形成两个分离的缝隙。优选地，缝隙14穿过两个线圈节段延伸，以提高每一个线圈节段之中电流分配的均匀性。
任一个或全部两个线圈节段具有一个局部开口，比如分别位于线圈节段17a和17b内的局部开口21a和22a。每一个局部开口内的两个线圈匝中的每一个的弓形线圈表面可以形成一对线圈边缘(lips)，其各自地由一个淬火孔道(quench orifice)隔开，即如图5所示的内线圈边缘23b、外线圈边缘23a和淬火孔道31。线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角(fillet)进行选择性加热。
单个缝隙14通常将每一个线圈节段分隔成两个宽度相等的线圈匝。也可设置多个横截面限流缝隙。
图5中所示的有源感应器节段17可与图2(b)中所示的无源单匝感应器节段结合在一起使用。在本发明的这个例子中，有源感应器节段中横截面电流密度分配的均匀性的提高将导致无源感应器节段中横截面电流密度分配的均匀性的提高，原因是经过形成于缝隙14两侧的两个线圈匝的瞬时电流的方向与无源单匝感应器节段中的电流方向相反。因此，有源感应器节段内的两个线圈匝中的每一个内的电流将在无源感应器节段中引起等量的电流。
供选择地，有源感应器节段17可与一个双匝无源感应器节段一同使用。图6示出了本发明双匝无源感应器节段的一个例子的面层平面图。双匝无源感应器节段19包括两个线圈匝20和24组成，其中通过横截面限流缝隙15、以及一个交叉区域(crossover region)26而形成所述线圈匝20和24。当与图5中所示的有源感应器节段17一同使用时，无源感应器节段内的缝隙15的宽度ws通常等于有源感应器节段中的缝隙14的宽度ws。线圈边缘绕着弓形表面内的孔道及两个线圈匝中的每一个的局部开口21b和22b构造，其中所述两个线圈匝分别构成线圈节段19a和/或19b。由于无源感应器节段中的两个匝为串联，因此在两个匝中流动的感应电流相同。因此，当将有源感应器节段17适当地置于双匝无源感应器节段19的邻近之处时，在有源感应器节段中流动的电流的密度将同样按照无源感应器节段中电流的密度进行分配。
图7示出了本发明另一种无源感应器节段。在该例子中，无源感应器节段29被横截面限流缝隙30分成两个电绝缘的线圈32和33。通过这种构造方式，无源感应器节段包括具有一个或多个局部开口，比如局部开口41b，的内和外线圈。无源感应器节段29与图2(a)或图5中所示的有源感应器节段结合在一起使用。在提供横截面电流密度分配的均匀性方面，带有两个电绝缘线圈的无源线圈不如串联在一起的双匝(或多匝)无源感应器节段有效，但其易于制造、并且相对于现有技术而言还是有所改善。
图8(a)和8(b)分别示出了一对有源和无源感应器节段65′和65的一个例子，其中所述有源和无源感应器节段可用来对复杂形状的工件的端部部件进行感应热处理，其中所述复杂形状的工件带有一个轴向突出的、无需进行热处理的、邻接的端部元件。例如，当工件为曲轴时，要进行热处理的端部部件为主轴(main)，而轴向突出的、无需进行热处理的、邻接的端部元件为曲轴前端(crank nose)。有源感应器节段65′包括一个单匝线圈。无源感应器节段65包括两个由横截面限流缝隙74隔开的电绝缘线圈70和72。在开口内对部件进行感应热处理，其中所述开口由局部开口66和66′形成。半圆形元件67坐落在半圆形开口67′内。示出在图8(a)和8(b)中的本发明的例子的优点相似于示出在图2(a)中的有源感应器节段与示出在图7中的无源感应器节段的结合所具备的优点。
位于线圈匝中的、由横截面限流缝隙隔开的、相对的线圈边缘对可通过这样的方式定位，即其可仅对内圆角区域进行感应加热，其中所述内圆角区域位于处在一对线圈节段之间的工件部件和与其邻接的工件部件之间。在该设置方式中，横截面限流缝隙通常更宽、并可填上一个通量集中器，以进一步地将感应热引到内圆角区域上。典型地，但不作为限制，此类应用中的横截面限流缝隙的宽度可在6毫米到25毫米范围之内，具体取决于感应受热部件的特征。
上述例子并非限制所揭示的发明的范围。所揭示的发明的范围由权利要求书限定。

Claims (13)

1、一种感应器，用于加热金属工件的至少一个大体圆柱形的部件，所述大体圆柱形部件在至少一侧连接到一个不规则形状的部件上，在不规则形状部件和大体圆柱形部件之间形成一个内圆角，所述感应器由一个第一感应器节段和一个第二感应器节段形成，第一和第二感应器节段具有将供给第一感应器节段上的交流高频电流磁耦合到第二感应器节段上的装置，一个大体闭合的开口部分地形成于第一感应器节段和第二感应器节段上，所述开口用于放置大体圆柱形部件，以应用磁场对所述部件进行加热，所述磁场由第一和第二感应器节段对交流高频电流的激发做出响应而产生，第一感应器节段由一种固体导电材料制成，所述第一感应器节段进一步包括：
一个第一面层表面；及
一个第一通口，其中所述第一通口形成了位于所述第一通口相对两侧的第一和第二线圈节段；
第二感应器节段由一种固体导电材料制成，所述第二感应器节段进一步包括：
一个第二面层表面，其中所述第二面层表面大体邻近第一面层表面，并且与所述第一面层表面电绝缘；及
一个第二通口，其中所述第二通口形成了位于所述第二通口相对两侧的第三和第四线圈节段；
改进包括：
至少一个横截面限流缝隙位于第一和第二线圈节段内，以在第一感应器节段上形成至少两个并联的线圈，所述至少一个横截面限流缝隙将第一和第二线圈节段各自分成一对第一线圈子节段和一对第二线圈子节段，
一个第一局部开口，其位于包括第一或第二线圈节段的第一或第二对线圈子节段上，所述第一局部开口具有一个弓形的线圈表面，其由位于形成第一局部开口的所述一对线圈子节段的至少一个线圈子节段内的孔道分隔，所述孔道将弓形的线圈表面分成一对第一线圈边缘，所述第一对线圈边缘与邻接的第一面层表面形成一个界面区域，其中，所述第一对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热；
一个第二局部开口，其位于第三或第四线圈节段上，所述第二局部开口具有一个由一个孔道分隔的弓形线圈表面，所述孔道将弓形的线圈表面分成一对第二线圈边缘，所述第二对线圈边缘与邻接的第二面层表面形成一个界面区域，其中，所述第二对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热，所述第一和第二局部开口构成所述大体闭合的开口。
2、一种感应器，用于加热金属工件的至少一个大体圆柱形的部件，所述大体圆柱形部件在至少一侧连接到一个不规则形状的部件上，在不规则形状部件和大体圆柱形部件之间形成一个内圆角，所述感应器由一个第一感应器节段和一个第二感应器节段形成，第一和第二感应器节段具有将供给第一感应器节段上的交流高频电流磁耦合到第二感应器节段上的装置，一个大体闭合的开口局部形成于第一感应器节段和第二感应器节段内，所述开口用于放置大体圆柱形部件，以应用磁场对所述部件进行加热，所述磁场由第一和第二感应器节段对交流高频电流的激发做出响应而产生，第一感应器节段由一种固体导电材料制成，所述第一感应器节段进一步包括：
一个第一面层表面；及
一个第一通口，其中所述第一通口形成了位于所述第一通口相对两侧的第一和第二线圈节段；
第二感应器节段由一种固体导电材料制成，所述第二感应器节段进一步包括：
一个第二面层表面，其中所述第二面层表面被放置成大体邻近第一面层表面，并且与所述第一面层表面电绝缘；及
一个第二通口，其中所述第二通口形成了位于所述第二通口相对两侧的第三和第四线圈节段；
改进包括：
至少一个有源横截面限流缝隙位于第一和第二线圈节段内，以在第一感应器节段上形成至少两个并联的线圈，所述至少一个有源横截面限流缝隙将第一和第二线圈节段各自分成一对第一线圈子节段和一对第二线圈子节段，
一个第一局部开口，其位于包括第一或第二线圈节段的第一或第二对线圈子节段上，所述第一局部开口具有一个弓形的线圈表面，其由位于形成第一局部开口的所述一对线圈子节段的至少一个线圈子节段内的孔道分隔，所述孔道将弓形的线圈表面分成一对第一线圈边缘，所述第一对线圈边缘与邻接的第一面层表面形成一个界面区域，其中，所述第一对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热；
至少一个无源横截面限流缝隙位于第三和第四线圈节段上，以在第二感应器节段上形成至少两个串联的线圈，所述至少一个无源横截面限流缝隙将第三和第四线圈节段各自分成一对第三线圈子节段和一对第四线圈子节段，
一个第二局部开口，其位于构成第三或第四线圈节段的第一或第二对线圈子节段上，所述第二局部开口具有一个由孔道分隔的弓形线圈表面，其中所述孔道位于形成第二局部开口的一对线圈子节段中的至少一个线圈子节段内，所述孔道将弓形的线圈表面分成一对第一线圈边缘，所述第一对线圈边缘与邻接的第二面层表面形成一个界面区域，其中，所述第二对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热，所述第一和第二局部开口构成所述大体闭合的开口。
3、根据权利要求2中所述的感应器，其特征在于，所述至少一个有源横截面限流缝隙的数量等于所述至少一个的无源横截面限流缝隙的数量，并且每一个所述的至少一个的有源横截面限流缝隙在相对地对准每一个所述的至少一个的无源横截面限流缝隙。
4、根据权利要求3中所述的感应器，其特征在于，全部所述的至少一个的有源和无源横截面限流缝隙的宽度相等。
5、根据权利要求4中所述的感应器，其特征在于，具有一个有源横截面限流缝隙和一个无源横截面限流缝隙，并且所述有源和无源横截面限流缝隙足够大，从而大体上只对内圆角进行感应加热。
6、根据权利要求5中所述的感应器，其特征在于，在由所述限流缝隙形成的空间中装有一个通量集中器，以将磁场引向所述内圆角。
7、一种感应器，用于加热金属工件的至少一个大体圆柱形的部件，所述大体圆柱形部件在至少一侧连接到一个不规则形状的部件上，在不规则形状部件和大体圆柱形部件之间形成一个内圆角，所述感应器由一个第一感应器节段和一个第二感应器节段形成，第一和第二感应器节段具有将供给第一感应器节段上的交流高频电流磁耦合到第二感应器节段上的装置，一个大体闭合的开口局部形成于第一感应器节段和第二感应器节段内，所述开口用于放置大体圆柱形部件，以应用磁场对所述部件进行加热，所述磁场由第一和第二感应器节段对交流高频电流的激发做出响应而产生，第一感应器节段由一种固体导电材料制成，所述第一感应器节段进一步包括：
一个第一面层表面；及
一个第一通口，其中所述第一通口形成了位于所述第一通口相对两侧的第一和第二线圈节段；
第二感应器节段由一种固体导电材料制成，所述第二感应器节段进一步包括：
一个第二面层表面，其中所述第二面层表面大体邻近第一面层表面，并且与所述第一面层表面电绝缘；及
一个第二通口，其中所述第二通口形成了位于所述第二通口相对两侧的第三和第四线圈节段；
改进包括：
至少一个横截面限流缝隙位于第二感应器节段内，以在第二感应器节段内形成至少两个电绝缘线圈，所述至少一个横截面限流缝隙将第三和第四线圈节段各自分成一对第一线圈子节段和一对第二线圈子节段；及
一个第一局部开口，其位于包括第三或第四线圈节段的第一或第二对线圈子节段内，所述第一局部开口具有一个弓形的线圈表面，其由位于形成第一局部开口的一对线圈子节段的至少一个内的孔道分隔，所述孔道将弓形的线圈表面分成一对第一线圈边缘，所述第一对线圈边缘与邻接的第二面层表面形成一个界面区域，其中，所述第一对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热；
一个第二局部开口，其位于第一或第二线圈节段内，所述第二局部开口具有一个由一个孔道分隔的弓形线圈表面，所述孔道将弓形的线圈表面分成一对第二线圈边缘，所述第二对线圈边缘与邻接的第一面层表面形成一个界面区域，其中，所述第二对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热，所述第一和第二局部开口构成所述大体闭合的开口。
8、一种感应器，用于加热金属工件的至少一个大体圆柱形的部件，所述大体圆柱形部件在至少一侧连接到一个不规则形状的部件上，在不规则形状部件和大体圆柱形部件之间形成一个内圆角，所述感应器由一个第一感应器节段和一个第二感应器节段形成，第一和第二感应器节段具有将供给第一感应器节段上的交流高频电流磁耦合到第二感应器节段上的装置，一个大体闭合的开口局部形成于第一感应器节段和第二感应器节段内，所述开口用于放置大体圆柱形部件，以应用磁场对所述部件进行加热，所述磁场由第一和第二感应器节段对交流高频电流的激发做出响应而产生，第一感应器节段由一种固体导电材料制成，所述第一感应器节段进一步包括：
一个第一面层表面；及
一个第一通口，其中所述第一通口形成了位于所述第一通口相对两侧的第一和第二线圈节段；
第二感应器节段由一种固体导电材料制成，所述第二感应器节段进一步包括：
一个第二面层表面，其中所述第二面层表面大体邻近第一面层表面，并且与所述第一面层表面电绝缘；及
一个第二通口，其中所述第二通口形成了位于所述第二通口相对两侧的第三和第四线圈节段；
改进包括：
至少一个无源横截面限流缝隙位于第二感应器节段内，以在第二感应器节段上形成至少两个电绝缘的线圈，所述至少一个无源横截面限流缝隙将第三和第四线圈节段各自分成一对第一线圈子节段和一对第二线圈子节段；
一个第一局部开口，其位于包括第三或第四线圈节段的第一或第二对线圈子节段内，所述第一局部开口具有一个弓形的线圈表面，其由位于形成第一局部开口的一对线圈子节段的至少一个内的孔道分隔，所述孔道将弓形的线圈表面分成一对第一线圈边缘，所述第一对线圈边缘与邻接的第二面层表面形成一个界面区域，其中，所述第一对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热：
至少一个有源横截面限流缝隙位于第一和第二线圈节段内，以在第一感应器节段内形成至少两个并联的线圈，所述至少一个有源横截面限流缝隙将第一和第二线圈节段各自分成一对第一线圈子节段和一对第二线圈子节段；
一个第二局部开口，其位于包括第一或第二线圈节段的任一对线圈子节段内，所述第二局部开口具有一个弓形的线圈表面，其由位于形成第二局部开口的一对线圈子节段的至少一个内的孔道分隔，所述孔道将弓形的线圈表面分成一对第二线圈边缘，所述第二对线圈边缘与邻接的第一面层表面形成一个界面区域，其中，所述第二对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热，所述第一和第二局部开口构成所述大体闭合的开口。
9、根据权利要求8中所述的感应器，其特征在于，所述至少一个的有源横截面限流缝隙的数量等于所述至少一个的无源横截面限流缝隙的数量，并且每一个所述的至少一个的有源横截面限流缝隙相对地对准每一个所述的至少一个的无源横截面限流缝隙。
10、根据权利要求9中所述的感应器，其特征在于，全部所述的至少一个的有源和无源横截面限流缝隙的宽度相等。
11、根据权利要求10中所述的感应器，其特征在于，具有一个有源横截面限流缝隙和一个无源横截面限流缝隙，并且所述有源和无源横截面限流缝隙足够大，从而大体上只对内圆角进行感应加热。
12、根据权利要求11中所述的感应器，其特征在于，在由所述限流缝隙形成的空间中装有一个通量集中器，以将磁场引向所述内圆角。
13、一种感应器，用于加热金属工件的至少一个大体圆柱形的部件，所述大体圆柱形部件在至少一侧连接到一个不规则形状的部件上，在不规则形状部件和大体圆柱形部件之间形成一个内圆角，所述感应器由一个第一感应器节段和一个第二感应器节段形成，第一和第二感应器节段具有将供给第一感应器节段上的交流高频电流磁耦合到第二感应器节段上的装置，一个大体闭合的开口局部形成于第一感应器节段和第二感应器节段内，所述开口用于放置大体圆柱形部件，以应用磁场对所述部件进行加热，所述磁场由第一和第二感应器节段对交流高频电流的激发做出响应而产生，第一感应器节段由一种固体导电材料制成，所述第一感应器节段进一步包括：
一个第一面层表面；及
一个第一通口，其中所述第一通口形成了位于所述第一通口相对两侧的第一和第二线圈节段；
第二感应器节段由一种固体导电材料制成，所述第二感应器节段进一步包括：
一个第二面层表面，其中所述第二面层表面被放置成大体邻近第一面层表面，并且与所述第一面层表面电绝缘；及
一个第二通口，其中所述第二通口形成了位于所述第二通口相对两侧的第三和第四线圈节段；
改进包括：
至少一个横截面限流缝隙位于第二感应器节段内，以在第二感应器节段内形成至少两个电绝缘线圈，所述至少一个横截面限流缝隙将第三和第四线圈节段各自分成一对第一线圈子节段和一对第二线圈子节段；及
一个第一局部开口，其位于包括第三线圈节段的第一和第二对线圈子节段内，所述第一局部开口具有一个弓形的线圈表面，其由位于形成所述局部开口的一对线圈子节段的至少一个内的孔道分隔，所述孔道将弓形的线圈表面分成一对第一线圈边缘，所述第一对线圈边缘与邻接的第二面层表面形成一个界面区域，其中，所述第一对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热，第四线圈节段则具有一个突出的、大体上半圆形的元件；
一个第二局部开口，其位于第一线圈节段内，所述第二局部开口具有一个弓形的、由一个孔道分隔的线圈表面，所述孔道将弓形的线圈表面分成一对第二线圈边缘，所述第二对线圈边缘与邻接的第一面层表面形成一个界面区域，其中，所述第二对线圈边缘的轮廓被构造成能够选择性地与形状不规则部件的不规则体互补，或与位于大体圆柱形部件表面上的开口互补，或能够对内圆角进行选择性加热，一个第二线圈节段内的第三局部开口，所述第一和第二局部开口形成所述大体闭合的开口，而第四线圈节段的所述突出的、大体上半圆形的元件则坐落在所述第三局部开口内。
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