CN204769983U - 凹痕去除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于通过感应加热去除铁磁金属板中的凹痕(21)的凹痕去除装置(13)，该凹痕去除装置(13)包括工作头(1)，该工作头具有：壳体(2)，该壳体具有至少一个工作面(8)，所述至少一个工作面设置为与金属板(20)中的凹痕(21)形成紧密接触；以及至少一个磁场产生器(19)，该至少一个磁场产生器用于产生磁场。所述至少一个工作面(8)包括用于视觉控制凹痕去除的凹口(9)。所述凹痕去除装置可以以更加方便用户的方式和更高效地运行。

Description

凹痕去除装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于通过感应加热去除铁磁金属板结构中的凹痕的方法和装置。

背景技术

申请人为RalphMeichtry的WO2006/119661公开了一种用于基于电磁能量去除金属板结构中的凹痕的方法和装置。该装置包括由连接电缆互连至电源装置的工作头。为了去除凹痕，该工作头定位在待处理区域中并且与所述金属板形成接触。在运行期间，在工作头和待处理表面之间产生相对力。

申请人为KarelMazac和PaulSchuller的EP2085161涉及一种用于通过感应加热与施加的电磁力一起去除凹痕的方法和装置。根据该文献，金属板结构的凹陷区域由工作头覆盖，通过感应加热而受热，随后通过磁力而被拉向外侧。为了确定凹痕去除的进展，该文献提出使用一种机械测量螺栓。

申请人为先进光电科技股份公司(AdvancedPhotonicsTechnologiesAG)的WO01/10579公开了一种用于从金属板零件去除凹痕的方法和装置。因此，金属板零件由灯局部加热。以基本不接触的方式进行加热，目的是产生使得凹痕向后变直(straightenback)的机械应力梯度。该文献提到通过针对性的施加辐射、通过感应装置或通过定向的热空气流来施加热量。详细描述的所述装置包括具有灯的罩和反射器，该反射器可以具有外围开口。根据该文献，当将所述罩放置到位后，可以通过所述开口观察到具有凹痕的区域。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于去除铁磁金属板结构中的凹痕的改进方法以及与该方法相关的装置，该方法和装置可以以更加方便用户的方式和更高效地运行。

已知可以通过局部感应加热以及与之相关的局部热膨胀来去除金属板结构中的某类凹痕。因此，感应加热装置的工作面定位为与金属板结构相邻，随后给金属板施加交替磁场。磁场是由布置在感应加热装置中的电线圈产生的。所述交替磁场在金属板结构内产生涡流，由于金属的电阻，所述涡流使得在感应加热装置的运行区域中的金属受到电阻加热。

为了确保对金属板结构高效以及受控地进行局部加热，感应加热装置将通常尽可能地靠近待处理的金属板结构，即，如可能，与待处理的金属板结构直接接触。受控加热是非常重要的，以避免对金属板结构本身的损坏或者对诸如可能存在的涂料的最终涂层的损坏。

在本实用新型的一个实施方式中，一种用于通过感应加热去除金属板结构中的凹痕的工作头，该工作头包括壳体，该壳体具有顶部和底部。所述工作头还包括布置在所述壳体的底部上的工作面。所述工作面适于与金属板结构形成至少部分接触以去除凹痕。如果合适的话，所述工作面可以具有基本矩形形状。对于一些应用，所述工作面也可以具有圆形或椭圆形形状。例如，根据待处理的金属板结构的形状，所述工作面可以具有基本平坦的表面或弯曲的表面。

工作头通常包括布置在所述壳体中的磁场产生器。优选地，工作头可以包括第一连接器，所述第一连接器布置在所述壳体上以将所述工作头连接至电源电缆，从而给所述工作头供应电信号。替代地或者另外，电缆也可以为所述工作头的组成部分，因而永久地连接至所述工作头。供应交流电的不同电源装置可以应用于给所述工作头供电。

为了对所述表面和处理结果进行视觉控制，施加侧光。现在，对于现有技术中已知的装置，难于对感应式凹痕去除过程进行视觉控制，这是因为在处理期间，所述凹痕本身由所述感应加热装置覆盖且因此所述侧光是不可见的。因而，这种装置的使用者在从金属板结构移开所述加热装置之前不确切知道凹痕去除过程是否成功。因此，为了视觉控制该过程，所述壳体的底部可以包括至少一个凹口，该至少一个凹口优选地横向布置并且在所述工作面中延伸。所述至少一个凹口允许在凹痕去除过程期间视觉检查正在感应加热的区域，这是因为侧光对于该装置的操作者保持可见。

一种用于通过感应加热去除铁磁金属板中的凹痕的凹痕去除装置包括工作头，该工作头具有：壳体，该壳体具有至少一个工作面，所述至少一个工作面设置为与金属板中的凹痕形成紧密接触；以及至少一个磁场产生器，该至少一个磁场产生器用于产生磁场。根据本实用新型，所述至少一个工作面包括用于视觉控制凹痕去除过程的凹口，所述凹口从所述至少一个工作面的一边至少部分延伸到另一边。如果所述凹口从所述工作表面的一边完全延伸到另一边并且把所述工作面分割成至少两部分，可以获得良好结果。替代地或者另外，所述至少一个磁场产生器至少部分遵循所述凹口的轮廓。优选地，所述磁场产生器包括电线圈。为了某个目的，所述磁场产生器包括基本U形芯，所述芯包括第一腿部、第二腿部和轭部，并且至少一个电线圈互连至所述芯。如果所述凹口具有V形或U形横截面，可以获得良好结果。在本实用新型的一个变体中，所述凹口可以具有恒定的或变化的横截面。替代地或者另外，所述至少一个工作面包括多个工作面。在本实用新型的该方面的一个变体中，每个工作面可以都包括与该工作面相关的磁场产生器。优选地，每个工作面可以具有形状不同的凹口。如果合适，启动装置可以布置在所述壳体上，所述启动装置适于控制所述磁场。下面将详细描述更多细节。

在本实用新型的实施方式中，所述凹口被理解为工作头的工作面中的中断。因此，凹口可以在壳体的两个侧面和所述工作面之间延伸。如果凹口延伸至所述工作面的中心区域，可以获得良好结果，这是因为在许多情况下工作头将定位在凹痕之上且处于中心位置。在壳体的两个侧面之间延伸的凹口可以对于某些应用是有利的，这是因为该凹口将允许从工作头的两个侧面进行视觉检查。优选地，在工作头的内部，用于感应加热的至少一个电线圈严格地遵循壳体中的凹口的轮廓。如果合适，所述凹口可以是空的或者可以填充有透光材料。

在运行期间，所述工作头定位在所述凹痕所处的区域，以使得所述凹口定位在所述凹痕之上，以允许视觉检查。线圈定位为与所述凹痕相邻。因为所述凹口提供对关键区域的视觉控制，所以用户可以在感应加热期间观察凹痕去除的过程，这是因为如果存在侧光的话，侧光保持可见。因而，可以更准确以及更高效地控制凹痕去除过程。因而，所述凹口用作观察窗，从而待去除凹痕在去除过程期间不被所述工作头覆盖。替代地或者另外，光源可以可以布置在工作头上或集成在所述工作头中，以利用待处理凹痕的视觉检查或者提高对待处理凹痕的视觉检查。因此，所述光源可以布置在所述壳体的底部中的凹口中或布置为与所述凹口相邻。

另外，工作头可以包括磁性元件，该磁性元件可以用来将所述工作头临时固定至工件，例如金属板结构。当操作者同时想在受损部位的凹痕的另一面(凸形)工作时，这可能是有利的。根据应用领域，可以使用永久磁体或非永久磁体。

如果所述凹口是V形或U形的，可以获得良好结果。然而，所述工作头也可以包括具有其他形状凹槽。如何合适，所述凹口可以将所述工作面分割成两部分。如果多个凹口布置在所述壳体的底部上，所述工作面可以被分割成多于两个的部分。

在本实用新型的变体中，所述工作头包括多个工作面。例如，工作头可以包括第一工作面，该第一工作面包括上述的第一凹口，以允许对凹痕去除过程进行视觉控制。替代地或者另外，所述工作头可以包括第二工作面，该第二工作面例如是平坦的并且允许非常高效的加热。与所述第一工作面相比，所述第二工作面通常可以具有不同或相同尺寸。替代地或者另外，所述工作头可以包括具有第二凹口的工作面，该第二凹口具有形状不同的凹口，例如，该第二凹口大于或小于所述第一凹口。在所述壳体的内部，每个工作面具有与该工作面相关的线圈，优选地，该线圈被采用为所述线圈的尺寸、形状和位置对应于与所述线圈相关的工作面的尺寸。每个工作面可以包括它自己的控制装置或受同一控制装置控制。工作面的启动可以通过合适的开关进行。工作头的壳体的顶部和底部可以具有类似形状。为了某种目的，所述底部的横截面可以小于所述顶部的横截面。工作头的这些实施方式可以允许将感应加热集中至凹痕，并且降低损伤风险和/或允许减小工作面的尺寸。

如果合适，启动装置可以布置在工作头的壳体上，所述启动装置适于例如打开磁场。布置在工作头的壳体上的这种启动装置可能是有利的，因为这样可以在不切断对所述工作头的电力供应的情况下通过操作所述启动装置来启动或停止加热过程。这提供了对工作头安全以及方便用户的使用。另外，这允许用户单手运行工作头。替代地或者另外，启动装置也可以布置为远离所述壳体并且操作性地连接至所述工作头。例如，操作性地连接至所述工作头的启动装置可以放置在地板上并且由脚进行操作。

如果合适，启动装置可以是按钮，所述按钮允许不同的运行模式。在一变体中，用户按压所述按钮以打开磁场产生器，并且一直按压所述按钮直到所述磁场产生器应被关闭。根据本实用新型的实施方式，替代地或者另外，用户可以按压所述按钮以打开所述磁场产生器和松开所述按钮而不会关闭所述磁场产生器，并且再次按压所述按钮以关闭所述磁场产生器。

如果合适，振动产生装置和/或声觉信号产生器和/或视觉显示单元可以布置在所述壳体中。所述振动产生装置可以产生振动，振动可以与所述磁场产生器的运行状态有关。如何合适，可以在打开所述磁场产生器的同时产生振动。振动也可以用来指示用户所述磁场产生器工作着。如果声觉产生器存在，声觉产生器可以产生声觉信号以指示发生故障或其他错误。替代地或者另外，视觉显示单元可以设置用于指示例如错误或者运行参数。视觉显示单元也可以包括光源，诸如LED。

如果所述磁场产生器包括基本U形芯，所述芯具有第一腿部、第二腿部以及轭(基)部。在本实用新型的所述实施方式中，凹口可以在与由所述第一腿部和所述第二腿部限定的平面基本垂直的方向上在所述第一腿部和所述第二腿部之间延伸。在一些实施方式中，所述第一腿部和/或所述第二腿部可以具有最小直径在4mm至10mm的横截面，优选地，所述第一腿部和/或所述第二腿部具有最小直径的在6mm至9mm的横截面。该实施方式的工作头会允许高度集中地加热。

一种用于通过感应加热去除金属板结构中的凹痕的装置可以包括：工作头；电源和控制单元；以及适于将所述电源和控制单元与所述工作头连接的电缆。在本实用新型中提到的工作头的实施方式可以适用于所述装置。所述电源和控制单元可以包括用于控制给所述工作头供电的持续时间的时间调节装置。替代地或者另外，所述电源和控制单元还可以包括用于控制供给所述工作头的功率的功率调节装置。所述电源和控制单元将提供供应给所述工作头的电力，所述电力主要用于所述磁场产生器，而且也用于例如所述视觉显示单元或者振动产生器或者电驱动的其他元件。所述时间调节装置设置为控制给所述工作头供电的持续时间。对给所述工作头供电的持续时间进行控制允许控制最大加热，对最大加热进行控制是必需的以防止给金属板结构或表面抛光材料带来热损伤。所述功率调节装置设置为控制供给所述工作头的功率，尤其是供给所述磁场产生器的功率。因而，可以控制所产生的磁场的强度，因此也可以控制感生涡流，即感应加热的功率。用低功率进行加热通常会导致更慢的加热，因而由于在金属板结构内的热传导导致的热消散而也导致更大区域的加热。相比之下，用高功率进行加热通常会导致更局部的加热。因而，必须受热的区域大小可以由功率调节装置进行一定程度的控制。具有这种功率和时间控制装置的电源也可以例如与不具有凹口的工作头结合起来用于其他应用。

在一些实施方式中，所述时间调节装置可以被设定在0.5秒到无限大(连续供电)的范围内。

对于一些应用，用于凹痕去除装置的工作头也可以包括主动和/或被动冷却装置。被动冷却单元可以包括冷却风扇。主动冷却装置可以包括冷却剂的交换和/或例如由珀耳帖(Peltier)元件提供的热电致冷。所述冷却装置可以布置在所述工作面上以防止所述工作头和/或所述金属板材料过热。替代地或者另外，冷却装置可以用来获得高热梯度，因此甚至在相对低的感应温度下也获得应力梯度。

此外，本实用新型涉及一种用于通过感应加热去除金属板结构中的凹痕的方法。该方法包括：将工作头定位在金属板结构上；设定功率装置的时间调节装置和/或功率调节装置；启动所述工作头的启动装置；通过布置在所述工作头上的凹口观察所述金属板结构；以及如果需要，重复所有步骤。

附图说明

将从下文中给出的详细说明以及附图更加完全地理解本文中描述的实用新型，所述说明和附图不应认为是对本实用新型的限制，本实用新型被描述在所附的权利要求书中。附图示出了：

图1以从上方观察的立体图示意性示出去除凹痕的装置；

图2以从上方观察的立体图示出工作头的一个实施方式；

图3从前方示出图2的工作头；

图4从下方示出图2的工作头；

图5以从上方观察的立体图示出工作头的另一实施方式；

图6从前方示出图5的工作头；

图7从下方示出图5的工作头；

图8以从下方观察的立体图示出图5的工作头；

图9以立体图示出工作头和具有凹痕的金属板；

图10以立体图示出工作头和具有凹痕的金属板；

图11示出图10的细节A；

图12以立体图示出定位在金属板上的工作头；

图13示出图12的细节B；

图14以立体图示出工作头和金属板；

图15示出电源和控制单元的又一实施方式；

图16示出电源和控制单元的又一实施方式。

标记列表：

1：工作头17：手柄

2：(工作头的)壳体18：电源开关

3：启动装置19：电源和控制单元

4：第一连接器20：金属板

5：顶部21：凹痕

6：底部22：电源和控制单元的壳体

7：侧壁23：光源(侧光)

8：工作面24：光路

9：凹口25：操作者的眼睛

10：倒棱角26：芯

11：变窄27：支架(保护元件)

12：电缆28：可充电电池

13：用于去除凹痕的装置29：电源线

14：运行模式开关

16：第二连接器

具体实施方式

图1示出用于去除金属板结构中的凹痕的装置13。装置13包括工作头1以及电源和控制单元19，该电源和控制单元包括时间调节装置和功率调节装置。工作头1包括壳体2以及用于将电力连接至工作头1的第一连接器4。操作装置布置在电源和控制单元19的壳体22的外表面上，以操作所述时间调节装置和所述功率调节装置。例如，开关14(该开关操作性地连接至所述时间调节装置和所述功率调节装置)可以布置在电源和控制单元19的壳体22的外表面中，时间标量和功率标量可以布置在壳体22的外表面上围绕所述开关。通过将所述开关旋转至对应的时间标量或功率标量，可以选择供电的持续时间以及提供给所述工作头的功率。手柄17安装在电源和控制单元19的壳体22的顶表面上，以方便该装置的运送。第二连接器16布置在电源和控制单元19的壳体22上。工作头1的第一连接器4通过电缆12与电源和控制单元19的第二连接器16连接。

图2、图3和图4示出根据本实用新型的工作头1的一个实施方式。工作头1的壳体2包括几个侧壁7、顶部5和底部6。布置在底部6上的工作面8在去除过程期间与金属板20至少部分接触。如图3所示，凹口9布置在壳体2的底部6上。在一优选变体中，凹口9大致布置在工作面8的中间。凹口9形成为凹槽。具体地，凹口9具有V形或U形，在壳体2的工作面8上的开口更宽。启动装置3，例如按钮，布置在工作头1的壳体2上，具体地布置壳体2的其中一个侧壁上。如虚线所示的，磁场产生器可以具有基本U形形式或者包括U形芯26。

图4示出工作头1的仰视图。如图所示，凹口9包括便于视觉检测凹痕的倒棱角10。

图5、图6、图7和图8示出工作头1的另一个实施方式。工作头1的该实施方式与上述的实施方式主要区别在于工作头1的壳体2的形状。在该实施方式中，底部6的尺寸小于顶部5。具体地，底部6在y方向上的厚度小于顶部5的厚度。

图9、图10、图12和图14示出工作头1相对于金属板20中的凹痕21的不同位置，示出凹痕去除过程的不同状态。在图9中，在开始所述凹痕去除过程之前，工作头1位于凹痕21上方，并且电缆12连接至第一连接器4以供电。如图所示，金属板结构20的工作区域由侧光照亮，所述侧光包括细长的光源23。由光源23发出的光被金属板结构20反射。在凹痕21处，光以与没有凹痕的相邻区域中的折射不同的非常特殊的方式被反射(被分别折射)。这种受干扰的光路24有助于操作者看到凹痕21。在图10中，工作头1的壳体2的工作面8与金属板20形成接触，凹口9具有与凹痕21在x和y方向上大致相同的位置。由于凹口9，从光源23到凹痕21再到操作者的眼睛25(未示出)的光路24未被中断，因此凹痕21对于操作者仍然清晰可见。图11是图10的细节A的放大图。图11示出凹痕21未由工作头完全覆盖，因而对操作者是可见的，这是因为凹口9用作观察窗。图12示出凹痕去除过程的结尾。图13是图12的细节B的放大图，并示出成功去除凹痕的情况。如图14所示，在完成凹痕去除过程之后，将工作头1从金属板20移开。

图15以立体图示出电源和控制单元22的另一个实施方式。该电源和控制单元基本上包括与根据图1至图14的实施方式相同的元件。因此，对于总体描述，参照图1至图14及其相关说明。文中示出的实施方式包括以保护元件27为形式的支架，所述保护元件至少部分包围壳体22。在示出的实施方式中，保护元件27以周向包围壳体22的两个箍的形式设置。优选地，保护元件27由软的防滑材料(诸如橡胶或硅酮)制成。这允许可以将电源和控制单元22放置在待处理的金属板上，而没有损坏所述金属板的风险。因为所述支架是由防滑材料制成的，所以可以防止所述装置意外地发生移位。替代地或者另外，所述支架可以包括主动固定装置，该主动固定装置允许将电源和控制单元22临时固定至表面，即，所述金属板的待处理区域。例如，因为保护元件27由磁性材料制成或包括磁性材料，所以这可以实现。替代地或者另外，可以想到吸杯，所述吸杯一方面避免所述装置发生意外移位，并且允许将所述装置柔和地定位在金属板上或者任何其他合适表面上，诸如车辆的玻璃板。

图16以立体图示出电源和控制单元22的另一个实施方式。对于所述装置的总体描述，参照与前面附图相关的说明。电源和控制单元22能够以无电线的方式运行，因为该电源和控制单元装备有可充电电池28，该示出实施方式中的可充电电池28可以被更换。在前方示出了另外的备用可充电电池28。替代地或者另外，电源和控制单元22可以装备有电源线29，如图15所示。与现有技术相比，所述装置通过可充电电池28运行，这允许更自由地运行所述装置。优选地，可充电电池28相对于手柄17布置，以使得所述装置在手柄处被手持时十分平衡，从而可以容易地将所述装置放置在表面上以及从表面取走，以降低意外倾斜从而增加损伤可能性的风险。

Claims (16)

1.一种用于通过感应加热去除铁磁金属板中的凹痕的凹痕去除装置，该凹痕去除装置包括工作头，该工作头具有：

a、壳体，该壳体具有至少一个工作面，所述至少一个工作面设置为与金属板中的凹痕形成紧密接触；

b、至少一个磁场产生器，该至少一个磁场产生器用于产生磁场；

其特征在于：

c、所述至少一个工作面包括用于视觉控制凹痕去除过程的凹口；

d、所述凹口从所述至少一个工作面的一边至少部分延伸到另一边。

2.根据权利要求1所述的凹痕去除装置，其特征在于，所述凹口从所述至少一个工作面的一边完全延伸到另一边并且把所述至少一个工作面分割成至少两部分。

3.根据权利要求1或2所述的凹痕去除装置，其特征在于，所述至少一个磁场产生器至少部分遵循所述凹口的轮廓。

4.根据权利要求1或2所述的凹痕去除装置，其特征在于，所述至少一个磁场产生器包括电线圈。

5.根据权利要求1或2所述的凹痕去除装置，其特征在于，所述至少一个磁场产生器包括U形芯，所述U形芯包括第一腿部、第二腿部和轭部，并且至少一个电线圈互连至所述U形芯。

6.根据权利要求1或2所述的凹痕去除装置，其特征在于，所述凹口具有V形或U形横截面。

7.根据权利要求1或2所述的凹痕去除装置，其特征在于，所述凹口具有恒定的或变化的横截面。

8.根据权利要求1或2所述的凹痕去除装置，其特征在于，所述工作头包括多个工作面。

9.根据权利要求8所述的凹痕去除装置，其特征在于，每个工作面都包括与该工作面相关的磁场产生器。

10.根据权利要求9所述的凹痕去除装置，其特征在于，所述每个工作面具有形状不同的凹口。

11.根据权利要求1或2所述的凹痕去除装置，其特征在于，启动装置布置在所述壳体上，所述启动装置适于控制所述磁场。

12.根据权利要求1或2所述的凹痕去除装置，其特征在于，振动产生装置和/或声觉信号产生器和/或视觉显示装置集成在所述工作头中。

13.根据权利要求5所述的凹痕去除装置，其特征在于，所述第一腿部和/或所述第二腿部具有最小直径在4mm至10mm之间的横截面。

14.根据权利要求1或2所述的凹痕去除装置，其特征在于，该凹痕去除装置还包括：

电源和控制单元；以及

电缆，所述电缆适于将所述电源和控制单元与所述工作头连接；

其中，所述电源和控制单元包括：

用于控制给所述工作头供电的持续时间的时间调节装置；以及

用于控制供给所述工作头的功率的功率调节装置。

15.根据权利要求14所述的凹痕去除装置，其特征在于，所述时间调节装置能够被设定在0.5秒到无限大的范围内。

16.根据权利要求5所述的凹痕去除装置，其特征在于，所述第一腿部和/或所述第二腿部具有最小直径在6mm至9mm之间的横截面。