[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20190074279A - 복수의 개별 코일을 포함하는 코일 어셈블리를 이용한 플라스틱 물체들의 유도 용접 방법 및 그 장치 - Google Patents

복수의 개별 코일을 포함하는 코일 어셈블리를 이용한 플라스틱 물체들의 유도 용접 방법 및 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190074279A
KR20190074279A KR1020197011377A KR20197011377A KR20190074279A KR 20190074279 A KR20190074279 A KR 20190074279A KR 1020197011377 A KR1020197011377 A KR 1020197011377A KR 20197011377 A KR20197011377 A KR 20197011377A KR 20190074279 A KR20190074279 A KR 20190074279A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pipe
coil
sleeve
cross
sectional area
Prior art date
Application number
KR1020197011377A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102323988B1 (ko
Inventor
카를 라멧슈타이너
우르스 훈치커
Original Assignee
케 켈릿 쿤스트슈토프베르크 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 케 켈릿 쿤스트슈토프베르크 게엠베하 filed Critical 케 켈릿 쿤스트슈토프베르크 게엠베하
Publication of KR20190074279A publication Critical patent/KR20190074279A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102323988B1 publication Critical patent/KR102323988B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/34—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement"
    • B29C65/36—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction
    • B29C65/3668—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the means for supplying heat to said heated elements which remain in the join, e.g. special induction coils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/34—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement"
    • B29C65/36—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/34—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement"
    • B29C65/36—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction
    • B29C65/3604—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint
    • B29C65/3608—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint comprising single particles, e.g. fillers or discontinuous fibre-reinforcements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/34—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement"
    • B29C65/36—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction
    • B29C65/3604—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint
    • B29C65/3608—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint comprising single particles, e.g. fillers or discontinuous fibre-reinforcements
    • B29C65/3612—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint comprising single particles, e.g. fillers or discontinuous fibre-reinforcements comprising fillers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/34—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement"
    • B29C65/36—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction
    • B29C65/3604—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint
    • B29C65/3644—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint being a ribbon, band or strip
    • B29C65/3648—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" heated by induction characterised by the type of elements heated by induction which remain in the joint being a ribbon, band or strip said strip being perforated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B29C65/4805—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by the type of adhesives
    • B29C65/481—Non-reactive adhesives, e.g. physically hardening adhesives
    • B29C65/4815—Hot melt adhesives, e.g. thermoplastic adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B29C65/50—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding using adhesive tape, e.g. thermoplastic tape; using threads or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B29C65/50—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding using adhesive tape, e.g. thermoplastic tape; using threads or the like
    • B29C65/5007—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding using adhesive tape, e.g. thermoplastic tape; using threads or the like characterised by the structure of said adhesive tape, threads or the like
    • B29C65/5021—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding using adhesive tape, e.g. thermoplastic tape; using threads or the like characterised by the structure of said adhesive tape, threads or the like being multi-layered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B29C65/50—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding using adhesive tape, e.g. thermoplastic tape; using threads or the like
    • B29C65/5057—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding using adhesive tape, e.g. thermoplastic tape; using threads or the like positioned between the surfaces to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/114—Single butt joints
    • B29C66/1142—Single butt to butt joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/303—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect
    • B29C66/3034—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect making use of additional elements, e.g. meshes
    • B29C66/30341—Particular design of joint configurations the joint involving an anchoring effect making use of additional elements, e.g. meshes non-integral with the parts to be joined, e.g. making use of extra elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/52—Joining tubular articles, bars or profiled elements
    • B29C66/522—Joining tubular articles
    • B29C66/5221—Joining tubular articles for forming coaxial connections, i.e. the tubular articles to be joined forming a zero angle relative to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/52—Joining tubular articles, bars or profiled elements
    • B29C66/522—Joining tubular articles
    • B29C66/5227—Joining tubular articles for forming multi-tubular articles by longitudinally joining elementary tubular articles wall-to-wall (e.g. joining the wall of a first tubular article to the wall of a second tubular article) or for forming multilayer tubular articles
    • B29C66/52271—Joining tubular articles for forming multi-tubular articles by longitudinally joining elementary tubular articles wall-to-wall (e.g. joining the wall of a first tubular article to the wall of a second tubular article) or for forming multilayer tubular articles one tubular article being placed inside the other
    • B29C66/52272—Joining tubular articles for forming multi-tubular articles by longitudinally joining elementary tubular articles wall-to-wall (e.g. joining the wall of a first tubular article to the wall of a second tubular article) or for forming multilayer tubular articles one tubular article being placed inside the other concentrically, e.g. for forming multilayer tubular articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/52—Joining tubular articles, bars or profiled elements
    • B29C66/522—Joining tubular articles
    • B29C66/5229—Joining tubular articles involving the use of a socket
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/53—Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars
    • B29C66/534—Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars
    • B29C66/5344—Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars said single elements being substantially annular, i.e. of finite length, e.g. joining flanges to tube ends
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/723—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered
    • B29C66/7232—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered comprising a non-plastics layer
    • B29C66/72321—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered comprising a non-plastics layer consisting of metals or their alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L13/00—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints
    • F16L13/007—Non-disconnectible pipe-joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints specially adapted for joining pipes of dissimilar materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L47/00—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics
    • F16L47/02—Welded joints; Adhesive joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L47/00—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics
    • F16L47/02—Welded joints; Adhesive joints
    • F16L47/03—Welded joints with an electrical resistance incorporated in the joint
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H05B6/40—Establishing desired heat distribution, e.g. to heat particular parts of workpieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/347—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined using particular temperature distributions or gradients; using particular heat distributions or gradients
    • B29C66/3474—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined using particular temperature distributions or gradients; using particular heat distributions or gradients perpendicular to the plane of the joint
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00—Tubular articles
    • B29L2023/22—Tubes or pipes, i.e. rigid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

본 발명은, 제1 플라스틱 재료를 포함하는 파이프(150)를, 제2 플라스틱 재료를 포함하고 파이프(150)의 적어도 하나의 섹션을 둘러싸는 슬리브(160)와 열적으로 결합시키기 위한 가열 장치(110)에 관한 것이며, 파이프(150)와 슬리브(160) 사이에, 및/또는 통합되는 방식으로는 파이프(150) 및/또는 슬리브(160) 내에 유도 가열될 수 있는 가열 수단(170)이 위치된다. 가열 장치(110)는 발전기(140)에 의해 여기될 수 있는 코일 어셈블리(120)를 포함하며, 이 코일 어셈블리는, 제1 횡단면 면적 안쪽에 적어도 하나의 완전한 권선을 포함하는 제1 코일(121)과, 제1 코일(121)과 전기적으로 연결되고 제2 횡단면 면적 안쪽에 적어도 하나의 완전한 권선을 포함하는 제2 코일(122)을 포함한다. 제1 횡단면 면적은 제2 횡단면 면적과 다르다. 또한, 본 발명은 상기 유형의 가열 장치(110)를 포함하는 가열 시스템(100), 및 슬리브(160)와 파이프(150)를 열적으로 결합시키기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

복수의 개별 코일을 포함하는 코일 어셈블리를 이용한 플라스틱 물체들의 유도 용접 방법 및 그 장치
본 발명은 유도 용접을 이용하여 플라스틱으로 이루어진 2개의 물체(object)를 열적으로 결합시키는 기술 분야에 관한 것이다. 본 발명은, 특히 (i) 제1 플라스틱 재료를 포함하는 파이프를, (ii) 제2 플라스틱 재료를 포함하고 파이프의 적어도 하나의 섹션을 둘러싸는 슬리브와 열적으로 결합시키기 위한 가열 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이며, 파이프와 슬리브 사이에, 및/또는 통합되는 방식으로는 파이프 및/또는 슬리브 내에 유도 가열될 수 있는 가열 수단이 위치된다.
플라스틱 소재의 물체들은, 전기 전도성 재료가 2개의 결합 대상 물체 사이로 삽입되고 상기 재료는 특별하게 형성된 발전기(generator)를 통해 생성되는 전자기 교번 자계를 통해 가열됨으로써, 상호 간에 열적으로 결합될 수 있다. 플라스틱 물체들의 이른바 유도 용접의 경우, 자성 및 전기 전도성 재료와 유도 발전기 간의 전자기 결합(electromagnetic coupling)은 실질적으로 시간에 따라 가변하는 자계를 통해 수행되되, 이 자계는 유도 발전기의 코일에 의해 생성된다.
유도 용접의 원리는, 특히 2개의 용접 대상 단부 위쪽으로 끼워지는 플라스틱 슬리브(plastic sleeve)를 이용하여 2개의 플라스틱 파이프의 단부들을 열적으로 결합할 때 이용된다. 이 경우, 자성 및 전기 전도성 가열 수단은 2개의 결합 대상 파이프의 각각의 단부 섹션의 외부면과 플라스틱 슬리브 사이에 삽입되어 유도 가열되며, 그럼으로써 두 단부 섹션의 외면들 및 플라스틱 슬리브의 내면은 용융되며, 그리고 후속하는 냉각 동안 내구성이 강한 용접 결합부를 형성한다.
플라스틱 파이프들을 열적으로 용접하기 위한 장치는 예컨대 WO 2012/137197 A2호에 개시되어 있다.
플라스틱 파이프들을 위한 대부분의 유도 용접 장치는 용접 과정 동안 (원통형) 용접 영역의 둘레에 배치되고 전체 영역의 둘레에서 전류 흐름을 가능하게 하는 코일 어셈블리를 사용한다. 분명하게 표현하면, 이런 경우, 코일 어셈블리는 변압기의 일차 코일 또는 일차 권선을 나타내며, 사용되는 가열 수단은 변압기의 이차 코일 또는 이차 권선에 상응한다. 이는, 특히 가열 수단이 내부 플라스틱 파이프의 둘레에서 완전하게 연장될 때 적용된다.
그러나 유도 용접 동안 기술적 문제는, 적어도 다수의 적용에서, 일차 코일에 의해 생성되는 유도 자계가 플라스틱 파이프의 내부 내로 상대적으로 넓게 침투한다는 점에 있다. 그 결과, 의도하지 않게, 플라스틱 파이프의 내부에 위치되는 금속 구조들 역시도 유도 예열된다. 상기 내부 구조들은 예컨대 플라스틱 외관(plastic jacket pipe)의 강재 내관들이고, 및/또는 금속 (확산) 차단 층들, 예컨대 알루미늄 필름들이다.
분명하게 표현하면, 플라스틱 파이프의 전체 횡단면과 그에 추가로 (일차 코일까지의) 외부 영역은 유도 자계가 관류하는 구역(zone)을 형성한다. 그로 인해, 용접 품질은 매우 강하게는 상기 구역 내에 존재하는 (특히 강자성 또는 와전류 흡수( 재료들의 재료 매개변수들에 따라서 함께 결정되게 된다. 플라스틱 파이프의 내부에서 유도 가열될 수 있는 구조들의 의도하지 않은 에너지 흡수가 방지될 수 없다. 이와 관련하여, 명백하게는, 플라스틱 파이프의 내부에 위치되는 유도 가열될 수 있는 구조들을 통한 에너지의 흡수는 유도 용접 과정의 품질뿐만 아니라 에너지 관련 효율성 역시도 감소시킨다.
본 발명의 과제는 품질 및 효율성과 관련하여 유도 용접을 향상시키는 것에 있다.
상기 과제는, 특허 독립 청구항들의 대상들을 통해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시형태들은 종속 청구항들에 기술되어 있다.
본 발명의 제1 양태에 따라서, (i) 제1 플라스틱 재료를 포함하는 파이프를, (ii) 제2 플라스틱 재료를 포함하고 파이프의 적어도 하나의 섹션을 둘러싸는 슬리브와 열적으로 결합시키기 위한 가열 장치가 기술되며, 이 경우 파이프와 슬리브 사이에, 및/또는 통합되는 방식으로는 파이프 및/또는 슬리브 내에는 유도 가열될 수 있는 가열 수단이 위치된다. 기술한 가열 장치는 발전기에 의해 여기될 수 있는 코일 어셈블리를 포함하며, 이 코일 어셈블리는, 제1 횡단면 면적 안쪽에 적어도 하나의 완전한 권선을 포함하는 제1 코일과, 제1 코일과 전기적으로 결합되고 제2 횡단면 면적 안쪽에 적어도 하나의 완전한 권선을 포함하는 제2 코일을 포함한다. 본 발명에 따라서 제1 횡단면 면적은 제2 횡단면 면적과 다르다.
기술한 가열 장치는, 코일 어셈블리를 적어도 2개의 개별 코일로 분할하는 것을 통해, 개별 코일들이 유사한 크기의 유도 상호작용 영역을 제공하는 개별 코일에 비해 분명하게 더 작은 횡단면 면적을 각각 포함한다면, 기결정되고 각각의 구체적인 용접 과정에 따르는 크기를 갖는 유도 상호작용 영역 또는 유도 상호작용 표면이 제공될 수 있다는 지식을 기초로 한다. 이와 관련하여, 명백하게는, 비교적 작은 코일 횡단면을 갖는 원통형 코일의 경우, 양쪽 축 방향 측에서 코일 내부에서부터 유출되는 자계선들은, 물리학에 의해 요구되는 폐쇄된 자계선들의 형성을 목적으로, 상대적으로 더 큰 횡단면을 갖는 코일에서보다 더 강하게 만곡된다. 이런 고려에서, 직접적으로, 개별 코일들이 바깥쪽에서부터 2개의 용접 대상 플라스틱 물체 중 외부 플라스틱 물체 상에 안착되는 것인 유도 용접 과정 동안, 자기 또는 유도 침투 깊이는 비교적 큰 코일 횡단면을 보유하는 단일의 코일이 이용될 때보다 분명히 더 커지게 된다.
작은 자기 또는 유도 침투 깊이는, 특히 표면으로부터 너무 멀리 이격되지 않은 방식으로 내부에 가열되어서는 안 되는 얇은 금속층을 포함하는 플라스틱 파이프들의 유도 용접 시 바람직하다. 이와 관련하여, 역시 중요한 점은, 상기 금속층이 전형적으로 플라스틱 파이프의 전체 종방향을 따라서 연장된다는 점이다. 실제로 코일 어셈블리가 전술한 유도 가열될 수 있는 가열 수단 위쪽에 결코 정확하게 배치될 수 없기 때문에, 코일 어셈블리는, 용접 대상 플라스틱 파이프의 축 방향을 따라서, 가열 수단보다 더 큰 길이 연장부(length extension)를 포함해야 한다. 이는, 외부에서부터 인가되는 교번 자계가 가열 수단보다 더 큰 공간 확장부를 포함한다는 것을 의미한다. 그러나 이는, 적어도 가열 수단의 바깥쪽의 영역에서 교번 자계의 차폐가 제공되지 않음으로써 작은 침투 깊이가 상기 금속층의 원하지 않는 가열을 방지하는 단일의 가능성이라는 것을 의미한다. 이와 동일한 사항은, 자명한 사실로서, 예컨대 강재로 이루어진 안쪽에 위치하는 금속 파이프와 선택적으로 안쪽에 위치하는 금속 파이프와 바깥쪽에 위치하는 플라스틱 파이프 사이에 열적 단열부를 포함하는 이른바 플라스틱 외관에도 적용된다.
여기서 주지할 사항은, 가열 수단의 적합한 구성 또는 적합한 기하구조를 통해서도, 파이프의 중심과 가열 수단 사이의 반경 방향 영역 내에 자계선들을 갖는 기자력이 발생하지 않거나, 단지 자계선들을 갖는 최소 기자력만이 발생하는 방식으로 개별 코일들의 자계선들이 형성된다는 점이다. 이는, 용접 과정 동안 금속 필름 또는 내부 금속 파이프의 관련 가열이 발생하지 않는다는 것을 의미한다. 이와 관련하여, 바람직하게는, 가열 수단은, 예컨대 특히 부식 방지를 목적으로 (플라스틱) 기질 재료 내에 매립되고 그 농도는 가열 수단의 테두리 영역에서 감소하는 것인 미세 분포된 강자성 입자들로 구성될 수 있다.
두 코일 간의 기술한 전기 결합(electrical coupling)은 직접적으로, 또는 간접적으로 수행될 수 있으며, 직접적인 결합은 예컨대 두 코일의 공통 전기 배선을 통해 수행될 수 있다. 이 경우, 오직 2개의 전기 연결 와이어 또는 연결 라인으로 전체 코일 어셈블리에 전류 공급할 수 있다. 두 코일의 간접적인 결합은 특히 전술한 발전기를 통해 수행될 수 있다. 이를 위해 비록 복수의 연결 와이어가 필요하기는 하지만, 그러나 발전기의 적합한 구성 시 상호 간에 독립적으로 두 코일에 전류 공급할 수 있다.
"제1 또는 제2 횡단면 면적 안쪽에"란 표현은, 본 문헌에서, 특히 적어도 하나의 완전한 권선이 투영 시 해당하는 코일의 종축 또는 대칭축을 따라서 해당하는 횡단면 면적 내에 투영되는 정도로 해석될 수 있다. 이런 정의는, 특히 해당하는 코일이 복수의 (나선형) 권선과 그에 따라 자신의 대칭축을 따르는 길이 연장부를 포함할 때 중요할 수 있다.
"제1 횡단면 면적은 제2 횡단면 면적과 다르다"는 특징은, 특히 기술한 가열 장치의 작동 동안 두 코일이 슬리브의 원주방향을 따라서 상이한 위치들에 배치될 수 있게 한다. 그 결과, 슬리브는 플라스틱 파이프와 점형태로뿐만 아니라 평면에서 용접될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따라서, 제1 횡단면 면적과 제2 횡단면 면적은 중첩부를 포함한다. 그 결과, 바람직한 방식으로, 생성된 자계의 공간 균질성은 증가될 수 있고 유도 용접의 품질도 향상될 수 있다.
여기서 주지할 사항은, 높은 공간 균질성을 위해, 두 코일이 동시에 여기될 필요는 없다는 점이다. 오히려, 제1 시간 범위 이내에 제1 코일을 여기하고 제2 시간 범위 이내에는 제2 코일을 여기할 수도 있다. 이 경우, 두 시간 범위는 완전히 서로 상이할 수 있거나, 또는 그 대안으로 시간에 따른 중첩을 보유할 수 있다.
그 외에도 주지할 사항은, 기술한 중첩부가 반드시 필요하지는 않다는 점이다. 요컨대 소형 코일들이 적당량 제공되는 경우, 코일들의 중첩부 없이도, 간섭하는 상대적으로 큰 침투 깊이를 야기하지 않으면서, 충분히 높은 조사 에너지(irradiation energy)를 통해 자계의 불균질성이 보상될 수 있을 만큼, 자계의 침투 깊이는 작다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 두 코일은 상호 간에 기계적으로 결합된다. 그 결과, 기술한 코일 어셈블리는 간단한 방식으로 슬리브 상에 안착될 수 있거나, 또는 슬리브의 둘레에 배치될 수 있다. 이는 기술한 가열 장치의 취급을 수월하게 한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 두 코일은 상호 간에 기계적으로 유연하게 결합되고, 및/또는 그 자체는 적어도 소정의 굽힘성을 보유한다. 이는, 기술한 코일 어셈블리가 슬리브의 치수에 따라서, 특히 슬리브의 곡률 반경에 따라서, 다소 강하게 굽혀질 수 있다는 장점을 갖는다. 그 결과, 본원의 가열 장치는 상이한 크기의 슬리브들을 이용한 용접 과정들을 위해 이용될 수 있다.
분명하게 표현하면, 본원의 코일 어셈블리는 코일들의 적합한 분할 및/또는 적합한 가요성을 통해 간단한 방식으로 슬리브의 둘레에 일시적으로 안착될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 두 코일은, 코일 어셈블리의 여기 시 제1 코일에 의해 생성된 제1 자계가 제2 코일에 의해 생성된 제2 자계에 대해 역평행(antiparallel)한 방식으로, 상호 간에 전기 연결된다. 이는, 적어도 두 코일의 동시 여기 시 파이프의 내부 내로 침투 깊이가 특히 강하게 감소된다는 장점을 갖는데, 그 이유는 일측 코일에 의해 생성되는 자계선들이 타측 코일을 통해 공간적으로 채널화되거나, 또는 협폭 공간에서 다발화되기 때문이다.
여기서 주지할 사항은, 오직 두 코일이 하나의 공통 평면에, 또는 적어도 자신들의 횡단면 면적과 관련하여 상호 간에 평행하게 배치될 때에만, 두 자계의 정확한 역평행성이 제공된다는 점이다. 분명하게 표현하면, 가열 장치가 슬리브의 외주연 상에 부착될 때 제공되는 사항으로 두 코일이 약간 경사져서 상호 간에 상대적으로 공간에 배치될 때에도, 제1 코일에서 플라스틱 파이프의 방향으로 유출되는 자계선들은 제2 코일에 의해 "포착(catch)"되며, 그럼으로써 플라스틱 파이프의 내부 내로 자계의 침투 깊이는 바람직한 방식으로 최솟값으로 감소되게 된다.
예컨대 하나의 어레이 내에서 결합된 두 코일은, 여기서 기술되는 실시형태의 경우, 반대 극성으로 여기된다. 그 결과로 인해, 상기에서 기술한 것처럼, 파이프의 내부 내로 교번 자계의 침투 깊이의 최소화가 달성된다. 이는, 다시금, 특히 효율적인 방식으로, 상대적으로 더 깊게 위치하는 강자성 또는 와전류성 재료들의 의도하지 않는 가열을 방지한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 제1 횡단면 면적 및/또는 제2 횡단면 면적은 1㎡ 미만이며, 특히 1000㎠ 미만이며, 그리고 추가로 특히 100㎠ 미만이다.
가열 대상 표면을 상대적으로 더 작은 복수의 코일로 분할하는 것을 통해, 용접 대상 파이프의 중심의 방향으로 전자기 교번 자계의 작용 또는 침투는 간단한 방식으로 감소될 수 있다. 이는, 이미 상기에서 설명한 것처럼, 전기 전도성 및/또는 강자성 재료들을 함유하는 내관을 구비한 플라스틱 파이프의 경우에서도, 내관의 의도하지 않은 예열이면서 단지 매우 적은 상기 예열만을 야기한다.
이런 관점에서, 적합한 여기 주파수들과 관련하여 언급할 사항은, 비교적 큰 코일을 포함하는 공지된 코일 어셈블리들의 경우, 플라스틱 파이프의 내부에 중실형 금속 구조들의 존재, 및 특히 플라스틱 외관의 강재 내관이 해당하는 코일 어셈블리의 높은 인덕턴스(inductance)를 야기한다는 점이다. 그 결과, 공지된 코일 어셈블리를 이용한 유도 용접은 실제로 이미 10kHz와 400kHz 범위의 중간 주파수로도 분명하게 어려워지게 된다. 상대적으로 더 높은 주파수들을 이용한 유도 용접은 적어도 실제로 중단된다. 이처럼 가능한 여기 주파수들과 관련한 제한은 본원에 기술되는 가열 장치에 의해 극복되는데, 그 이유는 (a) 기술한 작은 침투 깊이를 기반으로 전자기 교번 자계가 내부 금속 구조들에 전혀 도달하지 못하거나, 또는 극도로 낮은 세기로만 도달하기 때문이며, 그리고 (b) 소형 개별 코일들이 이미 자발적으로 비교적 낮은 인덕턴스를 보유하기 때문이다. 다시 말해, 기술한 가열 장치에 의해, 각각 구체적인 적용에 따라서, 코일 어셈블리의 여기를 위해 400kHz보다 분명히 더 높은 주파수들 역시도 이용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 제1 횡단면 면적 및/또는 제2 횡단면 면적은 (a) 타원형 형태 및 특히 원형 형태를 보유하거나, (b) 삼각형 형태 및 특히 직각 삼각형의 형태를 보유하거나, 또는 (c) 사각형 형태 및 특히 직사각형 형태, 그리고 추가로 특히 정사각형 형태를 보유한다.
가능한 형태들의 목록은 최종적인 것이 아니다. 그러나 현재 특히 인접한 코일들 상호 간의 협폭의 병렬 배치를 허용함으로써 표면에 걸쳐서 최대한 균질한 기자력이 달성될 수 있게 하는 형태들도 적합한 것으로 고려된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 본원의 가열 장치는, 추가 횡단면 면적 안쪽에 적어도 하나의 완전한 권선을 구비한 적어도 하나의 추가 코일을 추가로 포함하며, 추가 횡단면 면적은 제1 횡단면 면적뿐만 아니라 제2 횡단면 면적과도 다르다.
개별 코일들의 개수의 증가를 통해, 기술한 가열 장치와 가열 수단 간의 공간적인 전자기 상호작용 영역은 증가될 수 있다. 개별 코일들은 1차원 또는 2차원 어레이에 배치될 수 있다. 본원의 가열 장치의 코일 어셈블리는 특히 전체 슬리브의 둘레에 배치되고 그에 따라 공간적으로 특히 균질한 용접이 보장될 수 있을 정도의 길이를 보유할 수 있다.
이와 관련하여, 주지할 사항은, 코일 어셈블리의 폭, 또는 2차원 어레이의 폭이, 용접 대상 파이프의 축에 대해 평행한 방향을 따라서, 가열 수단이 축 방향을 따라서 코일 어셈블리와 관련하여 중심에 배치되지 않을 때에도, 상기 가열 수단이 자신의 전체 폭을 따라서 가열될 정도의 크기여야 한다는 점이다.
추가 코일은 제1 코일 및/또는 제2 코일과 동일한 특징들을 보유할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 코일들은 상호 간에 직렬로, 및/또는 병렬로 전기 연결된다. 이는, 코일 어셈블리가 오직 2개의 연결 와이어를 통해서만 전기 여기될 수 있다는 장점을 갖는다.
하나 또는 복수의 직렬 회로 및 병렬 회로로 이루어지는 적합한 조합을 통해, 전자기장의 공간 특성 및 특히 공간적으로 경우에 따라 가변하는 그 세기는 간단한 방식으로 각각의 용접 적용에 매칭될 수 있다. 특히, 상기에서 이미 언급한 것처럼, 슬리브 또는 파이프를 둘러싸면서 자신의 침투 깊이는 최소인 전자기 교번 자계가 형성될 수 있다. 분명하게 표현하면, (동일한 기본 표면을 덮기 위해) 개별 코일들이 더욱더 많이 이용될수록, 또는 개별 코일들이 더욱더 작을수록, 침투 깊이는 더욱더 작아진다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 본원의 코일 어셈블리는, 제1 코일 상부에, 및/또는 제2 코일 상부에 배치되는 적어도 하나의 외부 코일을 추가로 포함하며, 특히 외부 코일의 횡단면 면적은, 제1 횡단면 면적의 평면에 대해 평행하고, 및/또는 제2 횡단면 면적의 평면에 대해 평행한 평면에서, 제1 횡단면 면적에 상대적으로, 및/또는 제2 횡단면 면적에 상대적으로 오프셋된다. 이는, 전체 코일 어셈블리를 통해 생성될 수 있는 전자기 기자력의 균질성이 계속하여 향상될 수 있다는 장점을 갖는다. 이는, 특히 가열 수단의 균일한 예열 및 그에 따른 정성적으로 특히 우수한 용접 결합부들을 달성할 수 있다.
이런 점에서도 주지할 사항은, 정성적으로 고품질의 용접 결합부를 위해, 반드시 전자기 기자력이 특정한 시간 간격에 걸쳐서 균질해야 할 필요가 없다는 점이다. 오히려, 상이한 시간에 상이한 코일들을 여기함으로써 상대적으로 더 긴 시간 간격에 걸쳐서 통합된 방식으로 가열 수단의 균질한 전자기 기자력이 발생하게 할 수 있다.
바람직한 실시형태들의 경우, (적어도) 2개의 코일 어레이가 상호 간에 공간 오프셋되어 서로 겹쳐서 적층되고 상이한 시간에 전류를 공급받는다. 이렇게, 코일들 사이에서 복수의 코일을 포함한 코일 어레이의 전이 영역들[관류되지 않는 아일랜드 영역들(island range)]이 마찬가지로 예열된다. 여러 코일 어레이 또는 코일 평면의 비동시적 여기(asynchronous excitation)는 코일 어레이들 상호 간의 영향 및 이런 영향을 통해 가능한 전자기장들의 왜곡을 간단한 방식으로 방지한다.
"상부에"란 표현은 특히 (적어도 하나의) 외부 코일이 가열 장치의 적용 시 반경 방향에서 제1 코일 및/또는 제2 코일의 바깥쪽에 위치되는 것을 의미할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 본원의 가열 장치는, 코일 어셈블리와 함께 진동 회로를 형성하는 용량성 소자(capacitive element)를 추가로 포함한다.
전술한 진동 회로의 공진 주파수의 측정을 통해, 간단하고 효과적인 방식으로, 이미 유도 용접 과정 동안, 또는 유도 용접 과정 직전에 코일 어셈블리의 실제 인덕턴스에 대한 추론이 획득될 수 있다. 요컨대, 예를 들면 와전류를 형성하는 능력과 같은 가열 수단의 전기 특성들 및/또는 강자성 특성들은 해당하는 코일 및 그에 따른 전체 코일 어셈블리의 인덕턴스를 변동시킨다. 그 결과, 예컨대 파이프의 둘레에서 코일 어셈블리의 정확한 안착이 모니터링될 수 있다.
가열 수단의 전기 및/또는 자기 특성들은 일반적으로 온도에 따라 결정되기 때문에, 공진 주파수의 측정을 통해, 또는 공진 주파수의 변위의 측정을 통해, 가열 수단의 실제 온도에 대한 추론이 획득될 수 있거나, 또는 가열 수단의 기결정 온도가 도달될 수 있다. 공진 주파수, 또는 이 공진 주파수의 변위는 임의의 주파수 측정 장치에 의해 검출될 수 있다. 주파수 측정 장치는 예컨대 상기에서 언급한 발전기 내에 통합될 수 있다.
가열 수단의 온도 변화 시 공진 주파수의 특히 유의적인 변화는, 가열 수단이 유도 용접 과정의 개시 시에는 여전히 도달되지 않지만, 그러나 용접 과정의 진행 중에, 또는 끝날 무렵에 적어도 거의 도달되는 퀴리 온도를 갖는 강자성 재료를 포함할 때 보장될 수 있다. 다시 말해, 각각의 적용 사례를 적합한 퀴리 온도를 갖는 재료를 포함하는 가열 수단과 함께, 유도 용접 과정의 고민감형 온도 제어가 실현될 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 비강자성 재료들의 자기 특성들의 변동이 측정된다. 이 경우, 네엘 온도(Neel temperature)에 도달함에 따라, 특히 가열 수단은 소정의 자기 특성들을 가변시킨다. 이런 점 역시도 공진 주파수의 검출을 통해 모니터링되며, 그리고 이를 기반으로 유도 용접 공정도 적합한 방식으로 개루프 모드로 제어될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라서, (i) 제1 플라스틱 재료를 포함하는 파이프를, (ii) 제2 플라스틱 재료를 포함하고 파이프의 적어도 하나의 섹션을 둘러싸는 슬리브와 열적으로 결합시키기 위한 가열 시스템이 기술되며, 이 경우 파이프와 슬리브 사이에, 및/또는 통합되는 방식으로는 파이프 및/또는 슬리브 내에 유도 가열될 수 있는 가열 수단이 위치된다. 가열 시스템은 (a) 상기에서 기술한 유형의 가열 장치와 (b) 코일 어셈블리를 여기하고 특히 전류 공급하기 위한 발전기를 포함한다.
기술한 가열 시스템은, 발전기에 의해 야기되어 상기에서 기술한 것과 같은 코일 어셈블리로 수행되는 전류 공급을 통해 유도 용접 과정이 실행될 수 있되, 필요한 전자기 상호작용 영역은, 자신의 깊이와 관련하여, 다시 말해 각각의 코일 횡단면 면적에 대해 수직인 자신의 공간 연장부와 관련하여, 한편으로 가열 수단이 적합하게 가열되고 다른 한편으로는 상대적으로 더 깊게 위치하고 유도 가열될 수 있는 구조들은 가열되지 않는 정도로 제한된다는 지식을 기초로 한다. 그 결과, 용접 공정의 특히 높은 효율성이 보장될 수 있으며, 그리고 이와 동시에 경우에 따라 파이프의 내부에 존재하는 금속 구조들의 의도되지 않은 열적 손상은 방지될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, (i) 제1 플라스틱 재료를 포함하는 파이프를, (ii) 제2 플라스틱 재료를 포함하고 파이프의 적어도 하나의 섹션을 둘러싸는 슬리브와 열적으로 결합시키기 위한 방법이 기술되며, 이 경우 파이프와 슬리브 사이에, 및/또는 통합되는 방식으로는 파이프 및/또는 슬리브 내에 유도 가열될 수 있는 가열 수단이 위치된다. 본원의 방법은, (a) 외부에서부터 슬리브 상에 상기에서 기술한 유형의 가열 장치를 부착하는 단계; (b) 코일 어셈블리를 여기하는 단계; 및 (c) 슬리브로부터 가열 장치를 제거하는 단계;를 포함한다.
기술한 방법은, 상기에서 기술한 가열 장치의 사용을 통해 용접 공정의 특히 높은 효율성이 보장되며, 그리고 이와 동시에 경우에 따라 파이프의 내부에 존재하는 금속 구조들의 의도되지 않은 열적 손상이 방지될 수 있다는 지식을 기초로 한다.
여기 단계(excitation)는, 전형적으로, 파이프 및/또는 슬리브의 충분한 양의 플라스틱 재료가 용융되고, 그에 따라 용융된 플라스틱 재료의 냉각 후에는 파이프와 슬리브 간의 안정된 기계적 결합부가 형성될 정도의 기간인 기결정 시간 간격 동안 수행된다. 최대한 안정된 기계적 결합부를 보장하기 위해, 용융된 플라스틱 재료가 스며들 수 있는 다수의 구멍을 포함하는 가열 수단이 이용될 수 있으며, 그럼으로써 구멍들의 영역들 내에서 파이프와 슬리브 간의 직접적인 결합부가 형성되게 된다.
또한, 파이프와 슬리브 간의 직접적인 용접 결합부는, 유도 가열될 수 있는 다수의 강자성 또는 페리자성 입자들을 포함하는 가열 수단을 통해서도 달성될 수 있다. 상기 입자들은 파이프 내에, 및/또는 슬리브 내에 통합될 수 있다. 그 대안으로, 또는 그와 조합되어, 상기 입자들은, 파이프와 슬리브 사이에 위치되는 플라스틱 스트립의 내부에도 통합될 수 있다. 바람직한 방식으로, 플라스틱 스트립의 플라스틱이 파이프 및/또는 슬리브의 플라스틱과 동일하다면, 물질적으로 특히 균질하고 그에 따라 안정된 용접 결합부가 생성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 본원의 방법은, (a) 가열 장치의 부착 전에, 파이프를 추가 파이프와 축 방향으로 이음으로써 파이프의 단부와 추가 파이프의 단부가 단부면에서 서로 대향하여 위치하게 하는 단계; (b) 파이프의 단부 및 추가 파이프의 단부의 둘레에 주연을 따라서 적어도 부분적으로 가열 수단을 안착시키는 단계; 및 (c) 안착된 가열 수단의 둘레에 슬리브를 걸치는 단계;를 추가로 포함한다.
두 파이프 또는 파이프 단부를 축 방향으로 잇는 단계는, 두 파이프 단부가 상호 간에 맞닿도록 수행될 수 있다. 그 대안으로, 두 파이프 단부 간에 작은 이격 간격 역시도 정해질 수 있다.
슬리브를 걸치는 단계는, 바람직하게는 두 파이프를 잇기 전에, 슬리브가 두 파이프 중 하나 상으로 끼워지고, 이음 단계 후에는 슬리브가 의도되는 (축 방향) 위치로 밀려 이동되도록 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 두 파이프는, 특히 플라스틱으로 이루어진 외부 파이프와 플라스틱 또는 강재로 이루어진 내부 파이프를 포함하는 장거리 열배관(long-distance heat pipeline)이다. 특히 바람직하게 내부 파이프와 외부 파이프 사이에는 열을 단열하는 재료가 위치된다. 선택적으로, 장거리 열배관은 여전히 내부 강재 파이프와 외부 플라스틱 파이프 사이에 위치되는 필름 형태인 금속 확산 배리어(metal diffusion barrier)도 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 슬리브 둘레의 완전한 원주방향 프로파일을 따라서 전류 흐름이 슬리브의 둘레에서 완전하게 중단되는 방식으로, 코일 어셈블리는 전기적으로 형성되고, 및/또는 코일 어셈블리의 코일들이 여기된다. 원주방향을 따라서 전류 흐름의 목표되는 차단을 통해, 코일 어셈블리 내에 제1 코일 및 제2 코일에 추가로, 그리고 경우에 따라 적어도 하나의 추가 코일에 추가로도, 파이프의 내부 내로 비교적 큰 침투 깊이를 가지고 그에 따라 개별 코일들에 의해 생성된 전자기 방사선의 작은 침투 깊이의 장점을 감소시키는 전자기 방사선을 생성하는 상대적으로 더 큰 코일이 형성되는 점은 간단한 방식으로 방지될 수 있다.
슬리브의 둘레에서 완전하게 전류 흐름의 중단 또는 차단은, 예컨대 코일 어셈블리 내에, 전체 슬리브의 둘레에서 완전하게 연장되는 권선 또는 기타 전기 라인이 존재하지 않는 것을 통해 달성될 수 있다. 슬리브의 둘레에서 (완전하지 않게) 개별 코일의 적합한 공간 분포를 통해, 유도 교번 자계에 관류되는 영역은 용접을 위해 가열될 구역으로 최적으로 집중될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 가열 수단은 유도 가열될 수 있는 보조 가열 재료(auxiliary heating material)를 구비한 스트립형 구조를 포함하며, 보조 가열 재료는, 파이프의 둘레의 완전한 원주방향 프로파일을 따라서 전기 전도성이 적어도 하나의 위치에서 차단되는 방식으로, 원주방향 프로파일을 따라서 공간적으로 분포되거나 배치된다.
원주방향을 따라서 전류 흐름의 목표하는 차단을 통해, 간단한 방식으로, 파이프의 둘레에, 유도 용접 과정에서 전체 파이프의 둘레에서 유도 전류 흐름을 야기할 수도 있는 단락 권선(short-circuited winding)이 발생하는 점이 방지될 수 있다. 폐쇄되거나 연속 전도성 가열 수단의 경우, 상기 유도 전류 흐름은 변압기의 원리에 기인하며, 유도 발전기의 코일은 변압기의 일차 코일이며, 연속 전도성 가열 수단은 변압기의 이차 코일이다.
이와 관련하여, 단지 연속 전도성 가열 수단에서만 발생하는 지향성 전류가 다시금 가열 수단의 불균일한 예열을 야기하는 전체 전류 흐름의 비대칭성을 야기한다는 점이 확인되었다. 가열 수단 내에서 예열의 원인이 되는 전류 흐름의 (방향의) 비대칭성은, 폐쇄된 전도성 가열 스트립의 경우, 가열 스트립의 유도 여기(inductive excitation)의 경우 기본적으로 2가지 유형의 전류가 형성된다는 사실에 기인한다. 제1 유형은, 변압기 이차 권선으로서의 가열 수단의 특성으로 인해 전체 내부 파이프의 둘레에서 흐르며, 그리고 본 문헌에서는 단락 전류로서도 지칭되는 전류이다. 단락 전류는 오직, 또는 적어도 강하게 바람직하게는 원주방향으로 흐른다. 제2 유형의 전류는, 유도 용접 동안 공지된 방식으로, 재차 코일 어셈블리에 의해 생성되어 시간에 따라 가변하는 여기 자계(exciting magnetic field)로 인해 전기 도체로서의 가열 수단 내에서 형성되는 이른바 와전류(eddgy current)이다. 와전류는 일반적으로 특별한 우선 방향들(preferred direction)을 가지지 않으며, 그리고 그런 이유에서 특히 균질한 유도 열 발생을 야기한다. 다시 말해, 단락 전류를 중단시키는 것을 통해, 예열의 원인이 되는 전류 중 정확히 전류 방향과 관련하여 비대칭인 부분만이 중단된다. 그 결과, 전체적으로 예열의 균질성은 향상되며, 그리고 용접 과정 동안 액화 대상 플라스틱 내에서 국소적 과열은 간단하면서도 효과적인 방식으로 방지될 수 있다.
가열 수단의 각각의 지점에서 원주방향 프로파일을 통해 정의되는 원주방향은 본 문헌에서 접선 방향으로서도 지칭된다. 원주방향에 대해, 또는 다수의 접선 방향에 대해 수직인 방향은 본 문헌에서 종방향으로서, 또는 축 방향으로서 지칭된다.
분명하게 표현하면, 가열 수단의 적어도 1회의 전기 차단(electrical interruption)을 통해, 가열 수단 자체가 파이프의 둘레에서 완전한 이차 권선을 형성하지 않는 점이 보장된다. 그 결과, 단락 전류들은 중단되며, 그리고 가열 수단의 가열 또는 예열은 오직 유도 생성된 와전류를 기반으로만 수행된다. 그 결과, 용접 과정 동안 개별 핫스팟들에서의 국소적 과열은 방지될 수 있다. 또한, 파이프의 둘레에서 가열 수단의 조립 또는 가열 수단의 부착은 간소화되며, 그리고 유도 용접 과정의 전체 취급도 간소화된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 본원의 가열 수단은, 유도 가열될 수 있고 460℃ 미만인, 특히 400℃ 미만인, 추가로 특히 300℃ 미만인, 그리고 더욱 추가로 특히 250℃ 미만인 퀴리 온도를 보유하는 강자성 재료를 포함한다.
2개의 결합 대상 물체의 재료와 관련하여 적합한 퀴리 온도를 갖는 강자성 재료를 사용하는 것을 통해 용접 과정 동안 자동 온도 제한이 제공된다. 안정된 자기 제어식 용접 과정은, 한편으로 파이프 및/또는 슬리브의 플라스틱 재료를 용융하기 위해 충분히 높고 다른 한편으로는 플라스틱 재료가 열적 파괴를 야기하는 온도로 상승될 정도로 높지 않은 퀴리 온도를 통해 보장된다. 상기 열적 파괴는, 예컨대 플라스틱 재료가 열적 결합 과정 동안 자신의 형태가 사소하지 않을 만큼 변경될 정도로 용융되는 것을 통해 제공될 수 있다. 특히 강자성 재료는, 열적 결합 과정 동안 상기 퀴리 온도에 도달하는 점에 한해, 열적 결합 과정에 대해 전형적으로 요구되는 기간 이내에, 오직 플라스틱 재료의 표면층의 용융만을 야기하는 퀴리 온도를 보유해야 한다.
"재료"란 용어는, 본 문헌에서, 균일한 "퀴리 온도"를 갖는 "동종" 재료뿐만 아니라, 다양한 재료들의 조성물의 하나의 재료 성분 또는 복수의 재료 성분 역시도 의미할 수 있다. 특히 "재료"란 용어는 적어도 하나의 단일 물질(예: 적어도 하나의 합금 성분)에 관련될 수 있거나, 또는 재료 조성물(예: 합금)에 관련될 수 있다.
이와 관련하여, 주지할 사항은, 본 문헌에 기술되는 가열이 부분적으로 자기 손실(magnetic loss)을 통해, 그리고 부분적으로는 전기 손실을 통해 야기될 수 있다는 점이다. 이와 관련하여, 자기 손실은, 가열 수단의 강자성 자화 가능성과 관계되면서 히스테리시스 손실로서도 지칭될 수 있는 가열 수단 상에서의 이른바 자기 역전 손실(magnetic reversal loss)을 의미한다. 전기 손실은 특히 상응하는 발전기에 의해 생성되는 전자기장과 가열 수단의 유도 상호작용 동안 생성되는 유도 전류, 특히 와전류와 결부되는 오옴 손실이다.
가열 수단의 퀴리 온도에 도달할 때, 자기 역전 손실은 소멸되며, 그리고 가열 수단 내로 에너지의 결합은 그에 상응하게 감소되는데, 그 이유는 단지 전기 손실만이 가열 수단의 (추가) 예열에 기여하기 때문이다. 가열 수단의 각각의 구체적인 구성에 따라서, 자기 역전 손실을 통해 야기되는 에너지 입력의 상기 소멸만으로도 이미 충분하게 온도 제한을 달성할 수 있다. 또한, 경우에 따라, 에너지의 결합의 상응하는 감소는 발전기에 의해서도, 또는 (상기에서 기술한 것과 같은) 진동 회로의 공진 주파수를 검출하는 주파수 측정 장치에 의해서도 검출될 수 있다.
관여하는 플라스틱 재료들의 용융점을 분명하게 초과하는 퀴리 온도는 용접 공정 시 신속한 가열에 기여하며, 그리고 그에 따라 용접 공정을 위한 작업 시간 단축을 달성한다. 퀴리 온도가 상대적으로 높은 경우, 가열 수단은, 열 소산, 열 용량 및 가열 속도와 관련하여, 가열 수단 내에 신속하게 축적되는 에너지가 플라스틱 재료가 손상되지 않은 방식으로 플라스틱 재료로 유도될 수 있는 정도로 최적화되어야 한다. 하기에서 상세하게 기술되는 것처럼, 상이한 퀴리 온도를 갖는 재료들의 사용을 통해, 강자성 특성들의 손실의 전이 영역이면서 거시적으로 나타나는 상기 전이 영역은 확산되거나 변위되며, 그리고 그렇게 온도 제한의 기능이 추가로 형성된다.
복수의 강자성 재료를 포함하는 가열 수단의 상이한 퀴리 온도들에 의해서는 정량 비율(질량 또는 부피 비율)의 상이한 강자성 재료들의 적합한 혼합을 통해, 각각의 적용을 위해 최적의 평균 퀴리 온도가 설정될 수 있다는 장점이 제공된다. 또한, 기술한 상이한 강자성 재료들에 의해, 가열 수단에 적어도 2개의 상이한 퀴리 온도가 할당될 수 있다. 이는, 실제로, 용접 과정의 개시 시, 가열 수단 및 둘러싸는 플라스틱 재료의 온도가 여전히 상대적으로 낮다면, 두 재료가 비교적 높은 가열 출력을 이용한 유도 가열에 기여한다는 점을 의미한다. 온도가 차후에 상대적으로 더 낮은 퀴리 온도를 갖는 재료의 퀴리 온도를 초과하는 값에 도달한다면, 가열 과정은 단지 비교적 낮은 가열 출력으로만 실행된다. 이는, 바람직한 방식으로, 두 물체인 파이프 및 슬리브의 열적 결합의 특히 정확한 자동 제어를 가능하게 한다.
상이한 (강자성) 재료들을 포함하는 가열 수단은 상이한 재료들의 층형 구성에 의해 간단하게 실현될 수 있다. 상이한 퀴리 온도들의 대안으로, 또는 그와 조합되어, 상기 재료들은 상이한 탄성 및/또는 상이한 연성(ductility)을 보유할 수 있다.
그에 따라, 상이한 재료들의 정량 비율의 적합한 설정을 통해, 매립(bury) 동안, 생성되는 용접 결합부의 향상, 다시 말하면 증가된 기계적 강도에 기여하는 변형부가 목표한 바대로 형성되도록, 가열 수단의 기계적 신장 특성들(stretch characteristics)을 개질시킬 수 있다. 현재의 지식에 따르면, 기술한 층형 구성을 위해, 특히 Cu-Al, Fe-Cu, Fe-특수강, Cu-Sn, Fe-Al, Al-Mg와 같은 금속 합금들의 2개 또는 그 이상의 층으로 이루어진 조합물(combination)이 적합하다. 또한, 각각의 적용에 대해 최적인 기계적 신장 특성들을 달성하기 위해, 하나의 합금 이내에서 합금에 관여하는 금속들 간의 비율을 매칭시킬 수도 있다.
용접 결합부의 품질 및 특히 그 강도에 대한 다양한 탄성들의 영향을 분석하기 위해, 본원의 발명자들은 일련의 실험들을 실시하였다. 여기서 확인된 점에 따르면, 가열 수단 구조의 종방향 탄성을 목표한 바대로 설정하는 것을 통해 용접 결과의 분명한 향상이 달성될 수 있었다. 이 경우, 종방향 탄성은 내부 파이프의 표면을 따라서 작용하는 자신의 길쭉한 연장부를 따르는 가열 수단의 탄성이다. 분명하게 표현하면, 상기 길쭉한 연장부는 파이프의 원통형 외부면을 따르는 접선 방향이다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 제1 코일과 제2 코일은 상호 간에 시간 오프셋되어 여기된다. 이는, 특히 두 코일이 상기에서 바람직한 실시형태들과 관련하여 기술한 것처럼 부분적으로 중첩될 때 바람직할 수 있다. 그 결과, 두 코일 사이에서 상호 간의 자기 영향은 감소될 수 있다. 이런 점 역시도 자기 침투 깊이의 감소에 기여할 수 있다.
개별 코일들이 2개보다 (분명하게) 더 많은 경우에, 상기 코일들은 2개 또는 그 이상의 그룹으로 상호 간에 연결되고, 및/또는 제어될 수 있으며, 이는 바로 개별 코일들이 중첩된 경우 상호 간의 영향을 최소화하고 그럼에도 불구하고 그와 동시에 여러 코일 간의 전이부의 테두리 구역들을 충분히 균일하게 가열하도록 허용한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 본원의 코일 어셈블리는 100Hz와 10Mhz 사이, 바람직하게는 1kHz와 1Mhz 사이, 그리고 특히 바람직하게는 20kHz와 300kHz 사이의 주파수로 여기된다.
이미 상기에서 설명한 것처럼, 본 발명에 따라서, 표면 면적에서 상대적으로 큰 공간 영역에 전자기 방사선을 관류시기기 위해, 복수의 비교적 작은 코일들이 사용된다. 코일들의 비교적 적은 인덕턴스를 기반으로, 공지된 가열 장치들에 비해, 광범위한 주파수 범위의 여기 주파수들이 사용될 수 있다. 그에 따라, 다양한 적용들을 위해, 그리고 특히 다양한 가열 수단을 위해 각각 적합한 여기 주파수를 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라서, 본원의 방법은, 외부로부터 슬리브 상에 클램핑 장치를 부착함으로써 상기 클램핑 장치가 자신의 외주연을 따라서 적어도 거의 일정한 정압력으로 가압되게 하는 단계를 추가로 포함한다. 이는, 유도 용접이 실행되는 공간 영역이 소정의 압력으로 가압된다는 것을 의미한다. 특히 외부 슬리브의 내면 상의 플라스틱 재료가 액화된다면, 상기 압력은 내부 파이프의 외면에도 전달된다. 그 결과, 특히 안정된 용접이 실현될 수 있다.
바람직하게 클램핑 장치는, 가열 장치를 부착시키기 전에, 슬리브의 둘레에 직접적으로 배치된다. 클램핑 장치가 가열 장치 내에 통합되는 점에 한해, 클램핑 장치와 가열 장치의 공통 부착 역시도 가능하다. 이 두 사항은, 가열 장치가 직접적으로가 아니라 간접적으로만 슬리브 상에 부착된다는 것을 의미한다. 그 대안으로, 클램핑 장치는 외부에서부터 가열 장치 상에 부착될 수도 있다. 이런 경우에도, 특히 간단한 취급을 목적으로 클램핑 장치가 가열 장치 내에 통합될 수도 있다.
클램핑 장치는 예컨대 외부로부터 슬리브의 둘레에 권선되는, 예컨대 테프론(Teflon)으로 이루어진 스트립(strip)일 수 있다. 클램핑 레버 또는 클램핑 래칫(clamping ratchet)을 포함하는 클램핑 스트랩들 역시도 사용될 수 있다.
본원에서 기술되는 용접 대상 물체들은 파이프들의 대칭의 원통형 외부 슬리브이기 때문에, 추가로 안쪽에 위치하고 여전히 연화되지 않은 플라스틱층만으로도 충분히 외부에서부터 인가된 추가 압력을 완전히 흡수할 수 있다. 이는 특히 금속 확산 배리어 층들이 아래쪽에 위치하는 경우 매우 중요하다. 요컨대 상기 금속 확산 배리어 층들이 그럼에도 표류 자계들을 통해 가열된다면, 여기서 압력 지원식 용접은 바람직하게는 외부 구역에서 형성되고 그 외에 안쪽에서는 변동을 야기하지 않는다.
여기서 주지할 사항은, 본 발명의 실시형태들이 상이한 발명 대상들과 관련하여 기술되었다는 점이다. 특히 본 발명의 일부 실시형태는 장치 청구항들과 함께 기술되어 있고, 본 발명의 다른 실시형태들은 방법 청구항들과 함께 기술되어 있다. 그러나 통상의 기술자라면, 본 출원을 읽게 되면, 분명하게 다른 방식으로 명시되지 않은 점에 한해, 하나의 유형의 발명 대상에 속하는 특징들의 조합에 추가로, 상이한 유형들의 발명 대상들에 속하는 특징들의 임의의 조합 역시도 가능하다는 점을 즉시 분명하게 알 수 있을 것이다.
도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들을 기술하기 전에, 이하에는 본 발명과 관련한 일부 기술적 고려사항이 설명된다.
본 발명의 또 다른 장점들 및 특징들은 현재 선호되는 실시형태들의 하기 예시의 기재내용에서 분명하게 제시된다. 본 문헌의 도면의 개별 도들은 오직 개략적인 것으로서, 그리고 일정한 축척 비율이 아닌 것으로서 고려되어야 한다.
도 1은 (a) 코일 어셈블리를 구비한 가열 장치;와 (b) 외부 슬리브와 내부 파이프를 유도 용접하기 위해 코일 어셈블리의 개별 코일들을 선택적으로 목표한 바대로 여기하기 위한 유도 발전기;를 포함하는 가열 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 (a) 개방형 또는 차단형 코일 어셈블리를 구비한 가열 장치;와, (b) 내부 파이프의 바깥쪽에, 그리고 외부 슬리브의 안쪽에 위치되는 개방형 또는 차단형 가열 수단이 유도 가열되도록, 코일 어셈블리의 개별 코일들을 여기하기 위한 유도 발전기;를 포함하는 가열 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 직렬로 연결되는 복수의 코일을 포함하는 코일 어셈블리를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 코일 어셈블리와 이 코일 어셈블리에 대해 병렬로 연결되는 커패시터를 포함하는 가열 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 직렬로 연결되고 함께 여기되는 코일들이 상호 간에 역평행한 자계를 생성하는 것인 코일 어셈블리를 포함하는 가열 장치를 도시한 도면이다.
도 6은 직렬로 연결되고 공간적으로 중첩되는 복수의 코일을 포함하는 코일 어셈블리를 도시한 도면이다.
도 7은 상부 코일들이 하부 코일들에 상대적으로 오프셋되도록 두 층이 상호 간에 배향되는 조건으로, 코일들의 2개의 겹쳐 적층되는 층을 포함하는 코일 어셈블리를 도시한 도면이다.
도 8은 슬리브의 내부에 축 방향으로 상호 간에 인접하는 2개의 튜브 섹션의 유도 용접 공정을 나타낸 도면이다.
도 9a는 스트립 구조 내에 불규칙하게 배치되는 복수의 개구부를 포함하는 가열 수단을 도시한 상면도이다.
도 9b는 전기 절연성 기질 재료와 이 기질 재료에 매립된 강자성 입자들을 포함하는 가열 수단을 도시한 상면도이다.
도 9c는 매립된 강자성 입자들을 구비한 기질 재료;와 캐리어 필름들로서 형성된 2개의 가요성 캐리어 요소들;을 포함하고 스트립형 구조를 갖는 가열 수단을 도시한 측면도이다.
도 9d는 상이한 퀴리 온도를 각각 갖는 복수의 강자성 층을 포함하는 가열 수단을 도시한 측면도이다.
여기서 주지할 사항은, 하기의 구체적인 기재내용에서, 다른 실시형태의 상응하는 특징들 또는 구성요소들과 동일하거나 적어도 기능이 동일한 상이한 실시형태들의 특징들 또는 구성요소들에는 동일한 도면부호들이 부여되거나, 또는 마지막 두 숫자에서 동일하거나 적어도 기능이 동일한 상응하는 특징들 또는 구성요소들의 도면부호들과 동일한 도면부호들이 부여된다는 점이다. 불필요한 반복설명을 피하기 위해, 이미 상기에서 기술한 일 실시형태에 따라서 설명된 특징들 또는 구성요소들은 하기에서는 더 이상 상세하게 설명되지 않는다.
또한, 주지할 사항은, 하기에서 기술되는 실시형태들이 오직 본 발명의 가능한 실시 변형예들의 제한된 선택만을 나타낸다는 점이다. 특히 개별 실시형태들의 특징들을 적합한 방식으로 상호 간에 조합할 수 있으며, 그럼으로써 통상의 기술자는 본원에서 명확하게 설명되는 실시 변형예들로 다수의 다양한 실시형태를 분명하게 개시된 것으로서 평가할 수 있을 것이다.
또한, 주지할 사항은, 도면들에 도해된 것처럼, 예컨대 "전방" 및 "후방", "상부" 및 "하부", "좌측" 및 "우측" 등과 같은 공간 관련 용어들이 타측 요소 또는 타측 요소들에 대한 일측 요소의 관계를 기술하기 위해 이용된다는 점이다. 따라서 공간 관련 용어들은 도면들에 도시되어 있는 배향들과 다른 배향들에도 적용될 수 있다. 그러나 그 자체로 자명한 사실로서, 상기 공간 관련 용어들 모두가 기재내용의 간소화를 위해 도면들에 도시된 배향들에 관련되기는 하지만, 그러나 각각 도시된 장치, 구성요소 등이 사용 중일 때에는 도면에 도시된 배향들과 다를 수 있는 배향들을 취할 수 있기 때문에, 무조건적으로 그에 제한되지 않는다.
도 1에는, 제1 플라스틱 재료를 포함하는 내부 파이프(150)를, 제2 플라스틱 재료를 포함하고 파이프(150)의 적어도 하나의 섹션을 둘러싸는 외부 슬리브(160)와 유도 방식으로 열적으로 결합시키거나 용접하기 위한 가열 시스템(100)이 횡단면도로 도시되어 있다. 파이프(150)와 슬리브(160) 사이에는 유도 가열될 수 있는 가열 수단(170)이 위치된다.
가열 시스템(100)은 코일 어셈블리(120); 및 본 문헌에서 간단하게 발전기(140)로서도 지칭되는 유도 발전기(140);를 구비한 가열 장치(110)를 포함한다. 코일 어셈블리(120)는 복수의 개별 코일들, 즉 제1 코일(121), 제2 코일(122) 및 복수의 추가 코일(123)을 포함한다. 발전기(140)는 코일 어셈블리(120)와 전기 연결되며, 그리고 코일 어셈블리(120)가 교번 전류로 여기될 수 있는 방식으로 구성된다.
개별 코일들은 공지된 가열 장치들의 코일들에 비해 상대적으로 작은 횡단면을 보유한다. 비교적 작은 코일 횡단면을 기반으로, 양쪽 축 방향 측에서 각각의 코일 내부에서부터 유출되거나, 또는 각각의 코일 내부 내로 유입되는 자계선들은 물리학에 의해 요구되는 폐쇄된 자계선들의 형성을 목적으로, 상대적으로 더 큰 횡단면을 갖는 코일에서보다 더 강하게 만곡된다. 그에 따라, 상대적으로 더 큰 코일 횡단면들을 갖는 코일들에 비해, 플라스틱 파이프(150)의 내부 내로 특히 작은 자기 침투 깊이가 달성된다. 그러므로, 기술한 가열 시스템(100)에 의해, 플라스틱 외관의 내부에서 예컨대 금속 내부 파이프와 같은 유도 가열될 수 있는 구성요소들을 포함하는 파이프들 역시도 용접될 수 있다. 이와 유사한 사항은, 장거리 열배관으로서 이용되는 플라스틱 외관들 내에서 확산 배리어를 위해 사용되는 금속 필름들에 적용된다.
개별 코일들은 상호 간에 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 직렬 및 병렬 회로(들)의 조합 역시도 가능하다. 또한, 적어도 하나의 개별 코일은 다른 코일들과 무관하게 개별적으로 여기될 수 있다. 이런 경우에, 발전기(140)는 상이한 코일들에 할당되는 적어도 2개 쌍의 출력 단자들을 포함한다. 이런 경우, 발전기(140)는, 여러 코일을 상호 간에 시간 오프셋 방식으로 여기하거나 전류 공급하도록 구성될 수 있다.
도 1에서 알 수 있는 것처럼, 여기에 도시된 실시예에 따라서, 가열 수단(170)은 파이프(150)의 둘레에 완전하게 권선되며, 그럼으로써 가열 수단(170)의 두 단부 사이에는 미도시한 중첩이 형성되게 된다. 그에 따라 가열 수단(170)은 변압기의 단락된 이차 코일로서 평가될 수 있되, 코일 어셈블리(120)는 변압기의 일차 코일을 나타낸다. 이런 단락된 이차 코일로 인해, 가열 수단(170) 내에서는, 파이프(150)의 외주연의 둘레에서 연장되는 우선 방향을 갖는 전류 흐름이 생성될 수 있다. 비록 가열 수단(170) 내에서의 유도 여기로 인해, 적어도 시간 평균에서 우선 방향을 갖지 않고 그에 따라 공간적으로 균일한 유도 예열을 제공하는 와전류가 생성되기는 하지만, 단락된 이차 코일을 따르는, 또는 그 내의 전류 흐름은 적어도 유도 예열의 원인이 되고 그에 따라 가열 수단(170)의 완전히 균일하지 않은 가열의 원인이 되는 전류 흐름의 (방향의) 소정의 비대칭성을 야기한다.
분명하면서도 상세하게 표현하면, 상기 비대칭성은 하기와 같이 기술될 수 있다. 요컨대 폐쇄된 (전도성) 가열 수단의 유도 여기 시, 기본적으로 2가지 유형의 전류가 형성된다. 제1 유형은, 변압기 이차 권선으로서의 가열 수단의 특성으로 인해 전체 파이프(150)의 둘레에서 흐르며, 그리고 본 문헌에서는 단락 전류로서도 지칭되는 전류이다. 단락 전류는 오직, 또는 적어도 강하게 바람직하게는 원주방향 또는 접선 방향으로 흐른다. 제2 유형의 전류는, 유도 용접 동안 공지된 방식으로 여기서도 유도 발전기(140)의 코일에 의해 생성되어 시간에 따라 가변하는 여기 자계(exciting magnetic field)로 인해 전기 도체로서의 가열 수단 내에서 생성되는 이른바 와전류(eddgy current)이다. 와전류는 일반적으로 특별한 우선 방향들(preferred direction)을 가지지 않으며, 그리고 그런 이유에서 특히 균질한 유도 열 발생을 야기한다. 다시 말해, 단락 전류를 중단시키는 것을 통해, 예열의 원인이 되는 전류 중 정확히 전류 방향과 관련하여 비대칭인 부분만이 중단된다. 그 결과, 전체적으로 예열의 균질성은 향상되며, 그리고 용접 과정 동안 액화 대상 플라스틱 내에서 국소적 과열은 간단하면서도 효과적인 방식으로 방지될 수 있다.
이와 관련하여, 주지할 사항은, 본 문헌에 기술되는 가열이 부분적으로 자기 손실을 통해, 그리고 부분적으로는 전기 손실을 통해 야기될 수 있다는 점이다. 이와 관련하여, "자기 손실"은, 가열 수단의 강자성 및/또는 페리자성 자화 가능성과 관계되면서 히스테리시스 손실로서도 지칭될 수 있는 가열 수단 상에서의 이른바 자기 역전 손실(magnetic reversal loss)을 의미한다. "전기 손실"은 특히 상응하는 발전기에 의해 생성되는 전자기장과 가열 수단의 유도 상호작용 동안 생성되는 전술한 와전류와 결부되는 오옴 손실이다.
특히 가열 수단(170)의 공간적으로 균일한 유도 가열을 목적으로 상기에서 기술한 이차 측 단락 전류를 중단시키기 위해, 여기에 도시된 실시예에 따라서, 가열 수단(170)은 연속 전기 전도성 재료가 아니다. 오히려, 가열 수단은, 강자성 입자들이 그 내에서 상호 간에 전기 절연되어 매립되어 있는 비전도성 기질 재료로, 바람직하게는 플라스틱으로 구성된다.
도 2에는, 가열 장치(210)와 발전기(140)를 포함하는 가열 시스템(200)이 횡단면으로 도시되어 있다. 가열 장치(210)는 분명하게 도시되지 않은 복수의 개별 코일을 구비한 코일 어셈블리(220)를 포함한다. 여기에 도시된 실시예에 따라서, 슬리브(160)의 원주방향을 따라서 코일 어셈블리(220)는 슬리브(160)의 둘레에서 완전하게 연장되지 않는다. 달리 표현하면, 코일 어셈블리(220)는 차단부(220a)(interruption)를 포함한다. 이와 동일한 사항은 (i) 연속 전기 전도성이면서 특히 강자성인 재료를 포함하고, (ii) 파이프(150)와 슬리브(160) 사이에 위치되며, (iii) 차단부(270a)를 포함하는 가열 수단(270)에도 적용된다. 그 결과, 간단하면서도 효과적인 방식으로, 전체 파이프(150)의 둘레에서 단락 전류는 중단된다. 두 차단부(220a 및 270a)에도 불구하고 가열 수단(270)의 효율적인 유도 가열을 보장하기 위해, 두 차단부(220a 및 270a)는 파이프(150) 또는 슬리브(160)의 원주방향을 따라서 서로 중첩된다.
도 3에는, 직렬로 연결된 복수의 코일, 즉 제1 코일(121), 제2 코일(122) 및 복수 개(여기서는 3개)의 추가 코일(123)을 포함하는 코일 어셈블리(120)가 도시되어 있다. 코일들(121, 122, 123)의 도시된 선형 어셈블리는 2개의 단자 접점(A 및 B) 사이에서 연장된다. 순수 직렬 회로를 기반으로, 두 단자 접점(A 및 B)에 인가되는 단일의 여기 신호를 통해 모든 코일(121, 122, 123)이 동시에 여기된다.
여기서 주지할 사항은, 도 3의 2차원도에는, 작동 중에 슬리브의 둘레에 배치되거나, 또는 슬리브의 원통형 외부 표면 상에 안착되는 코일 어셈블리(120)가 슬리브로부터 거의 펼쳐져 있는 기하학적 상태로 도시되어 있다는 점이다.
여기에 도시된 실시예에 따라서, 각각의 코일(121, 122, 123)은 적어도 거의 정사각형 횡단면을 보유한다. 일렬 또는 직렬로 전기 연결되는 코일들(121, 122, 123)의 선형 어셈블리를 실현하기 위해, 여기에 도시된 실시예의 경우, 각각의 코일은 자연수 N개와 반 개를 더한 권선수(N + 1/2개의 권선)를 보유한다. 명확성을 이유로, 도 3에는, 각각 오직 하나의 완전한 권선만이 도시되어 있다. 각각의 적용에 따라서, 복수 개, 예컨대 최소한 2개, 최소한 5개, 또는 최소한 10개의 완전한 권선이 제공될 수 있다. 그러나 이와 관련하여, 완전한 권선들의 개수가 증가함에 따라 각각의 개별 코일의 인덕턴스도 증가함으로써 실제로 해당하는 개별 코일들에 대한 여기 주파수가 상한으로 제한된다는 점에 유념해야 한다.
여기서 주지할 사항은, 정사각형 또는 직사각형 개별 코일들 대신, 다른 횡단면을 보유하는 개별 코일들 역시도 사용될 수 있다는 점이다. 현재로서는, 한편으로 각각의 가열 수단에 대한 효율적인 유도 결합과 다른 한편으로는 생성된 전자기 방사선의 작은 침투 깊이를 달성하기 위해, 특히 타원형 또는 심지어는 원형 횡단면을 보유한 코일들이 적합한 것으로 확인된다.
도 4에는, 도 3의 코일 어셈블리(120)와, 이 코일 어셈블리(120)에 병렬로 연결된 커패시터(430)를 포함하는 가열 장치(410)가 도시되어 있다. 코일 어셈블리(120) 및 커패시터(430)는 전자기 진동 회로를 형성하며, 이 진동 회로의 공진 주파수는 코일 어셈블리(120)의 실제 인덕턴스를 반영한다. 그러므로 커패시터(430)의 일정한 기지(known)의 정전용량에 대해 매우 적절한 근사(good approximation)로서 유효한 전제조건하에, 이미 유도 용접 과정 동안, 또는 유도 용접 과정 직전에 코일 어셈블리(120)의 실제 인덕턴스에 대한 추론이 획득될 수 있다.
요컨대, 예를 들면 와전류를 형성하는 능력과 같은, 코일 어셈블리(120) 근처에 위치하는 가열 수단의 전기 특성들 및/또는 그 강자성 특성들은 개별 코일들 및 그에 따른 전체 코일 어셈블리(120)의 인덕턴스를 변동시킨다. 그 결과, 예컨대 슬리브의 둘레에서 코일 어셈블리(120)의 정확한 안착이 모니터링될 수 있다.
이미 상기에서 언급한 것처럼, 공진 주파수의 변위의 측정을 통해, 가열 수단의 실제 온도에 대한 추론이 획득될 수 있거나, 또는 가열 수단의 기결정 온도가 도달될 수 있다. 이는, 특히 유도 용접 과정의 개시 시에는 여전히 도달되지 않지만, 그러나 용접 과정의 진행 중에, 또는 끝날 무렵에 적어도 거의 도달되는 퀴리 온도까지 강자성 가열 수단의 온도 변화 시에도 적용된다.
도 5에는, 도 4에 도시된 코일 어셈블리(120)와 달리 상호 간에 상이한 권선 방향들을 갖는 코일 어셈블리(520)를 포함하는 가열 장치(510)가 도시되어 있다. 그 결과, 선택된 도체 섹션들에서 각각 화살촉을 통해 도시되어 있는 상이한 전류 방향들이 형성된다. 상이한 권선 방향들로 인해, 직렬로 연결되어 함께 여기되는 코일들은 상호 간에 역평행한 자계를 생성하게 된다. 그 결과, 파이프의 내부 내로 전자기 방사선의 침투 깊이가 특히 강하게 감소될 수 있는데, 그 이유는 일측 코일에 의해 생성되는 자계선들이 타측 코일을 통해 공간적으로 채널화되거나, 또는 협폭 공간에서 (다시) 다발화되기 때문이다.
도 6에는, 직렬로 연결되고 공간적으로 중첩되는 복수의 개별 코일(121, 122, 123)을 포함하는 코일 어셈블리(620)가 도시되어 있다. 그 결과, 바람직한 방식으로, 생성되는 자계의 불균질성은 감소될 수 있다(인접하고 중첩되지 않은 코일들 사이에서 자계 강도는 상대적으로 더 낮다).
도 7에는, 코일들의 2개의 겹쳐 적층되는 층을 포함하는 코일 어셈블리(720)가 도시되어 있다. 도 7에서 하부 코일 층은 코일들(121, 122 및 123)을 포함한다. 도 7에서 상부 코일 층은 제1 외부 코일(726), 제2 외부 코일(727) 및 추가의 외부 코일(728)을 포함한다. 도 7에서 알 수 있는 것처럼, 두 층은, 상부 코일들(726, 727, 728)이 하부 코일들(121, 122, 123)에 상대적으로 오프셋되도록 상호 간에 상대적으로 배향된다. 그 결과, 도 6의 실시형태의 경우에서처럼, 인접하고 상이한 코일 층들에 할당된 2개의 개별 코일 사이에는, 생성되는 자계의 균질성의 뚜렷한 향상을 달성하는 공간 충첩부가 형성된다.
도 8에는, 슬리브의 내부에 축 방향으로 상호 간에 인접하는 2개의 튜브 섹션의 유도 용접 공정이 개략적 상면도로 도시되어 있다. 여기에 도시된 실시예에 따라서, 2개의 해당하는 파이프는 이른바 장거리 열배관이며, 요컨대 제1 장거리 열배관(850a) 및 제2 장거리 열배관(850b)이다. 두 장거리 열배관(850a 및 850b)은 각각 내부 금속 코어 파이프와 외부 플라스틱 파이프를 포함하며, 내부 코어 파이프와 외부 플라스틱 파이프 사이에는 적합한 열적 단열 재료가 위치된다.
도 8에서 알 수 있는 것처럼, 슬리브(160)의 내부에 2개의 가열 수단, 즉 제1 가열 수단(870a) 및 제2 가열 수단(870b)이 위치된다. 제1 가열 수단(870a)은 제1 장거리 열배관(850a)의 용접 대상 단부의 둘레에 배치되거나, 또는 상기 단부 상에 안착된다. 제2 가열 수단(870b)은 제2 장거리 열배관(850b)의 용접 대상 단부의 둘레에 권선되거나, 또는 상기 단부 상에 안착된다. 가열 수단들(870a, 870b)은, 바람직하게는 파이프들(850a, 850b)의 둘레에서, 기질 재료와 이 기질 재료 내에 매립되어 상호 간에 전기적으로 절연된 강자성 입자들을 포함하여 물질적으로 폐쇄되고 전기적으로 차단된 구조들일 수 있다. 그 대안으로, 가열 수단들(870a, 870b)은, 하기에서 훨씬 더 구체적으로 기술되는, 물질적으로뿐만 아니라 전기적으로도 차단된 구조들일 수 있다. 물질적으로 폐쇄된 구조들과 물질적으로 차단된 구조들의 조합 구조들 역시도 사용될 수 있다.
두 플라스틱 장거리 열배관(850a 및 850b)의 용접의 품질은, 슬리브(160)가 자신의 외주연을 따라서 적어도 거의 일정한 정압력으로 가압되는 것을 통해 향상될 수 있다. 그로 인해, 가열 장치(210)와 슬리브(160) 사이에는 기계식 클램핑 장치(835)가 제공되며, 이 클램핑 장치에 의해서는 외부에서부터 상응하는 압력이 생성된다.
도 9a에는, 다수의 개구부(975)가 그 내에 형성되는 것인 스트립형 구조부(972)를 포함하는 가열 수단(970a)이 상면도로 도시되어 있다. 여기에 도시되는 실시예에 따라서, 개구부들(975)은 공간적으로 불규칙하게 배치된다. 그러나 규칙적인 공간 배치 역시도 가능하다. 개구부들(975)은 예컨대 재료의 천공 공정 및/또는 슬롯 형성 및 차후의 신장 공정에 의해 생성될 수 있다. 개구부들(975)은 용접 과정에서 스트립형 구조부(972)를 통과하는 용융된 플라스틱 재료의 관류를 가능하게 한다. 이로부터, 경화 후에 파이프와 슬리브의 플라스틱 재료들의 물질적 결합이 달성되며, 이는 다시금 용접 결합부의 향상된 강도를 달성한다.
바람직한 실시예들의 경우, 스트립형 구조부(972)의 길이(L)는 40㎜ 내지 3200㎜의 범위이며, 그리고 특히 60㎜ 내지 800㎜의 범위이다. 스트립형 구조부(972)의 길이(L)와 폭(B) 간의 표준 비율(typical ratio)은 1:10 미만이며, 특히 1:100 미만이다.
도 9b에는, 전기 절연성 기질 재료(992)와 이 기질 재료 내에 매립된 강자성 입자들(990)을 포함하는 가열 수단(970b)이 상면도로 도시되어 있다. 여기에 도시된 실시예에 따라서, 기질 재료는 폴리에틸렌(PE)으로 구성되거나, 또는 폴리에틸렌을 적어도 함유한다. 입자들(990)은 1㎜ 미만, 특히 0.1㎜ 미만, 그리고 추가로 특히 0.01㎜ 미만의 지름을 갖는 평균 크기를 보유할 수 있다. 여기에 도시된 실시예에 따라서 입자들은 페라이트이다.
비교적 작은 강자성 입자들(990)은, 유도 예열을 위해 매우 높은 주파수가 이용될 수 있다는 장점을 갖는다. 이와 관련하여, 주파수가 증가함에 따라 해당하는 파이프의 내부 내로 전자기 방사선의 침투 깊이가 감소된다는 점이 매우 중요하다.
높은 주파수를 사용할 수 있는 가능성의 장점은 특히 유도 예열을 위해 필요한 전자기장을 생성하기 위해, 상기에서 기술한 것처럼 코일 어셈블리를 복수의 비교적 작은 개별 코일로 구성하는 것을 통해 활용될 수 있다.
도 9c에는, 매립된 강자성 입자들(990)을 구비한 기질 재료(992);와, 캐리어 필름들로서 형성된 2개의 가요성 캐리어 요소(994);를 포함하고 스트립 구조(972c)를 갖는 가열 수단(970c)이 측면도로 도시되어 있다. 기질 재료(992)는 두 캐리어 필름(994) 사이에 위치된다. 캐리어 요소들(994)은, 접착제가 구비되어 기질 재료(992)가 그 상에 접착되는 필름들일 수 있다. 가열 수단(970c)의 상기 층형 구조는 특히 간단한 취급을 가능하게 한다.
여기에 도시된 실시예에 따라서, 층형으로 구성된 가열 수단(970c)은 0.5㎛의 두께(D)를 보유한다. 그러나 0.1㎜ 내지 3㎜, 특히 0.2㎜ 내지 2㎜, 그리고 추가로 특히 0.3㎜ 내지 1㎜의 다른 두께들 역시도 사용될 수 있다.
도 9d에는, 각각 상이한 퀴리 온도를 갖는 복수의 강자성 층을 포함하는 가열 수단(970d)이 측면도로 도시되어 있다. 여기에 도시된 실시예에 따라서, 가열 수단(970d)의 스트립형 구조부(972d)는 각각 상이한 강자성 재료로 이루어진 복수 개(여기서는 3개)의 층을 포함한다. 제1 층은 제1 퀴리 온도를 갖는 (제1) 강자성 재료(980)를 포함한다. 제2 층은 제2 퀴리 온도를 갖는 제2 또는 추가 강자성 재료(982)를 포함한다. 제3 층은 제3 퀴리 온도를 갖는 제3 또는 추가 강자성 재료(984)를 포함한다. 여기에 도시된 실시예에 따라서, 3개의 퀴리 온도는 서로 상이하다. 그에 따라, 3개의 강자성 재료의 적합한 선택을 통해 각각의 특정한 용접 적용에 매칭될 수 있는 가열 수단(970d)의 평균 퀴리 온도가 달성될 수 있다.
다른 실시형태들에서, 공통의 평균 퀴리 온도가 설정되지 않으며, 그럼으로써 가열 수단(970d)으로 유도 에너지 입력은 상대적으로 더 낮은 퀴리 온도에 도달한 후에 감소되기는 하지만, 그러나 완전하게 차단되지는 않게 된다. 그 결과로, 유도 여기가 동일한 경우 상대적으로 더 느린 온도 증가가 달성되되, 각각 그 다음으로 더 높은 퀴리 온도의 도달과 함께 여기 코일과 가열 수단(970d) 간의 유도 결합은 감소된다.
바람직한 실시형태들의 경우, 가열 수단(970d)의 두께(D)는 0.1㎜과 5㎜ 사이의 범위이며, 그리고 특히 0.5㎜와 3㎜ 사이의 범위이다. 또한, 이런 치수 설계들은, 오직 강자성 재료의 하나의 층으로만 구성되는 스트립형 구조부에도 적용된다.
여기서 주지할 사항은, 적층형 가열 수단이 2개, 4개 또는 그보다 많은 층 역시도 포함할 수 있다는 점이다.
또한, 추가로 주지할 사항은, 가열 수단(970d)이 자신의 평면 면들 상에, 다시 말해 도 9a에서는 상부 표면 상에, 및/또는 하부 표면 상에 표면 거칠기를 보유할 수 있다는 점이다. 상기 표면 거칠기는 상호 간에 상대적으로 평균 높이 차이를 보유하는 상승부들과 함몰부들을 기반으로 한다. 바람직한 실시형태들의 경우, 상기 평균 높이 차이는 10㎛보다 더 크다. 또한, 표면 거칠기는 본 문헌에서 기술된 다른 가열 수단들의 경우에서도 향상된 용접 결과들을 달성할 수 있다.
본원에서 주지할 사항은, "포함하다"란 용어가 다른 요소들을 배제하는 것이 아니며, 그리고 "하나"란 용어도 복수 개를 배제하는 것이 아니라는 점이다. 또한, 상이한 실시예들과 관련하여 기술된 요소들은 조합될 수 있다. 또한, 주지할 사항은, 특허청구범위 내의 도면부호들이 특허청구범위의 보호 범위를 제한하는 것으로 해석하지 않아야 한다는 점이다.
100: 가열 시스템
110: 가열 장치
120: 코일 어셈블리
121: 제1 코일
122: 제2 코일
123: 추가 코일
140: 발전기
150: 파이프
160: 슬리브
170: 가열 수단
200: 가열 시스템
210: 가열 장치
220: 코일 어셈블리
220a: 차단부
270: 가열 수단
270a: 차단부
A, B: 단자
410: 가열 장치
430: 커패시터
510: 가열 장치
520: 코일 어셈블리
620: 코일 어셈블리
720: 코일 어셈블리
726: 제1 외부 코일
727: 제2 외부 코일
728: 추가 외부 코일
835: 클램핑 장치
850a: 제1 파이프(장거리 열배관)
850b: 제2 파이프(장거리 열배관)
870a: 제1 가열 수단
870b: 제2 가열 수단
970a/b: 가열 수단
970c/d: 가열 수단
972c/d: 스트립형 구조부
975: 개구부
980: 강자성 재료
982: 추가 강자성 재료
984: 추가 강자성 재료
990: 입자 / 페라이트
992: 기질 재료
994: 캐리어 요소 / 캐리어 필름
L: 길이
B: 폭

Claims (21)

  1. 제1 플라스틱 재료를 포함하는 파이프(150)를, 제2 플라스틱 재료를 포함하고 파이프(150)의 적어도 하나의 섹션을 둘러싸는 슬리브(160)와 열적으로 결합시키는 가열 장치(110)로서,
    상기 파이프(150)와 슬리브(160) 사이에, 및/또는 상기 파이프(150)와 슬리브(160)에 통합되는 방식으로, 유도 가열될 수 있는 가열 수단(170)이 위치되며,
    상기 가열 장치(110)는 발전기(140)에 의해 여기될 수 있는 코일 어셈블리(120)를 포함하며,
    상기 코일 어셈블리는,
    제1 횡단면 면적 안쪽에 적어도 하나의 완전한 권선을 포함하는 제1 코일(121)과,
    제1 코일(121)과 전기적으로 연결되고 제2 횡단면 면적 안쪽에 적어도 하나의 완전한 권선을 포함하는 제2 코일(122)을 포함하며,
    상기 제1 횡단면 면적은 상기 제2 횡단면 면적과 다른, 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 횡단면 면적과 상기 제2 횡단면 면적은 중첩부를 포함하는, 가열 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    두 코일(121, 122)은 상호 간에 기계적으로 결합되는, 가열 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    두 코일(121, 122)은 상호 간에 기계적으로 유연하게 결합되고, 및/또는 두 코일(121, 122)은 적어도 소정의 굽힘성을 가지는, 가열 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    두 코일(121, 122)은, 상기 코일 어셈블리(520)의 여기 시 제1 코일(121)에 의해 생성된 제1 자계가 제2 코일(122)에 의해 생성된 제2 자계에 대해 역평행한 방식으로, 상호 간에 전기 연결되는, 가열 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 횡단면 면적 및/또는 제2 횡단면 면적은 1㎡ 미만, 특히 1000㎠ 미만, 바람직하게는 100㎠ 미만인, 가열 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 횡단면 면적 및/또는 제2 횡단면 면적은,
    타원형 형태 및 특히 원형 형태를 가지거나,
    삼각형 형태 및 특히 직각 삼각형의 형태를 가지거나, 또는
    사각형 형태 및 특히 직사각형 형태, 바람직하게는 정사각형 형태를 가지는, 가열 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 장치는 추가 횡단면 면적 안쪽에 적어도 하나의 완전한 권선을 구비한 적어도 하나의 추가 코일(123)을 더 포함하며, 상기 추가 횡단면 면적은 상기 제1 횡단면 면적 및 제2 횡단면 면적과 다른, 가열 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    코일들(121, 122, 123)은 상호 간에 직렬로 및/또는 병렬로 전기 연결되는, 가열 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일 어셈블리(720)는, 제1 코일(121) 상부에 및/또는 제2 코일(122) 상부에 배치되는 적어도 하나의 외부 코일(726)을 더 포함하며,
    특히 상기 외부 코일(726)의 횡단면 면적은, 상기 제1 횡단면 면적의 평면에 대해 평행하고 및/또는 상기 제2 횡단면 면적의 평면에 대해 평행한 평면에서, 상기 제1 횡단면 면적에 대하여 및/또는 상기 제2 횡단면 면적에 대하여 오프셋되는, 가열 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 장치는, 상기 코일 어셈블리(12)와 함께 진동 회로를 형성하는 용량성 소자(430)를 추가로 포함하는, 가열 장치.
  12. 제1 플라스틱 재료를 포함하는 파이프(150)를, 제2 플라스틱 재료를 포함하고 파이프(150)의 적어도 하나의 섹션을 둘러싸는 슬리브(160)와 열적으로 결합시키기 위한 가열 시스템(100)으로서,
    상기 파이프(150)와 슬리브(160) 사이에, 및/또는 상기 파이프(150)와 슬리브(160)에 통합되는 방식으로, 유도 가열될 수 있는 가열 수단(170)이 위치되며,
    상기 가열 시스템(100)은,
    제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 가열 장치(110)와
    코일 어셈블리(120)를 여기하고 특히 전류 공급하기 위한 발전기(140)를 포함하는, 가열 시스템(100).
  13. 제1 플라스틱 재료를 포함하는 파이프(150)를, 제2 플라스틱 재료를 포함하고 파이프의 적어도 하나의 섹션을 둘러싸는 슬리브(160)와 열적으로 결합하는 방법으로서,
    상기 파이프(150)와 슬리브(160) 사이에, 및/또는 상기 파이프(150)와 슬리브(160)에 통합되는 방식으로, 유도 가열될 수 있는 가열 수단(170, 870a)이 위치되며,
    상기 방법은,
    외부에서부터 상기 슬리브(160) 상에 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 가열 장치(110)를 부착하는 단계;
    상기 코일 어셈블리(120)를 여기하는 단계; 및
    상기 슬리브(160)로부터 상기 가열 장치(110)를 제거하는 단계;를 포함하는, 열적 결합 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 방법은
    상기 가열 장치(110)의 부착 전에,
    파이프(850a)를 추가 파이프(850b)와 축 방향으로 이음으로써 상기 파이프(850a)의 단부와 추가 파이프(850b)의 단부가 단부면에서 서로 대향하여 위치되게 하는 단계;
    상기 파이프(870a)의 단부 및 추가 파이프(870b)의 단부의 둘레에 주연을 따라서 적어도 부분적으로 가열 수단(870a, 870b)을 안착시키는 단계; 및
    상기 안착된 가열 수단(870a, 870b)의 둘레에 상기 슬리브(160)를 걸치는 단계;를 더 포함하는, 열적 결합 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 두 파이프는 특히 플라스틱으로 이루어진 외부 파이프와 플라스틱 또는 강재로 이루어진 내부 파이프를 포함하는 장거리 열배관(850a, 850b)인, 열적 결합 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬리브(160) 둘레의 완전한 원주방향 프로파일을 따라서 전류 흐름이 상기 슬리브(160)의 둘레에서 완전히 중단되도록, 상기 코일 어셈블리(120)는 전기적으로 형성되고, 및/또는 상기 코일 어셈블리(120)의 코일들이 여기되는, 열적 결합 방법.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 수단(970c)은 유도 가열될 수 있는 보조 가열 재료(990)를 구비한 스트립형 구조부(972c)를 포함하며,
    상기 보조 가열 재료(990)는, 상기 파이프(150)의 둘레의 완전한 원주방향 프로파일을 따라서 전기 전도성이 적어도 하나의 위치에서 차단되도록, 원주방향 프로파일을 따라서 공간적으로 분포되거나 배치되는 것인, 열적 결합 방법.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 수단은, 유도 가열될 수 있고 460℃ 미만, 특히 400℃ 미만, 바람직하게는 300℃ 미만, 더 바람직하게는 250℃ 미만인 퀴리 온도를 보유하는 강자성 재료(980)를 포함하는, 열적 결합 방법.
  19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 코일(121)과 제2 코일(122)는 상호 간에 시간 오프셋되어 여기되는, 열적 결합 방법.
  20. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일 어셈블리(120)는 100Hz 내지 10Mhz, 바람직하게는 1kHz 내지 1Mhz, 특히 바람직하게는 20kHz 내지 300kHz의 주파수로 여기되는, 열적 결합 방법.
  21. 제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은
    외부로부터 상기 슬리브(160) 상에 클램핑 장치(835)를 부착함으로써 상기 클램핑 장치가 자신의 외주연을 따라서 적어도 거의 일정한 정압력으로 가압되게 하는 단계를 더 포함하는, 열적 결합 방법.
KR1020197011377A 2016-10-20 2017-10-20 복수의 개별 코일을 포함하는 코일 어셈블리를 이용한 플라스틱 물체들의 유도 용접 방법 및 그 장치 KR102323988B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016120049.2 2016-10-20
DE102016120049.2A DE102016120049A1 (de) 2016-10-20 2016-10-20 Induktives Verschweissen von Kunststoffobjekten mittels einer Spulenanordnung mit mehreren Einzelspulen
PCT/EP2017/076905 WO2018073436A1 (de) 2016-10-20 2017-10-20 Induktives verschweissen von kunststoffobjekten mittels einer spulenanordnung mit mehreren einzelspulen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190074279A true KR20190074279A (ko) 2019-06-27
KR102323988B1 KR102323988B1 (ko) 2021-11-11

Family

ID=60153309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197011377A KR102323988B1 (ko) 2016-10-20 2017-10-20 복수의 개별 코일을 포함하는 코일 어셈블리를 이용한 플라스틱 물체들의 유도 용접 방법 및 그 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11207844B2 (ko)
EP (1) EP3529054B1 (ko)
KR (1) KR102323988B1 (ko)
DE (1) DE102016120049A1 (ko)
RU (1) RU2729555C1 (ko)
WO (1) WO2018073436A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240200693A1 (en) * 2022-12-20 2024-06-20 Polyflow Llc Pipe consolidation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0436799U (ko) * 1990-07-25 1992-03-27
US5786575A (en) * 1995-12-20 1998-07-28 Gas Research Institute Wrap tool for magnetic field-responsive heat-fusible pipe couplings
KR0180893B1 (ko) * 1990-03-30 1999-02-18 미츠노 시게가즈 전기융착 연결구
JP2919967B2 (ja) * 1989-12-15 1999-07-19 株式会社クボタ 融接的にパイプを接合する機構
KR100260467B1 (ko) * 1991-02-20 2000-07-01 미쯔이 코우테이 플라스틱 재료를 접합하는 시스템 및 방법

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU79929A1 (ru) 1947-01-27 1948-11-30 А.П. Сизов Устройство дл приварки пластин, вставок, кристаллов и т.д.
ZA73969B (en) 1972-02-29 1974-09-25 Illinois Tool Works Induction heating unit
US4694261A (en) 1986-10-29 1987-09-15 International Business Machines Corporation Integrated high gain voltage controlled oscillator
DE3731762A1 (de) 1987-09-22 1989-03-30 Licentia Gmbh Verfahren zur temperaturregelung bzw. begrenzung an induktionsheizspulen, insbesondere fuer haushalt-induktionskochgeraete sowie eine vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
US5304767A (en) * 1992-11-13 1994-04-19 Gas Research Institute Low emission induction heating coil
JP2914599B2 (ja) * 1993-03-31 1999-07-05 株式会社クボタ 高周波電源用ワークコイル
JP3039899B2 (ja) * 1993-03-31 2000-05-08 株式会社クボタ 電気融着接合方法および電気融着接合装置
JPH07276502A (ja) * 1994-04-11 1995-10-24 Ashida Mfg Co Ltd 熱可塑性部材の溶着接合方法
US5504308A (en) * 1994-06-15 1996-04-02 Kabushikikaisha Fujipula Seiko Synthetic resin tube for bending use and its bending method
US5710413A (en) 1995-03-29 1998-01-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company H-field electromagnetic heating system for fusion bonding
JPH09170692A (ja) * 1995-12-19 1997-06-30 Kubota Corp 誘導融着用ワークコイルおよび誘導融着方法
JPH10278117A (ja) * 1997-03-31 1998-10-20 Miyaden:Kk 樹脂製パイプ接続用の加熱コイル
EP1660803B1 (en) 2003-08-26 2012-03-21 Glynwed Pipe Systems Limited Method for joining multi-layered pipe
US7377863B2 (en) * 2005-01-03 2008-05-27 Acushnet Company Multi-layer golf ball having improved inter-layer adhesion via induction heating
WO2007128384A2 (en) 2006-05-05 2007-11-15 Bindring Sa Method and device for connectinc tubes made out of thermoplastic material
JP2008111459A (ja) * 2006-10-30 2008-05-15 Maezawa Kyuso Industries Co Ltd 電磁融着継手
EP2452805B1 (de) 2010-11-12 2015-06-24 KE-KELIT Kunststoffwerk Gesellschaft m.b.H. Verfahren zum Verbinden zweier Schüsse einer Fernwärmeleitung
IL212205A0 (en) 2011-04-07 2011-06-30 Huliot A C S Ltd Pipe connectors for use in plastic pipe systems
AT512427B1 (de) 2012-01-17 2014-01-15 Ke Kelit Kunststoffwerk Gmbh Schaltung zum induktiven erwärmen eines metalles
US9579847B2 (en) 2013-07-22 2017-02-28 Magnum Magnetics Corporation Thermoplastic induction-welding systems
JP6281079B2 (ja) * 2014-06-30 2018-02-21 株式会社コナミデジタルエンタテインメント ゲーム制御装置、ゲームシステム及びプログラム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2919967B2 (ja) * 1989-12-15 1999-07-19 株式会社クボタ 融接的にパイプを接合する機構
KR0180893B1 (ko) * 1990-03-30 1999-02-18 미츠노 시게가즈 전기융착 연결구
JPH0436799U (ko) * 1990-07-25 1992-03-27
KR100260467B1 (ko) * 1991-02-20 2000-07-01 미쯔이 코우테이 플라스틱 재료를 접합하는 시스템 및 방법
US5786575A (en) * 1995-12-20 1998-07-28 Gas Research Institute Wrap tool for magnetic field-responsive heat-fusible pipe couplings

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016120049A1 (de) 2018-04-26
EP3529054B1 (de) 2024-01-24
WO2018073436A1 (de) 2018-04-26
RU2729555C1 (ru) 2020-08-07
US20190248079A1 (en) 2019-08-15
KR102323988B1 (ko) 2021-11-11
EP3529054A1 (de) 2019-08-28
US11207844B2 (en) 2021-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2886238B1 (en) Welding device for electric resistance welded pipe
EP0977465A1 (en) Induction heating coil and induction heating device using the induction heating coil
ES2449092T3 (es) Acoplamiento de tubería de múltiples capas
JP2010071624A (ja) 流体加熱装置
JP5646688B2 (ja) 非接触給電システム
KR20190074279A (ko) 복수의 개별 코일을 포함하는 코일 어셈블리를 이용한 플라스틱 물체들의 유도 용접 방법 및 그 장치
US20080308550A1 (en) Magnetic flux guide for continuous high frequency welding of closed profiles
JP2017199684A (ja) 加熱装置
JP6161479B2 (ja) 誘導加熱装置
JP2019067769A (ja) ヒーター装置および制御可能な加熱プロセス
JP6097784B2 (ja) 電縫管溶接装置
JPH0451344B2 (ko)
JP2008226780A (ja) 誘導加熱装置
RU2729263C1 (ru) Индукционная сварка полимерных элементов посредством электрически прерываемого нагревательного элемента
JP2011140054A (ja) 高周波誘導加熱による接合方法及び接合装置
JP2004228068A (ja) 電磁誘導加熱装置
JP2012243903A (ja) 電子部品の半田付け方法及び装置
JP2005122986A (ja) 誘導加熱装置
JP5818492B2 (ja) 酸化処理装置および酸化処理方法
JPH1050465A (ja) 誘導加熱炉及び冷却部を一体化したワークコイル
JP2000117459A (ja) 電縫管造管装置
CS254098B1 (cs) Zařízení k vysokofrekvenčnímu ohřevu těles

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant