专利名称：焊丝包装的挡环及其制造方法
技术领域：
本发明涉及焊丝包装，更特别地是涉及一种改进的用于焊丝包装的挡环。
背景技术：
大批量生产操作，如机器人焊接站所用的焊丝被设置成具有200磅以上焊丝的包装(package)中。焊丝包装通常是一个卷筒，其中大量的焊丝在卷筒中绕中心芯管或中心间隙孔缠绕。在输送和使用中，焊丝在卷筒中缠绕的程度下降。为了控制输送和焊丝的释放，在通常的实践中是提供一种重的上挡环。Kawasaki在专利US4869367中公开了一个早期的挡环，其中挡环依靠自重沿卷筒的内表面通过向外延伸的弹性元件滑动。这些弹性元件集中在卷绕焊丝的顶部的挡环上，因此焊丝在焊接中可被拉向中心并释放出来。此处可结合该专利作为供参考的背景技术以便描述。
Cooper在专利US 5277314中公开了一个类似的挡环，该挡环为一种改进的上挡环，具有内成型表面以便于焊丝无缠结地释放出来。该专利在此被引入作为参考。另一种挡环由Cooper在专利US58919934中被公开，其中该挡环被描述为在输送中具有随卷筒中的焊丝下降而向下移动的功能。此处可参考该专利以示出相同内容。
Barton在674589号专利中公开了另一种挡环结构，其具有一种多环结构，用于控制从焊丝线圈释放出来的焊丝。多环位于焊丝线圈顶部并一起控制从焊丝线圈释放出来的焊丝流动。Barton的6745899号专利也在此被引入以示出相同内容。
Barton在专利US 6913145中公开了一种具有肋板壁结构的焊丝包装，其中挡环或释放环被设计成与肋板壁构造紧密配合以防止焊丝缠结。Barton的专利US 6913145也在此被引入以示出相同内容。
所有通过参考方式引入的供参考内容作为本说明书的一部分，因此将不在下面的说明中特别指出。
背景技术：
在焊接工业中，将大量的机器人焊接站用于从焊丝包装中抽取焊丝作为连续焊丝供给，从而连续地进行焊接操作。大规模使用这种电焊丝的出现导致了对于大量焊丝的提高包装的大力研究和发展。普通的焊丝包装是一个卷筒，其中缠绕的焊丝积存在卷筒中如同焊丝层，或焊丝体，或具有顶表面的焊丝，其外圆周表面抵靠在卷筒上且其内表面限定了中心孔。中心孔通常由如在Cooper的美国专利5819934中所示的纸板圆柱芯管填充。常见的应用是，为卷筒提供一个上挡环，用于在输送中当焊丝落下时稳定焊丝主体。如在Cooper的5819934号美国专利中所示，这个环保持在焊丝的顶部，用以通过自重向下推动线圈，因此焊丝可被从芯管和挡环之间的焊丝主体部分中拉出。焊丝的每圈具有一圈的内置(built-in)缠绕，这样当它被释放的时候，抵消释放焊丝的每一圈所产生的缠绕。因此，当焊丝到达焊枪的接触端时，焊丝是“无缠绕的”。此内置的缠绕造成焊丝在无限制时从焊丝堆的顶部向上弹起来。重的挡环避免焊丝由于内置缠绕的原因而向上弹起。结果，挡环的重量是很重要的。虽然能更有效的防止缠结，但重些的挡环会使焊丝趋于弯曲或重铸，在退出接触端时造成焊丝的抖动。轻些的挡环在释放过程中会被焊丝轻易的抬起，因而失去与焊丝堆顶部的接触，并从而失去在焊丝堆的顶部限制焊丝运动的预定目的。虽然轻些的挡环产生的抖动减少，但更具缠结倾向。
挡环优选的重量依赖于焊丝的型号和直径或焊丝规格。可以理解的是，不同的材料具有不同的性能，因此会不同程度地从焊丝线圈产生向上弹起。另外，改变焊丝的直径，也会改变焊丝的性能。同样可以理解的是，大直径焊丝会比小直径焊丝具有更多的“记忆”。记忆是对物体寻找预定的形状或构造趋向的量度。如本申请所述，焊丝寻找其自然弯曲(natural cast)的趋势随着其直径的增加而增加。结果，理想的挡环重量由多个因素决定，包括焊丝的类型和焊丝的直径。考虑到焊丝源自于许多的材料成分和直径，就产生了这样的情况，即使封装在相同的焊丝包装中的焊丝，也需要很宽范围的挡环重量来较好地控制不同焊丝的松开或释放。
除了挡环重量，挡环的刚性也是一个因素。在此方面，如果挡环由于焊丝产生的非均匀的向上的力而发生弯曲，则其对于控制焊丝的释放效果要差一些。可以理解的是，弯曲的情况可与上面描述的弹起的情况类似，如果挡环伸缩或弯曲，至少挡环的一部分与在线圈顶部对齐的理想挡环发生错位。虽然挡环还会与线圈顶部某处接触，但挡环的弯曲不会完全接触和/或使得线圈顶部变形。弯曲度越大，错位或变形就越大。这也可导致缠结和/或抖动的倾向增大。相应地，有些挡环设计优选为刚性的设计。然而，制作刚性挡环通常需要使用复杂和难以制造的挡环的设计，和/或需要使用其它材料的使用，这些材料使得控制挡环重量的问题变得更难。
从上面可以理解的是，重挡环设计中的一个缺陷是难于达到这样一个平衡，既可减少缠结又可减少焊丝抖动。缠结对于包装的操作是有害的，因为它们造成了机器人焊站的停工期。抖动同样是对包装操作有害的，并可通过改变焊丝通过焊枪时候的状况对焊接造成不利影响。缠结由焊丝堆顶部上的许多有害的线圈运动造成。焊丝具有一种能围绕在挡环的外侧迅速闭合的缠绕弯曲能力，或者在挡环的内部聚集和滑动的能力。最常见的缠结发生在当焊丝从环的内部被拉出时，并且因其形状而被称作“e-script”(e形)。e形缠结使焊接机的操作停止并且必须被去除。
发明内容
本发明提供了一种挡环，其可用于盘绕在焊丝包装中各种各样的焊丝。
更特别的是，本发明提供了一种在焊丝包装中使用的挡环，该焊丝包装具有一焊丝线圈，所述线圈设置在焊丝包装的线圈容纳腔。线圈围绕一垂直延伸的线圈轴线延伸并包括线圈底部，相对的线圈顶部，径向延伸的外圆周表面和径向的内圆周表面。该挡环为绕环轴线延伸的环形的环体，该环体具有外圆周边缘，内圆周边缘，顶面和底面。将环体设计成其底面安放在线圈顶部上，而且所述外圆周边缘被设计成具有随着焊丝从焊丝线圈释放所述环在焊丝容纳腔中下降的尺寸。所述环体还包括一个由所述顶面和所述底面之间形成的厚度，而且环体具有的体密度，至少部分地由用于制造该环的材料决定。环体还包括多个向上开口的环槽，每个环槽具有小于环体厚度的环槽深度。环槽的密度小于环的密度并通过环槽尺寸的大小来控制环的重量。
结合附图，通过下面对最佳实施例的描述将更清楚地理解本发明的上述和其它目的。
图1为本发明的挡环的透视图；图2为沿图1中2-2线剖开的横截面视图；图3为包括图1中所示挡环的焊丝包装的侧面透视图；图4为图3所示焊丝包装的俯视图；图5为沿图4中5-5线剖开的放大的部分横截面视图；图6为本发明挡环的另一个实施例的透视图；图7为沿图6中7-7线剖开的横截面视图，其中还包括第三环体；图8为图7所示的横截面视图，其中示出包括第三环的另一个实施例；图9为类似于图2的放大的部分横截面视图，包括另一个环槽构造；图10为类似于图2的放大的部分横截面视图，包括另一个具有填充材料的环槽构造；图11为类似于图2的放大的部分横截面视图，包括再一个具有填充材料的环槽构造；图12为类似于图2的放大的部分横截面视图，包括另一个浅深度的环槽构造；图13为类似于图2的放大的部分横截面视图，包括另一个中等深度的环槽构造；图14为类似于图2的放大的部分横截面视图，包括进一步的较深深度的环槽构造；图15为类似于图2的放大的部分横截面视图，包括进一步的一个浅深度的环槽构造；图16为本发明的另一个包括环槽构造的环的俯视图，并示出一个单独环可包括多个环槽构造；图17为本发明的另一个环的俯视图，包括一个环形环槽构造；图18为本发明用于肋状包装的挡环的另一个实施例的透视图；图19为在图18中所示的包装和挡环的俯视图；以及图20为图18中所示一根肋的放大视图。
具体实施例方式
下面参照附图更详细地说明本发明，其中附图对本发明最佳实施例仅是说明性的而非限定性的，图1-5表示具有环体12的挡环10。环体12包括外圆周边缘16，该边缘16可为圆形或可包括突出部(没有表示出)，用以保持挡环在合适的校准位置，这将会在下面更加详细的讨论。环体12还包括内边缘18，其中环体12在外圆周边缘16和内边缘18之间延伸，因此环体是一个环形体。
环体12还包括一个顶面30和一个底面32，它们相互间隔形成了一个厚度34。尽管厚度34被表示为关于体12的一个均匀厚度，但它也可以改变，如顶面30相对于底面32可具有弓形部分。作为具有一个厚度的结果，外圆周边缘16可具有外表面40，内边缘18可形成内表面42。为了提高环的功能，挡环10可包括现有技术中已知的构造用以控制焊丝46从焊丝包装48中的释放。如上所述，外边缘16可以包括突出部用以控制挡环10在焊丝包装48的焊丝容纳腔50中下降。此外，内边缘18可包括一个光滑的曲线边缘部分49来帮助控制焊丝46从焊丝线圈52中的释放和有助于防止焊丝在释放时受损。
更详细的讲，焊丝包装48包括位于焊丝容纳腔中50的焊丝线圈52。焊丝线圈52可为任何通过现有技术公知的缠绕技术缠绕而成的任何现有技术中公知的线圈，并可包括一个位于包装盒底部62上的线圈底部60和与之相对的线圈顶部64。焊丝线圈52还包括一个圆柱形外表面70和一个圆柱形内表面72。两个圆柱形表面70和72都在线圈底部60和线圈顶部64之间延伸。由于焊丝缠绕成焊丝包装48所用的方法，焊丝46的单独卷绕可具有自然弯曲，该自然弯曲在焊丝线圈中产生径向向外的力和向上的弹性力。向上的弹性力被挡环10保持并控制，这将在下面详细讨论。线圈径向向外的力至少部分受到焊丝包装48的外包装80的控制。
外包装80可具有现有技术中任何已知的包装结构，包括所示的方形结构，该结构包括垂直延伸的侧壁82，84，86和88。外包装80可还包括位于外包装80转角处的转角支承件92，94，96和98。虽然没有表示出，但是焊丝包装48也可包括内包装部件，如垂直延伸的内衬板，抗潮件，压制机构或其它任何现有技术中已知的焊丝包装部件。更进一步，焊丝包装48还可包括中央管状套筒100，其用以进一步帮助焊丝从焊丝线圈上释放。外包装80也可是卷筒式容器或其它本领域已知的构造。
挡环体12可由很多种材料制成，包括但并不限于金属，铝和塑料。可以理解的是，通过增加环体12的厚度24，环体12可为一个刚性环，这样，在焊丝从焊丝线圈的释放操作中可避免环体的挠曲或扭曲。环体12还包括向上开口的环槽或凹口110，112，114，116和118。虽然在图中表示了五个环槽，但环体12可包括不同数目的环槽。在此方面，环体12可包括，例如一个环槽，二个环槽，三个环槽，四个环槽，六个环槽，七个环槽，八个环槽，甚至包括九个或更多的环槽。进一步地，正如将要在下面详细讨论的，在不背离本发明的前提下，环槽可具有许多的不同环槽构造和深度。
环槽用于减轻环体12的重量WT以使挡环10可适用于各种各样的焊丝。更特别的是，使用环槽110，112，114，116和118，和/或其它环槽的组合使得单一制造的挡环可用于各种各样焊丝。如上所述，焊丝可由多种不同材料制成且也可被制成多种不同直径或规格的焊丝。结果是，焊丝线圈将根据焊丝的材料成分和特殊焊丝的焊丝直径具有不同的性能。这些性能中之一为由缠绕成焊丝包装的焊丝产生的向上弹起效果。环槽的使用允许单一一个根据最大重量的部件来制造的环就能适合于所希望的焊丝范围内的各种类型的焊丝。这样，可减轻重量从而允许挡环10使用在需要轻质环的焊丝线圈上。如上所述，当环太重时，会对焊丝的自然弯曲造成不利的影响，这可造成在焊接过程中的抖动效果。然而，如果挡环太轻，它则失去控制焊丝释放的效用，因而使之形成缠结。通过利用本申请所述的环槽技术，在不对环体做出很大更改和不影响环体刚度的情况下，可对环体重量WT进行精确地调整。结果是，可根据特殊的焊丝包装设计和/或尺寸做出单一的环设计，然后，根据绕成特殊焊丝包装的焊丝做出调整。
可以理解的是，根据需要去除的重量，可调整环槽的数目和尺寸。在此方面，所需去除较大的重量或质量，则可通过改变环槽的数目，构造和/或深度来处理。此外，也可听从负责调整重量的人员的优选和/或现有材料切削技术来进一步地对环槽的构造和/或深度做出调整。这可包括在焊丝缠绕时调整重量和在焊丝释放时调整重量，但并不仅限于此。
从环10去除的重量是从环去除的材料的函数，而且事实上，在材料去除后环槽体积具有的密度或重量比在材料去除前相同体积的重量小。可以理解的是，占据开口环槽的空气密度小于从环去除的材料密度，因此，导致WT减小的最终重量要更小。如将要在下面详细讨论的，环槽也可被填充，或用比环的材料密度小的材料部分地填充。
如上所述，虽然环槽被表示为圆柱形环槽，但是在不背离本申请发明的前提下，它们可包括其它构造。然而，可以理解的是，使用立铣刀或相似加工设备易于制造圆柱形环槽并且这种类型的材料去除是简单和高效的。图1-4中所示环槽110，112，114，116和118各自具有底部120，122，124，126，128和侧壁130，132，134，136，138。进一步地，根据所需从挡环去除的重量大小，环槽具有深度D。
环槽110，112，114，116和118可绕挡环轴线150圆周地被隔开，这样它们都与包装的轴线150等距。进一步地，为了均匀的从环体去除重量，这些环可沿圆周关于轴线150等间隔排列。此外，如果确定环在没有环槽时是不平衡的，则环槽的深度可彼此不同，至少这可部分地用于平衡环。
环体12还包括环宽160，环宽由内边缘18和外边缘16之间的距离所限定。如所见到的，如果使用曲线部分49，从环顶部到环底部的环宽160是可变的。虽然优选环槽部分地在环体中延伸，但环槽也可为一完全贯穿环体的开口。虽然基于给定直径的切削工具，这样可使整个重量减小效果最大化，但由于环的底面32与焊丝线圈的顶部接合，在环体底面钻孔会影响焊丝从焊丝线圈的释放。如所示的，内边缘具有的直径可小于圆柱内表面72的直径，因此环体12悬挂于焊丝线圈内部之上。这种构造被发现可改进焊丝线圈的释放。
在操作中，焊丝被从环体12下移出并穿过环体由内缘18所限定的中央开口164。随着焊丝从焊丝线圈移出，与环体接合的向外流动的焊丝部分在每环焊丝从焊丝线圈中移出时，绕焊丝包装的轴线150移动。为了防止焊丝的一环与焊丝的另一环接合，焊丝包装48可包括芯管100，芯管100可为本领域任何的已知芯管。随着焊丝从焊丝线圈中释放出来，焊丝线圈52也变得越来越短，其中线圈顶部64在线圈容纳腔50内下降。结果是，挡环10被设计成随着焊丝从焊丝线圈的释放而下降。为达到这个结果，外圆周边缘16具有允许当焊丝被抽取时环在焊丝腔内通常可自由下降的尺寸。然而，挡环也必须防止焊丝的各环相对挡环外边缘的突然弹起。可以理解的是，将挡环设计成在焊丝从中央开口164移出时能避免焊丝绕挡环外圆周边缘突然弹起或者向上弹起的结构型式。这种情况会不利地影响焊丝向中央开口的流动。结果是，挡环10应该被制作成一尺寸以防止这种焊丝的向外弹起来。这可包括(没有示出)在挡环外边缘向外延伸的突起部。这些可被用于与外包装的内表面产生接合点或当使用多边形包装构造(例如本申请所示的方形包装)时，在焊丝线圈和包装之间的空隙上延伸。此外，本申请不受限于任何外围边缘结构，也不受限于一种特殊的外包装结构。
下面将对本申请的其它实施例进行描述，相同部件将与上述相同的附图标记来表示。
参照图6和7表示另一个实施例。在此方面，挡环200包括环体202和环体204，它们一起工作以控制焊丝从焊丝包装中的释放。
已经发现，在某种焊丝释放应用中，一个多环构造较单一环构造具有优势。挡环200就是这样一个多环构造，它包括环体202和204。如图7中所示，挡环200还可包括一个第三环体206。虽然环体202，204和206与上而讨论的环体12相比具有不同的尺寸，但它们可包括与上面讨论的环体相似的特征。在此方面，至少一个环体202，204和206可包括重量减轻环槽，用以根据焊丝包装中焊丝的类型控制挡环的重量。
就环202而言，它可包括环槽210，212，214，216和218，这些环槽各自具有环槽底部220，222，224，226，228和环壁230，232，234，236，238。环202还包括一个相对环轴线242延伸的外边缘240。此外，环202还包括一个从外边缘240向内间隔开的内边缘244，其中环202具有径向宽度246，而且如果使用曲线焊丝导向边缘，则宽度246也可改变。环202还包括顶面250和底面252。如上面所描述的环体12，边缘244和240中的至少一个可包括曲线的或光滑的导向表面。环202还包括一个厚度254，该厚度由顶面250和底面252之间的间距所限定。而且，厚度254不需要相对整个环体为均匀厚度。
挡环204包括一个外圆周边缘260和内边缘262。环体204还包括顶面264和相对的底面266。顶面264和底面266被相互隔开因而环体204包括一个厚度268。在这个优选实施例中，环体204的厚度268可与环体202的厚度254相等；然而，这并不是本发明申请所必需的。进一步地，厚度也不需要是均匀的。环体204还包括环槽272，274，276，278和280。如前面讨论的环槽，环槽272，274，276，278和280通常是圆柱形并分别包括环槽底部292，294，296，298，300和环槽壁312，314，316，318，320。
环体204的内边缘262可具有比环体202的外边缘240更大的直径，用以在挡环之间产生一个环形间隙330。如图7所示，焊丝46可在挡环间的间隙中被释放出来。为了更好的控制焊丝从焊丝线圈中的释放，环体202和204可包括本领域中已知的构造。这可包括在表面240和262上的相应的焊丝导向曲线部分332和334。
挡环体206可被置于环体202和204顶部之上，因此在焊丝展时，该挡环体相对环体202和204移动。这用于在焊丝从焊丝线圈的释放时，至少部分地覆盖环形开口330。通过部分地覆盖间隙330，环206有助于防止在释放过程中任何不希望的焊丝线环通过间隙弹出。尽管不是必需，如上面关于其它环体所讨论的，环体206还可包括至少一个环槽340用以减轻环体206的重量。进一步地，如上面讨论的，虽然对于每个环体仅示出一限定数量的环槽，但环体可包括更多或更少的环槽。进一步地，一个或所有的环可包括环槽用以减轻重量。可以理解的是，环200所希望的重量可为所有环体的总重量。因此，需要去除或调整的重量大小可影响需要环槽的环的数量。如果需要去除很大重量，可能需要调整所有的环。如果需要去除小一些的重量，可能需要调整并非所有的环。进一步地，在多环构造中的调整，也要产生一个环间的相对移动。在此方面，环体206的重量比环体202和204重量减轻的多，对于在环体206中产生所希望的相对环体202和204的运动是有利的。如将要在下面详细讨论的，在焊丝的释放过程中，环206相对环202和204移动，而且由于焊丝未卷绕，所以驱动环206的运动。因此，比其它环更精确的调节环206是有利的，而且焊丝可轻易地移动环206也是有利的。
在此方面，环体206具有底面350和相对的顶面352，外圆周边缘354和内边缘356。在焊丝从焊丝线圈的释放过程中，环体206位于环体202和204之上并相对环体202和204移动。更特别的是，环体206的底而350位于环体202的顶面250的一部分上和环体204的顶面264的一部分上。环体206可具有部分地覆盖环形间隙330的尺寸，其中，焊丝绕轴线242的运动与外边缘354或内边缘356其中之一接合，从而通常绕轴线242移动环206。环206也包括一个环轴358，该环轴358与环轴242平行但与环轴242相隔开。进一步地，随着焊丝的释放，环轴358继续相对环轴242移动，同时保持与之平行。
参照图9-17，示出不同类型的环结构示例。可以理解的是，这些表示不是详尽的，所以在不背离本申请发明的前提下，可使用多种环的结构。如上面描述的，许多环槽可具有通常圆柱形的结构和通常平的底部。图9表示环404中的环槽400具有不平的底部402。图10表示环407中的环槽406，该环槽包括通常平的底部408；然而，环槽406被填有填充物材料410，该材料比环407的材料具有更小的密度，因而可大体上保持环的结构和构造，但允许环重的减轻。填充物410可为任何本领域已知的填充物，包括但并不被限于，泡沫树脂，多孔聚合物和其它聚合物。图11表示环407中的环槽406，其填充物410具有比环槽406更大的体积。应该可以理解的是，填充物不需要精确填充到环槽。填充物可不填满整个环槽或超出环槽，如图11所示。
参考图12-14，所示为环槽420，422和424，它们可在相同一个环体426或不同环体中。这些环表示可去除不同的材料量从而实现在特定的环体中的重量减轻。更特别的是，环槽420具有深度430，环槽422具有深度432，环槽424具有深度434。这些深度是各个不同的，432比430深，434比430和432都深。进一步地，这些环槽或其它下面描述的可包括如上面所描述的更小密度的填充材料。环槽420，422和424包括底部440，442和444，它们都是平的底部。然而，虽然这些底部被表示为平的，但对于多深度环槽或本申请的其它环槽并不是必须的。
参考图15，所示为环体452中的环槽450，该环槽具有一个弓形的底部454。再者，该图表示了环槽的多种结构的另一个实施例，这些环槽可用于减轻本发明环的重量。
参考图16和17，表示了其它的结构。在此方面，虽然上面描述的圆柱形环槽可用立铣刀绕相对特定环体固定的轴加工，但立铣刀轴也可相对环体移动。所示为具有环轴线501的环体500。环体500还包括环槽502，该环槽是一个部分地绕轴线501延伸的细长的环槽。环槽502可用立铣刀加工，其中立铣刀的轴绕轴线501部分地移动。环槽包括底部504，在不背离本申请发明的前提下，该底部可为平的或不平的。环体还可包括一个也是细长的环槽510，然而它直线地延伸，如同绕轴延伸圆上的一弦。
环槽512，514和516表示也是细长的环槽，它们可用工具加工或切削且该工具不同于绕通常与轴线501平行的轴旋转的立铣刀。可使用任何本技术领域已知的切削或者加工方法。环槽512，514和516可通过绕通常与轴线501垂直的轴旋转的铣刀形成。可以理解的是，这种环槽可包括拱形底部，如在图15中所示。这对于环槽512和514更准确。环槽516足够的长，这样，所用的切削工具相对环移动从而延伸该孔。可以理解的是，相对环体移动切削工具可用于增加需去除重量的数值。
图17所示是环522中一个细长的环槽520。环槽522绕环轴524延伸形成一个环形的环槽。可以理解的是，可使用不只一个的环形环槽，而且环槽的大小可以改变。
另外，虽然没有详细讨论的，但上面任何本发明的实施例可包括本技术领域其它的已知机构，如压紧(hold-down)机构，用于在焊丝包装的输送过程中紧固焊丝线圈。进一步地，在不背离本申请发明的前提下，可使用其它的包装结构，如卷筒式包装。进一步地，线圈保护装置，如防潮纸板也可用于帮助保护焊丝免受不利环境的影响，如容器在跨洋的船运过程中。因此如上所述，虽然只讨论了一个有关本发明申请的包装设计，但本发明申请不应仅限于此构造。
参照图18-20，所示为焊丝包装600，包括挡环610和有肋板的包装612。可以理解的并如上面所述，虽然本实施例的圆柱形焊丝包装同本申请的其它实施例一样，但在不背离本申请发明的前提下，可采用各种各样的焊丝包装。例如，本发明实施例可使用方形包装结构。此外，虽然本实施例示出扁平环形的环，但和其它上面描述的一样，在不背离本发明实施例的情况下，可采用各种各样的环形结构。
带肋板的包装612包括垂直地延伸的肋板620，622，624，626和628。虽然表示出五肋板，但可使用更多或更少的肋板。肋板620，622，624，626和628相对于外壁632的内表面630通过本技术领域任何已知方法被固定。这可包括，例如，所示的类似钉子的固定件634，本技术领域其它固定件，摩擦接合，或甚至粘合。焊丝包装612包括底640，其中壁632从底640延伸到顶部边缘642，顶部边缘642限定了顶部开口646。肋板620，622，624，626和628可通常上从底640处或附近延伸到顶部边缘642处或附近，因此，焊丝线圈652的外线圈表面650被肋板侧向地支撑。结果，在线圈表面650和包装的内表面630间形成了间隙660，662，664，666和668。
环610包括内边缘670，外边缘672，以及在边缘670和672之间延伸的上表面674和相对的底表面676。环610还包括突起或伸出部分680，682，684，686，688和突起之间的边缘凹槽(即边缘环槽)690，692，694，696，698。而且，在不背离本发明申请的前提下，可使用更多或更少的伸出部分。突起680，682，684，686，688和边缘凹槽690，692，694，696，698的结合允许环延伸出焊丝线圈的外表面，用以防止焊丝线圈的各环相对于环的外边缘向上弹起。在此方面，边缘凹槽被设计成与焊丝包装中的相应肋板相配合，而伸出部分在相应肋板之间延伸。虽然只有两种肋板和凹槽结构被表示，但在不背离本发明申请的前提下，凹槽和肋板可为很多种结构之一。进一步地，肋板可为单独的部件，例如但不受限于，一片设有肋板的薄板材料被置于焊丝包装中。此外，此处也可参考Barton的6913145号专利，其中详细描述了一些这样的其它结构。
通过上面所述有关本申请其它实施例的方法可控制环610的重量。进一步地，环610的重量也可通过边缘凹槽的尺寸来控制。在此方面，环可被制作成具有所需间隙的最小尺寸，所希望的尺寸大于最小尺寸或甚至不设置边缘凹槽。这样，根据使用的焊丝和焊丝包装结构，可制造环槽或重新调整环槽尺寸从而得到希望的环重。
可以理解的是，虽然边缘凹槽和肋板被表示为相似的构造，但并不是必需的，只要当焊丝释放的时候焊丝可在焊丝包装中向下移动，肋板和环槽可具有不同的构造。进一步地，优选但不是必须地，突起680，682，684，686和688从焊丝线圈的外表面650向外延伸。如在图20中所示，包装600包括从壁632向上延伸出的肋板702。环610包括一个带有环槽边缘710的环槽704，该环槽边缘被设计成与肋板紧邻的结构型式。为了减轻环重，环槽704(和/或其它环槽)可改变形状，如它可重新改变尺寸从而形成边缘714，因此环610变轻。如本申请的所有实施例，重新改变环槽形状或尺寸可仅对一个环槽，或多个，或任何环槽的组合。进一步地，重新改变环槽形状或尺寸不需要对每个环槽都均匀的改变。例如，可从一个到下一个地改变环槽尺寸从而帮助平衡该环，这样也可改变环重。
在另一个实施例中，可用比制造环所用的材料密度更大密度的材料填充、部分填充或过度填充一个或多个环槽，从而制造出重一些的环和/或帮助平衡环。
尽管此处只结合本发明的最佳实施例进行了描述和说明，但是在不脱离本发明的宗旨的情况下，本发明可进行多种改变并有多个其它的实施例。因此，目前所披露的实施例仅是说明性的而非限定性的。
权利要求
1.一种在焊丝包装中使用的挡环，该焊丝包装具有一焊丝线圈，所述线圈设置在焊丝包装的线圈容纳腔中并围绕一垂直延伸的线圈轴线延伸，该线圈还包括线圈底部和相对的顶部，在线圈底部和顶部之间延伸的径向延伸的外圆柱表面和在线圈底部和顶部之间延伸的径向内圆柱表面，所述挡环包括绕环轴线延伸并具有外圆周边缘和内圆周边缘的环形的环体，所述环体包括在所述外圆周边缘和内圆周边缘之间延伸的顶面和在所述外圆周边缘和内圆周边缘之间延伸的相对的底面，所述底面安放在线圈顶部上，而且所述外圆周边缘被设计成具有随着焊丝从焊丝线圈释放所述环在焊丝容纳腔中下降的尺寸，所述环体还包括一个由所述顶面和所述底面之间形成的厚度，而且所述环体由具有一环体密度的材料成分构成，所述环体还包括至少一个向上开口的环槽，该环槽具有一小于所述环体的所述厚度的环槽深度以及一环槽周长，所述环槽深度和周长限定了环槽体积，所述环槽体积具有比所述环体密度小的环槽密度。
2.如权利要求1所述的挡环，其特征在于所述外圆周边缘和所述内圆周边缘与所述环轴线共轴线，而且所述至少一个环槽是多个围绕所述环轴线圆周间隔开的环槽。
3.如权利要求1所述的挡环，其特征在于所述外圆周边缘和所述内圆周边缘与所述环轴线共轴线，而且所述至少一个环槽是多个围绕所述环轴线圆周等距离地间隔开的环槽。
4.如权利要求1所述的挡环，其特征在于所述外圆周边缘和所述内圆周边缘之间的径向距离是环体宽度，而且所述至少一个环槽是多个包括环槽直径小于所述环体宽度的圆柱形环槽。
5.如权利要求4所述的挡环，其特征在于所述环槽直径小于所述环体宽度的百分之八十。
6.如权利要求4所述的挡环，其特征在于所述环槽直径小于所述环体宽度的百分之五十。
7.如权利要求4所述的挡环，其特征在于所述环槽直径小于所述环体宽度的百分之三十。
8.如权利要求1所述的挡环，其特征在于所述至少一个环槽是至少3个环槽。
9.如权利要求1所述的挡环，其特征在于所述至少一个环槽是至少4个环槽。
10.如权利要求1所述的挡环，其特征在于所述至少一个环槽包括一个至少部分地绕所述环轴线延伸的细长环槽。
11.如权利要求1所述的挡环，其特征在于所述环由金属制成。
12.如权利要求1所述的挡环，其特征在于所述环由铝制成。
13.如权利要求1所述的挡环，其特征在于所述至少一个环槽至少部分地被一种具有小于所述环体密度的密度的填充材料来填充。
14.如权利要求1所述的挡环，其特征在于所述环体是第一环体，所述外圆周边缘为第一外圆周边缘，所述内圆周边缘为第一内圆周边缘，所述至少一个环槽是第一组至少一个环槽，所述挡环还包括第二环体，所述第二环体具有第二外圆周边缘和第二内圆周边缘，所述第二外圆周边缘具有小于所述第一内圆周边缘的直径，因而所述第二环体可与位于线圈顶部的所述第一环体相邻设置，而且所述挡环包括在所述第一和第二环体间形成的间隙，所述第二环体具有第二组至少一个环槽。
15.如权利要求14所述的挡环，其特征在于所述第一组至少一个环槽和第二组至少一个环槽中的至少一个是多个围绕所述环轴线圆周地间隔开的环槽。
16.如权利要求14所述的挡环，其特征在于所述第一组至少一个环槽和第二组至少一个环槽中的至少一个是多个围绕所述环轴线圆周等距离地间隔开的环槽。
17.如权利要求14所述的挡环，其特征在于所述第一环体和第二环体由金属制成。
18.如权利要求14所述的挡环，其特征在于所述第一环体和第二环体由铝制成。
19.如权利要求14所述的挡环，还包括第三环体，所述第三环体具有第三外圆周边缘和第三内圆周边缘，所述第三环体具有第三环体底面和相对的第三环体顶面，所述第三环体被设置在所述第一环体和第二环体的顶部上并部分地覆盖所述第一和第二环体之间的所述环形间隙，在焊丝从焊丝线圈释放的过程中，所述第三环体相对于所述第一和第二环体移动。
20.如权利要求19所述的挡环，其特征在于所述第三环体包括第三组至少一个的环槽。
21.如权利要求1所述的挡环，其特征在于所述环体是刚性的。
22.如权利要求1所述的挡环，其中焊丝包装还包括多个与所述线圈轴线平行延伸的肋板，所述多个肋板中的每个包括内边缘和外边缘并且每个肋板被设置在线圈的径向延伸的外表面和包装的内朝向表面之间，从而在线圈的径向外表面和包装的内朝向表面之间形成间隙；所述环还包括多个突起，每个突起从线圈的径向外表面延伸出来并覆盖在一个所述间隙的一部分上。
23.如权利要求22所述的挡环，其特征在于所述环还包括多个边缘凹槽，其位于所述多个突起的所述相邻突起之间，所述边缘凹槽朝线圈的径向外表面向内地延伸。
24.如权利要求1所述的挡环，其特征在于所述环体的厚度大体上均匀。
25.如权利要求1所述的挡环，其特征在于所述环体的所述厚度是不均匀的。
26.一种在焊丝包装中使用的挡环，该焊丝包装具有一焊丝线圈，该线圈被设置在该焊丝包装的线圈容纳腔中并围绕垂直延伸的线圈轴线延伸，焊丝包装还包括多个在线圈容纳腔的外边缘上垂直延伸的肋板，线圈包括线圈底部和相对的线圈顶部，在线圈底部和顶部之间延伸的径向延伸外圆柱表面，以及在线圈底部和顶部之间延伸的径向内圆柱表面，所述环包括围绕环轴线延伸并具有外圆周边缘和内圆周边缘的环形的环体，所述环体包括多个设置在所述圆周边缘上的边缘凹槽，所述边缘凹槽与所述多个垂直延伸的肋板对齐并具有一个深度，从而使得每个边缘凹槽与所述多个肋板中的一相应肋板间隔开至少半英寸，用以减轻所述环的环重。
27.一种焊丝包装，其包括一具有中心轴线的外包装，在所述包装中与该包装轴线共轴的焊丝线圈，所述焊丝线圈具有线圈顶部，相对的线圈底表面和外圆柱表面，所述焊丝包装还包括多个在线圈容纳腔的外边缘上垂直延伸的肋板和一个挡环，所述环为具有外圆周边缘和底表面的环形的环体，所述底表面安放在所述线圈之上，所述挡环允许焊丝从所述挡环下的所述线圈向上释放出来，所述环还包括至少一个与所述多个肋板中的至少一个对应的边缘凹槽，该边缘凹槽具有一个深度，从而使得每个边缘凹槽与所述多个肋板中的一相应肋板间隔开至少半英寸，用以减轻所述环的环重。
28.一种焊丝包装，其包括一具有中心轴线的外包装，在所述包装中与该包装轴线共轴的焊丝线圈，所述焊丝线圈具有线圈顶部，相对的线圈底表面和外圆柱表面，所述包装还包括一个具有顶面和底面的挡环，所述顶面和底面彼此间隔开从而使所述环体具有一厚度，所述环的底面安放在所述线圈顶部之上，所述挡环允许焊丝从所述挡环下的所述线圈向上释放出来，所述环由具有一个环体密度的材料成分构成，所述环还包括至少一个向上开口的环槽，环槽具有环槽深度和环槽周长，所述环槽深度和周长限定了环槽体积，所述环槽体积具有比所述环密度小的环槽密度。
29.如权利要求28所述的焊丝包装，其特征在于所述至少一个环槽是多个围绕所述环轴线圆周间隔分布的环槽。
30.如权利要求28所述的焊丝包装，其特征在于所述至少一个环槽是至少三个环槽。
31.如权利要求28所述的焊丝包装，其特征在于所述至少一个环槽是至少四个环槽。
32.如权利要求28所述的焊丝包装，其特征在于所述环体的所述内圆周边缘朝线圈的径向内圆柱表面向内延伸。
33.如权利要求28所述的焊丝包装，其特征在于所述环体的所述厚度是大体上均匀的。
34.一种用于控制焊丝从焊丝包装中释放出来的方法，其中焊丝包装包括一具有中心轴线的外包装，在所述包装中与包装轴线共轴的焊丝线圈，所述焊丝线圈具有线圈顶部，相对的线圈底部表面和圆柱外表面，所述方法包括以下步骤提供挡环，该挡环具有顶面和底面，所述顶面和底面彼此间隔开从而使所述环体具有一厚度，所述环的底面安放在所述线圈顶部之上，所述挡环允许焊丝从所述挡环下的所述线圈向上释放出来，所述环由具有一个环体密度的材料成分构成，并且，在所述环中形成至少一个环槽，所述至少一个环槽具有环槽深度和环槽周长，所述环槽深度和环槽周长限定了环槽体积，所述环槽体积具有小于所述环密度的环槽密度。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于所述挡环还包括一个内圆周边缘和一个外圆周边缘，所述至少一个环槽形成在所述内圆周边缘和外圆周边缘之间。
36.如权利要求34所述的方法，其特征在于所述挡环还包括一个内圆周边缘和一个外圆周边缘，所述至少一个环槽沿所述外圆周边缘形成，从而使所述至少一个环槽构成所述外圆周边缘的一部分。
37.如权利要求36所述的方法，还包括在所述焊丝包装的外包装上设置至少一个垂直延伸的肋板的步骤，所述至少一个环槽被绕所述外圆周边缘设置，因此当所述环被设置在所述包装中时，所述至少一个肋板延伸到所述环槽中。
全文摘要
一种在焊丝包装中使用的挡环，其中焊丝包装容纳一焊丝线圈，该线圈位于焊丝包装的线圈容纳腔中。线圈围绕绕一垂直延伸的线圈轴线延伸并包括线圈底部，相对的线圈顶部，径向延伸的外圆周表面和径向的内圆周表面。所述挡环包括绕环轴线延伸并具有外圆周边缘和内圆周边缘的环形的环体。所述环体还包括在所述外圆周边缘和内圆周边缘之间延伸的顶面和在所述外圆周边缘和内圆周边缘之间延伸的相对的底面。将环体的底面安放在线圈顶部上，而且所述外圆周边缘被设计成具有随着焊丝从焊丝线圈释放所述环在焊丝容纳腔中下降的尺寸。所述环体还包括一个由所述顶面和所述底面之间形成的厚度，从而环体可为刚性的。所述环体还包括至少一个向上开口的环槽，该环槽具有一环槽深度以及一环槽周长，并且具有比所述环体密度小的环槽密度。
文档编号B65H49/00GK1927671SQ20061006617
公开日2007年3月14日 申请日期2006年3月24日 优先权日2005年9月8日
发明者大卫·J.·巴顿, 迈克尔·A.·卡罗西亚 申请人:林肯环球公司