專利名稱：磁懸浮列車的磁極及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種權(quán)利要求1的前序部分中所述類型的磁極及其制造方法。
背景技術(shù)：
上述類型的磁極使用在磁懸浮列車中并且在這里例如使用在承載磁鐵的磁鐵裝置中。它主要包括鐵芯和以繞到鐵芯的周邊面上的鋁等構(gòu)成的帶的形式的繞組(例如DE 197 03 497 Al、DE 10 2004 Oil 941A1)。為了免受環(huán)境影響，例如濕氣的影響，還用塑料構(gòu)成的保護層包封磁極，該塑料例如包括環(huán)氧樹脂，是較硬的、耐磨的和非柔性的，并且用作保護免受腐蝕和機械負(fù)載。鐵芯的底側(cè)一般沒有保護層。對此主要原因是這種情況，即一個磁鐵裝置的多個磁極的底側(cè)由于磁的原因以及其它原因通常通過所謂的磁鐵背部相互連接，這些磁鐵背部同樣由鐵制成并且借助于彈簧或類似物壓向鐵芯的底側(cè)(例如DE 34 10 119 C2、DE 10 2004 12743A1)。由于該措施，將繞組通常繞到鐵芯上，使在繞組與鐵芯的底側(cè)或磁鐵背部的頂側(cè)之間保留狹窄的間隙并且繞組因此雖然有通常的公差但總是能夠?qū)崿F(xiàn)磁鐵背部在鐵芯的底側(cè)上的要求的充分接觸。保護層因此在這些區(qū)域內(nèi)在側(cè)面鄰接于鐵芯的周邊面。在這樣的磁極工作時，通過繞組傳導(dǎo)較高的電流并因此強烈地加熱繞組。這由于鐵和繞組材料的不同熱膨脹系數(shù)導(dǎo)致繞組沿徑向方向比鐵芯更大地膨脹。由此產(chǎn)生危險， 即在關(guān)鍵位置上遠(yuǎn)超過通常使用的并與繞組固定連接的保護層的斷裂延伸率。在這方面特別是那些位置已證明是關(guān)鍵的，即在這些位置上，保護層在側(cè)面鄰接于鐵芯的周邊面。如果設(shè)有多磁極的電磁鐵循環(huán)地通電和斷電，則保護層在各關(guān)鍵的區(qū)域內(nèi)遭受特別強的機械負(fù)荷，這例如在磁懸浮列車的承載磁鐵中由于在列車運行與停車之間的不斷的變換而出現(xiàn)。其后果是在保護層中產(chǎn)生裂紋和/或在鐵芯的周邊面與鄰接該周邊面的保護層端面之間產(chǎn)生間隙，從而濕氣可以侵入磁極的內(nèi)部并且可以逐漸損環(huán)繞組與鐵芯之間的絕緣。由此引起泄漏電流在達(dá)到確定的大小時使磁極不能用。

發(fā)明內(nèi)容
由此出發(fā)本發(fā)明的技術(shù)問題在于，構(gòu)成同類的磁極，減少在關(guān)鍵區(qū)域內(nèi)保護層的斷裂并且由此明顯提高磁極的壽命。還應(yīng)提供一種制造磁極的方法。按照本發(fā)明利用權(quán)利要求1和4的特征部分的特征解決技術(shù)問題。通過本發(fā)明達(dá)到磁極的環(huán)境耐受性的明顯改善，尤其是在耐受濕氣方面。保護層的在關(guān)鍵區(qū)域中設(shè)置的彈性部分明顯能夠補償由不同熱膨脹系數(shù)引起的不同熱膨脹并因此可以防止所述的裂縫和裂紋。由諸從屬權(quán)利要求得出本發(fā)明的其他的有利的特征。
以下結(jié)合附圖借助實施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。其中


圖1已知的磁懸浮列車的磁極的剖面圖；圖2圖1的磁極在對于產(chǎn)生絕緣損壞關(guān)鍵的位置的區(qū)域內(nèi)的大大放大的細(xì)節(jié)X ；圖3按照本發(fā)明的磁極的與圖2對應(yīng)的細(xì)節(jié)；圖4完整的按照本發(fā)明的磁極的透視的底視圖。
具體實施例方式圖1示出已知的磁極，其例如使用在用于磁懸浮列車中的承載磁鐵的磁鐵裝置中。該磁極包括由多個硅鋼片組成的鐵磁的鐵芯1，其在頂側(cè)設(shè)有極面2，在底側(cè)設(shè)有接觸面3用于磁鐵背部4，以及在其圓周上設(shè)有在上方的極面2與下方的接觸面3之間設(shè)置的周邊面5。在周邊面5上，以盤的形式纏繞繞組6，其例如由設(shè)置成多層的傳導(dǎo)帶構(gòu)成，傳導(dǎo)帶由鋁或另一適宜的良好導(dǎo)電的材料制成。在圖1只在右邊部分示出的、但實際上繞鐵芯 1環(huán)繞的、由絕緣材料例如適合的塑料構(gòu)成的中間層7設(shè)置在鐵芯1與繞組6之間，并且特別用于繞組6相對鐵芯1沿關(guān)于磁極中軸線8的徑向方向的電絕緣。按照圖1，除接觸面3之外，磁極都由保護層9環(huán)繞地包封，它優(yōu)選由澆注樹脂、例如環(huán)氧樹脂構(gòu)成并且尤其是用作防腐蝕，但也用作機械保護。優(yōu)選例如借助于壓力凝膠工藝施加該保護層9。鐵芯1的下方的接觸面3優(yōu)選沒有保護層9，因為它用于在同樣由鐵磁材料構(gòu)成的磁鐵背部4上的接觸，后者在具有多個磁極的磁鐵裝置中與磁極相互連接。此外，鐵芯1在其底側(cè)設(shè)有凹槽10，以便節(jié)省重量，因為在這里由于磁性的原因不需要鐵。鐵芯1的鄰接于凹槽10的各壁同樣沒有保護層9。此外將磁鐵背部4例如借助于未示出的彈簧壓向接觸面 3。上述型式的磁極由前述公開文件是一般性已知的，為了避免重復(fù)，通過引用這些公開文件使之稱為本發(fā)明的公開內(nèi)容。如特別由圖2所示，繞組6的底側(cè)距接觸面3或磁鐵背部4的面向繞組的頂側(cè)具有微小的間距。由此形成的具有至多幾個毫米高度的間隙11用作避免繞組6在磁鐵背部 4上的支承并且即使在允許較大的公差的情況下也確保磁鐵背部4充分貼緊接觸面3。由于上述布置，在圖2用圓12標(biāo)記的磁極區(qū)域構(gòu)成為特別關(guān)鍵的。如果繞組6在其被加熱時由于其較大的熱膨脹系數(shù)而在中軸線8(圖1)的徑向方向上比鐵芯1更多地膨脹，于是在繞組6上附著的保護層9在對接位置14的區(qū)域內(nèi)(在那里它鄰接于鐵芯1的周邊面5)或也在對接位置附近撕破并且形成敞開的間隙和/或裂紋，通過它，濕氣侵入中間層7并且可以使其漸漸地?fù)p壞。更何況保護層9由于它也用作機械保護功能而需要由較硬的材料構(gòu)成，其在達(dá)到屈服點時斷裂。另一可能的缺陷類型在于，保護層9在對接位置14 的區(qū)域內(nèi)簡單地脫離周邊面5，亦即喪失與其接觸并因此形成間隙。按照本發(fā)明，所述問題在相當(dāng)大程度上這樣避免，即保護層9按圖3在直接鄰接于周邊面5的區(qū)域內(nèi)設(shè)有部分15，該部分由彈性材料構(gòu)成。換言之，由包括多種材料的包封代替磁極用連續(xù)由相同材料構(gòu)成的層的至今的包封?？梢园催@種方式按照局部的熱的、機械的或其他的負(fù)荷優(yōu)化包封或保護層9的各個層或組成部分，這些負(fù)荷例如源自相應(yīng)的環(huán)境條件。特別在部分15中由彈性材料代替至今常用的塑料，它一方面適合于承受由變形引起的機械應(yīng)力，但另一方面也起抵抗?jié)駳獾淖钃踝饔貌⑶也粌H是溫度穩(wěn)定的而且在水中是不能溶解的。按照目前認(rèn)為最好的實施例，部分15由硅樹脂構(gòu)成。優(yōu)選將該材料這樣加入，即在用保護層9的其余部分包封磁極的過程中，在所述部分15應(yīng)該處在的地方保留成環(huán)形圍繞鐵芯1的間隙，并且將處于液態(tài)的或糊狀的硅樹脂在稍后的時刻澆注或注射到該間隙或自由空間中。實驗已表明，彈性部分15本身在高的熱負(fù)荷時附著在與鐵芯1上的周邊面5 對接的對接位置14上并且因此在該位置保持密封。此外特別的優(yōu)點還在于，通過部分15 產(chǎn)生的密封即使由于上述不同的熱膨脹可能損壞中間層7時也仍然保持不變。在機械的方面對部分15沒有提出高的要求，因為它沒有貼緊磁極的外表面?？傊ㄟ^本發(fā)明因此達(dá)到磁極的壽命的明顯提高。名稱為“Terostat-33transparent F”在市場上可買到的材料已證明是特別適合于所述目的。圖4示出未畫出磁鐵背部的磁極的透視圖，磁極以其底側(cè)向上伸出。用所示的加黑線在這里表示部分15，它設(shè)置在鐵芯1 (只可看見其接觸面3)與保護層9的其余部分之間。此外在圖4中示出兩個規(guī)定磁極在磁鐵裝置中固定的極側(cè)板16和用于在這里看不見的繞組6的接頭17。本發(fā)明并不限于所述實施例，它們可以以許多方式加以改變。這特別適用于在具體情況下用于層9和15的材料，它們根據(jù)具體情況可以選擇不同的并且可以適應(yīng)于相應(yīng)的狀況。此外將部分15的材料和尺寸、特別是徑向長度根據(jù)產(chǎn)生的熱負(fù)荷和磁極的尺寸設(shè)計進(jìn)行選擇，使得可以可靠地避免在對接位置14的區(qū)域內(nèi)所述的裂紋或分離。最后不言而喻，也可以以不同于所述的和所示的組合應(yīng)用不同特征。
權(quán)利要求
1.用于磁懸浮列車的磁極，該磁極包括鐵芯(1)，該鐵芯具有上方的極面(2)、下方的用于磁鐵背部(4)的接觸面(3)和設(shè)置在極面(2)與接觸面(3)之間的周邊面(5)；所述磁極還包括施加到鐵芯(1)的周邊面(5)上的繞組(6)、在周邊面(5)與繞組(6)之間設(shè)置的由電絕緣材料構(gòu)成的中間層以及包封繞組(6)和至少包封鐵芯(1)的極面(2)的由硬材料構(gòu)成的保護層(9)，該保護層在鐵芯(1)的下方的區(qū)域中鄰接于周邊面(5)，其特征在于， 保護層(9)在鄰接于周邊面(5)的區(qū)域內(nèi)包括由彈性材料構(gòu)成的部分(15)。
2.按照權(quán)利要求1所述的磁極，其特征在于，所述部分(15)的材料和保護層(9)的其余部分的材料按照局部的熱的和/或機械的負(fù)荷選擇。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的磁極，其特征在于，所述部分(15)由持久彈性的硅樹脂構(gòu)成。
4.用于制造按照權(quán)利要求1至3之一項所述的磁極的方法，其特征在于，在用保護層 (9)包封鐵芯⑴和繞組(6)的過程中，在鐵芯⑴的周邊面(5)與需要施加的由硬材料構(gòu)成的保護層(9)之間保留成環(huán)形圍繞鐵芯(1)的間隙，并且在接著的方法步驟中用彈性材料填充該間隙。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將彈性材料以液態(tài)形式或糊狀形式注射或澆注到保留的間隙中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于磁懸浮列車的磁極，它包括鐵芯(1)、施加到鐵芯上的繞組(6)、貼緊鐵芯(1)的下方的接觸面(3)的磁鐵背部(4)和包封繞組(6)和鐵芯(1)的上方的極面(2)的保護層(9)。該保護層(9)在鐵芯(1)的下方的區(qū)域內(nèi)具有鄰接于其周邊面(5)的部分(15)，該部分由彈性材料構(gòu)成。
文檔編號H01F41/02GK102470777SQ201080027572
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者A·狄克曼, D·恰達(dá), J·克雷默, P·布吉爾, 鄭清華 申請人:蒂森克魯伯快速運輸有限公司