本發(fā)明涉及用于制造感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件(Induktionsbauteil)的方法和根據(jù)所述方法制造而成的感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件。
背景技術(shù):
已經(jīng)已知用于制造感應(yīng)器的方法(KR 10-1044607)。在此將線圈核芯、線圈外套和覆蓋件由金屬磁性的粉末制成并且與之前卷繞的線圈在模具中壓制。卷繞末端處于以這種方式制造的感應(yīng)器的端側(cè)的區(qū)域中。
在另一已知的方法中(KR 10-1044 608)將大量聯(lián)接終端放入到第一模具中并且將大量單個(gè)的線圈放入到第二模具中。兩個(gè)模具處于彼此相疊并且將線圈聯(lián)接部與聯(lián)接終端焊接。
在另一已知的方法中(KR 10-2011-0100096)將線圈核芯、線圈外套和線圈覆蓋件連同線圈一起在模具中壓制。處于如此產(chǎn)生的感應(yīng)器的端面中的卷繞末端通過(guò)濺射(Sputtern)來(lái)接觸。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的任務(wù)在于,完成用于制造感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件的方法,所述方法能夠容易地執(zhí)行并且借助于所述方法能夠同時(shí)制造大量感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件。
為了解決所述任務(wù)本發(fā)明提出帶有在權(quán)利要求1中提及的特征的方法。本發(fā)明的改進(jìn)方案為從屬權(quán)利要求的主題。
也就是說(shuō)根據(jù)所述方法將大量線圈相鄰布置并且嵌入到對(duì)于所有的線圈而言共同的由壓制的鐵磁性的基質(zhì)制成的物塊(Block)中。布置在物塊中的線圈的內(nèi)空間填充有以粉末形狀存在的、例如鐵磁性的基質(zhì),并且將基質(zhì)粉末此后進(jìn)行壓制。由此產(chǎn)生帶有大量線圈的物塊。引導(dǎo)至每個(gè)線圈的線圈繞組的線材被暴露并且設(shè)有聯(lián)接觸點(diǎn)。只有這時(shí)進(jìn)行將物塊分成單個(gè)的感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件,所述感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件那么在正常情況中含有僅僅唯一的線圈。在個(gè)別情況中含有多于一個(gè)線圈的感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件也能夠通過(guò)分開(kāi)物塊制造而成。
大量線圈的各個(gè)線圈能夠彼此相同。但同樣可行的是,線圈彼此不同、不僅在繞組的數(shù)量上而且在形狀方面。
根據(jù)本發(fā)明能夠設(shè)置成,在本發(fā)明的改進(jìn)方案中將物塊在布置線圈之后才形成,例如以如下方式,使得基質(zhì)粉末圍繞線圈周圍來(lái)施加并且接下來(lái)被壓制。
但同樣可行并且處在本發(fā)明的范圍內(nèi)的是:物塊通過(guò)壓制基質(zhì)粉末首先為每個(gè)線圈制造有空腔,所述空腔在形狀和大小方面相應(yīng)地相應(yīng)于線圈;并且線圈接下來(lái)插入到空腔中。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中能夠設(shè)置成,為了制造線圈設(shè)置有樣板(Lehre),所述樣板具有大量相鄰布置的并且彼此平行伸延的銷。卷繞線材能夠此后借助于合適的裝置通過(guò)卷繞各個(gè)銷來(lái)制造線圈。在此能夠設(shè)置成,將連續(xù)的線材用于大量線圈、如有可能還用于所有的線圈。
在于樣板上卷繞銷之后所述樣板能夠同時(shí)用于在制造由鐵磁性的材料制成的物塊期間來(lái)布置線圈。對(duì)此能夠設(shè)置成,樣板連同卷繞在其銷上的線圈放入到模壓器(Formpresse)中。接下來(lái)到模壓器中填入基質(zhì)粉末,直到銷完全利用粉末來(lái)覆蓋。接著進(jìn)行壓制基質(zhì)粉末,從而作為結(jié)果而制造出設(shè)有嵌入的線圈的物塊。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中能夠設(shè)置成,樣板連同銷從物塊中去除,從而現(xiàn)在物塊連同線圈保持剩余,所述線圈的內(nèi)空間是空的。物塊能夠現(xiàn)在掉轉(zhuǎn),從而引導(dǎo)到線圈的內(nèi)空間中的開(kāi)口向上指向。在這種取向中將物塊放入到模壓器中并且再填充基質(zhì)粉末,所述基質(zhì)粉末現(xiàn)在填充線圈的內(nèi)空間。通過(guò)接下來(lái)的壓制使線圈核芯形成并且與物塊連接。備選地還能夠插入預(yù)制的線圈核芯。
在安置聯(lián)接觸點(diǎn)之前能夠在本發(fā)明的改進(jìn)方案中設(shè)置成,使得物塊的上側(cè)(也就是說(shuō)如下側(cè),在其處線材在線圈之間伸延)在線圈之間設(shè)有切口。在制造所述切口的情況下能夠斷開(kāi)連續(xù)的線材,從而以這種方式同時(shí)界定線圈的卷繞末端。聯(lián)接觸點(diǎn)、例如通過(guò)濺射的安置此后進(jìn)行到切口中,從而切口的壁設(shè)有金屬化。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中能夠設(shè)置成,將切口在線圈區(qū)域之間安置在用于形成單個(gè)的感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件的物塊的之后的分開(kāi)的部位處。
被證實(shí)為特別有意義的是,線圈在物塊中以矩陣狀的布置成排和列地布置。切口的布置此后僅僅在線圈的排之間、也就是說(shuō)在橫向于線材的伸延的方向上進(jìn)行。
同樣在施加聯(lián)接觸點(diǎn)之前的遮蔽(Maskierung)能夠此后成排進(jìn)行。
附圖說(shuō)明
本發(fā)明的另外的特征、細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)由權(quán)利要求和摘要(它們的兩個(gè)文本通過(guò)參考說(shuō)明書的內(nèi)容來(lái)作出)、本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的下面的描述以及按照附圖來(lái)獲知。不同的實(shí)施方式的各個(gè)特征能夠在此以任意的方式互相組合,而沒(méi)有超過(guò)本發(fā)明的范圍。在此:
圖1示出朝用于卷繞大量線圈的樣板的俯視圖;
圖2示出圖1的樣板的側(cè)視圖;
圖3示意性地示出朝圖1的在卷繞各個(gè)銷之后的樣板的俯視圖;
圖4示出樣板在制造線圈之后的相應(yīng)于圖2的側(cè)向上的視圖;
圖5示意性地示出卷繞的樣板在模壓器中的布置;
圖6示意性地示出在取出樣板之后的在模壓器中制造的物塊;
圖7示出掉轉(zhuǎn)的物塊在模壓器中的布置;
圖8示出從圖7的模壓器中取出的帶有線圈的物塊;
圖9示出在制造切口之后的物塊;
圖10示出在施加聯(lián)接觸點(diǎn)之后的物塊;
圖11以放大的比例示出制造的感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件的側(cè)視圖;
圖12透視地以簡(jiǎn)化的形式示出帶有在示例中八個(gè)不同的形狀的空腔的物塊;
圖13示出線圈的透視的視圖;
圖14從側(cè)示出圖13的線圈的視圖;
圖15示出穿過(guò)帶有放入的線圈的物塊的剖面;
圖16示出等壓的(isostatischen)壓制的過(guò)程;
圖17示出使線圈的卷繞末端暴露的方法步驟;
圖18示出卷繞末端的暴露的結(jié)果;
圖19示出通過(guò)分開(kāi)物塊制造而成的感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件;
圖20示出根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件的透視的視圖;
圖21示出圖20的部分地打開(kāi)的感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件。
具體實(shí)施方式
由本發(fā)明提出的用于同時(shí)制造感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件的方法在下面按照可行的實(shí)施例來(lái)闡述。
首先使用樣板1,其能夠多次使用。所述樣板1在圖1和圖2中示出。其含有線材卷繞板2,所述線材卷繞板在示出的示例中構(gòu)造成直角。在線材卷繞板2的上側(cè)上布置有三排銷3,所述銷以四列對(duì)齊。在示出的示例中所有的圓柱狀的銷3具有相同的直徑以及如由圖2得知的那樣具有相同的長(zhǎng)度。所有的銷3在線材卷繞板2的上側(cè)上垂直于線材卷繞板伸延并且由此彼此平行地取向。在各個(gè)銷3在排的方向上、同樣在列的方向上之間的間距是相同的。銷3以如下半徑過(guò)渡到板2中,所述半徑負(fù)責(zé)使得線圈(參見(jiàn)圖14)在如下側(cè)上(在所述側(cè)上存在有卷繞始端和卷繞末端)具有錐狀的下降。由此使得卷繞末端和卷繞始端從線圈中以半徑向外引導(dǎo)。這防止卷繞線材的隔絕的損傷以及還有卷繞線材在嵌入到基質(zhì)中時(shí)和在壓制基質(zhì)時(shí)的折彎和損傷。
此時(shí)利用線材卷繞機(jī)器圍繞銷來(lái)卷繞線材4,所述線材于在圖3中示意性地示出的示例中相應(yīng)對(duì)于成排的銷3是連續(xù)的。由此為每個(gè)銷3產(chǎn)生一個(gè)線圈5。例如卷繞的數(shù)量能夠在每個(gè)線圈5中是相同的。
代替在圖3中示出的布置(在其中為每排銷3使用專有的線材4)還能夠?qū)崿F(xiàn)如下布置,在其中將連續(xù)的線材4用于所有的銷3。
圖4從所述側(cè)、也就是說(shuō)從與圖2的視圖相同的方向來(lái)示意性地示出圖3的卷繞的樣板。
線材4的超過(guò)線材卷繞板2的側(cè)邊緣突出的部分被切掉,并且使得樣板1此時(shí)放入到示意性地示出的模壓器6中,參見(jiàn)圖5。樣板1如下取向,使得線材卷繞板2處于下方并且?guī)в芯€圈5的銷3伸入到模壓器6的內(nèi)空間中。接下來(lái)到模壓器6的內(nèi)空間中引入第一基質(zhì)粉末7,直到銷3完全地在基質(zhì)粉末7中被隱藏。此時(shí)基質(zhì)粉末7為了形成固體的物塊被壓制,這沒(méi)有詳細(xì)地示出。在第一基質(zhì)粉末7的這種擠壓過(guò)程中,能夠例如施加250kg/cm2的壓力。
接下來(lái)將到這種程度上壓制的物塊8連同樣板1從模壓器6中取出并且掉轉(zhuǎn)。接著將樣板1從物塊中取出來(lái),在所述物塊中現(xiàn)在嵌入線圈5,參見(jiàn)圖6。在迄今銷3曾存在的部位處現(xiàn)在存在有伸入到物塊8中的空心空間9。
物塊8根據(jù)圖7此時(shí)以相反的取向再次放入到模壓器10中并且填入第二基質(zhì)粉末11到開(kāi)口中,直到線圈5的內(nèi)空間完全以基質(zhì)粉末11填充。第二基質(zhì)粉末11能夠與第一基質(zhì)粉末7不同??招目臻g9還能夠填充有預(yù)壓的線圈核芯,其中,中間空間附加地填充有基質(zhì)粉末。接下來(lái)又進(jìn)行壓制,直到以這種方式形成的線圈核芯與物塊8連接。在這種第二擠壓過(guò)程中能夠例如施加200kg/cm2的壓力。
作為結(jié)果產(chǎn)生帶有嵌入的線圈5以及帶有在一排的所有的線圈5之間的連續(xù)的線材4的物塊8,所述線圈還分別具有線圈核芯。所述結(jié)果在示意性的側(cè)向上的視圖中或以剖面在圖8中示出。
所述物塊8能夠如有需要為了實(shí)現(xiàn)在模具10中的物塊8或由此制造的感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件的要求的尺寸而設(shè)有由基質(zhì)粉末構(gòu)成的另一覆層,所述覆層此后被壓制。基質(zhì)粉末能夠在此相同或不同于第一或第二基質(zhì)粉末7、11。在各個(gè)擠壓過(guò)程中帶有不同磁性的性質(zhì)的不同的基質(zhì)粉末的使用允許,調(diào)整制造的感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件的期望的感應(yīng)。在這種第三擠壓過(guò)程中能夠例如施加220kg/cm2的壓力。用于制造或壓制物塊8的擠壓過(guò)程例如以在200kg/cm2和300kg/cm2之間的壓力來(lái)執(zhí)行。
接下來(lái)能夠?qū)⑽飰K8等壓地?cái)D壓,其中,壓力在此處于顯著高于在之前的擠壓過(guò)程中的壓力、例如以至少十倍的壓力、尤其4500kg/cm2。在等壓的擠壓中有利地跟隨關(guān)于時(shí)間的溫度和壓力曲線。
作為下一個(gè)步驟使一列的所有的線圈設(shè)有遮蔽12。接著在線圈5的列之間將切口13引入到物塊8中,所述切口沒(méi)有比線圈5深,參見(jiàn)圖9。也就是說(shuō)切口13橫向于線材4的伸延來(lái)伸延,參見(jiàn)圖3。
此時(shí)通過(guò)已知的方法、例如通過(guò)濺射進(jìn)行接觸。在此將金屬不僅施加到物塊8的表面上而且施加到切口13的側(cè)壁上。結(jié)果在圖10上示出,其中觸點(diǎn)14不僅置放在線材結(jié)構(gòu)4上而且在切口13中。
接下來(lái)將物塊8分開(kāi),也就是說(shuō)通過(guò)如下切割,其不僅在線圈5的排之間而且在線圈5的列之間來(lái)引導(dǎo)。切割在此在中間在切口13中伸延。
由此產(chǎn)生大量感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件15,參見(jiàn)圖11,所述感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件不僅在其下側(cè)16處而且在兩個(gè)相鄰的側(cè)17處具有相應(yīng)的聯(lián)接觸點(diǎn)14。在與印刷電路板18的焊接中,焊料19還粘附在感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件15的側(cè)17處。焊料19的存在能夠因此從垂直于印刷電路板的方向視覺(jué)上識(shí)別。由此能夠執(zhí)行自動(dòng)的缺陷識(shí)別。
由本發(fā)明提出的方法此時(shí)按照另一實(shí)施例闡述。圖12在此以透視的視圖示出物塊101,其在方法開(kāi)始時(shí)作為經(jīng)擠壓的基質(zhì)以高壓方法由尤其鐵磁性的粉末混合物制造而成。物塊101具有平的矩形的板的形狀,所述板帶有平的上側(cè)102和同樣平的下側(cè)103,所述下側(cè)平行于上側(cè)102伸延。以上側(cè)102為出發(fā)點(diǎn)在物塊中在示出的示例中構(gòu)造有八個(gè)空腔104,所述空腔構(gòu)造為盲孔,也就是說(shuō)分別具有底部105。這在示出的示例中涉及兩個(gè)矩形的空腔104、兩個(gè)正方形的空腔104、兩個(gè)圓形的空腔104和兩個(gè)橢圓的空腔104。由此應(yīng)該示出,物塊101能夠構(gòu)造成用于最不同的形狀和大小的感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件。
圖13此時(shí)示出線圈108的透視的視圖,所述線圈在其一個(gè)軸向的端部處(在圖13中在上部示出)具有卷繞末端106、107。兩個(gè)卷繞末端106、107如下彎曲,使得其橫向于線圈108的軸線伸延并且超過(guò)線圈108的外輪廓向外突出。此外兩個(gè)卷繞末端106、107沿著線圈形狀的直徑伸延。如能夠看出的那樣,卷繞末端106、107在半徑上從卷繞物中引導(dǎo)出來(lái)。
圖14從所述側(cè)示出圖13的線圈108。同樣在此可看出,形成線圈的卷繞物的卷繞末端106、107超過(guò)線圈的外輪廓突出并且處在共同的平面中。卷繞末端106形成卷繞始端。
圖12的物塊1如已經(jīng)提及的那樣規(guī)定成用于容納大量線圈。在另外的方法中此時(shí)將所有的線圈108插入到配屬的空腔104中。在線圈108中(如圖13和14示出所述線圈那樣)使得空腔104如下匹配線圈108,使得卷繞末端106、107不是一起配合到空腔中,而是在物塊101的上側(cè)102上到達(dá)貼靠。卷繞末端106、107此后平地置放在上側(cè)102上。
圖15此時(shí)示出物塊101在模壓器109中的布置。首先將線圈108插入到相應(yīng)的空腔104中,其中,卷繞末端106、107在物塊101的上側(cè)102上到達(dá)貼靠。在線圈108插入到相應(yīng)的空腔中時(shí)注意,卷繞末端相對(duì)于空腔占據(jù)一定的取向。接下來(lái)將在每個(gè)空腔之內(nèi)的空著的場(chǎng)地填充有粉末形的基質(zhì)、尤其鐵磁性的粉末,或填充有預(yù)壓的核芯和附加的粉末,其被填充到如下程度,使得由所述粉末構(gòu)成的覆層110連續(xù)地覆蓋物塊101的上側(cè)102。在所述覆層110中存在有卷繞末端106、107。物塊101在模壓器中處在襯墊板111上。模壓器109的上部部件112在箭頭113的方向上被壓力加載,其中,壓力的進(jìn)展相應(yīng)于時(shí)間/壓力曲線。所述曲線如下選取,使得吸收的能量不能夠?qū)е聯(lián)p傷線材隔絕或預(yù)壓制的結(jié)構(gòu)。附加地能夠?qū)囟燃虞d根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間/溫度曲線來(lái)進(jìn)行。在相應(yīng)于曲線的時(shí)間經(jīng)過(guò)之后由此完成物塊101與線圈108的預(yù)壓制。在預(yù)擠壓時(shí)例如施加于在200kg/cm2和300kg/cm2之間的范圍中的第一壓力。
物塊101現(xiàn)在從模壓器109中取出并且引入到壓力容器114中,所述壓力容器示意性地在圖16中示出。在壓力容器114中存在有支承板115,帶有面向物塊101的上側(cè)116,所述支承板的表面質(zhì)量沒(méi)有超過(guò)0.1μm的粗糙度,并且所述支承板因此還能夠稱為拋光的板。所述上側(cè)116為每個(gè)空腔含有形成記號(hào)的以小的錐體的形式的突出部117。每個(gè)這種錐體117配屬于相應(yīng)的線圈108的卷繞末端106、107的取向,尤其配屬于卷繞始端。換言之相應(yīng)使錐體117處于相對(duì)于每個(gè)線圈108的卷繞始端106。將物塊101對(duì)齊置放到支承板115上。到施加在物塊101的上側(cè)102上的覆層110上現(xiàn)在置放硅酮覆層118。適宜地將由物塊101、支承板115和硅酮覆層118構(gòu)成的單元此后液體密封地包裝并且如有可能抽真空。接下來(lái)將壓力容器114完全以液體、例如以水填充,并且各處置于壓力之下,如這由箭頭119標(biāo)明的那樣。硅酮覆層118應(yīng)該防止包含在覆層110中的卷繞末端106、107在壓力加載期間的損傷。通過(guò)加載有壓力使得錐體117在物塊101的下側(cè)103中產(chǎn)生互補(bǔ)的凹處21。
在壓力加載期間還進(jìn)行溫度加載。壓力加載有利地根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間/壓力曲線進(jìn)行。溫度加載能夠同樣跟隨預(yù)設(shè)的時(shí)間/溫度曲線。在等壓的擠壓中施加比在預(yù)壓制中顯著更高的壓力。例如等壓的擠壓在4500kg/cm2的最大壓力的情況下在20°C至100°C的溫度范圍、優(yōu)選地80°C中進(jìn)行。在等壓的擠壓中跟隨關(guān)于時(shí)間的預(yù)設(shè)的溫度進(jìn)展和壓力進(jìn)展、所謂的溫度壓力時(shí)間曲線。
在結(jié)束等壓的壓制之后將如此制造的、設(shè)有覆層110的物塊從壓力容器114中取出。結(jié)果現(xiàn)在在圖17中在左邊示出。在物塊101的下側(cè)103中來(lái)構(gòu)造相應(yīng)呈現(xiàn)出標(biāo)記的通過(guò)錐體117產(chǎn)生的凹處121,所述凹處處于相對(duì)于線圈108的相應(yīng)的卷繞始端106。
接下來(lái)將覆層110的上側(cè)(所述上側(cè)在圖17中在左邊的端部處還可見(jiàn))借助于磨削或銑削裝置122到如下程度地去除,使得每個(gè)線圈108的卷繞末端106、107免于所述卷繞末端的隔絕并且尤其直到大約所述卷繞末端的橫截面的一半地暴露。這在圖17的右邊的部分中示出。
作為結(jié)果此時(shí)存在有如下物塊101,在其中所有的線圈108的卷繞末端106、107是暴露的。所述卷繞末端106、107能夠此時(shí)利用已知的方法設(shè)有聯(lián)接觸點(diǎn)。
接下來(lái)將期望為最終產(chǎn)品的感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件通過(guò)分開(kāi)物塊101來(lái)制造,參見(jiàn)圖19。圖19示出(以圖18為出發(fā)點(diǎn))如何從連在一起的物塊101中通過(guò)鋸斷來(lái)制造單個(gè)的感應(yīng)器124。
現(xiàn)在接下來(lái)的圖20以透視的視圖示出感應(yīng)器124。物塊101的之前的下側(cè)103現(xiàn)在形成感應(yīng)器124的上側(cè)。在所述上側(cè)中可看出孔121,所述孔由襯墊板115的錐體117產(chǎn)生。在物塊101的形成感應(yīng)器124的下側(cè)的之前的上側(cè)上安置有兩個(gè)聯(lián)接觸點(diǎn)元件126、127,所述聯(lián)接觸點(diǎn)元件分別與卷繞末端106或107電氣地和機(jī)械地連接。觸點(diǎn)元件126、127與卷繞末端106、107的這種連接在圖21中標(biāo)明,在其中沒(méi)有示出實(shí)際上密封地包圍線圈108的鐵磁性的材料。感應(yīng)器124的上側(cè)(因?yàn)樗錾蟼?cè)借助于拋光的支承板115來(lái)擠壓)具有非常小的表面粗糙度并且能夠因此利用最小的吸爪在取和放方法中可靠地抓取。典型地感應(yīng)器24具有在大約1mm和5mm之間的邊緣長(zhǎng)度???21(其構(gòu)造為錐形的盲孔)給出卷繞始端106的取向,從而感應(yīng)結(jié)構(gòu)部件124能夠以卷繞始端106的期望的取向自動(dòng)地放置。