CN100527570C - 用来生产用于磁悬浮铁路的长定子直线电机的定子叠片的方法及定子叠片 - Google Patents

用来生产用于磁悬浮铁路的长定子直线电机的定子叠片的方法及定子叠片 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用来生产用于磁悬浮铁路的长定子直线电机的定子叠片的方法。首先，磁体钢片(3)被堆叠以形成叠层(2)，把横向部件(6)插入到薄片叠层(2)的凹槽中，及互连叠层(2)和横向部件(6)以形成一个固体结构单元。根据本发明，以这样一种方式把结构单元插入到向上敞开的模具(12)中，从而位于横向部件(6)的纵向端上的其头部(7)施加到浇铸模具(12)的边缘上，并且由提供在所述边缘上的定位销(19)定位。模具(12)然后用浇铸树脂混合物(22)填充，优选地没有压力，以便形成围绕薄片叠层(2)的抗腐蚀层。一旦浇铸树脂混合物(22)硬化，就可从模具(12)除去完成的定子叠片。

Description

用来生产用于磁悬浮铁路的长定子直线电机的定子叠片的方法及定子叠片
技术领域
本发明涉及一种用来生产用于磁悬浮铁路的长定子直线电机的定子叠片的方法，并且涉及一种根据这种方法生产的定子叠片。
背景技术
在这种现有技术方法(DE 31 10 339 C2)中，设有粘合剂层并且通过冲压得到的金属片坯料或薄片被堆叠以形成叠组，并且然后在同时压紧时通过加热而连接以形成金属片叠层。以后金属片叠层另外设有包括环氧树脂的涂层，该涂层专门用作用于通过冲压暴露的切削边缘的腐蚀保护层。最后，金属片叠层由螺栓、粘合剂、或借助于横向部件以任何其它形式连接以形成完成的定子叠片，横向部件插入到其凹槽中并且用于把定子叠片紧固到磁悬浮铁路的导轨上。由于涉及的多个过程步骤，这种定子叠片的生产在生产过程执行方面复杂，关于腐蚀保护层不完美，及不足以适用于以高生产速率连续生产。
因此，已经知道的是(DE 197 03 497 AI)，通过使用封闭工具和压力胶结过程把定子叠片涂有腐蚀保护层。因而，包括横向部件的整个定子叠片布置在封闭浇铸模具的空腔中，在该空腔中在可硬化浇铸树脂混合物的注射期间保持几毫巴的负压，同时浇铸树脂混合物例如以超过1巴至3巴的压力供给。这种方法满足高技术要求，并且结果是在连续生产中是有用的。但考虑到生产过程的复杂性，这不能给出足够的过程可靠性，即生产经受质量波动。而且，生产率受到限制，例如因为即使在固化阶段期间浇铸树脂混合物的压力也应该保持相当长时间以避免收缩。此外，为了实现浇铸树脂混合物在空腔中的均匀流动，要求应用几个注入口，这由于封闭工具而涉及精致和复杂的浇铸模具和浇铸设施的必要性。最后，为了保证在空腔中的精确定位，金属片叠层借助于多孔织物垫等相对于约束空腔的壁被定位在一定距离处，这导致阻碍浇铸树脂流动并且整体减速浇铸过程。
发明内容
从以上开始，构成本发明的基础的技术问题在于，改进以上提到的方法，从而使得有可能以比较低的资金投资成本增加生产率并且以连续生产得到大体上没有气眼(气孔)和夹杂物的定子叠片。
为解决这个技术问题，提出了一种用来生产用于磁悬浮铁路的长定子直线电机的定子叠片的方法，其包括如下方法步骤：堆叠涂有粘合剂的多个冲压铁磁性薄片，以形成在一个表面上设有连续凹槽的叠层；把横向部件的每个插入到每个凹槽中，直到横向部件以头部在所述金属片叠层两侧处超越所述金属片叠层突出，所述头部朝着所述头部的下侧设有凹口，在每个头部中构造有至少一个通路；把金属片叠层和横向部件连接成一个牢固结构单元；把该结构单元插入到浇铸模具的顶部敞开空腔中，其插入方式使得金属片叠层安置在空腔中，并且横向部件以其头部将其自身安置在限定所述空腔的边界的壁段的边沿上，其中设置在所述壁段处的定位销至少部分地进入所述头部的通路中，并且该布置被选择成，一方面在限定所述空腔边界的壁与浇铸模具的底部之间保持空隙，另一方面使金属片叠层与横向部件的相邻部分布置在凹槽中；用浇铸树脂混合物填充所述空腔，以用腐蚀保护层覆盖金属片叠层和横向部件的相邻部分；在浇铸树脂混合物足够硬化之后打开浇铸模具；及从浇铸模具中移除定子叠片。此外，根据本发明的方法可以生产一种定子叠片。
本发明产生这样的优点，即有可能在没有压力并因此借助于敞开和简单的、特别是两部分浇铸模具工作。由于金属片叠层和横向部件连接以在浇铸工艺之前形成整体结构单元，借助于横向部件可执行金属片叠层在空腔中的定位，因而消除对由织物材料制成的垫片元件和对于其它定位元件的需要，并因此允许短填充时间。结果，可减小占据浇铸模具的时段，而同时提高生产率。尽管如此，即使在浇铸模具的快速填充期间，也得到没有气眼(气孔)和夹杂物(气泡)并具有完美无缺的质量的定子叠片。
附图说明
下面借助于实施例并基于对其包括的并且以不同比例画出的附图如下面叙述的那样更详细地解释本发明，在附图中：
图1表示定子叠片的立体的、部分剖开的视图；
图2表示专门用于本发明的方法的新横向部件的立体图；
图3表示根据图2的横向部件的侧视图；
图4表示穿过适用于本发明的方法的浇铸工具的示意纵向截面；
图5表示根据图4的浇铸工具的俯视图；及
图6和图7表示沿图5的线VI-VI和VII-VII的截面。
具体实施方式
根据图1，用于磁悬浮车辆的长定子电机的定子叠片1包括彼此相对平齐放置并且形成金属片叠层2的多个铁磁性金属片或薄片3。在上部区域中，由冲压坯料形成的薄片3具有至少一个这里为三个断口，该断口通到边沿，并且在完成的金属片叠层2中形成三个横向延伸的连续凹槽4。凹槽4优选地具有燕尾形横截面，并且用来容纳适当成形的底脚段5，底脚段5形成在直线横向部件6的下侧处，该直线横向部件6具有主要根据双T形梁的种类构造的横截面。因此，如图2中所示，横向部件6可在箭头v的方向上以其底脚段5插入到凹槽4中，直到它们以头部7在金属片叠层2的两侧处超越金属片叠层突出。
头部7设有每个对于横向部件6的纵向方向横向布置的通路8。在横向部件6已经正确地插入到凹槽4中之后，两个通路8可从两端自由地接近，并且适用于容纳用来把横向部件6安装到磁悬浮铁路的导轨上的固定螺钉。头部7的表面7a因此布置得稍高于金属片叠层2的表面。由于燕尾形底脚段5和在平行于螺钉轴线的方向上的对应凹槽横截面，金属片叠层2在安装时主要以成形锁定方式保持到横向部件6和/或导轨上。
在它们的下侧处，金属片3设有通到边沿并且在完成的金属片叠层2中形成凹槽9的另外断口(图2)，该凹槽9与凹槽4相平行地布置，并且仅示意指示的交流绕组10插入到该凹槽9中。
在下面描述的种类的定子叠片1一般是已知的，例如通过出版公报DE 31 10 339 C2、DE 39 28 277 A1、及DE 197 03 497 AI得知，为了避免重复起见这些通过参考形成本公开的一部分。
根据本发明，横向部件6的头部7设有从下面插入的凹口11，凹口11主要有立方体形横截面，并且具有在横向部件6的宽度上的连续构造，如具体地在图2和图3上表示的那样。由此，在根据图3的侧视图中设想的横向部件6接收主要T形外形，从而它们在其包含底脚段5的中部区域中具有高度h1，并且在包含两个凹口11的下部区域中具有长度l1，而在包含头部7的上部区域中横向部件6的长度具有l2>l1的量度。最后，凹口11的高度和底脚段5的底部边缘离头部7的底部边缘距离具有h2<h1的量度。因而，量度l1和l2(图3)已经选择成，底脚段5当已经插入横向部件6时主要在金属片叠层2的整个宽度上延伸，而具有通路8的头部7布置在金属片叠层2外面，如具体表示在图1上那样。
根据本发明的横向部件6的形状专门用来简化用腐蚀保护层覆盖金属片叠层2。为此目的，横向部件6通过如有必要则对它们去毛刺、和通过然后使它们经受例如阴极浸渍(浸渍涂敷)过程在第一、准备工作步骤中初始涂有防腐蚀清漆。以后，横向部件6插入到堆积金属片叠层2的凹槽4中，并且然后与它一起加热，以便软化涂敷到凹槽4的底部和/或底脚段5的下侧上以及涂敷到薄片3的宽侧上的粘合剂层等，并由此在一侧上彼此连接薄片3和另一方面由此以横向部件6把金属片叠层2连接到整体预制结构模块上。
预制结构单元现在在浇铸工具中被处理，以便给金属片叠层2提供腐蚀保护层。为此目的，工具(图3)包含两部分浇铸模具12，该浇铸模具12具有相对于彼此可运动和在双箭头的方向上可脱开、并且沿接合平面14在工具的闭合条件下彼此邻接的两个模具半部12a和12b。浇铸模具12即使在闭合条件下也封闭在顶部敞开的空腔15，并且空腔15的壁沿大体与金属片叠层2的外轮廓相对应并且与其相平行地布置的轮廓延伸。空腔15的高度h3确定成，它能以金属片叠层2的完全高度容纳它，并且另外容纳底脚段5以及横向部件6的短限定边界段16，短限定边界段16布置在头部7的底部边缘17与所述金属片叠层2的上侧18之间，并且从凹槽4向上突出(图1)。而且，空腔15具有比金属片叠层2的横截面大一点、但在横向部件6的纵向方向上比与横向部件6的长度l2相对应的横截面小一点的横截面。
在围绕空腔15和/或其壁的模具半部12a、12b的上边沿处安装的分别是两个定位销，这两个定位销的距离准确地与在横向部件6中的两个通路8的距离相匹配。如果提供每个金属片叠层2三个横向部件，则也提供三对这样的定位销19。
包括金属片叠层2和横向部件6的预制结构单元如此引入到空腔15中，使金属片叠层2在前面，从而横向部件6使其头部放置到浇铸模具12的上边沿上，和从而定位销19进入头部7的指定通路8中，如在图4上清楚地表示的那样。由此，包括金属片叠层2和横向部件6的结构单元的位置相对于浇铸模具12被清楚地限定。这种布置另外已经被选择成，金属片叠层2的侧壁和底部已经确定离限定空腔15的边界的浇铸模具12的相关壁和底部的距离，并因此例如通过根据量度c选择比h3的尺寸(图4)小的h2的尺寸(图3)，一方面具有预选择宽度b的中间空间(图4)保持在所述壁部分之间，和另一方面具有预选择量度c的中间空间(图4)保持在所述底部之间。此外，在插入结构单元之后，四处延伸的间隙20(图5)将保持在金属片叠层2的上方，这甚至可在横向部件6的区域中通过在底脚段5与头部7的底部边缘17之间的弯曲下部过渡区域21的特殊成形而加强。
在已经把根据图4描述的结构单元插入到工具中时，空腔15用抗腐蚀浇铸树脂混合物22填充，该抗腐蚀浇铸树脂混合物22优选地包含由塑料材料(例如环氧树脂)和硬化成分(例如羧酸)制成的可硬化的、特别是加热可硬化的混合物(Duroplast)。浇铸树脂混合物22以液体状态从空腔15的开口或间隙20的上部边沿引入，直到其液位23在围绕空腔15的壁截面的上部边沿下方靠近地站立(图4)，并且/或者至少在金属片叠层2的上部边缘以上以一定量站立，该量与待涂敷的腐蚀保护层的厚度相对应。
然后搁置浇铸树脂混合物22使之硬化，可能供有热量。由此金属片叠层2和横向部件6的下部边沿段设有与在图4中的值b和c相对应的薄浇铸树脂和/或腐蚀保护层，并且彼此牢固地连接。该层一旦已经足够地硬化，模具半部12a、12b就可在图4中画出的双箭头的方向上彼此分离，此时可取出完成的定子叠片1。
如果根据图5的浇铸树脂混合物22借助于具有在金属片叠层2的纵向方向上以一定距离放置的多个浇铸喷嘴24的供给管而供给，则实现腐蚀保护层的特别均匀构造。特别便利的是，在空腔15的长度上提供连续延伸的浇铸通道，而不是几个浇铸喷嘴24。
按照当前认为最好的特别优选实施例，在浇铸树脂混合物22的填充期间把浇铸模具12带到稍微倾斜的位置中，如在图6和图7中示意表示的那样。在空腔15的底部25与水平之间的倾斜角度α可以例如在5°与25°之间的范围内，优选地在近似12°与20°之间。根据图7空腔15的最深点便利地位于其中填充空腔15(即其中布置间隙20和/或浇铸喷嘴24或浇铸通道)的纵向侧处。由此实现的是，液体浇铸树脂混合物在向上方向上从空腔15的最深点逐渐上升，因而从空腔15和由下切形成的可能空心空隙中排出空气，并因此使得有可能得到没有气眼和气泡的腐蚀保护层的结构。基本上通过把金属片叠层2一方面经其与横向部件6的牢固连接和另一方面借助于定位销19定位在空腔15中而支持这个过程(图4和图6)，这是在金属片叠层2与空腔15的壁之间不必提供任何垫片织物等的原因。浇铸树脂混合物22因此可没有限制地在空腔15中散开，这尤其由在横向部件6的区域中的过渡段21(图4)的下凹、向内指向的拱形增强。
在用浇铸树脂混合物22填充期间或紧在其之后，浇铸模具12可逐渐升到水平位置，使复位速度便利地选择得如此之慢，从而浇铸树脂混合物22不会越过限定空腔15的边界的壁的上边缘。由此，实现浇铸树脂混合物22整体的可靠散开和硬化，并且有可能由在金属片叠层2上方小心沉积的浇铸树脂混合物22的多余部分补偿收缩(如果有的话)。而且，空腔15的快速、无压力实现填充导致生产率的提高，并因而导致分配到例如是2mm至4mm厚的腐蚀保护层的生产成本那部分的减小。此外，可提供填充体积的准确控制，因为与熟知的压力胶结过程不同，将没有由必需的注入口和通气孔道造成的材料损失。
本发明不限于能以多种方式多样化的描述实施例。特别是，这适用于在个别情况下使用的金属片叠层2的金属片坯料的形状，以及适用于凹槽4和底脚段5的形状。此外有可能的是，把整个浇铸工具在浇铸过程期间布置在真空腔室中。而且，根据本发明的方法允许把显著较大量的特定矿物填充物质添加到浇铸树脂中，因为工具的空腔可在较大横截面上均匀地填充，从而浇铸树脂混合物的可能退化流动性能具有较小不利影响。除此之外，不言自明的是，不同的特征也能以除以上描述和表示的那些之外的组合应用。

Claims (12)

1.一种用来生产用于磁悬浮铁路的长定子直线电机的定子叠片(1)的方法，包括如下方法步骤：
-堆叠涂有粘合剂的多个冲压铁磁性薄片(3)，以形成在一个表面上设有连续凹槽(4)的金属片叠层(2)；
-把横向部件(6)的每个插入到每个凹槽(4)中，直到横向部件(6)以头部(7)在所述金属片叠层(2)两侧处超越所述金属片叠层(2)突出，所述头部(7)朝着所述头部的下侧设有凹口(11)，在每个头部中构造有至少一个通路(8)；
-把金属片叠层(2)和横向部件(6)连接成一个牢固结构单元；
-把该结构单元插入到浇铸模具(12)的顶部敞开空腔(15)中，其插入方式使得金属片叠层(2)安置在空腔(15)中，并且横向部件(6)以其头部(7)将其自身安置在限定所述空腔(15)的边界的壁段的边沿上，其中设置在所述壁段处的定位销(19)至少部分地进入所述头部(7)的通路(8)中，并且该布置被选择成，一方面在限定所述空腔(15)边界的壁与浇铸模具(12)的底部之间保持空隙，另一方面使金属片叠层(2)与横向部件(6)的相邻部分布置在凹槽(4)中；
-用浇铸树脂混合物(22)填充所述空腔(15)，以用腐蚀保护层覆盖金属片叠层(2)和横向部件(6)的相邻部分；
-在浇铸树脂混合物(22)足够硬化之后打开浇铸模具(12)，及
-从浇铸模具(12)中移除定子叠片(1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，空腔(15)的填充在浇铸模具(12)的纵向侧处沿着浇铸通道或通过几个浇铸喷嘴(24)实现。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，浇铸模具(12)当用浇铸树脂混合物(22)填充时，被带到一倾斜位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述倾斜位置相对于浇铸通道或浇铸喷嘴(24)所在的纵向侧得到。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述倾斜位置使得其中布置浇铸通道和/或浇铸喷嘴(24)的空腔(15)的区域位于最深点处。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述倾斜位置以5°至25°的角度得到。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述倾斜位置以12°至20°的角度得到。
8.根据以上权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在横向部件(6)的头部(7)中的通路(8)同时布置成用于固定螺钉的螺钉孔。
9.根据以上权利要求3至7中任一项所述的方法，其特征在于，浇铸模具(12)在填充浇铸树脂混合物的过程已经开始之后，逐渐升高到水平位置。
10.根据以上权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，横向部件(6)在插入到金属片叠层(2)的凹槽(4)中之前，经受阴极浸渍过程。
11.根据以上权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在无压力模式中实现用浇铸树脂混合物(22)填充空腔。
12.一种用于磁悬浮铁路的长定子直线电机的定子叠片，其特征在于，它按照以上权利要求1至11中任一项所述的方法生产。
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