CN102470777A - 磁悬浮列车的磁极及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于磁悬浮列车的磁极，它包括铁芯(1)、施加到铁芯上的绕组(6)、贴紧铁芯(1)的下方的接触面(3)的磁铁背部(4)和包封绕组(6)和铁芯(1)的上方的极面(2)的保护层(9)。该保护层(9)在铁芯(1)的下方的区域内具有邻接于其周边面(5)的部分(15)，该部分由弹性材料构成。

Description

磁悬浮列车的磁极及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种权利要求1的前序部分中所述类型的磁极及其制造方法。

背景技术

上述类型的磁极使用在磁悬浮列车中并且在这里例如使用在承载磁铁的磁铁装置中。它主要包括铁芯和以绕到铁芯的周边面上的铝等构成的带的形式的绕组(例如DE 197 03 497 A1、DE 10 2004 011 941A1)。为了免受环境影响，例如湿气的影响，还用塑料构成的保护层包封磁极，该塑料例如包括环氧树脂，是较硬的、耐磨的和非柔性的，并且用作保护免受腐蚀和机械负载。

铁芯的底侧一般没有保护层。对此主要原因是这种情况，即一个磁铁装置的多个磁极的底侧由于磁的原因以及其它原因通常通过所谓的磁铁背部相互连接，这些磁铁背部同样由铁制成并且借助于弹簧或类似物压向铁芯的底侧(例如DE 34 10 119 C2、DE 10 2004 12743A1)。由于该措施，将绕组通常绕到铁芯上，使在绕组与铁芯的底侧或磁铁背部的顶侧之间保留狭窄的间隙并且绕组因此虽然有通常的公差但总是能够实现磁铁背部在铁芯的底侧上的要求的充分接触。保护层因此在这些区域内在侧面邻接于铁芯的周边面。

在这样的磁极工作时，通过绕组传导较高的电流并因此强烈地加热绕组。这由于铁和绕组材料的不同热膨胀系数导致绕组沿径向方向比铁芯更大地膨胀。由此产生危险，即在关键位置上远超过通常使用的并与绕组固定连接的保护层的断裂延伸率。在这方面特别是那些位置已证明是关键的，即在这些位置上，保护层在侧面邻接于铁芯的周边面。

如果设有多磁极的电磁铁循环地通电和断电，则保护层在各关键的区域内遭受特别强的机械负荷，这例如在磁悬浮列车的承载磁铁中由于在列车运行与停车之间的不断的变换而出现。其后果是在保护层中产生裂纹和/或在铁芯的周边面与邻接该周边面的保护层端面之间产生间隙，从而湿气可以侵入磁极的内部并且可以逐渐损环绕组与铁芯之间的绝缘。由此引起泄漏电流在达到确定的大小时使磁极不能用。

发明内容

由此出发本发明的技术问题在于，构成同类的磁极，减少在关键区域内保护层的断裂并且由此明显提高磁极的寿命。还应提供一种制造磁极的方法。

按照本发明利用权利要求1和4的特征部分的特征解决技术问题。

通过本发明达到磁极的环境耐受性的明显改善，尤其是在耐受湿气方面。保护层的在关键区域中设置的弹性部分明显能够补偿由不同热膨胀系数引起的不同热膨胀并因此可以防止所述的裂缝和裂纹。

由诸从属权利要求得出本发明的其他的有利的特征。

附图说明

以下结合附图借助实施例更详细地说明本发明。其中：

图1已知的磁悬浮列车的磁极的剖面图；

图2图1的磁极在对于产生绝缘损坏关键的位置的区域内的大大放大的细节X；

图3按照本发明的磁极的与图2对应的细节；

图4完整的按照本发明的磁极的透视的底视图。

具体实施方式

图1示出已知的磁极，其例如使用在用于磁悬浮列车中的承载磁铁的磁铁装置中。该磁极包括由多个硅钢片组成的铁磁的铁芯1，其在顶侧设有极面2，在底侧设有接触面3用于磁铁背部4，以及在其圆周上设有在上方的极面2与下方的接触面3之间设置的周边面5。在周边面5上，以盘的形式缠绕绕组6，其例如由设置成多层的传导带构成，传导带由铝或另一适宜的良好导电的材料制成。在图1只在右边部分示出的、但实际上绕铁芯1环绕的、由绝缘材料例如适合的塑料构成的中间层7设置在铁芯1与绕组6之间，并且特别用于绕组6相对铁芯1沿关于磁极中轴线8的径向方向的电绝缘。

按照图1，除接触面3之外，磁极都由保护层9环绕地包封，它优选由浇注树脂、例如环氧树脂构成并且尤其是用作防腐蚀，但也用作机械保护。优选例如借助于压力凝胶工艺施加该保护层9。

铁芯1的下方的接触面3优选没有保护层9，因为它用于在同样由铁磁材料构成的磁铁背部4上的接触，后者在具有多个磁极的磁铁装置中与磁极相互连接。此外，铁芯1在其底侧设有凹槽10，以便节省重量，因为在这里由于磁性的原因不需要铁。铁芯1的邻接于凹槽10的各壁同样没有保护层9。此外将磁铁背部4例如借助于未示出的弹簧压向接触面3。

上述型式的磁极由前述公开文件是一般性已知的，为了避免重复，通过引用这些公开文件使之称为本发明的公开内容。

如特别由图2所示，绕组6的底侧距接触面3或磁铁背部4的面向绕组的顶侧具有微小的间距。由此形成的具有至多几个毫米高度的间隙11用作避免绕组6在磁铁背部4上的支承并且即使在允许较大的公差的情况下也确保磁铁背部4充分贴紧接触面3。

由于上述布置，在图2用圆12标记的磁极区域构成为特别关键的。如果绕组6在其被加热时由于其较大的热膨胀系数而在中轴线8(图1)的径向方向上比铁芯1更多地膨胀，于是在绕组6上附着的保护层9在对接位置14的区域内(在那里它邻接于铁芯1的周边面5)或也在对接位置附近撕破并且形成敞开的间隙和/或裂纹，通过它，湿气侵入中间层7并且可以使其渐渐地损坏。更何况保护层9由于它也用作机械保护功能而需要由较硬的材料构成，其在达到屈服点时断裂。另一可能的缺陷类型在于，保护层9在对接位置14的区域内简单地脱离周边面5，亦即丧失与其接触并因此形成间隙。

按照本发明，所述问题在相当大程度上这样避免，即保护层9按图3在直接邻接于周边面5的区域内设有部分15，该部分由弹性材料构成。换言之，由包括多种材料的包封代替磁极用连续由相同材料构成的层的至今的包封。可以按这种方式按照局部的热的、机械的或其他的负荷优化包封或保护层9的各个层或组成部分，这些负荷例如源自相应的环境条件。特别在部分15中由弹性材料代替至今常用的塑料，它一方面适合于承受由变形引起的机械应力，但另一方面也起抵抗湿气的阻挡作用并且不仅是温度稳定的而且在水中是不能溶解的。

按照目前认为最好的实施例，部分15由硅树脂构成。优选将该材料这样加入，即在用保护层9的其余部分包封磁极的过程中，在所述部分15应该处在的地方保留成环形围绕铁芯1的间隙，并且将处于液态的或糊状的硅树脂在稍后的时刻浇注或注射到该间隙或自由空间中。实验已表明，弹性部分15本身在高的热负荷时附着在与铁芯1上的周边面5对接的对接位置14上并且因此在该位置保持密封。此外特别的优点还在于，通过部分15产生的密封即使由于上述不同的热膨胀可能损坏中间层7时也仍然保持不变。在机械的方面对部分15没有提出高的要求，因为它没有贴紧磁极的外表面。总之通过本发明因此达到磁极的寿命的明显提高。

名称为“Terostat-33transparent F”在市场上可买到的材料已证明是特别适合于所述目的。

图4示出未画出磁铁背部的磁极的透视图，磁极以其底侧向上伸出。用所示的加黑线在这里表示部分15，它设置在铁芯1(只可看见其接触面3)与保护层9的其余部分之间。此外在图4中示出两个规定磁极在磁铁装置中固定的极侧板16和用于在这里看不见的绕组6的接头17。

本发明并不限于所述实施例，它们可以以许多方式加以改变。这特别适用于在具体情况下用于层9和15的材料，它们根据具体情况可以选择不同的并且可以适应于相应的状况。此外将部分15的材料和尺寸、特别是径向长度根据产生的热负荷和磁极的尺寸设计进行选择，使得可以可靠地避免在对接位置14的区域内所述的裂纹或分离。最后不言而喻，也可以以不同于所述的和所示的组合应用不同特征。

Claims (5)

1.用于磁悬浮列车的磁极，该磁极包括铁芯(1)，该铁芯具有上方的极面(2)、下方的用于磁铁背部(4)的接触面(3)和设置在极面(2)与接触面(3)之间的周边面(5)；所述磁极还包括施加到铁芯(1)的周边面(5)上的绕组(6)、在周边面(5)与绕组(6)之间设置的由电绝缘材料构成的中间层以及包封绕组(6)和至少包封铁芯(1)的极面(2)的由硬材料构成的保护层(9)，该保护层在铁芯(1)的下方的区域中邻接于周边面(5)，其特征在于，保护层(9)在邻接于周边面(5)的区域内包括由弹性材料构成的部分(15)。

2.按照权利要求1所述的磁极，其特征在于，所述部分(15)的材料和保护层(9)的其余部分的材料按照局部的热的和/或机械的负荷选择。

3.按照权利要求1或2所述的磁极，其特征在于，所述部分(15)由持久弹性的硅树脂构成。

4.用于制造按照权利要求1至3之一项所述的磁极的方法，其特征在于，在用保护层(9)包封铁芯(1)和绕组(6)的过程中，在铁芯(1)的周边面(5)与需要施加的由硬材料构成的保护层(9)之间保留成环形围绕铁芯(1)的间隙，并且在接着的方法步骤中用弹性材料填充该间隙。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，将弹性材料以液态形式或糊状形式注射或浇注到保留的间隙中。

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