CN105321700B - 用于制造多层磁芯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造用于感应式传感器的多层式磁芯(1、100)的方法,包括‑多个磁芯层(20、21、22),‑用于连接多个层的连接介质(30、31、32),其特征在于,所述芯层(20、21、22)被布置到第一外层(10)上,其中该外层(10)这样设计,从而支承和保护芯层(20、21、22)。

Description

用于制造多层磁芯的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造用于感应式传感器的多层磁芯的方法,以及涉及一种可用根据本发明的方法制造的多层磁芯。
背景技术
现有技术公开了通过软磁芯的磁通量密度变化获取测量对象行程的感应式行程传感器。利用一个通常为永磁体的目标获取测量对象的运动。所述目标局部影响芯的通量密度,导致位于芯附近的线圈的电压变化,由此能够推导出测量对象或目标的位置。
所述芯通常利用一体的软磁材料构成。但缺点是在制造过程中在芯内部产生机械应力。尤其是在用弹性体对芯注塑包封时,要保持尽可能小的机械应力是非常麻烦的。由于机械应力,在芯中引发了磁致伸缩效应,这不利地导致电压变化并因此导致位置测量的结果失真。
为避免这种情况,使用了非晶软磁薄膜,它们上下堆叠形成磁芯。这些薄膜具有数微米范围内的层厚。此外,这些薄膜具有数毫米的宽度。由于尺寸小,这些薄膜不具有高机械刚性,因此难以在大规模工业生产过程中操作。
发明内容
因此本发明的目的是,揭示一种方法以及一种磁芯,通过该方法能够可靠且容易地制造芯。
根据本发明的第一方面,该目的由用于制造用于感应式传感器的多层磁芯的方法实现,该磁芯包括多个磁性的芯层,用于连接多个层的连接介质,将所述芯层布置到外层上,其中,将该外层设计用来支承和保护所述芯层,其中,外层沿纵轴线具有拱形部。
本发明基于的基本考虑是,使用外层,该外层不仅用于支承和保护芯层,此外还具有在传感器方面的其他功能。外层为芯层提供了稳固的底座,使得芯层在外层上能够被精准地相互叠置。此外,还在制造过程中保护芯层免受机械损伤。所述稳固的外层还具有的优点是,能够利用不同的制造工艺使芯层相互叠置。为此,在下面描述了一种特别有利的实施方案。附加的外层因此使芯可操作并同时提供了对芯层的保护。此外,该附加的外层的材料消耗相对较小。
优选这样将芯层放置到外层上,即外层起到最底层的作用,其上放置芯层。但本发明并不局限于这些层的这种特殊取向。还可以设想的是,以其他方式实现外层相对于芯层的布置。由于芯层通过连接介质固定在外层上并且相对于各自相邻的芯层固定,所以在实施本方法时可以想到外层相对于芯层的各种布置方案。
所述磁芯层尤其是软磁性的芯层,该软磁性的芯层有利地具有非晶结构并且不具有磁致伸缩特性。
连接介质可以以不同方式施加到层之间。特别有利的是,将连接介质喷涂到层中的一个层上,从而在这些层中形成一个带有连接介质的层。
根据本发明的方法的有利改进方案是,所述层被设计为带状并且外层宽度大于芯层宽度。有利的是,将芯层大约居中布置在外层上,从而沿外层纵轴线在芯层旁分别形成用于抓取外层的抓取面。以这种方式使得无需触碰芯层就可特别容易地对芯进行操作。因此可以有效避免对芯层的损伤。
根据本发明的方法有利的改进方案是,将分隔层作为芯的次外层布置到芯层上。利用在将所有芯层布置到外层上时才布置的第二分隔层可以在对芯进行加工或进一步传输方面有效保护芯层。
根据本发明的方法的有利的改进方案是,这样设计和布置所述分隔层,使芯层沿纵轴线在侧向被包围。由于在制造过程中连接介质不会完全固化,所以利用分隔层防止连接介质乱流是有意义的,由此能够防止芯本身和用于执行根据本发明的方法的机器受到污染。
根据本发明的方法有利的改进方案是,将芯层从外层分离,其中,将外层的直接位于芯层之下的部分连同芯层一起从外层分离。以这种方式将芯主要减至功能性的芯层,而芯的外侧仍继续受外层保护。特别有利的是,利用冲压或切割将芯层从外层分离。
本发明的方法的有利的改进方案是,在分离芯层之前或之后从外层去除分隔层。优选这样设计所述分隔层,使得该分割层可被再次利用。
根据本发明的方法的有利改进方案是,所述芯层以及外层和分隔层都设计为带状,并且缠绕在卷筒/辊上,其中所述芯层被连续地布置到外层上。尤其是将这些层以堆叠放置的方式通过两个压辊导引,以便将这些层相互布置到一起,其中所述外层构成了芯的底部。特别有利的是,所述芯利用连续的方法制造,因为以这种方式可以特别简单地实现这些堆叠层的取向,并且此外还可以灵活调整芯的长度。对此使用外层是特别有利的,因为外层在机械方面不敏感并因此非常适合作为芯的底座或最下层。
根据发明的方法的有利的改进方案是,在放置芯层之前借助于等离子对外层用于芯层的支承面进行处理。以这种方式可以使连接介质特别有效地施加到外层上。
根据本发明的方法的有利的改进方案是,在放置芯层之前给外层加热。已证实有利的是,使用可固化的连接介质。通过预热,实现了连接介质特别有效的固化。
根据本发明的方法的有利的改进方案是,压辊的温度是可调的。以这种方式可以进一步改进对连接介质的利用。
根据本发明的方法的有利的改进方案是,在穿过压辊后给外层加热,其中,所加热的温度与在压辊之前加热的温度不同。在这些层占据了最终位置之后,连接介质被完全固化,从而固定这些层的位置。
根据本发明的方法的有利的改进方案是,在层之间喷涂或涂覆连接介质。
根据本发明的方法的有利的改进方案是,所述压辊可这样调节,使得由压辊施加到层上的压力是可调节的。根据连接介质是处于液态还是固态,可以有利地将驱动辊的压力调高或调低。
根据本发明的方法的有利的改进方案是,所述外层在抓取面上具有凹处,其中,输送元件具有凸起,这些凸起接合到凹处中,从而基本稳固地将外层相对于输送元件定位。以这种方式可以实现外层相对于输送元件的较高的位置保真性(Positionstreue)。
根据本发明的方法的有利的改进方案是,将以下各层叠置到一起:
-外层,
-多个由磁芯层和连接介质层构成的组对,
-连接介质层,和
-分隔层。
根据本发明的第二个方面,所述目的还通过具有第二独立权利要求特征的多层磁芯得到实现。
根据本发明的芯的有利的改进方案是,所述层设计为带状,外层具有比保护层更大的宽度,以便形成用于抓取外层的抓取面。
根据本发明的芯的有利的改进方案是,外层沿纵轴线具有拱形部。
根据本发明的芯的有利的改进方案是,外层沿纵轴线具有朝向支承面的拱形部。
根据本发明的芯的有利的改进方案是,所述芯具有分隔层作为次外层。
根据本发明的芯的有利的改进方案是,所述分隔层这样设计和布置,使得分隔层与外层一起在侧向沿纵轴线包围芯层。
根据本发明的芯的有利的改进方案是,所述分隔层被设计成能可逆地/可翻转地从芯层取下。
根据本发明的芯的有利的改进方案是,所述连接介质是粘结剂,并且所述分隔层这样设计,以便防止粘结剂粘结到分隔层上。
根据本发明的芯的有利的改进方案是,所述外层在抓取面上具有凹处。
根据本发明的芯的有利的改进方案是,所述芯具有如下层:
-外层,
-多个由磁芯层和连接介质层构成的组或对,
-连接介质层,和可选的
-分隔层。
附图说明
下面借助附图和实施例对本发明进行详细说明。附图示出:
图1a,1b从两个角度示出磁芯的示意图,
图2示出根据本发明的芯的剖面图,
图3示出根据第二实施例的根据本发明的芯的侧视图,和
图4示出用于根据本发明的方法制造芯的设备的示意图。
具体实施方式
图1a和1b示出了根据第一实施例的多层式磁芯1。该芯可以用于感应式传感器,尤其是用于申请人所生产的线性位置传感器。
芯1具有上面放置有多个芯层20、21、22的外层10,其中外层10设计用于支承和保护芯层。芯层22利用连接介质32固定在外层10上。其他芯层20、21利用连接介质31、32与相邻的芯层20、21、22连接。在芯层20上放置有可导电的层40,但该层并不是必须的。此外,所述芯1具有分隔层50作为次外层。
所述芯层20、21、22由带有软磁特性的材料制成。尤其是这样选择芯层20、21、22的材料,使得芯层不具有磁致伸缩特性。特别优选的是带有非晶结构的钴合金。芯层20,21,22具有若干微米的厚度。芯层优选具有15-20μm范围内的厚度,因为在该厚度下,具有非晶结构的芯层比较好制造,同时又不具有磁致伸缩特性。芯层20、21、22的厚度可以根据使用情况而改变。通常情况下,芯层的宽度处于数毫米范围内。芯层易弯曲,但具有非常高的抗拉强度。
外层10如芯层20、21、22一样同样设计为带状的,但具有比芯层更大的宽度。从芯层20、21、22突起的区域沿纵轴线分别构成了芯层20、21、22旁的抓取面11、12,这使得外层10、进而使芯1能够容易地被操作。在抓取面11、12上设有凹处13,对此在图1中仅示例性地用附图标记表示。外层10可以通过凹处13被固定到运动的带上,如下面参照图4所示。
分隔层50覆盖芯层20、21、22和连接介质30、31、32。在此处未示出的变型方案中,分隔层的宽度这样设计,使分隔层与外层一起在侧向沿纵轴线包围芯层。连接介质30、31、32可以以这种方式固定在芯的内部。在此特别有利的是,所述分隔层这样设计,从而避免连接介质、例如粘结剂粘结到分隔层上。这有效避免了芯被连接介质30、31、32污染。此外还可以设想,所述分隔层可逆地可从芯层20或可导电的层40取下。
所述连接介质30、31、32优选设计为粘结层,并被喷涂或涂覆到芯的相应的层上。该连接介质层的厚度小于芯层20、21、22的厚度。
图3中示出了处于最终状态的根据本发明的芯1。利用分离工艺将所述芯层20、21、22从外层10中取出。这可以通过切割或冲压进行。外层10的一部分,大约在芯层20、21、22的宽度范围内,也被一并取下。外层10的该部分因此仍与芯层22保持连接并防止芯受到外界影响,从而防止芯层22受到损坏。在最终状态下,分隔层50与芯分离。所述芯层的数目可以根据使用情况而改变。例如还可以由10-20个芯层构成。
图3中示出了根据本发明的芯100的第二实施例。该第二实施例与第一实施例的区别仅在于外层110沿纵轴线具有拱形部。该拱形部指向芯层22的支承面。与外层110的厚度相比,拱形部的高度并不明显。但是,该拱形部有助于增加芯的机械刚性。但该拱形部的尺寸不能够大到使芯层绕纵轴线强烈弯曲。
图4中示出了用于根据本发明的方法制造根据本发明的芯1、100的设备200。为简单起见,利用芯的第一实施例的附图标记对该设备加以说明。但也当然可以用据此所述的方式来制造第二实施例的芯100。
所述设备200具有多个卷筒210、211、212、213,它们的水平位置是可变化的(箭头所示)。在卷筒210、211、212上卷绕有芯的相应的层10、20、30、50。卷筒213起到接纳芯的作用。图3中为简单起见,仅示出了用于芯层的一个卷筒210。但当然也可以设想通过附加的卷筒增加芯层的数目。
外层10卷或绕在卷筒210上。卷筒210与在此未示出的输送元件或传送带连接,外层10位于其上并因此构成了芯1的最下层。有利的是,所述输送元件带有能够接合到外层10的凹处13中的凸起或销。等离子装置250使外层10的支承面活化,从而使连接介质30更好地附着在外层上。所述连接介质在外层与芯层发生接触之前由分散器或喷射装置涂覆到外层10上。
芯层20和分隔层50分别缠绕到卷筒211和212上。这些卷筒211、212位于卷筒210上部,在卷筒210上缠绕着外层10。卷筒210、211、212、213的位置相互平齐地定向,其中卷筒211和212最好这样相对于卷筒210取向,使得芯层20和分隔层50大致居中放置到外层10上。
芯1缠绕到末端卷筒213上。一旦末端卷筒213被绕满,则断开装置240负责将芯1、110的带断开。
芯1的各单个层都借助于两个压辊221、222挤压到一起并连接成一个芯。压紧装置220被这样设计,使得压辊到芯1的层的压力是可变的。此外,压辊221和222的温度可调节。另外,还在压辊222上游或下游设有加热装置230、231。利用这些装置221、222、230、231可以局部影响芯的温度,从而影响连接介质30的特性。
本发明不局限于如上所述的连续的方法。重要的是,将芯层放置到外层之上。本方法的其他特征都是有利的,但并不必须如此。

Claims (15)

1.一种用于制造用于感应式传感器的多层磁芯(1、100)的方法,该磁芯包括
-多个磁性的芯层(20、21、22),
-用于连接多个层的连接介质(30、31、32),
其特征在于,将所述芯层(20、21、22)布置到外层(10)上,其中,将该外层(10)设计用来支承和保护所述芯层(20、21、22),其中,外层沿纵轴线具有拱形部。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述芯层设计为带状的,而所述外层(10)具有比芯层(20、21、22)更大的宽度,其中,将所述芯层(20、21、22)这样布置到外层(10)上,使得沿外层(10)的纵轴线形成用于抓取外层(10)的抓取面(11、12)。
3.根据上述权利要求之一所述的方法,其特征在于,在芯层(20)上布置有分隔层(50)作为芯(1、100)的次外层。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,将所述分隔层(50)设计和布置成在侧向沿纵轴线包围所述芯层(20、21、22)。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,将所述芯层(20、21、22)从外层(10)分离,其中,将外层(10)的、直接位于芯层(20、21、22)下方的部分连同芯层(10)一起从外层分离。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,将所述芯层(20、21、22)以及外层(10)和分隔层(50)都设计为带状的并缠绕在卷筒(210、211、212)上,其中,将所述芯层(20、21、22)连续地放置到外层(10)上。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,将所述芯层(20、21、22)以及外层(10)和分隔层(50)以堆叠布置的方式通过两个压辊(221、222)导引,以便将所述各层叠置到一起。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述压辊(221、222)能够这样调节,使得由所述压辊(221、222)施加到所述芯层(20、21、22)以及外层(10)和分隔层(50)上的压力是可调节的。
9.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述外层(10)在抓取面(11、12)上具有凹处(13),其中,输送元件具有凸起,这些凸起接合到凹处(13)中,从而稳固地将外层(10)相对于输送元件定位。
10.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,以下各层被叠置到一起:
-外层(10),
-多个由磁芯层(20、21、22)和连接介质层构成的组对,
-分隔层(50)。
11.一种用于感应式传感器的多层磁芯(1、100),包括
-多个磁性的芯层(20、21、22),
-用于连接芯层(20、21、22)与芯(1、100)的相邻层的连接介质(30、31、32),和
-外层(10),所述芯层(20、21、22)被布置到该外层(10)上,其中,该外层(10)设计用于支承和保护芯层(20、21、22),其中,外层沿纵轴线具有拱形部。
12.根据权利要求11所述的多层磁芯(1、100),其特征在于,所述芯层(20、21、22)以及外层(10)和分隔层(50)被设计为带状的,所述外层(10)具有比芯层更大的宽度,从而形成用于抓取外层(10)的抓取面(11、12)。
13.根据权利要求11或12所述的多层磁芯(1、100),其特征在于,所述芯(1、100)具有分隔层(50)作为次外层。
14.根据权利要求13所述的多层磁芯(1、100),其特征在于,所述分隔层(50)这样设计和布置,使得分隔层与外层(10)一起在侧向沿纵轴线包围所述芯层(20、21、22)。
15.根据权利要求12所述的多层磁芯(1、100),其特征在于,所述外层(10)在抓取面(11、12)上具有凹处(13)。
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Patentee after: Continental Automotive Technology Co.,Ltd.

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