CN106415746A - 用于制造感应结构部件的方法和感应结构部件 - Google Patents
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Abstract
提出用于制造分别含有线圈的感应结构部件的方法，线圈利用对于多个线圈而言连续的线材来卷绕在含有大量成排和列布置的线材卷绕销的线材卷绕板上。设有线圈的样板接着在模压器中利用铁磁性的基质粉末被压制，所述基质粉末嵌入线圈。在去除样板之后使得线圈的内空间再次在模压器中设有基质粉末并且被压制。接下来进行接触联接部并且将物块分成单个的感应结构部件，所述感应结构部件分别含有线圈。
Description
技术领域
本发明涉及用于制造感应结构部件（Induktionsbauteil）的方法和根据所述方法制造而成的感应结构部件。
背景技术
已经已知用于制造感应器的方法（KR 10-1044607）。在此将线圈核芯、线圈外套和覆盖件由金属磁性的粉末制成并且与之前卷绕的线圈在模具中压制。卷绕末端处于以这种方式制造的感应器的端侧的区域中。
在另一已知的方法中（KR 10-1044 608）将大量联接终端放入到第一模具中并且将大量单个的线圈放入到第二模具中。两个模具处于彼此相叠并且将线圈联接部与联接终端焊接。
在另一已知的方法中（KR 10-2011-0100096）将线圈核芯、线圈外套和线圈覆盖件连同线圈一起在模具中压制。处于如此产生的感应器的端面中的卷绕末端通过溅射（Sputtern）来接触。
发明内容
本发明的任务在于，完成用于制造感应结构部件的方法，所述方法能够容易地执行并且借助于所述方法能够同时制造大量感应结构部件。
为了解决所述任务本发明提出带有在权利要求1中提及的特征的方法。本发明的改进方案为从属权利要求的主题。
也就是说根据所述方法将大量线圈相邻布置并且嵌入到对于所有的线圈而言共同的由压制的铁磁性的基质制成的物块（Block）中。布置在物块中的线圈的内空间填充有以粉末形状存在的、例如铁磁性的基质，并且将基质粉末此后进行压制。由此产生带有大量线圈的物块。引导至每个线圈的线圈绕组的线材被暴露并且设有联接触点。只有这时进行将物块分成单个的感应结构部件，所述感应结构部件那么在正常情况中含有仅仅唯一的线圈。在个别情况中含有多于一个线圈的感应结构部件也能够通过分开物块制造而成。
大量线圈的各个线圈能够彼此相同。但同样可行的是，线圈彼此不同、不仅在绕组的数量上而且在形状方面。
根据本发明能够设置成，在本发明的改进方案中将物块在布置线圈之后才形成，例如以如下方式，使得基质粉末围绕线圈周围来施加并且接下来被压制。
但同样可行并且处在本发明的范围内的是：物块通过压制基质粉末首先为每个线圈制造有空腔，所述空腔在形状和大小方面相应地相应于线圈；并且线圈接下来插入到空腔中。
在本发明的改进方案中能够设置成，为了制造线圈设置有样板（Lehre），所述样板具有大量相邻布置的并且彼此平行伸延的销。卷绕线材能够此后借助于合适的装置通过卷绕各个销来制造线圈。在此能够设置成，将连续的线材用于大量线圈、如有可能还用于所有的线圈。
在于样板上卷绕销之后所述样板能够同时用于在制造由铁磁性的材料制成的物块期间来布置线圈。对此能够设置成，样板连同卷绕在其销上的线圈放入到模压器（Formpresse）中。接下来到模压器中填入基质粉末，直到销完全利用粉末来覆盖。接着进行压制基质粉末，从而作为结果而制造出设有嵌入的线圈的物块。
在本发明的改进方案中能够设置成，样板连同销从物块中去除，从而现在物块连同线圈保持剩余，所述线圈的内空间是空的。物块能够现在掉转，从而引导到线圈的内空间中的开口向上指向。在这种取向中将物块放入到模压器中并且再填充基质粉末，所述基质粉末现在填充线圈的内空间。通过接下来的压制使线圈核芯形成并且与物块连接。备选地还能够插入预制的线圈核芯。
在安置联接触点之前能够在本发明的改进方案中设置成，使得物块的上侧（也就是说如下侧，在其处线材在线圈之间伸延）在线圈之间设有切口。在制造所述切口的情况下能够断开连续的线材，从而以这种方式同时界定线圈的卷绕末端。联接触点、例如通过溅射的安置此后进行到切口中，从而切口的壁设有金属化。
在本发明的改进方案中能够设置成，将切口在线圈区域之间安置在用于形成单个的感应结构部件的物块的之后的分开的部位处。
被证实为特别有意义的是，线圈在物块中以矩阵状的布置成排和列地布置。切口的布置此后仅仅在线圈的排之间、也就是说在横向于线材的伸延的方向上进行。
同样在施加联接触点之前的遮蔽（Maskierung）能够此后成排进行。
附图说明
本发明的另外的特征、细节和优点由权利要求和摘要（它们的两个文本通过参考说明书的内容来作出）、本发明的优选的实施方式的下面的描述以及按照附图来获知。不同的实施方式的各个特征能够在此以任意的方式互相组合，而没有超过本发明的范围。在此：
图1示出朝用于卷绕大量线圈的样板的俯视图；
图2示出图1的样板的侧视图；
图3示意性地示出朝图1的在卷绕各个销之后的样板的俯视图；
图4示出样板在制造线圈之后的相应于图2的侧向上的视图；
图5示意性地示出卷绕的样板在模压器中的布置；
图6示意性地示出在取出样板之后的在模压器中制造的物块；
图7示出掉转的物块在模压器中的布置；
图8示出从图7的模压器中取出的带有线圈的物块；
图9示出在制造切口之后的物块；
图10示出在施加联接触点之后的物块；
图11以放大的比例示出制造的感应结构部件的侧视图；
图12透视地以简化的形式示出带有在示例中八个不同的形状的空腔的物块；
图13示出线圈的透视的视图；
图14从侧示出图13的线圈的视图；
图15示出穿过带有放入的线圈的物块的剖面；
图16示出等压的（isostatischen）压制的过程；
图17示出使线圈的卷绕末端暴露的方法步骤；
图18示出卷绕末端的暴露的结果；
图19示出通过分开物块制造而成的感应结构部件；
图20示出根据本发明的感应结构部件的透视的视图；
图21示出图20的部分地打开的感应结构部件。
具体实施方式
由本发明提出的用于同时制造感应结构部件的方法在下面按照可行的实施例来阐述。
首先使用样板1，其能够多次使用。所述样板1在图1和图2中示出。其含有线材卷绕板2，所述线材卷绕板在示出的示例中构造成直角。在线材卷绕板2的上侧上布置有三排销3，所述销以四列对齐。在示出的示例中所有的圆柱状的销3具有相同的直径以及如由图2得知的那样具有相同的长度。所有的销3在线材卷绕板2的上侧上垂直于线材卷绕板伸延并且由此彼此平行地取向。在各个销3在排的方向上、同样在列的方向上之间的间距是相同的。销3以如下半径过渡到板2中，所述半径负责使得线圈（参见图14）在如下侧上（在所述侧上存在有卷绕始端和卷绕末端）具有锥状的下降。由此使得卷绕末端和卷绕始端从线圈中以半径向外引导。这防止卷绕线材的隔绝的损伤以及还有卷绕线材在嵌入到基质中时和在压制基质时的折弯和损伤。
此时利用线材卷绕机器围绕销来卷绕线材4，所述线材于在图3中示意性地示出的示例中相应对于成排的销3是连续的。由此为每个销3产生一个线圈5。例如卷绕的数量能够在每个线圈5中是相同的。
代替在图3中示出的布置（在其中为每排销3使用专有的线材4）还能够实现如下布置，在其中将连续的线材4用于所有的销3。
图4从所述侧、也就是说从与图2的视图相同的方向来示意性地示出图3的卷绕的样板。
线材4的超过线材卷绕板2的侧边缘突出的部分被切掉，并且使得样板1此时放入到示意性地示出的模压器6中，参见图5。样板1如下取向，使得线材卷绕板2处于下方并且带有线圈5的销3伸入到模压器6的内空间中。接下来到模压器6的内空间中引入第一基质粉末7，直到销3完全地在基质粉末7中被隐藏。此时基质粉末7为了形成固体的物块被压制，这没有详细地示出。在第一基质粉末7的这种挤压过程中，能够例如施加250kg/cm2的压力。
接下来将到这种程度上压制的物块8连同样板1从模压器6中取出并且掉转。接着将样板1从物块中取出来，在所述物块中现在嵌入线圈5，参见图6。在迄今销3曾存在的部位处现在存在有伸入到物块8中的空心空间9。
物块8根据图7此时以相反的取向再次放入到模压器10中并且填入第二基质粉末11到开口中，直到线圈5的内空间完全以基质粉末11填充。第二基质粉末11能够与第一基质粉末7不同。空心空间9还能够填充有预压的线圈核芯，其中，中间空间附加地填充有基质粉末。接下来又进行压制，直到以这种方式形成的线圈核芯与物块8连接。在这种第二挤压过程中能够例如施加200kg/cm2的压力。
作为结果产生带有嵌入的线圈5以及带有在一排的所有的线圈5之间的连续的线材4的物块8，所述线圈还分别具有线圈核芯。所述结果在示意性的侧向上的视图中或以剖面在图8中示出。
所述物块8能够如有需要为了实现在模具10中的物块8或由此制造的感应结构部件的要求的尺寸而设有由基质粉末构成的另一覆层，所述覆层此后被压制。基质粉末能够在此相同或不同于第一或第二基质粉末7、11。在各个挤压过程中带有不同磁性的性质的不同的基质粉末的使用允许，调整制造的感应结构部件的期望的感应。在这种第三挤压过程中能够例如施加220kg/cm2的压力。用于制造或压制物块8的挤压过程例如以在200kg/cm2和300kg/cm2之间的压力来执行。
接下来能够将物块8等压地挤压，其中，压力在此处于显著高于在之前的挤压过程中的压力、例如以至少十倍的压力、尤其4500kg/cm2。在等压的挤压中有利地跟随关于时间的温度和压力曲线。
作为下一个步骤使一列的所有的线圈设有遮蔽12。接着在线圈5的列之间将切口13引入到物块8中，所述切口没有比线圈5深，参见图9。也就是说切口13横向于线材4的伸延来伸延，参见图3。
此时通过已知的方法、例如通过溅射进行接触。在此将金属不仅施加到物块8的表面上而且施加到切口13的侧壁上。结果在图10上示出，其中触点14不仅置放在线材结构4上而且在切口13中。
接下来将物块8分开，也就是说通过如下切割，其不仅在线圈5的排之间而且在线圈5的列之间来引导。切割在此在中间在切口13中伸延。
由此产生大量感应结构部件15，参见图11，所述感应结构部件不仅在其下侧16处而且在两个相邻的侧17处具有相应的联接触点14。在与印刷电路板18的焊接中，焊料19还粘附在感应结构部件15的侧17处。焊料19的存在能够因此从垂直于印刷电路板的方向视觉上识别。由此能够执行自动的缺陷识别。
由本发明提出的方法此时按照另一实施例阐述。图12在此以透视的视图示出物块101，其在方法开始时作为经挤压的基质以高压方法由尤其铁磁性的粉末混合物制造而成。物块101具有平的矩形的板的形状，所述板带有平的上侧102和同样平的下侧103，所述下侧平行于上侧102伸延。以上侧102为出发点在物块中在示出的示例中构造有八个空腔104，所述空腔构造为盲孔，也就是说分别具有底部105。这在示出的示例中涉及两个矩形的空腔104、两个正方形的空腔104、两个圆形的空腔104和两个椭圆的空腔104。由此应该示出，物块101能够构造成用于最不同的形状和大小的感应结构部件。
图13此时示出线圈108的透视的视图，所述线圈在其一个轴向的端部处（在图13中在上部示出）具有卷绕末端106、107。两个卷绕末端106、107如下弯曲，使得其横向于线圈108的轴线伸延并且超过线圈108的外轮廓向外突出。此外两个卷绕末端106、107沿着线圈形状的直径伸延。如能够看出的那样，卷绕末端106、107在半径上从卷绕物中引导出来。
图14从所述侧示出图13的线圈108。同样在此可看出，形成线圈的卷绕物的卷绕末端106、107超过线圈的外轮廓突出并且处在共同的平面中。卷绕末端106形成卷绕始端。
图12的物块1如已经提及的那样规定成用于容纳大量线圈。在另外的方法中此时将所有的线圈108插入到配属的空腔104中。在线圈108中（如图13和14示出所述线圈那样）使得空腔104如下匹配线圈108，使得卷绕末端106、107不是一起配合到空腔中，而是在物块101的上侧102上到达贴靠。卷绕末端106、107此后平地置放在上侧102上。
图15此时示出物块101在模压器109中的布置。首先将线圈108插入到相应的空腔104中，其中，卷绕末端106、107在物块101的上侧102上到达贴靠。在线圈108插入到相应的空腔中时注意，卷绕末端相对于空腔占据一定的取向。接下来将在每个空腔之内的空着的场地填充有粉末形的基质、尤其铁磁性的粉末，或填充有预压的核芯和附加的粉末，其被填充到如下程度，使得由所述粉末构成的覆层110连续地覆盖物块101的上侧102。在所述覆层110中存在有卷绕末端106、107。物块101在模压器中处在衬垫板111上。模压器109的上部部件112在箭头113的方向上被压力加载，其中，压力的进展相应于时间/压力曲线。所述曲线如下选取，使得吸收的能量不能够导致损伤线材隔绝或预压制的结构。附加地能够将温度加载根据预设的时间/温度曲线来进行。在相应于曲线的时间经过之后由此完成物块101与线圈108的预压制。在预挤压时例如施加于在200kg/cm2和300kg/cm2之间的范围中的第一压力。
物块101现在从模压器109中取出并且引入到压力容器114中，所述压力容器示意性地在图16中示出。在压力容器114中存在有支承板115，带有面向物块101的上侧116，所述支承板的表面质量没有超过0.1μm的粗糙度，并且所述支承板因此还能够称为抛光的板。所述上侧116为每个空腔含有形成记号的以小的锥体的形式的突出部117。每个这种锥体117配属于相应的线圈108的卷绕末端106、107的取向，尤其配属于卷绕始端。换言之相应使锥体117处于相对于每个线圈108的卷绕始端106。将物块101对齐置放到支承板115上。到施加在物块101的上侧102上的覆层110上现在置放硅酮覆层118。适宜地将由物块101、支承板115和硅酮覆层118构成的单元此后液体密封地包装并且如有可能抽真空。接下来将压力容器114完全以液体、例如以水填充，并且各处置于压力之下，如这由箭头119标明的那样。硅酮覆层118应该防止包含在覆层110中的卷绕末端106、107在压力加载期间的损伤。通过加载有压力使得锥体117在物块101的下侧103中产生互补的凹处21。
在压力加载期间还进行温度加载。压力加载有利地根据预设的时间/压力曲线进行。温度加载能够同样跟随预设的时间/温度曲线。在等压的挤压中施加比在预压制中显著更高的压力。例如等压的挤压在4500kg/cm2的最大压力的情况下在20°C至100°C的温度范围、优选地80°C中进行。在等压的挤压中跟随关于时间的预设的温度进展和压力进展、所谓的温度压力时间曲线。
在结束等压的压制之后将如此制造的、设有覆层110的物块从压力容器114中取出。结果现在在图17中在左边示出。在物块101的下侧103中来构造相应呈现出标记的通过锥体117产生的凹处121，所述凹处处于相对于线圈108的相应的卷绕始端106。
接下来将覆层110的上侧（所述上侧在图17中在左边的端部处还可见）借助于磨削或铣削装置122到如下程度地去除，使得每个线圈108的卷绕末端106、107免于所述卷绕末端的隔绝并且尤其直到大约所述卷绕末端的横截面的一半地暴露。这在图17的右边的部分中示出。
作为结果此时存在有如下物块101，在其中所有的线圈108的卷绕末端106、107是暴露的。所述卷绕末端106、107能够此时利用已知的方法设有联接触点。
接下来将期望为最终产品的感应结构部件通过分开物块101来制造，参见图19。图19示出（以图18为出发点）如何从连在一起的物块101中通过锯断来制造单个的感应器124。
现在接下来的图20以透视的视图示出感应器124。物块101的之前的下侧103现在形成感应器124的上侧。在所述上侧中可看出孔121，所述孔由衬垫板115的锥体117产生。在物块101的形成感应器124的下侧的之前的上侧上安置有两个联接触点元件126、127，所述联接触点元件分别与卷绕末端106或107电气地和机械地连接。触点元件126、127与卷绕末端106、107的这种连接在图21中标明，在其中没有示出实际上密封地包围线圈108的铁磁性的材料。感应器124的上侧（因为所述上侧借助于抛光的支承板115来挤压）具有非常小的表面粗糙度并且能够因此利用最小的吸爪在取和放方法中可靠地抓取。典型地感应器24具有在大约1mm和5mm之间的边缘长度。孔121（其构造为锥形的盲孔）给出卷绕始端106的取向，从而感应结构部件124能够以卷绕始端106的期望的取向自动地放置。
Claims (14)
1.用于制造感应结构部件（15）的方法，带有下列方法步骤：
- 将大量相邻布置的带有平行的线圈轴线的线圈（5）进行卷绕；
- 所述线圈（5）在由压制的基质制成的物块（8）中以互相的间距嵌入；
- 在所述物块（8）中的线圈（5）的内空间填充有以粉末材料存在的基质；
- 将所述基质粉末压制；
- 使所有的线圈（5）的线圈卷绕的两个端部暴露；
- 所述线圈卷绕的暴露的端部设有联接触点（14）；
- 所述物块（8）接下来为了形成单个的分别含有至少一个线圈（5）的感应结构部件（15）来分开。
2.根据权利要求1所述的方法，在其中所述物块（8）通过围绕布置的线圈（5）周围压制所述基质粉末来形成。
3.根据权利要求1所述的方法，在其中所述物块（8）制造成带有相应地在形状和大小上相应于大量线圈（5）的至少一个线圈（5）的空腔并且所述线圈（5）插入到相应的空腔中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，在其中为了制造所述线圈（5）使用带有大量相邻布置的并且彼此平行伸延的销（3）的样板（1），线材（4）围绕所述销周围来卷绕。
5.根据权利要求4所述的方法，在其中所述样板连同卷绕到其销（3）上的线圈（5）放入到模压器（6）中，接下来将所述基质粉末施加到所述样板（1）上并且在所述模压器（6）中被压制。
6.根据权利要求5所述的方法，在其中所述样板（1）在压制所述基质粉末之后从通过压制所述基质粉末产生的物块（8）中取出，将所述物块（8）放入到模压器（10）中，并且接下来基质被填充到所述模压器（10）中以用于填充所述线圈（5）的内空间并且被压制。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述线圈的内空间至少部分地填充有预制的核芯。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，在其中在安置所述联接触点（14）之前将所述物块（8）的上侧在各个含有所述线圈（5）的区域之间切口直至所述物块的高度的一部分并且还将所述联接触点（14）施加到切口（13）的壁上。
9.根据权利要求8所述的方法，在其中所述切口（13）在用于形成单个的感应结构部件（15）的物块（8）的之后的分开的部位处进行。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，在其中所述线圈（5）在所述物块（8）中以矩阵状的布置成排和列地来布置。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，在其中在使得所有的线圈（5）的线圈卷绕的端部暴露之后进行条带形的遮蔽（12）。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述物块（8）等压地、尤其在填充有液体的压力容器中挤压。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，线圈方向的端部的暴露借助于机械的去除过程进行。
14.感应结构部件，能够通过根据前述权利要求中任一项所述的方法制造。
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