CN106890775A - 用于涂覆可电磁激励的磁芯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在用于涂覆的装置(34)中通过电场、优选通过静电场(19)以电绝缘的粉末(34)涂覆可电磁激励的磁芯(16)的方法，所述电绝缘的粉末被加入到所述场(19)中，其中所述磁芯(16)用作所述场(19)中的电极(40)并且由此形成层(68)，并且在所述涂覆之后所述层(68)通过方法步骤与所述磁芯(16)固定地连接，其特征在于，所述磁芯(16)至少具有棱柱形，并且具有槽开口(70)的槽(57)在一侧上中断所述棱柱形的表面，其中所述磁芯(16)具有所述场的一个极性，并且所述粉末(34)的颗粒(32)处于粉末容器(46)中，其中所述粉末容器(46)具有一个与所述磁芯(16)的极性相反的极性。

Description

用于涂覆可电磁激励的磁芯的方法
背景技术
为了使电机的线圈和铁芯彼此绝缘而公知了不同的技术。由此例如在线圈金属线与槽或槽壁之间加入所谓的绝缘纸，所述绝缘纸在定子或转子的铁芯部分并由此在槽壁与线圈的金属线之间代表绝缘间距。金属线本身典型地通过抗短路的塑料绝缘或漆绝缘与自身或相邻的金属线绝缘。槽壁和绝缘的金属线之间的绝缘层是用于，不仅在制造电机或定子或转子期间，而且也在电机以定子或转子运行期间，防止例如在装入金属线时在槽的边缘处磨损所述金属线的绝缘层，并且由此避免铁芯和金属线之间的短路。此外，铁芯和绝缘的金属线之间的绝缘也用于，在电机运行中作用的机器加速和振动情况下，防止金属线的绝缘层在槽的铁芯部分上或者在相邻的金属线区段上磨损。典型地，铁芯部分由一个或多个叠片组构成。所述叠片组由通常叠合的各个叠片组成。各个叠片具有与在组装之后要提供的槽相应的轮廓。这种槽通常通过冲压制造。在所述冲压中产生冲压毛刺，从而使每个槽的表面是相对粗糙的。如果然后将仅仅漆绝缘的金属线直接置于槽表面上，则在金属线的漆绝缘层完整的情况下，电机虽然最初无问题地符合规定地工作，然而由于典型方式产生的振动使得金属线的漆绝缘层在所述粗糙的表面上相对容易地磨破。直接结果是线圈与铁芯部分短路。电机不能再工作。
为了使铁芯绝缘原则上公知了不同的方法。属于此的一方面是，借助以上提到的槽纸进行绝缘或者通过借助于粉末涂覆铁芯的绝缘，所述粉末在涂覆之后通过特定的方法步骤使自身凝固并且持久地固定在转子或铁芯部分上。例如公知的是，通过喷涂的静电粉末涂覆也或者静电旋涡浴方法。此外公知了所谓的旋涡烧结。在最后提到的方法中具有的缺点是，相对高的层厚度是不可避免的，并且导致电容积效率和由此功率密度相对低。在静电粉末涂覆的情况下，典型地旋转对称的构件首先在加热过程中被清除出油和其他残余物质。此外，对该部分掩模。掩模意味着，将覆盖物(模板)施加到待涂覆的部分上，由此在所述被掩模的部位不被涂覆粉末。接着进行粉末的涂覆。通过所述部分相对于接地的构件不同的电势使粉末沉积在所述部分上。然后，去掉在不期望进行涂覆的部位上的粉末。最后进行粉末的淬火。典型地，旋转对称的构件被单个地涂覆。所述方法例如由德文公开文献DE 102008 054 810 A1公知。在此，涂覆多个层直至所谓的饱和，以便制造均匀的层。在所述旋转对称的构件的情况下具有缺点的是，在构件具有向内敞开的槽时，难以接触到这些槽。
此外公知了所谓的扁平封装技术(Flachpakettechnologie)。示例性的公开文献是WO2001/054254 A1、DE 10 2004 006 701 A1以及DE 10 2007 036 313 A1。在所述技术中，线圈以扁平状态装入到铁芯中，然后通过不同的弯曲和焊接工艺成为其环形的最终几何形状。特别是弯曲工艺通过所述线圈的塑料成型将给叠片组带来显著的机械应力。所述机械应力基本上是磁轭的外直径上的拉应力和在槽底部和由此磁轭的内直径内的压应力。例如在前述的文献中公开了，各个嵌入的绝缘纸用于绝缘，所述绝缘纸可以在弯曲工艺中匹配改变的槽形状。
通过使用槽绝缘纸原则上可能出现不同的问题：
绝缘纸会在槽中轴向地和径向地滑动。在将线圈装入到铁芯中时，会导致绝缘纸折起，从而使槽壁的一部分不被绝缘而槽壁的其他部分被双重绝缘。绝缘纸可能在制造工艺期间例如被刺穿或撕破。
由文献DE 103 33 187 A1、DE 196 44 360、US 2002/127332 A1、US 2003/0141770 A1、US 6,322,629 B1、DE 60 113 501 T2、JP 2009017632 A以及US 2002/0130563 A1已知其他的现有技术。
发明内容
根据本发明的第一方面设置，提出一种设备，所述设备实现了涂覆至少具有棱柱形的可电磁激励的磁芯，所述棱柱形在一侧上具有带槽开口的槽，所述槽中断棱柱形的表面。
根据本发明的另一方面设置，多个磁芯直接连续地以粉末涂覆。此外，根据本发明的其他方面设置，磁芯的端部叠片式实施，两个磁芯的两个叠片式的端部直接依次地被运送通过所述涂覆装置。这具有的优点是，粉末被均匀地分配到磁芯的整个长度上。由此避免在各个磁芯的外部边缘区域中产生不均匀的层厚度。如果各个棱柱形的磁芯单个被涂覆，则例如必须考虑到不均匀的层涂覆。因此在试验的范围中发现，在磁芯的端面上出现不均匀的层涂覆，并且在此局部地缺少绝缘层并且局部地绝缘层的厚度超过平均水平。所述方法特别有利的是，两个磁芯的叠片式端部在运送时彼此对接通过涂覆装置。由此特别是确保了，在端部根本不施加或者仅仅施加非常薄的优选仅仅部分涂覆的绝缘层，所述绝缘层能够例如以极小的耗费去除。因此有利的是，在端部上不具有绝缘层，因为由此在彼此接合之后(棱柱形的磁芯弯成圆形)使两个端部之间的电磁阻抗特别小。此外，通过构件的直接相继排列可以实现连续的制造工艺，所述制造工艺还实现了在构件的边缘区域中均匀地进行层涂覆。由此，每个磁芯的末端区域(端部)具有与各个构件在端部之间的中间区域相同的或非常相似的特性，从而可以实现在整个构件上均匀的层涂覆。
通过构件的相继排列，除了更好的层涂覆以外还实现了其他优点。由此，不需要遮蔽在接合位置(端部)上不需涂覆的区域。两个构件末端或端部的接触最大程度上或者必要时完全防止涂覆。由此省去了例如给端部去除涂层的附加制造步骤。
为了磁芯在涂覆并且接着弯成圆形之后具有明确限定的外直径而设置为，磁芯在涂覆之后被局部地去除涂层。这例如意味着，外直径或者说磁轭背对槽开口的部分被去除粉末。此外有利的是，在沿叠片堆叠方向的磁芯端部上，至少部分地在磁轭上去除所述涂层。因此这是有利的，因为由此实现了在没有附加的绝缘层的情况下将磁芯紧固在壳体中。由此，确保了磁芯在叠片堆叠方向上待紧固的长度相对均匀地由硅钢片或软铁构成，并且不通过附加的挠性绝缘层减轻负荷。否则，导致减弱紧固并且因此可能导致具有极大减小的预应力的紧固连接。为了实现磁芯和电磁相互作用的部件之间尽可能小的气隙而设置为，去除以后径向向内或向外定向的齿部分在必要时被涂覆的层。也可以去除在磁轭背对所述齿部分的面上的涂层，该部分应电磁相互作用。所述去除涂层可以原则上借助于刷子或削刮器进行。根据本发明的另一方面设置为，使用可移动的电极，所述可移动的电极在槽纵向方向上、即与槽开口在叠片堆叠方向上的延伸平行地插入到至少一个槽中。在此设置为，在磁芯与可移动的电极一起停留在静电场中期间，可移动的电极具有与磁芯相同的电势或者不具有电势。这具有的优点是，通过所述可移动的电极可以影响特别是在槽超出部、例如齿顶处的场，以便由此避免粉末材料的不利的层厚度。通过可移动的电极，主要是减小在齿顶的角部处在静电场中的场线密度，从而由此在齿顶区域中不再出现不期望的材料积聚。此外可以设置为，可移动的电极在所述方法的过程中首先在无电势的情况下插入至少一个槽中，并且优选地在所述槽中进行特定的材料涂覆之后具有与磁芯的电势相同指向的至少一个电势。
根据本发明的另一方面可以设置为，通过所安装的空气喷嘴去除在槽中或在其他部位上的多余的粉末。
附图说明
图1示出用于在涂覆装置中通过电场涂覆可电磁激励的磁芯的方法，
图2局部地示出了在用于涂覆的装置中并且在那里特别是在用于借助作为可移动的电极的辅助装置进行粉末涂覆阶段中的磁芯，以及
图3示出了在邻近布置中的可移动的电极和磁芯16的空间图。
具体实施方式
在图1中局部地示出用于实施用于通过电场、优选地通过静电场19涂覆可电磁激励的磁芯16的方法的装置10。所述装置10设计为可在多个阶段22、24、26、27和29进行不同的方法步骤。阶段22例如用于预处理磁芯16。在预处理时例如加热磁芯16，以便从磁芯16清除出油或其他残余物质或涂层。接着将构件、即磁芯16冷却到例如室温。在阶段24中，粉末34的颗粒32借助于电场、优选地借助静电场19被涂覆到磁芯16的表面36的部分上。为此，磁芯16借助于实现接地接触的元件38成为电极40。根据这个实施例，对应电极43位于粉末容器46中。粉末34起初也布置在所述粉末容器46中。如果在所述方法的范围内接通电场19并且相应地激活相应的电极40或对应电极43，则粉末34或者其颗粒32被涂覆到磁芯16上。对于磁芯16不具有模板的情况，颗粒32例如被涂覆在磁轭背面49、磁芯16的端面51、槽57的所有面53、54和55、以及齿端面59上。在此，粉末34的颗粒32在静电粉末云中从粉末容器46飘到磁芯16的上述表面上。在阶段26中，接着从不应该有颗粒的表面上去除颗粒。在所述示例中，为此借助于削刮器62在磁芯16的端面51上去除颗粒。此外在这个阶段26中，借助于旋转元件64将粉末34从齿端面59去除，所述旋转元件可以例如设计为辊子或刷子。在此去除的粉末34被收集在收集容器66中，并且被输送或者可以被输送给粉末容器46。利用下一个阶段27设置为，将其余保留在磁芯16上的粉末34通过加热液化，并且由此使粉末34转变(交联)成封闭的层。由此产生均匀的、附着的绝缘层。在此，例如电感地或者通过在炉中加热从外部进行淬火。
在阶段29中，磁芯16被冷却或降温，并且优选地在室温TR下被取出。
由此如同根据说明书和附图1可以看到的那样，公开了一种用于在用于涂覆的装置10中通过电场、优选通过静电场19以电绝缘的粉末34涂覆可电磁激励的磁芯16的方法13。粉末34放入到场19中，其中，磁芯16在场19中用作电极40。由此形成层68。在涂覆之后，所述层68通过方法步骤与磁芯16固定地连接。磁芯16至少具有棱柱形。所述至少的棱柱形优选地通过六个面构成，这些面彼此垂直。槽57布置在一侧上，具有槽开口70的槽57中断所述棱柱形的表面。磁芯16在此具有所述场19的一个极性，并且在此优选接地。粉末34的颗粒32处于粉末容器46中，其中，粉末容器46具有一个与磁芯16的极性相反的极性。
参考图1显而易见的是，所述方法13在装置10中无间隙地进行。这意味着，在此多个磁芯16直接彼此连续地以粉末34来涂覆。根据图1，第一磁芯16首先从左边被引导到装置10中。在此，随着第一磁芯16在装置10中前进，在阶段22至29中进行前述的步骤。在图1中，不仅在阶段22中而且在阶段29中分别以方向箭头和磁芯16在装置10中的速度的缩写v标出了运动方向。关于在图1中右部所示的磁芯16(该磁芯在图1中左部所示的磁芯16之前被引导到装置10中)显而易见的是，第二磁芯16以在运动方向上处于前方的端部72与第一磁芯16的在运动方向上处于后方的端部72彼此对接。优选地设置为，每个磁芯16叠片式实施。这意味着，每个磁芯16由优选地相同的叠片构成。为此，相同的叠片优选叠合地重叠堆叠。叠片74由此正交于运动方向并且也正交于按照阶段24的场地堆叠。堆叠方向76由此是与每个槽57的轮廓方向相同的方向。磁芯16的端部72由此叠片式实施，即多个冲压的叠片74的交接区形成端部，其中，两个磁芯16的两个这种叠片式的端部72直接依次地被运送通过用于涂覆的装置10。在运送磁芯16、即至少两个磁芯16通过用于涂覆的装置10时，两个磁芯16的叠片式的端部72彼此对接。
如图1中所示地设置为，槽开口70布置在磁芯16的磁轭50和粉末容器46之间。优选地，槽50具有在重力加速度g方向上的定向。如同在阶段26中所示的那样设置为，在涂覆之后局部地被去除磁芯16的涂层。
关于对已涂覆的磁芯16进行的去除涂层，设置为，在电势不同的三个面类型上设置所述去除涂层：首先出于形成具有低电势的电磁间隙的目的，设置为，齿52的设置用于电磁相互作用的面、即齿52的齿端面59被去除已涂覆的粉末，所述齿端面在弯成圆形之后直接与转子或定子相对地布置。此外，附加地或替换地如同已经提到的那样，可以至少部分地去除叠片74的端面51的涂层。此外，附加地或替换地可以去除磁轭背面49的表面、即背对齿52的面的涂层。
在图2中以磁芯16的选择性放大的侧视图示出了附加的在槽57中可移动的电极80。在此附加指出，结合用于涂覆所述磁芯16的试验，确定在齿顶的下部区域、即指向槽底部的侧或面被涂覆相对多的粉末材料34。这是不利的，因为这种变厚的或过厚的粉末涂覆层在淬火之后，导致一方面使绝缘层厚度在所述部位上非常大，而另一方面由此导致用于将金属线填充所述槽而保留的槽空间变小。这虽然在磁芯16扁平状态下填充所述槽时没有造成问题。然而在将所述扁平的磁芯16弯成圆形时这导致为线圈所保留的空间小于设计上所设置的空间。相应地可能至少个别地导致使线圈卡在磁芯16中层厚度过大的部位上。
如同所示地设置为，所述可移动的电极80在槽纵向方向上、即优选地与槽开口的轮廓的延伸平行地插入到槽57中。然后，在磁芯16与可移动的电极80一起停留在静电场19中期间，可移动的电极80具有与磁芯16相同的电势或者不具有电势。相同的电势在此不表示强制地必须等于特定的电压值，而是电势的取向是相同的。
在图3中示出，可移动的电极80相对于磁芯16和槽57定向。在此可以看到，可移动的电极80如同梳子那样地构造。在此具有共同的轨82，从所述轨伸出多个尖齿84。在阶段24中在涂覆粉末34期间，尖齿84被插入到槽57中并且然后通过匹配可移动的电极80的电势来影响粉末34的层厚度。
在所述方法的范围内还设置为，通过改变静电场19和/或改变通过静电场19的进给速度和/或通过改变作为电极的磁芯16和对应电极43之间的间距来改变粉末34的材料强度。特别是设置为，磁芯16接地。
优选地设置为，粉末、优选是环氧树脂混合物具有作为组成成分的3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐。

Claims (10)

1.一种用于在用于涂覆的装置(10)中通过电场、优选通过静电场(19)以电绝缘的粉末(34)涂覆可电磁激励的磁芯(16)的方法，所述电绝缘的粉末被加入到所述场(19)中，其中，所述磁芯(16)用作所述场(19)中的电极(40)并且由此形成层(68)，并且在所述涂覆之后所述层(68)通过方法步骤与所述磁芯(16)固定地连接，其特征在于，所述磁芯(16)至少具有棱柱形，并且具有槽开口(70)的槽(57)在一侧上中断所述棱柱形的表面，其中，所述磁芯(16)具有所述场的一个极性，并且所述粉末(34)的颗粒(32)处于粉末容器(46)中，其中，所述粉末容器(46)具有一个与所述磁芯(16)的极性相反的极性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多个磁芯(16)直接连续地以所述粉末(34)涂覆。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，两个磁芯(16)的端部(72)在运送时彼此对接通过所述用于涂覆的装置(10)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述磁芯(16)的端部(72)叠片式地实施。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述槽开口(70)布置在所述磁芯(16)的磁轭(50)和所述粉末容器(46)之间，所述槽(57)指向重力加速度(g)的方向。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述磁芯(16)在所述涂覆之后被局部地去除涂层。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在齿的设置用于电磁相互作用的部分上或者在所述磁轭(50)的面上、优选地在磁轭背面上或者在所述磁轭(50)的端面(51)上进行所述去除涂层。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用可移动的电极(80)，所述可移动的电极在槽纵向方向上插入到槽(57)中，并且在所述磁芯(16)与所述可移动的电极(80)一起停留在所述静电场(19)中期间，所述可移动的电极(80)具有与所述磁芯相同的电势或者不具有电势。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述粉末(34)的材料强度通过改变所述静电场(19)和/或改变进给速度和/或通过改变作为电极的所述磁芯(16)和对应电极(43)之间的间距来改变。
10.一种可电磁激励的磁芯(16)，其根据在前述权利要求中至少一项所述的方法来涂覆。
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