CN108352241A - 电磁铁及其制造方法 - Google Patents

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马克·雷恩威伯
伊莫特·迈克尔
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克里斯蒂安·莫勒科
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Abstract

电磁铁至少由缠绕在线圈芯(6)上的电磁线圈(2)、壳体(3)、磁极铁芯(4)、带衔铁杆(16)的衔铁(5)以及轭(7)构成，其在保持较低制造成本的同时，在行程可变的情况下具有非常小的力滞后。线圈芯(6)通过轭(7)、磁极铁芯(4)和铁芯凸缘(14)借助塑料块(8)的共同挤压包封或重铸制成，并且其中轭(7)和磁极铁芯(4)之间的轴向中间腔(10)也填充有塑料块。该类型的电磁铁用来优选在车辆或移动式工作机中操纵流体阀或耦合器。

Description

电磁铁及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种根据第一专利权利要求的前序部分所述的电磁铁。
背景技术
电磁铁例如由文献DE 10 2012 022 254 B3已知，其将电流转换成机械力。
这种电磁铁通常由定子和衔铁构成，其中定子由用来生产磁通量的电磁线圈和磁通量引导元件构成。
与衔铁邻接的磁极铁芯是重要的磁通量引导元件，并且在磁极铁芯和衔铁之间形成了可变的轴向气隙的边界。
磁铁的磁力作用在此轴向气隙上。
为了在一定的行程范围内与行程无关地达到与电流成正比的力，例如应用了具有模制的锥形体的磁极铁芯。
其它重要的磁通量引导元件是铁芯凸缘、壳体和轭，它们引导磁通量围绕着电磁线圈并且引导至衔铁。
还有利的是，轭也支承着衔铁。
在成正比起效的电磁铁的更早已知的实施方式中，轭和磁极铁芯以及隔离环相互焊接在一起，并且构成极管。
在此，该隔离环由导磁性非常弱的金属材料构成，而轭和磁极铁芯由导磁性非常强的材料构成。
所述隔离块的弱导磁性是必要的，以避免越过轴向气隙的磁性短路。
上述具有焊接极管的实施方式在电流和力之间的实现了突出的转换直线性，并且在行程可变的情况下实现力的较低的力迟滞，但它的制造成本较高。
备选的已知的实施方式是具有由奥氏体钢构成的薄极管，其用来支承衔铁。此实施方式的制造成本更低，但在行程可变的情况下具有明显更高的力滞后。
发明内容
在此描述了一种电磁铁，其在保持较低制造成本的同时，在行程可变的情况下具有非常小的力滞后。
解决方案：
此目的通过第一权利要求的特性以及从属权利要求的特征得以实现。
最后一项权利要求描述了一种用来制造按本发明的电磁铁的方法。
在行程可变的情况下通过以下方式可实现小的力滞后，即所述轭和磁极铁芯在几何形状方面这样设计，即如同在焊接的极管中常见的那样，将所述衔铁支承在所述磁极铁芯中。
当然，在所述轭和所述磁极铁芯之间未应用金属隔离块。换而言之，在所述轭和所述磁极铁芯之间的所述中间腔中填充塑料块。
在此应用由所述轭、所述磁极铁芯、极盘和塑料块构成的线圈芯，所述金属部件借助所述塑料块挤压包封或重铸，而不是通过极管将电磁线圈与自身的、塑料构成的线圈芯接合在一起。
所述塑料块也能满足这样的要求，即将所述线圈芯的金属部件相互连接。
所述轭具有凸缘，其以模制方式构成或作为单独的零件压装。
在注塑或浇铸工艺中，还在所述轭和所述磁极铁芯之间的所述中间腔中填充所述塑料块。
这样制成的线圈芯借助电磁线圈缠绕，并借助壳体包围，所述壳体还具有磁轭(Eisenr ückschlusses)的特性。
通过所述线圈芯的缠绕，其内部直径发生变形，因此该内部直径在缠绕p之后必须通过摩擦机械地进行再加工，因为该内部直径是用来支承所述衔铁的。随后，将所述衔铁杆接合到所述磁极铁芯中，并将所述衔铁接合到所述轭中。
最后，要么通过将所述圆盘焊接到所述轭上，要么通过将所述圆盘压入所述轭中，使所述轭设置有端部圆盘(该端部圆盘设置有洞口)。
应用领域：
所述类型的电磁铁用来优选在车辆或移动式工作机中操纵流体阀或耦合器。
附图说明
图1在剖视图中示出了所述电磁铁。
具体实施方式
按图1的电磁铁(1)至少由缠绕在线圈芯(6)上的电磁线圈(2)、壳体(3)、磁极铁芯(4)、带衔铁杆(16)的衔铁(5)以及轭(7)构成。所述线圈芯(6)包含所述轭(7)、所述磁极铁芯(4)和所述铁芯凸缘(14)，其中所述线圈芯(6)通过所述轭(7)、所述磁极铁芯(4)和所述铁芯凸缘(14)借助塑料块(8)的共同挤压包封或重铸制成，并且其中所述轭(7)和所述磁极铁芯(4)之间的所述轴向中间腔(10)也填充有塑料块。
所述磁极铁芯(4)被铁芯凸缘(14)包围，其将磁通量从所述壳体(3)引导至所述磁极铁芯(4)。备选地，所述磁极铁芯和所述铁芯凸缘设计成一体。
包围着所述衔铁(5)的轭(7)配备有凸缘(15)，其将磁通量从所述壳体(3)引导至所述衔铁(5)。备选地，所述凸缘和所述轭是通过挤压接合的两个部件。
在所述轭(7)上焊接着一端部圆盘(12)，其有助于所述衔铁(5)起挡块的作用并且具有一个洞口或多个洞口(13)。所述端部圆盘(12)通过按压接合到所述轭(7)中，来代替焊接方式。
所述壳体(3)包括所述电磁线圈(2)和所述轭(7)。
为了制造所述电磁铁，至少规定了以下步骤：
·所述轭(7)、所述磁极铁芯(4)和所述铁芯凸缘(14)借助塑料块(8)的共同挤压包封或重铸，以便制成所述线圈芯(6)；
·给所述线圈芯(6)缠上所述电磁线圈(2)；
·在所述轭(7)和所述电磁线圈(2)的周围接上所述壳体(3)；
·摩擦所线圈芯(6)的所述内径(11)；
·将所述衔铁杆(16)和所述衔铁(5)接合到所述轭(7)中；
·将所述端部圆盘(12)焊接到所述轭(7)上。
附图标记清单：
1.电磁铁
2.电磁线圈
3.壳体
4.磁极铁芯
5.衔铁
6.线圈芯
7.轭
8.塑料块
10.中间腔
11.内径
12.端部圆盘
13.洞口
14.铁芯凸缘
15.凸缘
16.衔铁杆

Claims (7)

1.一种电磁铁(1)，其至少由缠绕在线圈芯(6)上的电磁线圈(2)、壳体(3)、磁极铁芯(4)、带衔铁杆(16)的衔铁(5)以及轭(7)构成，其特征在于，
所述线圈芯(6)包含所述轭(7)、所述磁极铁芯(4)和所述铁芯凸缘(14)，其中所述线圈芯(6)通过所述轭(7)、所述磁极铁芯(4)和所述铁芯凸缘(14)借助塑料块(8)的共同挤压包封或重铸制成，并且其中所述轭(7)和所述磁极铁芯(4)之间的所述轴向中间腔(10)也填充有塑料块。
2.根据权利要求1所述的电磁铁，其特征在于，包围着所述衔铁(5)的轭(7)配备有凸缘(15)，其将磁通量从所述壳体(3)引导至所述衔铁(5)。
3.根据权利要求1或2所述的电磁铁，其特征在于，在所述轭(7)上焊接着一端部圆盘(12)，其其有助于所述衔铁(5)起挡块的作用。
4.根据权利要求1或2所述的电磁铁，其特征在于，在所述轭(7)中压入一端部圆盘(12)，其其有助于所述衔铁(5)起挡块的作用。
5.根据权利要求3或4所述的电磁铁，其特征在于，所述端部圆盘(12)具有一个洞口或多个洞口(13)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电磁铁，其特征在于，所述铁芯凸缘(14)和所述磁极铁芯(4)设计成一体。
7.一种用来制造根据第一权利要求的前序部分所述的电磁铁的方法，其特征在于，所述方法至少包含以下步骤：
·所述轭(7)、所述磁极铁芯(4)和所述铁芯凸缘(14)借助塑料块(8)的共同挤压包封或重铸，以便制成所述线圈芯(6)；
·给所述线圈芯(6)缠上所述电磁线圈(2)；
·在所述轭(7)和所述电磁线圈(2)的周围接上所述壳体(3)；
·摩擦所线圈芯(6)的所述内径(11)；
·将所述衔铁杆(16)和所述衔铁(5)接合到所述轭(7)中；
·将所述端部圆盘(12)焊接到所述轭(7)中或将所述衔铁(7)接合到所述轭(7)中。
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