CN115280438A - 磁极芯的制造方法、磁极芯、电磁致动器以及减振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁极芯(1)的制造方法，其具有以下方法步骤：‑提供具有第一侧(11)和第二侧(12)的磁性工件(10)，其中，第一侧(11)具有朝第二侧(12)指向的凹槽(15)；‑将至少两个插入件(20)和至少一个连接介质(25)插入到凹槽(15)中，其中，至少一个连接介质(25)布置在两个插入件(20)之间；以及‑将至少两个插入件(20)以一体结合方式相互连接和/或将至少两个插入件(20)以一体结合方式与工件(10)连接。

Description

磁极芯的制造方法、磁极芯、电磁致动器以及减振器

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的特征的具有改进特性的电磁致动器的磁极芯的制造方法、一种具有权利要求10的特征的磁极芯、一种具有权利要求12的特征的具有磁极芯的电磁致动器以及一种具有权利要求13的特征的具有这种电磁致动器的减振器。

背景技术

磁极芯从现有技术中已知采用不同设计方案并且由磁性材料、尤其是铁磁金属制成。这种磁极芯广泛地在用于引导磁通量的电磁致动器中使用，这些电磁致动器例如在用于控制减振器的减振特性的减振阀中得到应用。减振阀在入口和出口之间具有可以或多或少关闭的出口开口。通过打开或关闭使出口开口节流并因此调节减振器的减振特性。如果车辆要获得“硬”底盘，则提高节流作用或进一步关闭出口开口，而在“软”底盘的情况下则进一步打开出口开口。打开和关闭减振阀是通过电磁致动器系统来进行，该电磁致动器系统在励磁线圈相应通电时为阀体供电。

减振阀应构成为“故障安全(Fail-Safe)”，以便例如在电磁致动器失效时能够使用这种减振器进行机动车辆的安全操作。

在现有技术中，为此已经提出了各种结构类型的磁极芯，其中，一方面磁极芯是磁通引导构件，另一方面电磁致动器的组件与减振器中的介质密封隔绝。这种密封对于防止污染物渗入电磁致动器的组件并可能干扰电磁致动器或减振器的功能是必要的。

过去，为此提出了一种具有凸缘的磁极芯，该磁极芯由中断部分成第一部段和第二部段。在中断部中布置有非磁性插入件，该非磁性插入件将第一部段与第二部段连接。插入件通常通过硬钎焊以一体结合方式不仅与第一部段连接而且与第二部段连接并密封中断部。如此设计的磁极芯是气密和液密的并且在过去已得到证明。不过，已经表明，在第一部段、插入件和第二部段之间的一体结合连接由于内应力和不同的热膨胀系数而受到磨损，并且不能永久保证中断部的密封性，这会导致电磁致动器或减振阀以及可能还有减振器的过早失效。

发明内容

在此提出本发明。

本发明的目的是提出一种改进的用于磁极芯的制造方法、一种磁极芯、一种改进的电磁致动器以及一种改进的减振器，其以符合目的的方式消除了现有技术中已知的缺点并且实现了在考虑经济方面的情况下的长期稳定的磁极芯的制造。

这些目的是通过一种具有权利要求1的特征的用于磁极芯的制造方法、一种具有权利要求10的特征的磁极芯、一种具有权利要求12的特征的电磁致动器以及一种具有权利要求13的特征的减振器来实现的。

本发明的另外有利的设计方案在从属权利要求中给出。

根据本发明的具有权利要求1的特征的用于磁极芯的制造方法具有以下方法步骤：

-提供具有第一侧和第二侧的磁性工件，其中，第一侧具有朝第二侧指向的凹槽；

-将至少两个插入件和至少一个连接介质插入到凹槽中，其中，至少一个连接介质布置在两个插入件之间；以及

-将至少两个插入件以一体结合方式相互连接和/或将至少两个插入件以一体结合方式通过连接介质的优选熔化与工件连接。

根据本发明的用于磁极芯的制造方法基于以下认识：当连接介质熔化时，毛细力将熔化的连接介质分布在工件和插入件之间的接触表面上并且接触表面被完全润湿，由此在插入件和工件之间实现金属间连接。通过至少两个插入到凹槽中的插入件部分地补偿了由力矢量的分布引起的材料应力，并且可以提供一种具有封闭的一体结合连接件的磁极芯，该磁极芯消除了现有技术中已知的问题。也已证明重要的是，减少了熔化的连接介质的流动路径。

在此以及在下文中，结合本发明，磁性工件应理解为由可以在磁场中容易磁化的软磁性材料制成的工件。这种材料例如是碳钢、铁或所谓的软铁、添加了硅的钢、镍铁合金、镍钴合金等。

此外，该制造方法的一个优选改进方案规定的是，至少两个插入件由非磁性材料制成，尤其是由不锈钢制成。

在执行该制造方法时已证明有利的是，至少一个连接介质包括至少一个隔离铜体，该铜体插入到凹槽中。铜出色地适合于制造构成为封闭钎焊连接件的一体结合连接件并且由于其材料特性而具有高弹性，由此可以补偿由于插入件和工件的不同热膨胀引起的应力。此外，铜在熔融状态下具有低粘度，因此连接介质的熔体由于毛细力而完全润湿凹槽中的插入件，并且在冷却后能够实现牢固的硬钎焊的一体结合连接。至少一个隔离铜体可以优选地是适配于凹槽的形状的铜体。例如，铜体可以是铜线、模制部件或散装物料。铜体还可以由铜合金形成。替代地，代替铜作为连接介质，可以使用包含银、黄铜等并且适合于硬钎焊的另一种非磁性连接介质。根据限定，硬钎焊在高于723K的温度范围内进行。

该制造方法的一个改进方案规定的是，凹槽通过切削加工方法加工到工件的第一侧中，其中，优选地，凹槽构成到第一侧中作为具有U形横截面的环形凹槽，该环形凹槽具有内侧、底侧和外侧。相应插入件在横截面中是长方体形状并且可以适配于凹槽的形状。插入件具有第一表面和第二表面。在凹槽是环形凹槽的情况下，相应插入件也可以构成为环形，其中，第一表面对应于内侧表面，并且第二表面对应于外侧表面。

根据该制造方法的另一优选实施方案，两个插入件中的至少一个的第一表面和/或第二表面构成为过渡配合部，因此可以用适度的压力将所涉及的插入件压入到凹槽中。在这里，可以有利的是，插入件仅在第一侧或第二侧上具有过渡配合部，而在另一侧上可以设置间隙配合部，从而考虑到针对工件和插入件所使用的材料的不同热膨胀。当达到所需温度时，连接介质熔化并且可以不仅在第一侧上而且在第二侧上流过近似相同大的尺寸的毛细管间隙。由于毛细力，熔体流动并分布在其中。

根据该制造方法的另一有利实施方案，工件在一体结合连接时如此定位，使得插入件中的至少一个借助重力地压入到凹槽中。一旦连接介质在达到熔化温度时液化，则插入件中的至少一个可以借助重力地对液化的连接介质施加压缩力并在至少两个插入件之间挤出液化的连接介质，以促进熔化的连接介质在毛细管间隙中的接触表面上的分布。在这里，相应的插入件下沉，更确切地说，优选地一直下沉到使凹槽中的至少两个插入件除了熔化的连接介质的薄层之外对接。当工件冷却时，连接介质硬化并且不仅在工件和插入件之间而且优选在至少两个插入件之间形成封闭的一体结合连接件。

根据该制造方法的一个优选改进方案，加热工件并使连接介质液化一直进行到连接介质通过在凹槽中的毛细管输送在插入件之间近似完全挤出并且两个插入件在凹槽中对接为止。连接介质的多余熔体可以从凹槽中逸出或沉淀在底侧的凹部中。通过在不仅毛细管间隙中而且插入件之间冷却后连接介质的近似恒定厚度防止构成气孔或空腔，这些气孔或空腔一方面会损害一体结合连接件的密封性，另一方面会增加内应力。

该制造方法的一个改进方案规定的是，在工件冷却后，在第一侧和/或第二侧上去除材料。尤其优选的是，在工件冷却后，第一侧和/或第二侧通过切削加工方法例如车削、铣削或磨削进行再加工。

优选地，在第二侧上至少局部地去除材料，以便在第二侧上使至少两个插入件中的一个的端侧或凹槽的底侧露出，由此将磁性工件分成第一部段和第二部段。在至少部分地去除第二侧并且使插入件中的至少一个露出之后，凹槽形成在第一部段和第二部段之间的中断部，其中，第一部段和第二部段在中断部中借助至少两个插入件和连接介质以一体结合方式连接。

本发明的另一方面涉及一种磁极芯，其使用根据本发明的制造方法来制造。磁极芯优选地由中断部分成至少两个部段，其中，在中断部中布置有至少两个非磁性插入件，至少两个部段通过这些非磁性插入件使用一体结合连接件来连接。

另外，优选的是，至少两个非磁性插入件由不锈钢制成并且借助硬钎焊的一体结合连接件来连接，其中，铜可以作为连接介质。中断部通过插入件和一体结合连接件被气密和液密地封闭，由此不能进行通过中断部从第一侧到第二侧的材料输送，反之亦然。

本发明的另一方面涉及一种具有这种磁极芯的电磁致动器。

本发明的第三方面涉及一种具有这种电磁致动器的减振器。

本发明的第四方面也是最后一个方面涉及一种具有至少一个这种减振器的机动车辆。

附图说明

以下参照附图详细描述根据本发明的磁极芯的实施例。在附图中：

图1示出了具有凹槽的工件的剖视图，两个插入件压入到该凹槽中，并且该两个插入件借助在凹槽中的硬钎焊的一体结合连接件与工件连接；和

图2示出了磁极芯的制造方法的示意图。

具体实施方式

以下，相同或功能相同的构件使用相同的附图标记来表示。为了清楚起见，并非所有相同或功能相同的部件在各个图中都设有附图标记。

图1示出了工件10，该工件10构成为近似地围绕纵向轴线X-X旋转对称。工件10具有套筒部段和凸缘部段，其中，凸缘垂直于纵向轴线X-X从套筒部段伸出。

凸缘部段具有第一侧11和第二侧12，该第一侧11和该第二侧12沿纵向轴线X-X间隔开地布置在凸缘部段的相对侧上。

在凸缘部段中从第一侧11布置有U形横截面的凹槽15，该凹槽15围绕纵向轴线X-X呈环状布置，优选地围绕该纵向轴线X-X旋转对称地布置，并且朝第二侧的方向指向。凹槽15具有内侧15a、底侧15b和外侧15c，其中，内侧15a和外侧15c平行于纵向轴线X-X布置。底侧15b可以朝第二侧12的方向拱起并且可以具有锥形埋头孔或球形埋头孔。

另外，从图1可以看出，两个插入件20插入或压入到凹槽15中。相应插入件20由非磁性材料例如不锈钢制成。相应插入件20呈环状构成有两个端侧20b、由内侧表面形成的第一表面20a和由外侧表面形成的第二表面20c。

相应插入件20可以与纵向轴线X-X同轴地插入到凹槽15中，其中，插入件20的第一表面20a和第二表面20c适配于内侧15a和外侧15c。凹槽15的内侧15a和相应插入件20的第一表面20a可以构成为过渡配合部，并且其尺寸在±0.05mm、更优选为±0.025mm且特别更优选为±0.015mm的公差范围内。凹槽15的外侧15c和相应插入件20的第二表面20c也可以构成为过渡配合部，并且其尺寸在±0.025mm、更优选为±0.015mm的公差范围内。

图1示出了由磁性材料制成的另外的磁极芯部段40可以与工件10连接。磁极芯部段40通过优选由不锈钢制成的非磁性套筒30与工件10连接，其中，非磁性套筒30也可以借助连接介质25通过硬钎焊的一体结合连接件来连接。优选地，工件10可以在面向套筒30的一侧上具有呈锥形构成的斜面35。

在凹槽15中，两个插入件20以一体结合方式与工件连接，其中，一体结合连接是通过硬钎焊使用连接介质25在高于723K的温度下进行，该连接介质25根据稍后详细描述的制造方法的优选实施例包含铜。

为此，首先在根据图2的方法步骤100中提供由磁性材料制成的具有第一侧11和第二侧12的工件10。

然后，在方法步骤120中，将凹槽15在第一侧11上优选地通过车削或铣削加工到工件10中。

在随后的方法步骤130中，将至少两个插入件20和连接介质25插入到凹槽15中，其中，连接介质25优选地作为至少一个隔离体布置在两个插入件20之间。在这种状态下，最后插入或压入到凹槽15中的插入件20可以从凹槽15局部地突出。

在随后的方法步骤140中，将在方法步骤130中形成的用于将插入件20以一体结合方式与工件10连接并将插入件20以一体结合方式相互连接的布置进行加热直到连接介质熔化。

在使用铜作为连接介质25的情况下，将该布置至少加热到铜的熔化温度，该熔化温度约为1358K。铜液化并且由于毛细力而围绕插入件20在凹槽15中流动，尤其是在内侧15a和第一侧20a之间以及在外侧15c和第二侧20c之间的毛细管间隙中流动。

当对在方法步骤130中形成的布置进行加热时有利的是，工件10如此布置，使得凹槽15沿竖直方向布置成使得插入件20通过重力压入到凹槽15中。因此，图1所示的工件10布置成使得纵向轴线X-X沿竖直方向取向并且凹槽15相对于大地表面向上指向。

来自方法步骤130的该布置被一直加热到高于连接介质25的熔化温度的温度，直到两个插入件20之间的连接介质25完全熔化并且直到两个插入件20在连接介质25的剩余膜层上对接为止。在该布置的加热状态下，压力也可以将两个插入件20压入到凹槽15中。

在冷却后，不仅第一侧11而且第二侧12都可以进行机械再加工。为了形成根据本发明的磁极芯1，在方法步骤150中在第二侧12上去除材料，以使凹槽15或首先插入到凹槽15中的插入件20露出并将工件分成两个区域16、18。使插入件20露出优选地通过铣削或车削来进行，由此工件10通过由凹槽15和以一体结合方式布置在凹槽15中的插入件20实施的中断部分离成两个部段16、18。两个部段16、18仅通过非磁性材料即两个插入件20和连接介质25连接。

附图标记说明：

1 磁极芯

10 工件

11 第一侧

12 第二侧

15 凹槽

15a 内侧

15b 底侧

15c 外侧

16 部段

17 中断部

18 部段

20 插入件

20a 20的第一表面

20b 20的端侧

20c 20的第二表面

25 连接介质

30 套筒

35 斜面

40 磁极芯部段

X-X 纵向轴线

Claims (14)

1.一种磁极芯(1)的制造方法，其具有以下方法步骤：

-提供具有第一侧(11)和第二侧(12)的磁性工件(10)，其中，所述第一侧(11)具有朝所述第二侧(12)指向的凹槽(15)；

-将至少两个插入件(20)和至少一个连接介质(25)插入到所述凹槽(15)中，其中，所述至少一个连接介质(25)布置在所述两个插入件(20)之间；以及

-将所述至少两个插入件(20)以一体结合方式相互连接和/或将所述至少两个插入件(20)以一体结合方式与所述工件(10)连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述至少两个插入件(20)以一体结合方式相互连接和/或将所述至少两个插入件(20)以一体结合方式与所述工件(10)连接是通过加热所述工件并使所述连接介质(25)液化来进行。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少两个插入件(20)由非磁性材料制成，尤其是由不锈钢制成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述连接介质(25)包括至少一个隔离铜体，所述铜体插入到所述凹槽(15)中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述两个插入件(20)中的至少一个在第一表面(21)和/或第二表面(22)上具有过渡配合部(23)，所述过渡配合部(23)适配于所述凹槽(15)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述两个插入件(20)中的至少一个通过压入而插入到所述凹槽(15)中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述工件(10)在一体结合连接时如此定位，使得所述两个插入件(20)中的至少一个借助重力压入到所述凹槽(15)中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，加热所述工件并使所述连接介质(25)液化一直进行到所述连接介质通过在所述凹槽(15)中的毛细管输送在所述插入件(20)之间熔化并且所述至少两个插入件(20)在所述凹槽(15)中近似地对接为止。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，优选地通过切削加工方法移除所述第二侧的材料以使所述两个插入件(20)中的至少一个露出。

10.一种磁极芯(1)，其使用根据前述权利要求中任一项所述的制造方法来制造。

11.根据权利要求10所述的磁极芯，其特征在于，中断部(17)将所述磁极芯(1)分成至少两个部段(16，18)，并且在所述中断部(17)中布置有至少两个非磁性插入件(20)，所述至少两个部段(16，18)通过所述非磁性插入件(20)相互连接。

12.一种电磁致动器，其具有根据权利要求10或11所述的磁极芯(1)。

13.一种用于车辆的减振器，其具有根据权利要求12所述的电磁致动器。

14.一种车辆，其具有根据权利要求13所述的减振器。

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