用于生产螺旋金属体的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于制造螺旋金属体(Γ)的方法，其中，首先通过铸造方法在模具中制造预成型螺旋金属体，并且随后通过变形沿其纵向轴线该压缩预成型螺旋金属体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产螺旋金属体的方法和装置
本专利技术属于机械工程和生产
、尤其是金属铸造领域。本专利技术可以特别有利地用于线圈、螺旋件或弹簧的生产。
技术介绍
缠绕线圈用于电机中。如此生产的线圈仅填充了部分的可用安装空间。因此，相对于重量或结构空间，电机的功率或转矩密度较低。铸造的Al线圈和Cu线圈可以补偿这一缺点，然而迄今为止，还没有了解到适合于批量生产的方法在具有足够使用寿命的永久性模具中生产铸造的Al和Cu线圈或由Al-Cu合金制成的铸造线圈。为了增加电机的功率密度或转矩密度，迄今为止一直缠绕复杂的、通常手工生产的线圈，以便相对于批量方法稍微提高填充程度。由此，在绕组的高度上，使用具有相同截面的导线。此外，在常规电机的情况下，从内到外彼此叠置上的线圈绕组影响了热量排放，而导致线圈发热更高，并因此导致相对于绕组的截面的最大电流密度的必要限制。铸造的Al线圈和Cu线圈或由Al与Cu合金制成的铸造线圈是已知的，但是迄今为止还没有在永久性模具中生产，而是以消失形式生产(例如在精密铸造中、或者在消失模方法中、或者通过使用盐芯，盐芯规定了轮廓并防止熔体与模具直接接触)。为了生产最多样的几何形状，根据现有技术水平使用提供轮廓的模具。在复杂几何形状的情况下，除了具有一个或多个分区以便使铸件移除简易的模具之外，还插入型芯或使用滑块。在铜部件的生产中，由于高于1,100℃的高铸造温度，增加了对模具和型芯的要求。热应力、尤其是模具填充过程中的温度冲击导致模具使用寿命短，并导致部件质量有限，或者导致需要复杂的后续机加工。以前的模具构思总是引向几何形状复杂的永久性模具，或者附加使用可移动的滑块或型芯(永久性的或非永久性的)。这种模具只能在实验室操作中使用，因为维护模具需要很大的费用，此外还存在很高的废品率。从专利申请EP2819276A2中已知一种几何形状改良的模型几何形状，其能够实现用于铸造过程的简单成形的两部分式永久性模具。这是通过将绕组分别旋转180°来实现的，因此线圈的几何复杂性显著降低。然而，根据其中的技术铸造生产，为了达到插入状态的线圈几何形状，需要超复杂的改造过程。
技术实现思路
本专利技术的目的是实现一种用于卷绕金属体的简单生产方法，该方法允许经济地使用铸造模具，并由此能够实现螺旋的高度填充。根据本专利技术，该目的是通过具有专利权利要求1的特征的方法来实现，专利权利要求2至7呈现了该方法的实施例。专利权利要求8至10涉及一种用于生产卷绕金属体的装置。因此，本专利技术涉及一种生产螺旋金属体的方法，其中，首先通过铸造方法在模具中生产预成型的螺旋金属体，并随即通过沿其纵向轴线的变形而被压缩该预成型螺旋金属体。本专利技术允许通过铸造来生产螺旋体，由于各个螺旋线之间的间距足够大，因此模具能够具有相对厚壁的构造。铸造过程后金属体的变形会在铸造产生的形状设计中留下间隙。在铸造之后，金属体的目标形状可以通过变形来实现，在螺旋的各个线之间在目标形状中能够实现显著更小的中间空间，在铸造技术中，由于模具设定的限制，这些中间空间几乎无法实现或者只能非常困难地实现。该方法可以被设计成使得金属体在铸造后至少部分地通过塑性变形沿其纵向轴线被压缩。金属体的塑性变形确保其目标形状稳定并且在没有固定装置的情况下得以保持。此外，该方法可以被配置成使得金属体在铸造之后和在压缩之前被机加工、尤其是通过研磨和/或抛光和/或涂覆被机加工。由于例如在铸造之后比在实现目标形状之后更容易获得处于预成型状态的螺旋线与金属体的其他部分之间的中间空间的事实，所以所提到的机加工步骤可以在金属体变形/压缩成目标形状之前更方便地实施。此外，该方法可以被配置成使得为了压缩螺旋金属体，螺旋金属体被推到具有自由端和第一止挡肩部的芯轴上，并且芯轴的自由端被插入具有第二止挡肩部的接纳装置中，直到金属体被压缩在这些止挡肩部之间。由于金属体在铸造过程中采用的模具中也已经具有螺旋构造，因此它可以容易地被推到芯轴上，并在那里沿螺旋的纵向轴线的方向被压缩。芯轴侧面的第一止挡肩部用于此目的。接纳装置例如具有开口，芯轴可以插入该开口中，但是金属体不能插入。在开口上，可以设置第二止挡肩部。当将芯轴插入接纳装置的开口中时，螺旋金属体然后在第一金属肩部与第二金属肩部之间在纵向方向上被压缩至目标形状或甚至更大。此外，该方法可以被配置成使得在将预成型金属体生产成螺旋的每个绕组的过程中，至少一个、尤其是至少两个变形区域被提供或尤其是由截面锥形化的材料生产，并且在金属体的压缩过程中首先塑性变形。在截面为矩形的线圈状螺旋件的情况下，变形区域可以分别设置在螺旋件的各个线/绕组的较短或甚至较长的侧面上，或者设置在螺旋的各个绕组的拐角上。可以在金属体的模具中提供截面锥形化。此外，该方法可以被配置成使得金属体在压缩后通过固定装置关于其长度方面被固定。该固定可以通过例如浸入涂覆材料或封装中或者通过施加外部机械夹子/夹具来实现，该夹子/夹具将螺旋的绕组轴向保持在一起。夹子/夹具必须由非导电材料组成，或者与金属体电绝缘。此外，该方法可以被配置成使得首先以压缩的卷绕金属体的期望目标形状来生产尤其是由非金属材料制成的消失模型体，使得模型体通过沿着纵向轴线的预变形而扩张，并且使得扩张后的模型体被用作用于铸造预变形金属体的阳模，尤其是通过借助于模型体或通过在熔化方法中使用来生产用于铸造方法的模具。因此，模型体在其生产之后通过螺旋在轴向方向上扩张而被预变形。此外，模型体可能已经设置有截面锥形化，以便在随后铸造的金属体上提供弱化的变形区域。然后，从这个预变形的模型体对金属体进行再成形并可能地对其进行机加工。此后，通过压缩使金属体成为其目标形状。另外，本专利技术涉及一种用于生产上述类型的卷绕金属体的装置，该装置具有芯轴，该芯轴具有自由端和与该自由端间隔开的第一止挡肩部，该第一止挡肩部的尺寸被设置成使得其形成用于被推到该芯轴上的卷绕金属体的限位止挡件，并且该装置具有接纳装置，该接纳装置具有用于插入该芯轴的自由端的开口以及还有围绕该开口的用于该金属体的第二止挡肩部。该装置可以被设计成使得芯轴在第一止挡肩部的区域中具有外部尺寸，该外部尺寸使得能够形状配合地接纳预成型金属体，并且芯轴在其截面的至少第一延伸方向上向其自由端锥形化。芯轴可以有利地具有金属体的目标形状中的中心连续轴向开口的形状和大小。为了在最终变形之前更好地穿入金属体，芯轴在其自由端处锥形化/变窄。第一止挡肩部可以被配置成芯轴上的凸缘。此外，该装置可以被配置成使得，由于芯轴和接纳装置的成形，形成用于将芯轴插入接纳装置的纵向止挡件，该纵向止挡件固定压缩后的螺旋金属体的长度。附图说明在下文中，示出了本专利技术，并基于附图中的实施例随后说明本专利技术。由此示出了图1螺旋体的立体图示，图2在三个相继的阶段中，沿着螺旋的纵向轴线被压缩的螺旋体，图3在三个相继的阶段中，沿着螺旋的纵向轴线在机加工装置的芯轴上在两个止挡肩部之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产螺旋金属体(1')的方法，其中，首先通过铸造方法在模具中生产预成型螺旋金属体(1，13)，并随即通过沿其纵向轴线(6)的变形来压缩所述预成型螺旋金属体。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180919 DE 102018215977.71.一种生产螺旋金属体(1')的方法，其中，首先通过铸造方法在模具中生产预成型螺旋金属体(1，13)，并随即通过沿其纵向轴线(6)的变形来压缩所述预成型螺旋金属体。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属体(1，13)在铸造后至少部分地通过塑性变形沿其纵向轴线(6)被压缩。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述金属体(1，13)在铸造之后和在压缩之前被机加工、尤其是通过研磨和/或抛光和/或涂覆被机加工。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，为了压缩所述螺旋金属体(1，13)，所述螺旋金属体被推到具有自由端(7a)和第一止挡肩部(7b)的芯轴(7)上，并且所述芯轴的所述自由端(7a)被插入具有第二止挡肩部(8a)的接纳装置(8)中，直到所述金属体被压缩在所述止挡肩部(7b，8a)之间。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述预成型金属体(1，13)生产成所述螺旋的每个绕组(3，4，5)的过程中，尤其是通过材料截面锥形化来提供或生产至少一个、尤其是至少两个变形区域(10，11，12，13)，并且所述变形区域(10，11，12，13)在所述金属体的压缩过程中首先塑性变形。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属体(1')在压缩后通过固定装置(9)关于其长度方面被固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：FJ·沃斯特曼，M·霍伊泽尔，M·布塞，
申请(专利权)人：弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：德国;DE