通过压缩螺旋线生产螺旋体的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于生产由导电材料制成的螺旋形主体，尤其是电子线圈的方法。首先，将材料卷绕在铸造模具中的芯轴(1)上，以形成具有多个绕组(9，10)的线圈(3，3')，然后沿线圈的轴向(8)向线圈施加压力，该压力导致在线圈的轴向(8)上，各绕组(9，10)横截面的变形和压缩。通过压缩线圈，具有电子线圈的例如电机，可以实现空间的最佳利用。实现空间的最佳利用。实现空间的最佳利用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过压缩螺旋线生产螺旋体的方法


[0001]本专利技术涉及机械工程领域，当通过金属铸造的方式生产螺旋线时，可特别有利地用于铸造


技术介绍

[0002]螺旋金属体在电气工程和机械中，可以被用于许多不同的用途，例如弹簧或线圈。到目前为止，通过卷绕股线形的金属体(例如金属丝)制成的绕制线圈主要用于电机。这种制造技术通常不能最优地填满可用的安装空间。尤其是当此类线圈不具有圆柱形时，在卷绕过程中，生产过程通常需要额外的手动操作。
[0003]为了提高填充程度，并且增加包含此类绕组/线圈的电机的功率或扭矩密度，已经描述了通过金属铸造工艺生产此类螺旋体。这使得这种螺旋线的横截面和外部形状的配置具有很高的自由度。具体而言，例如，各个匝的横截面也可以自由配置。通过优化空间利用和散热，可以同时优化电功率和散热效率。然而，通过铸造的方式生产螺旋线和电子线圈，在制造过程中存在其他缺点。

技术实现思路

[0004]在现有技术的背景下，本专利技术的目的是创建一种用于生产螺旋体，尤其是电子线圈的方法，该方法能够通过生产的产品实现最佳的空间利用，同时使制造的复杂性最小化。
[0005]根据本专利技术，该目的通过权利要求1的特征实现。从属权利要求2至8描述了用于产生螺旋体的方法的可能的实现方式。本专利技术还涉及具有权利要求9的特征的装置，以及此类装置的可能的实施例。
[0006]因此，本专利技术涉及一种用导电材料制造螺旋体，特别是线圈的方法，其中，首先将呈股线形的材料卷绕在芯轴上，以形成具有多个匝的螺旋线，然后在施加压力之前，将所述芯轴和所述螺旋线放入模具中，固定连接到所述芯轴的基板通过成型锁定连接方式，特别是锁销，连接至所述模具，然后在其轴向上，对所述螺旋线施加压力，导致所述螺旋线的轴向上各匝的横截面变形和压缩。
[0007]原则上，在成型电子线圈时，最初可以使用卷绕螺旋线的常规方法。此后，通过对螺旋线施加轴向压力使螺旋线的材料变形，从而使单个或所有匝的横截面变形。通过这种方式，在螺旋线的纵向方向上实现更紧密的匝数填充，并且螺旋线的空间需求保持减少，同时保持匝数不变。同时，各匝的横截面能够沿径向扩展。由此，由螺旋线形成的电子线圈变得更加高效而且节省空间。此外，螺旋线匝间的热传导的改善可提高整体导热性能，从而能够散热。
[0008]在该方法的一个实施例中，可以在螺旋线上连续施加多次轴向压力，特别是以脉冲型撞击的形式。这样，可以在多阶段变形过程中进行压缩，以便在许多情况下，可以在没有材料裂纹或可能的结构变化的情况下实现充分的变形。压力的脉冲式增加，例如通过撞击的方式，其优点是可以短暂而动态地产生高压，而无需提供静态产生或承受相应力的装
置。
[0009]另一实施例中，螺旋线上的压力在多个阶段中增加，其中，特别是每当压力增加后，压力再次暂时性地降低，。由于螺旋线的材料在多个阶段中变形，在有限的结构变化范围内，螺旋线上的这种多级压力增加也可以产生有利的结果。
[0010]为了对螺旋线成型，可以在施加压力之前，将芯轴和螺旋线放置在围绕螺旋线的模具中，并限制螺旋线向外的径向扩展。在施加轴向压力期间，螺旋线的径向扩展受到模具的限制。作为模具的结果，可以定义螺旋线的外部目标形状，这可以通过施加足够的轴向压力来实现。特别是，通过施加压力，螺旋线可以被轴向压缩在芯轴上，位于芯轴和模具之间，直到它填满芯轴和模具之间的空间。为此，芯轴和模具彼此同轴布置，尤其是彼此连接。
[0011]模具可包括圆柱形或截头体形空腔，以便螺旋线在压缩后同样具有圆柱形或截头体形的外轮廓。这种螺旋线，例如，可用作旋转电机中的电子线圈，其中可用于单独绕组的安装空间同样具有截头体的形状。
[0012]芯轴和模具都可以由稳定的金属制成，尤其是钢制成。
[0013]有利地，在芯轴被引入模具之前，将螺旋线卷绕到芯轴上，如此，有利的设计可以提供可连接的独立的芯轴和模具。芯轴和模具可在模具的径向最窄区域内彼此连接。
[0014]该方法的另一个实施例中，螺旋线上的压力，或压力脉冲的强度的选择方式应使得，在绕组至少有一个匝的情况下，螺旋线在轴向上的高度至少降低10％，特别是，至少20％。
[0015]在螺旋线的轴向压缩过程中，在模具径向扩展最大的区域，各匝在轴向上可以被最大程度的压缩。在该区域中，单个匝的径向宽度和螺旋线在纵向上的高度的比值最大，且大于模具的径向较窄区域。例如，螺旋线的压缩方式可以使得卷绕股线的横截面的径向宽度与高度之比达到2:1，特别是甚至5:1。
[0016]在该方法的另一个实施例中，在缠绕过程之前或之后，为股线形材料提供电绝缘和/或浸渍外层。可以提供在股线形材料变形期间也变形的层作为绝缘外层，使得外层在变形期间保持闭合。特别是易变形的塑料材料适用于此目的。也可提供氧化物层作为外层，例如，其是在螺旋线变形后，在出现裂纹的位置与空气接触时新形成的，并对螺旋线的匝进行电绝缘。
[0017]在该方法的一个实施例中，在螺旋线被压缩后，所述股线形材料具有，特别是电绝缘和/或浸渍外层。这可以被实现，例如，通过螺旋线是有弹性的，因此，在匝的压缩和变形后，螺旋线本身在压缩力降低后在轴向上弹性膨胀到一定程度，因此，螺旋线的各个匝彼此之间建立了一定距离，因此可以进行涂层。随后，可通过浸入螺旋线或喷涂等方式涂覆涂层。还可以通过浇铸的方式将螺旋线的匝之间的中空空间填充绝缘材料，从而使螺旋线的各个匝彼此之间电绝缘。为此，可选择绝缘材料，如此，毛细管作用可以导致或支持液体材料被吸入螺旋线的中间空间。铸造可采用真空铸造的形式进行。为此，芯轴基板和模具之间的连接可设计为真空密封。对于涂层过程，螺旋线也可以在施加力的同时在纵向上临时弹性膨胀。
[0018]本专利技术的另一个有利实施例中，相应地，螺旋线压缩后，通过浇筑填充材料进行密封，其完全填充螺旋线的匝之间的中间空间。
[0019]除了上述类型的方法外，本专利技术还涉及用于执行该方法的装置，该装置包括模具、
用于将模具连接到用于卷绕螺旋线的芯轴的连接装置，以及包括柱塞的压力装置，该压力装置尤其包括用于容纳芯轴的凹槽。
[0020]此外，还可以提供模具，该模具包括用于容纳压缩后的螺旋线的锥形腔体。
附图说明
[0021]下文将基于附图示出和描述本专利技术。在附图中：
[0022]图1示出了可以卷绕线圈的芯轴；
[0023]图2示出了包括卷绕于其上的线圈的芯轴；
[0024]图3示出了位于模具中的包括卷绕于其上的线圈的芯轴；
[0025]图4示出了带有模具和压力工具的芯轴；
[0026]图5示出了另一用于卷绕线圈的芯轴；
[0027]图6示出了一种股线形材料构成的，包括绝缘层的卷绕于芯轴上的线圈；
[0028]图7示出了一种位于模具中的芯轴上，包括绝缘层的绕制线圈；
[0029]图8示出了一种带有芯轴的模具，一种线圈和一种压力工具；
[0030]图9示出了一种压缩后，位于模具中的不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用导电材料制造螺旋体，特别是线圈的方法，其中，首先将股线形的材料卷绕在芯轴(1)上，以形成具有多个匝(9，10)的螺旋线(3，3')，然后在施加压力之前，将所述芯轴和所述螺旋线放入模具(4)中，固定连接至所述芯轴的基板(2)通过成型锁定连接方式，特别是锁销，连接至所述模具，然后在其轴向(8)上，对所述螺旋线施加压力，导致在所述螺旋线的所述轴向(8)上各匝(9，10)的横截面的变形和压缩。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述螺旋线(3，3')上连续施加多次轴线压力，特别是以脉冲型撞击的形式。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述螺旋线(3，3
’
)上的所述压力在多个阶段中增加，其中，特别是，每当压力增加后，所述压力再次暂时性地降低。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在施加所述压力之前，将所述芯轴(1)和所述螺旋线(3，3
’
)放置在模具(4)中，所述模具(4)围绕所述螺旋线并且限制所述螺旋线的径向扩展。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述螺旋线(3，3')上的所述压力，或所述压力脉冲的强度的选择方式应使得...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
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：