專利名稱：具有套管的電磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁鐵,包含一外殼，外殼容納有一線圈管，線圈管承載有導電金屬線的繞組，線圈管環(huán)繞一容納有電樞的電樞室，外殼的外殼壁在電樞室的部分具有一空隙。
背景技術(shù)：
一般電磁鐵可以作為驅(qū)動閥門或類似裝置的操縱或調(diào)整構(gòu)件。這種電磁鐵的應用范圍很廣。例如，應用在汽車或飛機上。在這些應用中，需著重考量成本或重量的因素。而這種構(gòu)造應用于電樞室可能出現(xiàn)很高的工作壓力(例如200bar或更高)的情況。當然這類電磁鐵的構(gòu)造需具有足夠的耐壓強度，以可靠地工作及防止泄漏。為了能夠以較低的成本制造外殼，電磁鐵的零件(線圈，連接件，插頭等)都是以現(xiàn)代化的制造方法制成，例如外殼是以粉末壓鑄制成。這種制造外殼的方法稱為金屬粉末射出成型(MIM)或金屬粉末壓成型，使用這種方法的優(yōu)點是無需進行額外的切削加工，也能夠以一個工作步驟在外殼內(nèi)完成比較復雜的形狀加工。這樣就可以使外殼壁將電樞室環(huán)繞住，其中外殼壁與外殼的其他部分是一體成型的。而必須注意的是，存在于電樞室內(nèi)的高壓也會作用在電樞室的內(nèi)壁上。位于連接電樞室的外殼壁的后面是線圈管，在線圈管上有許多由導電金屬線卷成的繞組。為了使電磁鐵達到最佳效能，所有外殼零件的壁厚，包括環(huán)繞電樞室的外殼壁的壁厚，都要盡可能的小。而環(huán)繞電樞室的外殼壁在電樞室的底部及/或頂部的過渡區(qū)范圍必然連接其他的外殼壁。這個范圍一體成型的構(gòu)造方式對于達到很高的防泄漏安全性是很較佳的。但是此過渡區(qū)的厚度也必須相對的加大，因為剪力及/或扯裂效應會因為高壓造成的壓力變得很大。因此一種已知的作法是將這個此過渡區(qū)其背對于電樞室的面加厚，例如在與電磁鐵相鄰的外殼壁及環(huán)繞電樞室的外殼之間形成倒角或倒圓角，以加厚此面。因此，加厚的部分位于線圈管所在的范圍。線圈管承載導電金屬線的繞組，線圈本身是自動地被卷繞，因此最好是將線圈制作成圓柱體的形狀。相較于電磁鐵沒有加厚的變化方式，加厚(倒角或倒圓角)的部分會占用線圈在線圈的軸向方向的構(gòu)造空間。由于加厚的關(guān)系，為了達到耐高壓電磁鐵所相適應的力學及/或磁學影響，電磁鐵的總體積會變得比較大。這會導致成本的上升及重量的增加，而此尤其于特殊應用是不期望的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改善現(xiàn)有技術(shù)，以克服上述缺點中的至少一個缺點。為了達到上述目的，本發(fā)明是從本文開頭提及的已知技術(shù)的電磁鐵出發(fā)，并建議在線圈管及電樞室之間設置與外殼分開設置的一套管，同時此套管以沒有倒角的方式與外殼壁面對線圈管的一內(nèi)側(cè)面連接。
本發(fā)明的優(yōu)點是，將一個特意分開的構(gòu)件安裝在電磁鐵內(nèi)，這個構(gòu)件定義核心套管而且本身具有足夠的耐壓性。套管是一個管件，其再必要時也可以透過切削加工以配合特定的應用領(lǐng)域的需求以及達到足夠的抗壓強度。線圈管套接在套管上，其中套管面對線圈管的一外表面，在一種實施例中，其于至少到與電磁鐵相鄰的外殼壁的內(nèi)側(cè)面的范圍內(nèi)是一圓柱狀的光滑表面。線圈室是沒有倒角的，因此線圈管可以被放入將電樞室完全環(huán)繞住的線圈室底部，其中線圈室底部具有溝槽狀斷面，這樣就可以充分利用到線圈室。最好是將線圈室制造成帶有平行伸展的溝槽壁的溝槽，其中一個溝槽壁是套管的外側(cè)面，而另一個溝槽壁是外殼的外殼內(nèi)壁。線圈室底部最好是以直角與溝槽壁連接。本發(fā)明設計的套管是以高強度材料制造，因此能夠形成耐壓性極強的電樞室，使其即使是在lOObar、較佳是200bar、或最好是450bar的高壓下，也能夠保持氣密及/或耐壓。一種合適的方式是，套管是以至少一套管管件而逐段構(gòu)成套管，例如套管是從一個兩邊打開的管材切斷而成，或是從實心材料制造而成。如果是以實心材料制成，則可以在套管內(nèi)形成一個一端封閉的空隙，在這種情況下，套管只有一端有開口。在套管內(nèi)形成一個一端封閉的空隙的優(yōu)點是無需為密封性而進行額外的加工。因為有開口的關(guān)系，電樞室是可相通的。同時位于電樞室內(nèi)的可移動的電樞經(jīng)由這個開口而作用在外接的元件上，例如閥門或類似元件。套管被置入外殼的一個空隙內(nèi)，當然這個空隙也會將套管的開口環(huán)繞住。為了連接設置在電磁鐵外受電樞控制的元件，套管在開口范圍具有一個外緣，該外緣的內(nèi)徑大于套管管件及/或一端封閉的空隙的內(nèi)徑。套管在連接范圍有相對應的擴展。最好是將套管制造成旋轉(zhuǎn)對稱的元件，這樣可以大幅地簡化套管的外部切削加工。此外，旋轉(zhuǎn)對稱的構(gòu)造也可以簡化套管的組裝工作，因為在這種實施方式下，無需針對套管相對于電磁鐵的特定位置進行組裝。當然套管也可以配備一個定位裝置，而例如這樣做可以將套管在電磁鐵及/或外殼內(nèi)的位置以可旋轉(zhuǎn)的方式固定住，及/或同樣將套在套管上的線圈的位置以可旋轉(zhuǎn)的方式固定住。所謂以可旋轉(zhuǎn)的方式固定住是指元件相對于線圈軸(旋轉(zhuǎn)軸)的角度位置是固定的。在本發(fā)明的一個較佳的實施方式中，外殼壁內(nèi)的空隙帶有一個與套管的外緣共同作用的梯級。這個梯級形成于空隙中的方式使外殼的外側(cè)面上具有一個直徑較大的圓環(huán)， 一個直徑較小的圓環(huán)連接在這個直徑較大的圓環(huán)的內(nèi)側(cè)面(面對線圈的那一面)。因而在軸向方向上(以線圈為基準)形成一個套管的止檔，當套管被推入外殼時就會被此止檔止動。如以上所述，套管內(nèi)可能出現(xiàn)很高的壓力。此壓力也會作用在外緣上。從外緣過渡到其余套管管件的過渡區(qū)可能成為力學上的薄弱部位，因此一種較佳的作法是，對外緣范圍的套管壁及/或套管管件過渡到外緣的過渡區(qū)進行材料加厚。例如可以透過倒角或倒圓角達到材料加厚的目的，而且這是在外殼層面(梯級范圍)內(nèi)進行，因此不會造成線圈室內(nèi)可供安裝線圈的空間變大。本發(fā)明的設計是將結(jié)構(gòu)上有必要透過倒角或倒圓角實現(xiàn)的材料加厚，移到線圈室外進行，以實現(xiàn)不會增加電磁鐵的總體積的目的。根據(jù)本發(fā)明的一種較佳的實施方式，外殼是一種粉末壓鑄件，尤其是一種金屬粉末壓鑄件。這種制造方法的優(yōu)點是可以在一個制造步驟完成相當復雜的外殼結(jié)構(gòu)。利用金屬粉末壓鑄法也可以制造出具有導電性的外殼。為了使電磁鐵能夠被安裝在要使用電磁鐵的裝置上，例如安裝在液壓管線或氣動管線上，外殼在面對空隙的那一個面上具有一個固定凸緣。通常固定凸緣是與外殼一體成型，例如在利用粉末壓鑄法及/或金屬粉末壓鑄法制造外殼時一并形成固定凸緣。 以下將配合附圖中的實施例對本發(fā)明的內(nèi)容做進一步的說明。


圖I :本發(fā)明的電磁鐵的側(cè)視圖。圖2 :現(xiàn)有技術(shù)的電磁鐵的側(cè)視圖。主要元件符號說明I電磁鐵
10電磁鐵
11第一子外殼
12第二子外殼
2、2’夕卜殼
20外殼壁
21空隙
22內(nèi)側(cè)面
23梯級
24凸緣
25外殼內(nèi)壁
26線圈室
27底部
28、28，外表面
3線圈管
30線圈軸
39、39，繞組
4電樞室
5套管
50套管管件
51開口
52外緣
53周緣
Vh2距離
具體實施例方式在圖中，相同或相同作用的元件均以相同的元件符號標示，而且除非有必要，已在前面圖中說明過的相同元件將不會在后面重復說明。以下的說明是以圖I顯示的本發(fā)明的電磁鐵I與圖2顯示的現(xiàn)有技術(shù)的電磁鐵10進行比較，以說明本發(fā)明的內(nèi)容。本發(fā)明的電磁鐵在第一子外殼11內(nèi)具有一插頭接點，以及在第二子外殼12內(nèi)具有能夠透過所產(chǎn)生的磁場而產(chǎn)生動作的元件，例如電樞或電樞導桿。電磁鐵通常是由一電樞室4構(gòu)成，在電樞室4內(nèi)具有一可沿著線圈軸30移動的電樞(未圖示)。電樞室4至少一部分被一線圈管3所環(huán)繞住。線圈管3承載有許多帶有導電金屬線的繞組39。線圈的接口與插頭11內(nèi)的插頭接點導電連接。當繞組39接通電流， 電樞室4內(nèi)會產(chǎn)生一個磁場，這個磁場會作用在電樞上(通常是抵抗一個復位彈簧的作用力)。為了使電樞室4具有很好的高壓氣密性，本發(fā)明提供一限制于電樞室4的范圍內(nèi)而與電磁鐵的外殼2分開的套管5。套管5是由套管管件50及連接在外側(cè)面上的外緣52構(gòu)成。從圖中可以清楚的看出，外緣52的內(nèi)徑大于套管管件50的內(nèi)徑。在外緣52上有一個相應的周緣53。電磁鐵的不同的兀件被安裝在外殼2內(nèi)。外殼2具有位于內(nèi)部及外部的外殼壁。 一個位于外殼2外部的外殼壁20具有一個相對應的空隙21,套管5穿過空隙21而向外凸出。套管5具有一個開口 51，受電磁鐵操縱的元件(例如電樞)能夠透過開口 51而作用在位于電磁鐵之外的構(gòu)件(例如閥門)。以線圈軸30而言，在線圈管3之外有具一徑向連接在線圈管3上的外殼內(nèi)壁25，因而構(gòu)成一套管狀的線圈室26，線圈室26的內(nèi)部徑向范圍以套管5的為界，線圈室26的外部徑向以外殼內(nèi)壁25為界。外殼內(nèi)壁25及套管5的外側(cè)面經(jīng)由線圈室底部27連接在一起，其中線圈室底部27是外殼2的內(nèi)側(cè)面22的一部分。帶有卷繞的金屬線的線圈管3被套在套管5上，并被套管5所固定及/或?qū)бＴ谕鈿?上被設置在空隙21那一面的凸緣24的作用是固定電磁鐵。在本實施例中，空隙21并不是以一圓柱形壁為界，而是在其內(nèi)部面對線圈管3的范圍有一個朝內(nèi)的梯級23，其作用是作為套管5的止檔，尤其是作用為在應用最多外緣52的周緣53。本發(fā)明的設計使線圈室底部27沒有倒角，也就是以直角與套管5連接，其中套管 5與外殼分開設置。這樣做可以使整個線圈室26都可以被有效地利用。Ill代表金屬線繞組39’到外殼2的外表面28的距離。圖2中的h2代表在先前技術(shù)的電磁鐵中相對應于Ii1的距離，也就是金屬線繞組 39’的底緣到外殼2’的外表面28’的距離。在圖I及圖2中，外表面28或外表面28’與一個共同的基準面重合。從圖中可以清楚的看出，按照本發(fā)明的距離h小于按照現(xiàn)有技術(shù)所形成的距離h2，亦即h2略大于4。這個高度差使本發(fā)明得以提高線圈室可供使用的空間，以及避免因可用空間縮小而造成成本的上升。雖然以上是以非常詳細的方式描述本發(fā)明的實施例的各種細節(jié)，但此處要特別指出的是，以上的實施例及描述僅是用于解說本發(fā)明的內(nèi)容，但是并不會對本發(fā)明的范圍造成任何限制，因為對熟習該項技術(shù)者而言，從本公開說明的內(nèi)容可以看出許多可能的替代實施方式及操作方式。同樣的，所有未偏離本發(fā)明的內(nèi)容的修改方式亦屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電磁鐵,包含一外殼(2),其特征在于,該外殼(2)容納有一線圈管(3),該線圈管(3)承載有一導電金屬線繞組，該線圈管(3)環(huán)繞于容納有一電樞的一電樞室(4),該外殼(2)的外殼壁(20)位在該電樞室(4)的部分具有一空隙(21)，該線圈管(3)及該電樞室(4)之間具有與該外殼(2)分開設置的一套管(5)，該套管(5)以沒有倒角的方式與該外殼壁(20)面對該線圈管(3)的那一內(nèi)側(cè)面(22)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁鐵，其特征在于，該電樞室(4)為耐壓，其耐受lOObar、 200bar、或 450bar 的高壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁鐵，其特征在于，該套管(5)由至少一套管管件(50)所逐段構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁鐵，其特征在于，于該套管(5)的至少一側(cè)具有一開口(51)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁鐵，其特征在于，該套管(5)內(nèi)具有一端封閉的空隙，及 /或該套管(5)在該開口(51)范圍具有一外緣,該外緣的內(nèi)徑大于該套管管件(50)及/或一端封閉的該空隙的內(nèi)徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁鐵，其特征在于，該套管(5)為一旋轉(zhuǎn)性對稱的組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁鐵，其特征在于，該線圈管(3)套接于該套管(5)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁鐵，其特征在于，該外殼壁(20)內(nèi)的空隙(21)具有一與該套管(5)的外緣(52)互相作用的一梯級(23)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電磁鐵，其特征在于，在該外緣(52)范圍內(nèi)的套管壁及/或該套管管件(50)過渡到該外緣(52)的過渡區(qū)的材料加厚。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁鐵，其特征在于，該外殼(2)是一種粉末壓鑄件,尤其是一種金屬粉末壓鑄件，及/或該外殼(2)在面對該空隙(21)的面上具有一固定的凸緣(24)。
全文摘要
一種電磁鐵，包含一外殼，外殼容納有一線圈管，線圈管承載有一導電金屬線繞組，線圈管環(huán)繞于容納有一電樞的一電樞室，外殼的外殼壁位在電樞室的部分具有一空隙，線圈管及電樞室之間具有與外殼分開設置的一套管，套管以沒有倒角的方式與外殼壁面對線圈管的一內(nèi)側(cè)面連接。
文檔編號H01F7/06GK102610357SQ20111042808
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者克勞斯-彼得·哈薩爾 申請人:Svm舒茲特管理顧問股份有限公司