专利名称：用于制造层合的磁芯的方法
技术领域：
本发明涉及一种具有权利要求I或2特征的用于制造层合的磁芯的方法。此外本发明还涉及一种具有权利要求10特征的用于处理扁平物品的机器。
背景技术：
由现有技术已经公开的是，通过使彼此电绝缘地上漆的金属面、例如通常厚度约为O. 35mm的金属薄板彼此层叠来制造例如用于变压器或电动机的磁芯。所述金属薄板在平床式冲压机中被冲压成形状、切除并且紧接着被层合。所述方法步骤上漆、冲压和切除(分单)在分开的站中并且不是联机地进行。由JP 57-147119 (A)公开了一种这样的用于制造磁芯的方法。在此，金属面首先被层合并且紧接着被冲压并且切除(图1B)。经过冲压和切除的部分最后被接合成具有期望厚度的芯。所述芯经历热处理，其中，由所述层合产生电绝缘层。因此所述切除在各个金属面彼此叠置之前进行。此外公知的是，干扰性的涡流损失与所使用的金属薄板的相应厚度的平方有关。就此而言存在的期望是，磁芯由尽可能薄的面层合而成。但是这种薄面的操作非常困难并且因此使得必要的处理措施成本高。但是，将来根据电动性的预测性增加，对于成本低廉地制造的、薄地层合的磁芯(特别是用于电动机的磁芯)的需求可能上升。也已经公开了利用印刷技术制造3D物品的方法和机器。US 6，506, 477B1描述了一种用于制造3D物品的装置和方法。在此，所述物品的各个层彼此叠置并且粘接。于是，相应最上面的层利用切割装置30根据待制造物品的轮廓被切出凹口。因此所述切割装置必须非常精确地在其切割深度方面被控制。因此，在叠放之后才进行切割。就此而言，印刷技术的方法提供下述优点即，所述方法已经针对薄且非常薄的扁平物品进行了优化。特别是扁平物品(页张、箔、薄板)从续料器穿过所述机器向收料器的输送已经得到了解决。薄且非常薄的扁平物品的上漆和冲压已经在印刷机中并且特别是也在所谓的板印刷机中得到了解决。但是在板印刷机中不能处理具有约O. 05mm的小厚度的板。此外，通常板印刷机的收料叠堆又被分单成单个的板以进一步进行处理，例如处理成饮料罐，也就是说，收料叠堆的所谓的结团是不期望的并且例如通过适当的干燥措施在放置之前成功地防止结团。
发明内容
由所述背景出发，本发明的任务是，提供一种相对于现有技术改进的方法，该方法允许使用薄并且非常薄(小于约O. 05_厚度)的金属面来制造层合的磁芯。此外，本发明的另外的或替代的任务是，提供一种相对于现有技术改进的用于处理扁平物品的机器，所述机器同样允许处理薄并且非常薄(小于约O. 05mm厚度)的金属面来制造层合的磁芯。根据本发明，所述任务通过具有权利要求I或2特征的方法以及具有权利要求10特征的机器解决。
由配属的从属权利要求以及从说明书和配属的附图中得出本发明的有利的进一
步方案。本发明的用于制造层合的磁芯的方法是这样一种方法其中，给金属面设置电绝缘漆；对上漆后的金属面进行冲压，其中，获得接片；将冲压后的金属面放置在一个叠堆上；将磁芯从所述叠堆中切除，其中，切断所述接片。为了获得接片可规定，使用冲压工具，所述冲压工具在冲压刀中具有中断部(空隙)，所述中断部与待获得的接片相关联。本发明的另一用于制造层合的磁芯的方法是这样一种方法其中，在一个方法步骤(上漆)中给金属面设置电绝缘漆；在一个方法步骤(放置)中使上漆后的金属面在形成叠堆的情况下上下叠置；在一个方法步骤(冲压)中对多个上下叠置的金属面共同地进行冲压或切割；在一个方法步骤(切除)中将磁芯从所述叠堆中切除或取出。本发明的各方法以有利的方式允许使用薄并且非常薄(小于约O. 05mm厚度并且因此在其涡流损失方面降低约100倍)的金属面来制造层合的磁芯。根据本发明的权利要求1，对所使用的金属面进行冲压，但是并没有单个地切除。冲压后的金属面先被上下叠置并且然后才被共同地切除。通过这种方式，待制造的磁芯只有在堆叠之后才被作为整体切除。因此，所使用的金属面的小厚度在操作时、特别是在切除时、甚至在制造具有复杂几何结构的磁芯时也不会导致任何问题。因此按照本发明允许以经济的方式联机地制造层合的磁芯或衔铁芯/衔铁层，它们具有最小的涡流损失(以及降低的温度和提高的功率密度)。根据本发明的权利要求2，金属面首先被放置并且然后被冲压或切割。按照本发明制造的叠堆优选作为整体被退火(加载热和压力)并且在此得到确定的高度和强度。按照本发明，将所述磁芯从所述叠堆中加工出。在此可采用辐射(激光或水)或者切削加工方法。多个这种磁芯可以相互接合。接片的使用不是必要的。本发明方法的一个有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，使金属面事先从叠堆中分成单张或者由滚子横切。替代地也可以处理卷幅材料，所述卷幅材料被上漆、冲压并且紧接着被横切并且放置。本发明方法的一个有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，所述金属面作为金属板或金属箔提供。替代地也可以在其表面上采用金属化的面。所述面优选具有足够的柔性，以便能够沿着蜿蜒曲折的路径将所述面输送通过处理机、特别是印刷机。本发明方法的一个在涡流损失方面有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，所述金属面作为厚度为从约O. Olmm至约O. 05mm的金属板提供。在此，这种薄板例如在印刷机中的联机处理的优点在于，所述薄板可以在不中断的情况下例如在持续的叼牙闭合中并且在导向滚筒上被导向并且因此精确地并且无损害地被输送。本发明方法的一个有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，所述金属面的至少一个侧至少区域地(例如仅仅在磁芯的待被切除的形状的区域中)设有电绝缘漆。仅仅对金属面的单侧进行上漆常常就足够。但是在采用翻转装置的情况下也可以对两侧进行上漆。本发明方法的一个有利并且 因此优选的进一步方案的特征可在于，上漆后的金属面在冲压之前被干燥或略微干燥。所述略微干燥特别是可这样进行，使得保持获得剩余粘性以引起放置叠堆有目的地结团。因为具有剩余粘度的页张在放置叠堆中的操作、例如展直是困难的，因此优选在放置时对页张进行定向。为此采用页张展直器，所述页张展直器在页张通过输送叼牙放下后并且在页张碰到放置叠堆之前作用在页张上。
本发明方法的一个对于金属面叠堆的结团或保持在一起有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，所述金属面的至少一个侧在所述放置之前至少点状地设有固定介质以防止放置后的金属面彼此相对运动。优选采用粘接剂作为固定介质。如果利用固定介质工作，则所述漆也可以基本上被完全干燥。本发明方法的一个对于无损害地切除完整的磁芯有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，放置在叠堆上的金属面只有在金属面结团或粘接之后才被切除。所述结团和/或所述粘接可以基于所述漆和/或所述固定介质的作用实现。本发明方法的一个有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，所述漆被辊涂施加。所述辊涂可以在印刷机的漆装置中进行。本发明的用于制造层合的磁芯的扁平物品处理机是这样一种机器，其具有用于金属面的续料器或滚子横切器；印刷装置或漆装置，在所述印刷装置或漆装置中给所述金属面设置电绝缘漆；冲压装置，在所述冲压装置中对上漆后的金属面进行冲压，其中，得到接片；用于冲压后的金属面的收料器；切除站，在所述切除站中将磁芯从叠堆中切除，其中，切断所述接片。
下面参照附图借助于至少一个优选的实施例详细描述本发明以及本发明的结构上和/或功能上有利的进一步方案。附图中图I是本发明方法的优选实施例的流程图和用于实施本发明方法的机器。
具体实施例方式图I在上部区域中示出本发明的用于例如由薄的变压器板制造层合的磁芯K或衔铁层的方法的优选实施例的流程图，所述磁芯或衔铁层用于不同的应用例如变压器、电动机或磁继电器。所述方法大部分可联机地在处理页张的印刷机中进行，例如在海德堡印刷机股份公司的Speedmaster产品结构(不同规格、也就是经处理的页张参数的SM、⑶、XL)或者在由这种印刷机的部件组成的机器中进行。图I在下部区域中示出这种机器，其具有配属的输送装置。在上游的方法步骤I (分单/横切)中，将金属面10从叠堆11中分单或者替代地由滚子12(电动带)横切。方法步骤I可以在处理页张的印刷机M的页张续料器I或滚子横切器Γ中进行。由此，所述金属面10被以页张流提供或输送以在随后的方法步骤中作为金属板10'或金属箔10"的顺序被进一步处理。所述输送可以在印刷机M内部利用现有的、通常的叼牙系统和输送滚筒进行。所述金属面10从续料器I或横切器I响下一个站的转移可以在印刷机M内部利用现有的、通常的前叼牙和现有的、通常的供应辊进行。所述金属面10优选(与传统的材料相比)作为薄的或非常薄的并且厚度为约O. Olmm至约O. 05mm的金属板10'提供。具有所述厚度的这种材料不能或难于利用传统的处理过程或处理机进行处理并且因此不适合于制造磁芯。但是在印刷机M中进行的处理以有利的方式允许使用比O. 05mm薄的材料。在方法步骤2 (上漆)、本发明方法的第一方法步骤中，给经分单或横切的金属面10设置电绝缘漆20，以便使各个金属面10在以后的堆叠时彼此电隔离。在此，所述金属面10的至少一个侧、优选在输送时朝上指向的侧至少区域地设置电绝缘漆20。所述漆20的施加优选可利用辊21或替代地利用喷射装置进行。所述漆20的施加可以联机地在处理页张的印刷机M的印刷装置II中、优选漆装置ΙΓ中进行。
在随后的可选方法步骤3 (干燥)中，上漆后的金属面10在以后的冲压之前被干燥。但是所述干燥优选这样程度地进行(换言之仅仅略微干燥)，使得漆层以后在放置叠堆中还具有足够的粘性以将所述磁芯K的各个层足够地彼此连接以便共同地切除。可根据所使用的漆20来采用热空气干燥器、红外线干燥器或紫外线干燥器30进行干燥。所述干燥可以在处理页张的印刷机M的干燥装置III中或在干燥路段III'上(在输送金属面10期间)进行。替代地，但是不太优选地，上漆和干燥也可以在冲压之后并且在放置之前进行。在随后的可选方法步骤4(固定)中，所述金属面10的至少一个侧、优选在输送时朝上指向的侧在以后的放置之前至少点状地设有固定介质40，用于防止放置后的金属面10彼此相对运动。替代地可以在金属面10的一侧上施加漆并且在另一侧上施加固定介质40。优选采用粘接剂4(V作为固定介质。固定介质40的施加优选可以利用辊41或替代地利用喷射装置进行。固定介质的施加可以联机地在处理页张的印刷机的印刷装置IV中进行。替代地，但是不太优选地，所述固定也可以在冲压之后并且在放置之前进行。同样替代地可以将方法步骤2中采用的漆作为固定介质40使用。方法步骤3中的干燥于是例如可以这样进行，使得虽然基本上全局地进行干燥，但是例如通过使用具有可单个控制的激光器或LED的IR激光器阵列或UV-LED阵列局部地保持获得粘性部位。另外的替代方案可在于，给金属面10的一侧或两侧设置首先不激活的固定介质40，其中，所述固定介质在放置叠堆中或以后才例如通过热作用或压力作用被激活，例如采用可热激活的粘接剂。在此优点可在于能够机械更稳定(也就是说振动更少)、更容易和/或更耐压地产生叠堆。在随后的方法步骤5(冲压)中，对上漆后的金属面10进行冲压，其中，获得接片50。在此，对于本发明的方法重要的是，所述冲压在以后的放置之前进行，也就是说，将已经冲压过的金属面10进行放置。所述冲压利用冲压模具51 (阴模或者阴模/阳模)进行，所述冲压模具相应于待制造的磁芯K的形状或横截面。所述冲压模具51可以对于磁芯K冲压简单的(例如U形)或者特别的且复杂的形状(例如星形或齿轮形，部分地具有内轮廓)。优选所述冲压利用旋转的冲压工具51进行。替代地也可以采用激光冲压装置，所述激光冲压装置以有利的方式允许变换的冲压图案并且因此允许生产具有可变的(横截面)形状的磁芯。在冲压时得到接片50，也就是说对于每个金属板得到至少一个接片、优选多个接片，从而使得经过冲压的有用部分能够与金属面10的剩余部分(边缘以及必要时废弃部分)一起被继续输送。因此不进行完全的冲裁。接片50的布置优选这样进行，使得磁通是最佳的并且可以将所述金属面10毫无问题地输送至放置叠堆并且放置在那里。所述冲压可以联机地在处理页张的印刷机M的冲压装置V中进行。在此可以将冲压模具51布置在压印滚筒或印版滚筒(或者漆滚筒或漆布滚筒)上。替代地，但是不太优选地，所述冲压也可以脱机地在单独的冲压机中进行。为此，必须将金属面10从联机过程中取出并且供应给冲压机。接着，又必须将脱机冲压后的金属面10供应给所述联机过程。因此所述联机过程中断或分为两个子过程并且由此减慢。替代地，所述冲压或造型也可以在结团(方法步骤7)之后才进行。为此采用射束例如激光射束或水射束，所述射束给多个上下叠置的金属面10同时并且共同地加载待产生的磁芯的形状。在此可产生基本上任意的3D形状。代替射束地也可以采用切削方法。通过这种方式产生的磁团(磁体块)又可以被层合并且通过这种方式产生复杂的3D结构，其中，这 种方法也能够有利地在小件数的情况下使用。在随后的方法步骤6(放置)中，将经过冲压的金属面10相继地并且叠置地放置在一个在此形成的叠堆60上。在此，对于本发明的方法重要的是，所述放置在以后的切除之前进行，也就是说，放置后的金属面10还没有被切除。所述放置至少这样精确地进行，使得经过冲压的有用部分在所需的生产精度的范围内上下叠置。为此例如可使用前部的和侧面的止挡。例如可通过在可选的方法步骤4中产生的固定点来防止叠堆60上的金属面10在放置之后打滑。放置后的金属面10总是具有在方法步骤5中产生的接片50。所述放置可以联机地在处理页张的印刷机M的收料器VI中进行。利用围栏装置61可产生期望的叠堆高度并且从而(由X-Y方向上的金属面)产生磁芯K在Z方向上的尺寸。各个叠堆的高度或磁芯K在Z方向上的尺寸可以优选在约5mm与30cm之间。也可以规定，监控码放时的叠堆高度并且在确定的高度的情况下例如通过推入围栏装置61来中断堆叠过程。因为金属面10的厚度具有制造技术方面的公差，因此这种做法相对于针对放置后的金属面10纯粹计数的做法具有优点。此外可规定，利用套准装置62监视并且校正地影响所述放置，所述套准装置负责在圆周套准、侧面套准和倾斜套准方面精确地放置金属面10。在随后的可选方法步骤7 (结团/硬化)中，将经过冲压并且放置在叠堆60上的基本上二维的金属面10结团或硬化成三维的体，即磁芯K。所述结团或硬化可被动地通过足够长时间地储放叠堆60或者主动地例如通过供入热和/或压力(例如退火)进行。所述结团或硬化也可以联机地在处理页张的印刷机M的收料器IV中进行。在随后的方法步骤8 (切除)中，将磁芯K从叠堆60中切除，其中，切断接片50。所述切除并且在此所述接片50的切断可通过作用于磁芯K上的力作用例如借助于冲头80进行(换言之将磁芯K从叠堆中压出)。替代地，所述接片可利用射束例如激光射束或水射束或者以切削的方式切断并且接着将磁芯K从所述叠堆中取出。如果放弃方法步骤7，也就是磁芯K在切除之前尚没有或未足够地结团，则可能需要在切除之前例如通过保持或螺接使磁芯K稳定。所述切除优选在所述处理页张的印刷机M之外在单独的切除站VIII中进行。替代地，但是不太优选地，所述处理页张的印刷机M可被配备有切除站VIII。在随后的可选方法步骤9. I (后处理)中，例如借助于加热装置81使切除后的磁芯K经历热处理，其中，所述芯K被固定并且结团或硬化。如果已经执行了可选的方法步骤4，则在所述后处理时进行另外的固定。如果已经执行了可选的方法步骤7，则在所述后处理时进行另外的结团或硬化。在随后的方法步骤9.2 (缠绕)中，给按照本发明制造的磁芯K设置绕组W。所述缠绕优选在缠绕站IX中进行。事先还可以规定，检验电绝缘部和/或再磨削磁芯的棱边。印刷机M中的联机过程也可以包括金属面10的翻转，例如在翻转装置进行翻转。通过这种方式例如可以使金属面10在两侧上进行上漆和干燥。参考标号表
I分单/横切2 上漆3 干燥4 固定5 冲压6 放置7结团/硬化8 切除9. I后处理9. 2 缠绕10金属面10'金属板10"金属箔11 叠堆12 滚子20 漆21 辊30干燥器40固定介质40'粘接剂41 辊50 接片51冲压模具60 叠堆61围栏装置62套准装置80 冲头81加热装置I页张续料器I'滚子横切器II印刷装置ΙΓ漆装置II干燥装置ΙΙΓ干燥路段IV印刷装置V冲压装置VI收料装置
IX缠绕站M处理页张的印刷机
K 磁芯
W 缠绕
权利要求
1.一种用于制造层合的磁芯的方法，其中， 在一个方法步骤上漆(2)中给金属面(10)设置电绝缘漆(20)； 在一个方法步骤冲压(5)中对上漆后的金属面(10)进行冲压，其中，获得接片(50)； 在一个方法步骤放置(6)中将冲压后的金属面(10)在形成叠堆(60)的情况下上下叠置；并且 在一个方法步骤切除(8)中将磁芯(K)从所述叠堆(60)中切除，其中，切断所述接片(50)。
2.一种用于制造层合的磁芯的方法，其中， 在一个方法步骤上漆(2)中给金属面(10)设置电绝缘漆(20)； 在一个方法步骤放置(6)中使上漆后的金属面(10)在形成叠堆(60)的情况下上下叠置； 在一个方法步骤冲压(5)中对多个上下叠置的金属面(10)共同地进行冲压或切割； 在一个方法步骤切除(8)中将磁芯(K)从所述叠堆(60)中切除或取出。
3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，使金属面(K)在上漆(2)之前在一个方法步骤分单/横切(I)中从叠堆(11)中分成单张或者由滚子(12)横切。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述金属面(10)作为金属板(10')或金属箔(10")提供。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述金属面(10)作为厚度为从约O.Olmm至约O. 05mm的金属板(10')提供。
6.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述金属面(10)的至少一个侧至少区域地设有电绝缘漆(20)。
7.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，上漆后的金属面(10)在所述冲压(5)之前在一个方法步骤干燥(3)中干燥或略微干燥。
8.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述金属面(10)的至少一个侧在所述放置(6)之前在一个方法步骤固定(4)中至少点状地设有固定介质(40)以防止放置后的金属面(10)彼此相对运动。
9.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，放置在叠堆上的金属面(10)在一个方法步骤结团/硬化(7)之后才作为磁芯(K)被切除，在所述方法步骤结团/硬化中，所述磁芯(K)结团或硬化。
10.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，利用辊(21)来辊涂上所述漆(20)。
11.一种用于制造层合的磁芯的扁平物品处理机，具有 用于金属面(10)的续料器(I)或滚子横切器(Γ ); 印刷装置(II)或漆装置(ΙΓ )，在所述印刷装置或漆装置中给所述金属面(10)设置电绝缘漆(20)； 冲压装置(V)，在所述冲压装置中对上漆后的金属面(10)进行冲压，其中，得到接片(50)； 用于冲压后的金属面(10)的收料器(VI);和 切除站(VIII)，在所述切除站中将磁芯(K)从叠堆(60)中切除，其中，切断所述接片(50)。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造层合的磁芯的方法，磁芯例如用于变压器或电动机，在方法步骤上漆中给金属面特别是金属板或金属箔设置电绝缘漆；在方法步骤冲压中对上漆后的金属面优选旋转地冲压，获得接片；在方法步骤放置中将冲压后的金属面在形成叠堆的情况下上下叠置；在方法步骤切除中将磁芯从叠堆中切除，切断所述接片(50)。优选磁芯(K)在切除(8)之前经历方法步骤结团/硬化(7)，从而可将磁芯(K)作为整体从叠堆(60)中切除并且在此保持其形状。施加的漆(20)可经历方法步骤干燥(3)。最后，磁芯(K)可设有绕组(W)。按照本发明可由非常薄(优选小于0.05mm)的金属面并因此以非常小的涡流损失制造磁芯(K)。
文档编号H01F41/02GK102637500SQ201210026040
公开日2012年8月15日 申请日期2012年2月7日 优先权日2011年2月11日
发明者M·默茨 申请人:海德堡印刷机械股份公司