具有連接部的電磁鐵的製作方法

2023-06-15 01:15:46

專利名稱：具有連接部的電磁鐵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電磁鐵，本發明的電磁鐵是由一線圈及一用於電源的連接部所構成，其中當電流經線圈時會產生一磁場，並且在連接部設置有至少一個導電的銷針。
背景技術：
一般的電磁鐵通常是作為例如閥門或類似裝置的操作元件。連接部形成有例如插頭接座。根據現有技術，在線圈及連接部及/或插頭接座之間通過一絞合線而建立連接。 絞合線或金屬線被焊牢在連接部的銷針上，並以相同的方式通過焊接而與卷繞在線圈上的金屬線連接。線圈包含一個承載多個線圈式繞組的線圈體。電連接是在組裝完成的狀態下進行。所謂組裝完成的狀態是指各個元件都已裝入電磁鐵的外殼內。以焊接方式形成電連接的作法比較複雜，因此成本也較高。在連接部及 /或插頭及線圈之間使用的絞合線連接最好具有相當程度的振動穩定性，也就是說，在電磁鐵被安裝到擺動或振動的裝置內時，具有相當高的可靠性。

發明內容
本發明的目的是提出一種如上述的電磁鐵，這種電磁鐵一方面製造成本要低，另一方面在運轉時又要具有很高的可靠性。為達到上述目的，本發明是從上述的電磁鐵出發，並建議使銷針通過焊接部與剛性的線圈連接構件形成連接，以及線圈連接構件與線圈連接，同時銷針在其遠離連接部的那一端被一套在銷針上的導引件所定位。本發明提出多個協助及支持的措施在線圈上設置一線圈連接構件，然後通過焊接將來自插頭的絞合線連接在其上， 此部分屬於已知的現有技術。本發明提出通過焊接將線圈連接構件與銷針連接在一起， 其中銷針本來就已經在插頭接座上(在本發明中，插頭接座、插頭、連接部等名詞是可互換的)。例如可以使用高精密度及高品質的自動化電阻焊或雷射點焊進行焊接，以達到低成本的目的。使用可以套在銷針上的導引件的優點是能夠以簡單且可靠的方式組裝本發明的電磁鐵。導引件能夠將銷針(插頭接座及/或連接部通常具有多個端子，也就是銷針)明確且可靠的定位，使其即使是在連接過程中，也就是在焊接過程中，都能夠保持在正確位置。 因此導引件的作用是實現可靠的焊接連接。連接部通常是由插頭連接所構成。例如插頭連接或插頭接座是通過於外殼之外的兩個彼此匹配的相互作用元件(例如銷針及容納銷針的套筒)而獲得實現。在本發明中， 銷針是指一種用於導引電流的連接元件，而不是限於一種在縱向延伸的構造物。例如設置在插頭接座的銷針也可以是由套筒形成。一種合適的作法是，必要時設置在連接部的銷針可以延伸，而成為可取代現有技術的絞合線的導電元件。原本過程複雜的焊接程序可以被本發明的焊接取代，這種焊接是一種穩定性高且可以快速完成的連接技術，而且能夠以半自動或全自動的方式進行，以降低成本。因此本發明所謂的「銷針」也可以是指套筒或管子。線圈連接構件具有足夠的剛性或強度，以便在安裝過程中及後續的焊接步驟能夠保持在所希望的位置。導引件被以適當的方式套在至少一個銷針上。通過導引件及該至少一個銷針之間的力的連接，在銷針及導引件之間形成力耦合，使銷針被導引件以適當的方式定位。在此， 導引件是以適當的方式定位及/或固定在電磁鐵內。在本發明的一較佳實施例中，連接部(尤其是插頭接座)位於電磁鐵的外殼內，同時導引件支撐在外殼上。電磁鐵被一外殼包住。連接部(例如構成插頭接座的連接部)位於外殼內。根據本發明，必要時可以將外殼分成多個相連接的子外殼，並使導引件支承在外殼上。該支承至少是一種力的配合的支承，如果不是的話，也可以是一種形狀配合的支承， 因此導引件可以支承該至少一個銷針的定位。在本發明的一較佳實施例中，導引件使該至少一個銷針具有抗振動穩定性。導引件不只對降低本發明的電磁鐵的製造成本及可靠性有很大的貢獻，而且能夠以適當的方式將銷針遠離連接部(插頭部位)的那一端固定住。通過導引件的這個附帶的固定功能，使整個裝置獲得額外的抗振動穩定性，以及減輕焊接部承受的機械負荷。通過這樣的設計方式可以提高本發明的電磁鐵的可靠性。在本發明的一較佳實施例中，導引件具有容納該至少一個銷針用的至少一個穿孔及/或空隙，同時穿孔及/或空隙具有一個傾斜面，銷針在一個彎曲範圍具有一或數個彎曲。為了能夠將導引件套在至少一個銷針上，導引件具有一或數個穿孔及/或空隙。根據本發明，穿孔及/或空隙具有一或數個傾斜面。傾斜面與銷針的縱向邊圍成一個尖端，因此在將導引件套在銷針上時，銷針會像滑槽狀被彎曲，因而使銷針在一彎曲範圍形成有一或數個彎曲。此處要特別指出的是，根據本發明，穿孔及/或空隙的數量以及設置在連接部及/ 或插頭上的銷針數量是不受限制的。因此一種可能性是，並不是只有一個銷針貫穿穿孔及 /或空隙，而是有數個銷針貫穿穿孔及/或空隙。導引件不僅造成滑槽狀的彎曲，而且會將銷針的末端固定住，使其無法產生以一平行於未彎曲的縱向銷針的旋轉軸而轉動的旋轉動作。這個將銷針定位的功能亦有助於銷針與線圈連接構件的焊接作業。根據本發明，被插上的導引件會將銷針壓緊在導電的外殼上。因此能夠以簡單的方式經由連接部/插頭接座的銷針實現外殼的接地。本發明的一種變化方式是另外將已被壓緊在外殼上的銷針與外殼或外殼上的一特別突出部位焊接在一起。本發明的一較佳變化例是在導引件及外殼之間設置一個定位裝置，以便將導引件及/或銷針固定住，使其如前面所述無法轉動。例如可以通過導引件及/或外殼上形狀配合且相互作用的凸緣及空隙實現此定位裝置。但是也可以用其他方式形成定位裝置，例如使導引件的外輪廓具有與外殼斷面配合的造型，使其能夠被導入外殼斷面。在本發明的一較佳變化方式，銷針的長度大於線圈的一半長度，或最好是大於線圈長度的70%。所謂銷針的長度是指至少包括設置在外殼上的銷針的長度。通常插頭內的銷針會貫穿外殼面，然後從外殼面鑽出，以構成插頭接座。本發明在這個特徵上包括兩種解決方案，也就是計算在外殼內及外殼外的銷針的整個有效長度，以及只計算在外殼內的銷針的長度。這個特徵的優點是將連接部或插頭接座設置在本發明的電磁鐵的一個面。例如這種配置可以位在正面，電樞在這個正面上亦控制一相應的元件，其中銷針及線圈之間的連接是在背面(也就是線圈的另一端)形成。因此銷針最好是平行於線圈的縱軸延伸，尤其是從電磁鐵由連接元件(電樞開口及插頭接座)構成的正面到電磁鐵的背面。在本發明的一較佳實施例中，導引件是一種塑膠件，尤其是一種塑膠壓鑄件。因此可以用低成本大量製造導引件。如前面所述，在一種變化方式中，銷針同時具有一在外殼內延伸的部分，以及一可以設置在外殼之外的部分。這個部分是銷針的插頭連接部分，其中「銷針」指的是一個套筒狀的構件(與插頭接座的情況一樣)。線圈連接構件最好是一種衝壓件或衝壓彎曲件。線圈連接構件在線圈的金屬線及銷針之間以及末端與電源形成導電連接，其中末端系與連接部及/或插頭連接。以衝壓件及/或衝壓彎曲件作成的線圈連接構件可以有效降低製造成本。線圈的金屬線卷繞於其上的線圈體承載線圈連接構件，例如以夾緊連接或粘合連接或其他類似方法承載線圈連接構件。一種合適的作法是先將在插頭內貫穿外殼的銷針平行排列。通常在連接部有多個接口，因此有多個銷針。在本說明書中對於一銷針的說明及描述，指的並不是只能有一個銷針，而是也適用於有多個銷針的情況。導引件的作用不僅是適當地定位銷針，而且還包括以適當的方式使銷針產生相應的彎曲，以便與外殼形成一保護接地點，或是使銷針形成彼此之間及相應於線圈連接構件的定位。因此至少有一個銷針被彎曲一次或數次。當然本發明的範圍亦包括未彎曲及彎曲的銷針的組合。在本發明的一較佳實施例中，線圈連接構件的長度大於線圈直徑的30%。因此線圈連接構件明顯大於單純的連接面，而且也具有導電功能。一種有利的作法是，線圈連接構件的長度大於線圈直徑的50%。更有利的作法是，線圈連接構件的長度大於線圈直徑的 60%，在特殊的應用情況下，線圈連接構件的長度甚至可以大於線圈直徑的75%。因此一種合適的作法是，線圈連接構件是以至少為銳角而朝線圈軸延伸，或最好是以直角朝線圈軸延伸，而且最好是延伸到線圈軸。此外，本發明還包括一種製造電磁鐵的方法。採用本發明的方法也能夠以同樣的方式達到前面提及的本發明的目的。根據本發明，將連接部設置於一外殼內，連接部具有至少一個在外殼內伸展的銷針，並且將一導引件套在銷針上，然後將一具有至少一個剛性的線圈連接構件的線圈安裝到外殼內，之後再將銷針及線圈連接構件焊接在一起。在這個裝置中，線圈連接構件的長度相對較長，使其能夠將在空間中彼此分開的連接部及線圈連接在一起。以上的步驟順序是固定不變而且是很有利的，因為導引件有助於銷針相對於線圈連接構件的正確定位。導引件亦有助於在接下來的焊接步驟中的正確配置，其中正確定位有助於加快焊接速度，因此可以大幅減少焊接範圍的熱能輸入。一種合適的作法是，導引件使銷針相對於線圈連接構件的定位是在銷針相對於線圈連接構件存在「預應力」的情況下進行，也就是在已經有一個電觸點存在，然後再通過焊接將其穩定化。在製造帶有銷針的插頭時，銷針/或管針會被大幅延長。一種合適的作法是將銷針及/或管針製作成筆直延伸的元件，而且必要時還可以根據電路圖在銷針及/或管針之間設置其他的電子元件，例如電阻或二極體。為了達到銷針相對於線圈連接構件的最佳定位，銷針在套上導引件時會遭受一或數次彎曲。
此處要特別指出的是，所有關於電磁鐵的特徵與特性的描述，包括將這些特徵與特性應用於本發明的方法的方式，均屬於本發明的範圍及揭示的內容。反過來說也是一樣， 也就是說，所有關於本發明的製造方法的特徵及結構的描述，包括將這些特徵及結構應用於本發明的電磁鐵的方式，均屬於本發明的範圍及揭示的內容。以下配合附圖中的實施例對本發明的內容做進一步的說明。· ·


圖la，lb, Ic分別顯示依據本發明的製造電磁鐵的方法的順序的側視圖。圖2顯示本發明的導引件的立體圖。圖3為圖Ic的電磁鐵的俯視圖。附圖標記電磁鐵I ;外殼10 ;突出部分11 ;子外殼12 ;子外殼13 ;橫隔板14 ;線圈2 ;線圈軸21 ;連接件22 ;連接部3 ;插頭接座30 ;銷針4 ;銷針4a ;銷針4b ;銷針4c ;銷針4d ;彎曲範圍40 ;彎曲41 ;焊接部5 ;焊接部50 ;線圈連接構件6 ;導引件7 ;穿孔70 ;空隙71 ;空隙 71a ;傾斜面72 ;套入方向73 ;定位裝置8。
具體實施例方式在各圖中，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後面重複說明。圖la，lb, Ic圖示本發明的一電磁鐵I。連接部3是由一插頭接座30所構成，其中插頭接座30是由多個銷針4所構成，這些銷針自外向內貫穿插頭，也就是進入外殼10。銷針4a，4b，4c，4d設置在連接部3上。在圖la，lb, Ic所顯示的電磁鐵I的構造中，連接部3位於底部，銷針4從外殼10的前端(底端)向上延伸。銷針4a在彎曲範圍40有兩個反向旋轉的彎曲41。銷針4c的彎曲方向與彎曲41 相反。這些彎曲是由套在銷針4，4a，4b，4c上的導引件7實現。銷針4a，4b，4c的末端從導引件7的上方伸出，如此而可能以直角與線圈連接構件 6連接，建立銷針4與線圈2的金屬線的導電連接。線圈2的繞組位於線圈體20上。本發明的電磁鐵I的外殼10的結構相對比較複雜。外殼10是由兩個子外殼12, 13構成，其中子外殼12容納插頭接座30及連接於其上並在子外殼12內延伸的銷針4a，4b， 4c，4d。子外殼13主要是容納線圈體20及線圈2。例如，子外殼12,13可為圓柱體狀,並通過位於後方的橫隔板14而互相連接在一起。為了組裝的目的，圖Ic上方的部分是開放的(實際上是電磁鐵I的背面部分)。組裝完成後，再用保護蓋(圖未示)封住，以達到耐壓密封。電磁鐵I的特徵在於線圈2內有一電樞室(圖未不)，其中設置有一電樞。當線圈 2的線圈式繞組被通上電流，所產生的磁場會將電樞往線圈軸21的方向推動。在連接件22 上連接有一相應裝置，電樞會作用在這個裝置上。例如這個連接件是一閥門組或類似構件。圖Ic顯示本發明的電磁鐵I的一(幾乎)組裝完成的狀態。唯一未完成的組裝步驟是從背面將線圈及/或線圈連接器6以保護蓋封住。圖Ia及Ib顯示本發明的電磁鐵 I的比較早的組裝狀態。同樣包括在本發明的範圍的製造電磁鐵I的方法是從圖Ia的狀態開始。圖Ia顯示裝在左邊子外殼12內的插頭接座30，其中在外殼10內伸展的銷針4基本上是平行向上伸展，同時導引件7尚未被套在銷針4上。線圈2尚被裝入。導引件7沿著箭頭73的方向向上移動，然後壓在銷針4上。從圖Ib可以看到這個套入動作開始的情況， 例如右邊的銷針4c在空隙71內緊貼在傾斜面72上，傾斜面72將原本位於接近中間位置的銷針4c向外彎曲(如圖Ic所示)。通常在插頭接座30上的管針或銷針4排列的相當緊，而且佔用的空間很小。通過適當的擴展，尤其是通過在彎曲範圍40內的彎曲41使銷針 4與線圈連接構件6或其他元件的連接可能性大幅提高。如圖Ib所示，如果導引件7沿著箭頭73的方向進一步壓迫銷針4，由於導引件7上的傾斜面72的關係，與傾斜面72內相互作用的銷針4，4a，4c就會遭受相應的彎曲，其中箭頭73所指的方向與線圈軸21平行。銷針會一直受到導引件7的壓迫，直到銷針的頂端從導引件穿出為止。圖3顯示的就是這個狀態，說得更確切就是顯示在圖3的上部的狀態。通過這種配置使銷針4及/ 或銷針4a，4b，4c被定位，因此可以用很簡單的方式形成與線圈連接構件6 (用於銷針4，4a， 4b)相連的焊接部5。銷針4c被傾斜面72向外殼10壓迫，並被以焊接部50固定在突出部分11上。從而，使外殼10接地。突出部分11同時也是定位裝置8的一部分，並伸入導引件7的一溝槽或空隙71a內。這樣就定義了導引件7相應於銷針4，4a，4b，4c，4d的旋轉位置。從圖3(俯視圖)可以清楚的看到線圈連接構件6。線圈連接構件6與銷針4a，4b，4d 的末端部分焊在一起，這是一種簡單、低成本、但又是非常可靠的焊接方式。焊接部5構成銷針4,4a,4b與線圈連接構件6之間的連接。圖2以立體圖顯示本發明的導引件7的細部構造。導引件7的形狀像一塞子。一種較佳方式是導引件7為一塑膠壓鑄件。在導引件7的中心或靠近中心的位置具有貫穿導引件7的穿孔70 (類似鑽孔)，導引件7的側面帶有溝槽狀的空隙71，71a，這些空隙成為將銷針4導引到銷針4的最終位置及/或焊接位置的滑槽。當導引件7尚未被套在銷針4上， 傾斜面72的方向使滑槽以套入方向73套置時會與銷針4呈一銳角。雖然前面是以非常詳細的方式描述本發明的實施例的各種細節，但此處要特別指出的是，以上的實施例及描述僅是用於解說本發明的內容，但是並不會對本發明的範圍造成任何限制，因為對熟習該項技術者而言，從本揭示的內容可以看出許多可能的替代實施方式及操作方式。同樣的，所有未偏離本發明的內容的修改方式亦屬於本發明的範圍。
權利要求
1.一種電磁鐵，包括一線圈⑵及一用於電源的連接部(3)，該線圈⑵在電流經時會產生一磁場，其中在該連接部(3)設置有至少一個導電的銷針(4)，該銷針(4)通過一焊接部(5)與一剛性的線圈連接構件(6)形成連接，以及該線圈連接構件(6)與該線圈(2)連接，並且該銷針(4)在其遠離該連接部(3)的那一端由套在該銷針(4)上的一導引件(7) 所定位。
2.根據權利要求I所述的電磁鐵，其特徵在於，該連接部(3)位於一外殼(10)內，並且該導引件(7)支承在該外殼(10)上。
3.根據權利要求I或2所述的電磁鐵，其特徵在於，該導引件(7)使該至少一個銷針(4)具有抗振動穩定性。
4.根據權利要求I或2所述的電磁鐵，其特徵在於，該導引件(7)具有至少一個容納該至少一個銷針⑷用的穿孔(70)及/或空隙(71)，並且該穿孔(70)及/或該空隙(71) 具有一傾斜面(72)，該銷針(4)在一彎曲範圍(40)具有一或數個彎曲(41)。
5.根據權利要求2所述的電磁鐵，其特徵在於，被插置的該導引件(7)將該銷針(4)壓緊在該導電的外殼(10)上，及/或設置有一在該導引件(7)及該外殼(10)之間的定位裝置(8)，及/或該導引件(7)是一塑膠件或一塑膠壓鑄件。
6.根據權利要求2所述的電磁鐵,其特徵在於,該外殼(10)具有一突出部分(11),而且該突出部分(11)與該銷針(4，4c)之間連接形成有一焊接部(50)。
7.根據權利要求I或2所述的電磁鐵，其特徵在於，該銷針(4)的長度大於該線圈的一半長度，或是大於該線圈長度的70%，及/或該銷針(4)是插頭接座的一部分，及/或在該連接部(3)設置有多個開始時是平行延伸的銷針(4，4a，4b，4c)，該些銷針貫穿該導引件(7)，而且其中至少一部分的該銷針具有一彎曲(41)。
8.根據權利要求I或2所述的電磁鐵，其特徵在於，該線圈連接構件(6)是一衝壓件及 /或一衝壓彎曲件，及/或該線圈連接構件(6)的長度大於該線圈(2)直徑的30%、較佳是大於該線圈(2)直徑的50%、最好是大於該線圈(2)直徑的60%或甚至是75%，及/或該線圈連接構件(6)至少是以銳角延伸到線圈軸，或最好是以直角延伸到該線圈軸。
9.一種製造電磁鐵的方法,製造如權利要求I所述的電磁鐵，其中在一外殼內設置一連接部，該連接部具有至少一個在該外殼內延伸的銷針，並且將一導引件套在該銷針上，然後將一具有至少一個剛性的線圈連接構件的線圈安裝到該外殼內，之後將該銷針及該線圈連接構件焊接在一起。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，該銷針在被套上該導引件的過程中遭受到一或數次彎曲。
全文摘要
本發明涉及一種電磁鐵，由一線圈及一用於電源的連接部所構成，連接部上設置有至少一個導電的銷針，該銷針通過焊接與一線圈連接構件連接，該線圈連接構件與該線圈連接，該銷針被一套在該銷針上的導引件所定位。
文檔編號H01F7/124GK102610359SQ201110428418
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月20日 優先權日2010年12月20日
發明者克勞斯-彼得·哈薩爾 申請人:Svm舒茲特管理顧問股份有限公司