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用于制造帶保持膜片的磁性芯元件的方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510621674.8

申請日:

2015.09.25

公開號:

CN105469948A

公開日:

2016.04.06

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H01F 27/25申請日:20150925|||公開
IPC分類號: H01F27/25; H01F27/245; H01F27/26; H01F41/02 主分類號: H01F27/25
申請人: 大陸-特韋斯貿易合伙股份公司及兩合公司
發明人: F·格倫瓦爾德
地址: 德國法蘭克福
優先權: 102014219391.5 2014.09.25 DE
專利代理機構: 北京市中咨律師事務所11247 代理人: 劉丹; 吳鵬
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510621674.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.11.06|||2016.05.04|||2016.04.06

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種用于制造磁性的芯元件(1)的方法。所述磁性的芯元件尤其是在具有差動變壓器的位移傳感器中使用。所述芯元件具有多個包含磁性材料的彼此疊置的膜片(10)和用于將所述膜片(10)保持在一起并且對其進行保護的保護層。所述方法具有下列步驟:a)通過使熔體硬化來制造磁性的膜片帶(11);b)將所述膜片帶(11)后加工成芯元件(1)。所述后加工緊接在熔體(50)的硬化之后進行。

權利要求書

1.一種用于制造磁性的芯元件(1)的方法,所述芯元件尤其是在
具有差動變壓器的位移傳感器中使用,所述芯元件具有多個包含磁性材料
的彼此疊置的膜片(10)和用于將所述膜片(10)保持在一起并且對其進
行保護的保護層,所述方法具有下列步驟:
a)通過使熔體硬化來制造磁性的膜片帶(11),
b)將所述膜片帶(11)后加工成芯元件(1),
其特征在于:所述后加工緊接在熔體(50)的硬化之后進行。
2.根據權利要求1的方法,其特征在于:所述后加工這樣地立即在
硬化之后進行:使得膜片帶(11)具有無定形結構。
3.根據上述權利要求任意之一的方法,其特征在于:所述后加工在
膜片帶(11)的冷卻期間執行,其中,在膜片帶具備基本的晶體結構之前
便結束后加工。
4.根據上述權利要求任意之一的方法,其特征在于:在后加工結束
之后借助于專門的環境溫度這樣處理芯元件(1):使膜片(10)的結構轉
變為晶體結構。
5.根據上述權利要求任意之一的方法,其特征在于:后加工包括下
列步驟:
a)將膜片帶(11)裁切成多個單個的膜片(10),
b)將多個膜片(10)疊置成疊堆,以及
c)繞疊堆施加保護層(20)。
6.一種磁性的芯元件(1),該芯元件根據權利要求1至5任意之
一的方法來制造,所述芯元件具有:
-多個包含磁性材料的彼此疊置的膜片(10),以及
-用于使膜片(10)保持在一起并且對其進行保護的保護層
(20),
其特征在于:保護層由熔點高于500℃的非鐵磁性金屬構造。
7.根據權利要求6的芯元件(1),其特征在于:保護層(20)的
材料主要由鉬制成。
8.根據權利要求6的芯元件(1),其特征在于:保護層(20)的
材料主要由陶瓷、尤其是Al2O3陶瓷制成。
9.根據權利要求6的芯元件(1),其特征在于:保護層(20)的
材料包含玻璃。
10.一種傳感器、尤其是位移傳感器,具有根據權利要求6至9任意
之一的芯元件(1)。

說明書

用于制造帶保持膜片的磁性芯元件的方法

技術領域

本發明涉及一種用于制造磁性的芯元件的方法、一種磁性的芯元件以
及一種具有芯元件的傳感器,所述磁性的芯元件尤其是在具有差動變壓器
的位移傳感器中使用。

背景技術

用于檢測測量值的多種應用以磁性的傳感器來執行。為此使用實際的
傳感器和永磁體。使用不同的磁性的傳感器原理。對于位移測量或者說位
置檢測,多年以來,由差動變壓器構成的原理經受住了考驗。因此,變壓
器典型地如下構造:在軟磁性的芯上纏繞長形延伸的線圈,即所謂的初級
線圈。在線圈外部存在另一個同樣類型的芯,該芯使磁回路閉合。該芯被
稱為回路芯。

初級線圈用于在軟磁性的芯中產生交變磁通。在芯的端部上分別纏繞
短的線圈,即所謂的次級線圈。這些線圈用于讀出芯中的部分磁通。所述
部分磁通通過永磁體產生,所述永磁體將初級線圈的磁通在芯中分成兩個
部分磁通,其方式是所述永磁體使芯局部飽和并且由此對于芯中的交變磁
通而言對其有干擾。在次級線圈中感應的電壓的差是磁體的位置的度量。

作為芯通常使用由納米晶體結構制成的膜片條。所述晶體材料除了其
突出的磁特性之外還具有高的磁導率和低的矯頑力。但存在缺點:納米晶
體結構中的膜片非常脆并且因此難于在不損壞膜片本身的情況下加工以及
操作。

發明內容

因此,本發明的目的在于,提出一種方法或一種芯元件,通過所述方
法或所述芯元件可在不損壞膜片本身的情況下制造芯元件。

本發明根據權利要求1的方法來實現。

本發明基于這樣的構思:膜片帶緊接在由熔體硬化之后仍處于無定形
狀態中或者說具有無定形結構。在該結構下,膜片帶具有的機械特性允許
在不損壞膜片帶的情況下后加工出芯元件。膜片帶構造成帶狀并且在連續
的冷卻過程中制造。在無定形狀態下進行尤其是機械方式的后加工以及對
膜片帶的操作是本發明的重要核心。對于后加工在此尤其是應理解為膜片
帶的裁切和運輸。

膜片帶通常具有大約20μm的厚度并且由熔體通過快速硬化或者說冷
卻來制造。冷卻速率非常高并且例如可為106K/s。緊接在硬化之后,膜片
帶的結構具有無定形結構,但所述無定形結構在進一步冷卻或者說溫度處
理之后轉變為晶體結構。通過確定的溫度處理也可實現:膜片具有這樣的
結構:所述結構具有無定形基體,納米微晶嵌入在所述無定形矩陣中。具
有晶體結構的膜片帶非常脆,由此,膜片帶例如不再可以以期望的大小裁
切。

有利地這樣進一步設計所述方法:后加工這樣地立即在硬化之后進行,
使得膜片帶具有無定形結構。

按照根據本發明的方法的另一個實施形式,后加工在膜片帶冷卻期間
執行,其中,在膜片帶具備基本的晶體結構之前,后加工結束。以此方式
保證,后加工在膜片帶具有對于后加工有利的特性的階段中進行。

另外,有利地這樣進一步設計根據本發明的方法:芯元件在后加工結
束之后借助于專門的環境溫度這樣處理,使膜片的結構轉變為晶體結構。
因為膜片在此階段由保護層包圍,所以芯元件的操作不受膜片的負面機械
特性限制。芯元件有利地在大約500℃的溫度下暴露1小時的持續時間。
在該溫度處理之后,膜片具有這樣的結構,所述結構具有無定形基體,納
米微晶包入在所述無定形基體中。

根據本發明方法的另一個實施形式,后加工包括下列步驟:

a)將膜片帶裁切成多個膜片區段,

b)將多個膜片區段疊置成疊堆,以及

c)繞疊堆施放保護層。

另外,根據本發明的第二方面,所述目的借助于根據獨立權利要求6
的磁性的芯元件來實現。

膜片帶的后加工通常在低于500°的溫度下進行,因此必要的是,保護
層經受住所述溫度。另外重要的是,保護層本身不具有鐵磁性特性,以便
不影響膜片的磁特性。為此,特別有利的是,保護層本身避免或至少抵制
渦流的形成。

在此已經證實,由這樣的材料制成的保護層是有利的,所述材料基本
上由鉬制造或構成。

作為替換方案有利的是,芯元件設置有這樣的保護層,所述保護層的
材料基本上由陶瓷、尤其是Al2O3陶瓷制造。

此外,以有利的方式這樣進一步構造芯元件:保護層的材料包括玻璃。

另外,本發明包括一種傳感器、尤其是位移傳感器,具有根據上述實
施形式任意之一的芯元件或根據本發明方法制造的芯元件。

附圖說明

下面借助于實施例詳細描述本發明。附圖中:

圖1是根據本發明的芯元件的示意性剖視圖,以及

圖2是用于制造根據本發明的芯元件的方法步驟的示意性視圖。

具體實施方式

圖1示出了一個磁性的芯元件1,所述芯元件具有多個包含磁性材料
的彼此疊置的膜片10和用于使膜片保持在一起并且對其進行保護的保護
層20。芯元件根據下面還要詳細描述的本發明方法來制造并且例如在來自
申請人公司的線性感應式位移傳感器(LIPS)中使用。

為了根據本發明方法制造芯元件,被證實有利的是,其特征在于:保
護層20由熔點高于500℃的非鐵磁性金屬構造。保護層的有利材料例如
由鉬制造。作為其替換方案,保護層的材料可主要由陶瓷、尤其是Al2O3
陶瓷或由玻璃制造。

圖2中以示意性方式示出了所述方法的制造步驟。

在第一步驟中,由膜片帶20或者說疊置的膜片10的原材料的熔體50
制造連續的膜片帶11。由熔體制造膜片帶已由現有技術在最大程度上公
知。

緊接在制造膜片帶之后對其進行后加工,使得所述膜片帶可被制成為
根據本發明的芯元件。在此一個重要步驟是將膜片帶裁切成短的膜片區段
或者說膜片10。為此,將膜片帶11借助于裁切裝置30裁切成對應的膜片
10。接著,將膜片10疊放成疊堆。重要的是,這兩個步驟這樣地緊接在膜
片帶11制造之后進行,此時膜片帶仍具有高的機械穩定性并且由此不容易
受損。術語“緊接”可這樣理解:后加工在硬化之后立即進行,此時膜片
帶仍具有無定形結構。重要的也在于,在膜片帶具備基本的晶體結構之前
便使后加工結束。

此外,后加工有利地也包括繞疊堆施放保護層20的步驟。在圖2中該
步驟用號碼“I)”標記。這意味著,在膜片10仍具有無定形結構期間,芯
元件1的制造基本上結束。因為膜片10的溫度在此狀態中處于數百攝氏度
的高范圍中,所以必要的是,保護層20也適用于承受所述溫度。

對此附加地,如用“II)”所標記的那樣,有利的是,膜片10借助于
熱源40借助于專門的環境溫度這樣處理,以便使膜片的結構轉變為晶體結
構。

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用于 制造 保持 膜片 磁性 元件 方法
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