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用于制造永久磁体的方法、用于制造作为双组分构件的永久磁体的方法及永久磁体

阅读:611发布:2024-01-23

专利汇可以提供用于制造永久磁体的方法、用于制造作为双组分构件的永久磁体的方法及永久磁体专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及由包含颗粒状的 磁性 材料的热固塑料来制造 注塑成型 的、塑料黏结的永久磁体的方法,具有以下步骤:a)提供用于进行注塑的、具有空穴的模具,具有一磁体及一与空穴邻接的壁体区域,且壁体区域构造为能借助加热装置至少部分地加热的结构;b)将包含颗粒状的磁性材料的热固塑料在可流动的状态中喷射到空穴中;c)借助于磁体将与所期望的磁化程度相对应的、用于产生磁性的优先方向的定向 磁场 加载到所述热固塑料上,在所述步骤b)和c)的持续时间里对壁体区域进行主动的冷却;d)结束对于壁体区域的主动的冷却;e)借助于加热装置将所述壁体区域加热到热固塑料的交联 温度 ,直至结束热固塑料的交联;f)切断加热装置,或者借助于加热装置将壁体区域的温度降低到预先确定的、低于所述交联温度的温度;g)让所喷射的热固塑料 凝固 ;且h)将凝固的热固塑料脱模。,下面是用于制造永久磁体的方法、用于制造作为双组分构件的永久磁体的方法及永久磁体专利的具体信息内容。

1. 用于由一种包含颗粒状的磁性材料的热固塑料(55)来制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的方法,具有以下步骤:
a)提供一种用于进行注塑的、具有空穴(20)的模具(10),其中该模具(10)具有一磁体(30)以及一与所述空穴(20)邻接的壁体区域(40),并且所述壁体区域(40)构造为能够借助于加热装置(50)至少能够部分地加热的结构;
b)将包含所述颗粒状的磁性材料的热固塑料(55)在可流动的状态中喷射到所述空穴(20)中;
c)借助于所述磁体(30)将与所期望的磁化程度相对应的、用于产生磁性的优先方向的定向磁场加载到所述热固塑料(55)上,其中在所述步骤b)或者c)中的至少一个步骤的持续时间里对所述壁体区域(40)进行主动的冷却;
d)结束对于所述壁体区域(40)的主动的冷却;
e)借助于所述加热装置(50)将所述壁体区域(40)加热到所述热固塑料(55)的交联温度,直至结束所述热固塑料(55)的交联过程;
f)切断所述加热装置(50),或者借助于所述加热装置(50)将所述壁体区域(40)的温度降低到预先确定的、低于所述交联温度的温度;
g)让所喷射的热固塑料(55)凝固;并且
h)使凝固的热固塑料(55)脱模。
2. 按权利要求1所述的方法,其特征在于,对所述壁体区域(40)进行主动的冷却的步骤借助于用冷却介质来贯穿流过冷却通道(60、70)这种方式来进行,其中所述冷却通道(60、70)与所述模具(10)的壁体区域(40)邻接地构成。
3. 按权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述加热装置(50)由电的加热陶瓷或者厚层加热机构所构成。
4. 按前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,用处于50bar到100bar之间的范围内的压来将所述热固塑料(55)喷射到所述空穴(20)中。
5. 按权利要求4所述的方法,其特征在于,此外所述模具(10)具有至少一个用于将所述热固塑料(55)喷射到所述空穴(20)中的流入口(80),其中在步骤b)的持续时间里对所述流入口(80)进行主动的冷却。
6. 按前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,对于所述壁体区域(40)的主动的冷却在切断所述加热装置(50)之后进行,从而在所述模具(10)中连续地制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体。
7. 按前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤b)和c)的持续时间里,为了借助于所述磁体(30)将与所期望的磁化程度相对应的、用于产生磁性的优先方向的定向磁场加载到所述热固塑料(55)上的步骤,而对所述壁体区域(40)进行主动的冷却。
8. 用于制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的方法,其中所述永久磁体被设计为一种双组分构件,它由能够注塑的塑料和包含着颗粒状的磁性材料的热固塑料所构成,所述方法具有以下步骤:
a)提供一种用于进行注塑的模具(250),该模具在该模具(250)的内部具有一形成区域(120),其中该模具(250)具有一磁体(130)以及一与所述成形区域(120)邻接的壁体区域(140),并且所述壁体区域(140)构造为能够借助于加热装置(150)至少部分地恒温处理的结构;
b)将滑(160)定位到所述成形区域(120)的范围内,由此形成第一空穴(170);
c)对所述壁体区域(140)进行主动的冷却,直至在所述壁体区域(140)中达到了预先确定的温度;
d)将能够注塑的塑料在可流动的状态中喷射到所述第一空穴(170)中;
e)对所述壁体区域(140)进行主动的冷却,直至在所述壁体区域(140)中达到了预先确定的第二温度,并且而后结束对于所述壁体区域(140)的主动的冷却,其中所述凝固的、能够注塑的塑料在所述第一空穴(170)中形成第一组分(175);
f)使所述滑块(160)运动到第二位置中,从而由由此空出的空间来形成第二空穴(180);
g)将所述包含颗粒状的磁性材料的热固塑料(155)在可流动的状态中喷射到所述第二空穴(180)中;
h)借助于所述磁体(130)将与所期望的磁化程度相对应的、用于产生磁性的优先方向的定向磁场加载到所述热固塑料(155)上,其中在所述步骤g)或h)中的至少一个步骤的持续时间里对所述壁体区域(140)进行主动的冷却;
i)结束对于所述壁体区域(140)的主动的冷却;
j)借助于所述加热装置(150)将所述壁体区域(140)加热到所述热固塑料(155)的交联温度,直至结束所述热固塑料的交联;
k)切断所述加热装置(150),或者借助于所述加热装置(150)将所述壁体区域(140)的温度降低到预先确定的、低于所述交联温度的温度;
l)让所喷射的热固塑料(155)凝固;并且
m)给凝固的双组分构件脱模。
9. 按权利要求8所述的方法,其特征在于,所述滑块(160)具有第二加热装置(190),该第二加热装置在所述滑块(160)的内部与所述滑块(160)的、在执行所述方法的过程中与所述空穴(170、180)处于接触之中的区域邻接地布置。
10. 按权利要求8或9所述的方法,其特征在于,对所述壁体区域(140)进行主动的冷却的步骤借助于用冷却介质来贯穿流过冷却通道(200、210)这种方式来进行,其中所述冷却通道(200、210)与所述成形区域(120)邻接地构成。
11. 按权利要求8到10中任一项所述的方法,其特征在于,所述加热装置(150、190)由电的加热陶瓷或者厚层加热机构所构成。
12. 按权利要求8到11中任一项所述的方法,其特征在于,在所述步骤g)和h)的持续时间里,为了借助于所述磁体(130)将与所期望的磁化程度相对应的、用于产生磁性的优先方向的定向磁场加载到所述热固塑料(155)上的步骤,而对所述壁体区域(40)进行主动的冷却。
13. 根据按权利要求1到12中任一项所述的方法来制造的、注塑成型的、塑料黏结的永久磁体。

说明书全文

用于制造永久磁体的方法、用于制造作为双组分构件的永

久磁体的方法及永久磁体

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于由包含颗粒状的磁性材料的热固塑料来制造注塑成型的塑料黏结的永久磁体的方法、和一种用于由包含颗粒状的磁体材料的热固塑料来制造作为双组分构件注塑成型的塑料黏结的永久磁体的方法、以及一种注塑成型的塑料黏结的永久磁体。

背景技术

[0002] 由热塑性的塑料和磁性的粉末构成的、塑料黏结的永久磁体(Polymer Bonded Magnets(聚合物粘结磁体),PBM)已经批量地用在许多用于达、传感装置和执行机构的注塑过程中。但是,也由比如在WO 2002/069357 A1中所公开的那样的、热固性的环材料结合不同的磁性的粉末变型以压制法或者注塑法来制造高效永久磁体。一般来说适用这一点:可以将这样的磁体用在许多环境中,因为注塑成型的、热固性的构件不吸收分并且通过化学的交联具有特别的介质耐受性及耐热性。
[0003] 一种用于制造用于电机转子的方案在DE 27 56 626 C2中得到了解释,该方案尤其是用于电机用的、处于轴上的、柱筒状的、沿着圆周方向多极地侧向地经过磁化的永久磁体的形式的转子,其中所述永久磁体由粉末状的、与塑料混合的磁性材料通过喷射、压制或者注塑过程在成形模具中成形,并且而后得到磁化。
[0004] 对于热固性的塑料来说,粉末的颗粒的、较高的填充程度不是问题。即使对于较大的粉末份额来说,材料以较高的粘度流往所述注塑模具的空穴。不过,在对热固材料进行加工时,较高的模具温度由于较高的交联温度而对所安装的定向磁体来说是一种挑战。尽管如此为了能够保证最佳的预先规定磁,必须在有规律的周期中更换所述定向磁体。这种开销就像用于环氧材料的较高的材料价格一样提高了后来的构件成本。

发明内容

[0005] 按照独立权利要求所定义的、用于由包含颗粒状的磁性材料的热固塑料来制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的方法以及按照并列的权利要求所定义的方法具有以下优点:通过所喷射的可流动的热固塑料的、在注塑模具中的延迟的交联,可以首先(完全)填满所述空穴,而同时由于对于所述模具的壁体区域的主动的冷却,还阻止所述热固塑料的交联,由此可以使在所述热固塑料中的磁性的颗粒通过所述定向磁体来最佳地定向,并且就这样产生较高的持久的磁力。此外,所述被集成在模具中的定向磁体以及基体类型的嵌入载体(Einlegeträger)不是持久地通过较高的模具温度而经受热负荷,由此以有利的方式防止损坏,并且可以将用于所述定向磁体的更换及保养间隔相应地选择得更长一些。除此以外,利用当前的方法也可以制造注塑成型的构件,对于所述构件来说,所述注塑成型的、塑料黏结的永久磁体具有不同的磁定向,其中对于所述磁化处理来说使用多个分别具有不同的定向的磁场。为此目的,而后必须在所述注塑模具中设置多个定向磁体,所述定向磁体对于在所喷射的热固塑料上的、所属的区域在其磁定向的方面加以影响。
[0006] 当前的方法的另一优点是,现在可以非常自由地设计所述注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的外形,并且尤其对于所述注塑成型的、塑料黏结的永久磁体也可以实现较薄的壁厚,其中迄今由于较大的剪力而在具有较小的壁厚的区域中出现的摩擦热导致了所述热固塑料的、不受欢迎的、提早的交联,对于所述提早的交联来说,所述磁性的填料在所述永久磁体的随后的磁化中再也不能定向,并且因此在这些区域中降低了所述注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的磁力。
[0007] 此外,利用当前的、按照并列的权利要求的方法,可以在许多几何形状变型方案中、并且作为比如具有一事先在所述注塑模具的外部构成的基体或者具有一在第一方法步骤中在注塑模具中所形成的塑料本体的双组件-构件,借助于一个唯一的注塑模具,由成本低廉的塑料来制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体。因为所述基体以及所述在注塑模具中所形成的塑料本体在注塑模具中与在执行当前的方法过程中所喷射的热固塑料相汇合,所以按照本发明可以以很精确的形状公差来制造由此形成的、注塑成型的、塑料黏结的永久磁体。
[0008] 所述按照当前的方法所喷射的热固塑料可以在填充所述空穴时利用正收缩(膨胀)来调节,由此尤其在双组分注塑法的变型方案中可以以很高的尺寸精度在所述两种组分之间来建立非常紧密的连接。具有磁性粉末的较高的填充份额的热固塑料也在可流动的状态中具有很好的流动性(与水的流动性相类似),由此使对于所述空穴的(完全的)填充变得容易。作为补充方案,利用当前的方法,由于直至在注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的磁定向之后防止提早的交联,就也以有利的方式制造很小的并且易损的、具有较高的磁力的构件。
[0009] 本发明的核心是,在喷射过程中并且在填充所述空穴之后一直通过将所述空穴的壁体区域主动地冷却到所述热固塑料的交联温度之下这种方式来保持所喷射的、处于可流动的状态中的热固塑料的交联,使得所述热固塑料的磁性的填料在所述磁体的磁场的作用下可以非常均匀地定向,直至所述处于可流动的状态中的热固塑料的磁化过程结束。此后结束所述主动的冷却,从而可以通过所述加热装置的作用使所述热固塑料凝固,并且随后取出冷却下来的构件。按照本发明所形成的、注塑成型的、塑料黏结的永久磁体由此拥有一种磁场,该磁场非常均匀并且基本上在每个位置上都一样强烈。与此相比,按照现有技术,将热固塑料在可流动的状态中直接喷射到很热的注塑模具中,其中与所述热固塑料之间的接触面的温度如此之高,从而在朝所述模具的空穴的方向喷射的过程中紧接着开始一种交联过程,并且由此在所述磁体为了进行定向而能够以所期望的方式使所述磁性的填料定向之前,阻止所述热固塑料的磁性的填料由于所述热固塑料的凝固而进行其磁性的定向,此外,此前所解释的情况意味着,所述永久磁体的磁场在流动路径末端上变得越来越差。
[0010] 在本发明的意义上的主动的冷却表示:利用任意的、正如对于本领域的技术人员来说从现有技术中所熟知的那样的冷却装置来有针对性地将热量尤其是从所述空穴的或者所述成形区域的壁体区域中排出。按照本发明,将包含颗粒状的磁性材料的热固塑料在可流动的状态中喷射到所述空穴中这种方式可以使所述空穴完全被所述热固塑料填满。作为对此的替代方案,所述空穴的、每种与所述空穴的完全的填充程度不同的填充程度也可以利用当前的方法来实现,尤其所述空穴可以利用所述处于可流动的状态中的热固塑料的、预先确定的体积来填充。此外,在所述当前的方法中,可以取代在借助于所述加热装置将所述壁体区域加热到所述热固塑料的交联温度的步骤之后切断所述加热装置直到所述热固塑料的交联过程结束这种做法,而借助于所述加热装置将所述壁体区域的温度降低到特定的、处于所述交联温度之下的温度。
[0011] 按照所述当前的方法的另一种设计方案,对所述壁体区域进行主动的冷却的步骤可以借助于用冷却介质贯穿流过冷却通道的方式来进行,其中所述冷却通道在与所述模具的壁体区域邻接的情况下构成。所述冷却介质可以包括所有从现有技术中知道的介质,比如水、油或者不同的液体的混合物、尤其是水-乙二醇-混合物。所述冷却通道在此关于所述模具的壁体区域如此布置,从而一方面实现所述得到加热的壁体区域的、快速的散热,并且另一方面相对于在所述模具的运行中所出现的力和力矩存在着足够高的强度,使得所述空穴的壁体区域的、在负荷下的弹性变形尽可能地小。
[0012] 在所述当前的方法中,所述加热装置可以由电的加热陶瓷或者厚层加热机构(Dickschichtheizung)来构成。围绕着所述模具的空穴布置了电的加热陶瓷或者厚层加热机构,所述电的加热陶瓷或者厚层加热机构可以变热地被加热到所述交联温度、尤其是被加热到处于130℃与180℃之间的范围。所述加热陶瓷紧挨着在所述空穴的壁体区域的表面的下方被安装到所述模具中。优选将所述厚层加热机构施加到所述空穴的表面上,并且用相应的金属层将其覆盖住。作为替代方案,在所述当前的方法中,也可以借助于液态的介质、借助于电阻加热装置或者以感应的方式对所述模具的靠近空穴的壁体区域进行恒温处理。
[0013] 按照所述当前的方法的另一种设计方案,可以用处于50bar到100bar之间的范围内的压力来将所述热固塑料喷射到所述空穴中。在所述空穴中的这样的内压对于所述陶瓷加热装置来说为最佳,因为在这种情况下没有出现较高的、可能导致所述陶瓷加热装置弯曲并且由此导致破裂的变形力。
[0014] 按照所述当前的方法的另一种设计方案,此外所述模具可以具有至少一个用于将所述热固塑料喷射到所述空穴中的流入口,其中在步骤b)的持续时间里对所述流入口进行主动的冷却。因此,对于所述伸入到空穴中的流入口的区域来说同样保证,在填充所述空穴的过程中在所述流入口的区域中防止所喷射的、处于可流动的状态中的热固塑料的交联。由此,在这个时间里对于所述流入口的横截面来说保证了,处于压力之下的热固塑料在可流动的状态中完全朝所述空穴的方向运动,而不存在着以下危险:按照现有技术所述流入口的壁体区域,所述流入口的横截面由于在圆周区域中时效硬化的热固塑料而变窄。
[0015] 在所述当前的方法中,对于所述壁体区域的主动的冷却可以在切断所述加热装置之后进行,从而在所述模具中连续地制造一种注塑成型的、塑料黏结的永久磁体。利用所述当前的方法,可以由所述热固塑料以很大的件数在连续的生产过程中制造所述注塑成型的、塑料黏结的永久磁体,由此保证经济地制造所述按本发明的永久磁体。
[0016] 按照所述当前的方法的另一种设计方案,可以对于借助于所述磁体将与所期望的磁化程度相对应的、用于产生磁性的优先方向的定向磁场加载到所述热固塑料上的步骤来说,在步骤b)和c)的持续时间里对所述壁体区域进行主动的冷却。在此,在所述两个步骤b)和c)的持续时间里实施对于所述壁体区域的主动的冷却,从而可以实现所述当前的方法的、前面所提到的优点。
[0017] 此外,按照所述并列的权利要求,提供一种用于制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的方法,其中所述永久磁体被设计为一种双组分构件,由能够注塑的塑料和包含着颗粒状的磁性材料的热固塑料所构成,所述方法具有以下步骤:a)提供一种用于进行注塑的模具,该模具在该模具的内部具有一成形区域,其中该模具具有一磁体以及一与所述成形区域邻接的壁体区域,并且所述壁体区域构造为能够借助于加热装置至少能够部分地进行恒温处理的结构;
b)将滑(Schieber)定位到所述成形区域的范围内,由此形成第一空穴;
c)对所述壁体区域进行主动的冷却,直至在所述壁体区域中达到了预先确定的温度;
d)将能够注塑的塑料在可流动的状态中喷射到所述第一空穴中;
e)对所述壁体区域进行主动的冷却,直至在所述壁体区域中达到了预先确定的第二温度,并且而后结束对于所述壁体区域的主动的冷却,其中所述凝固的、能够注塑的塑料在所述第一空穴中形成第一组分;
f)使所述滑块运动到第二位置中,从而由由此空出的空间来形成第二空穴;
g)将所述包含颗粒状的磁性材料的热固塑料在可流动的状态中喷射到所述第二空穴中;
h)借助于所述磁体将与所期望的磁化程度相对应的、用于产生磁性的优先方向的定向磁场加载到所述热固塑料上,其中在所述步骤g)和h)的持续时间里对所述壁体区域进行主动的冷却;
i)结束对于所述壁体区域的主动的冷却;
j)借助于所述加热装置将所述壁体区域加热到所述热固塑料的交联温度,直至结束所述热固塑料的交联;
k)切断所述加热装置,或者借助于所述加热装置将所述壁体区域的温度降低到预先确定的、低于所述交联温度的温度;
l)让所喷射的热固塑料凝固;并且
m)给凝固的双组分构件脱模。
[0018] 按照所述当前的方法的另一种设计方案,所述滑块可以具有第二加热装置,所述第二加热装置在所述滑块的内部与所述滑块的、在执行所述方法的过程中与所述空穴相接触的区域相邻接地进行布置。在此,所述第二加热装置用于将所述滑块加热到处于所述热固塑料的交联温度的范围内的温度范围,从而可以有针对性地开始所述交联过程。
[0019] 在所述当前的方法中,对所述壁体区域进行主动的冷却的步骤借助于用冷却介质来贯穿流过冷却通道的方式来进行,其中所述冷却通道与所述成形区域或者所述壁体区域相邻接地构成。所述冷却介质可以包括所有从现有技术中知道的介质,比如水、油或者不同的液体的混合物、尤其是水-乙二醇-混合物。所述冷却通道在此关于所述模具的成形区域或者壁体区域如此布置,从而一方面实现所述得到加热的壁体区域的、快速的散热,并且另一方面相对于在所述模具的运行中所出现的力和力矩存在着足够高的强度,使得所述空穴的壁体区域的、在负荷下的弹性变形尽可能地小。
[0020] 按照所述当前的方法的另一种设计方案,所述加热装置可以由电的加热陶瓷或者厚层加热机构所构成。围绕着所述模具的成形区域或者空穴布置了电的加热陶瓷或者厚层加热机构,所述电的加热陶瓷或者厚层加热机构可以变热地被加热到所述交联温度、尤其是处于130℃与180℃之间的范围。所述加热陶瓷紧挨着在所述成形区域的壁体区域的表面的下方被安装到所述模具中。优选将所述厚层加热机构施加到所述成形区域或者空穴的表面上,并且用相应的金属层将其覆盖住。作为替代方案,在所述当前的方法中,所述模具的、靠近成形区域的或者靠近空穴的壁体区域也可以借助于液态的介质、借助于电阻加热装置或者以感应的方式得到恒温处理。
[0021] 按照所述当前的、用于制造注塑成型的、塑料黏结的、被设计为双组分构件的永久磁体的方法的另一种变型方案,可以在将所述包含着颗粒状的磁性材料的热固塑料在可流动的状态中喷射到所述空穴中之前,将一种用于所述永久磁体的基体加入到所述空穴中,其中所述基体与所喷射的热固塑料一起在其凝固之后形成一个一体的构件。
[0022] 按照所述当前的方法的另一种设计方案,可以对于借助于所述磁体将与所期望的磁化程度相对应的、用于产生磁性的优先方向的定向磁场加载到所述热固塑料上的步骤而言,在所述步骤g)和h)的持续时间里对所述壁体区域进行主动的冷却。在此,在所述两个步骤g)和h)的持续时间里对所述壁体区域实施主动的冷却,从而可以实现所述当前的方法的、前面所提到的优点。
[0023] 按照这种变型方案,提供一种用于制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的方法,其中所述永久磁体被设计为由一基体和一种包含着颗粒状磁性材料的热固塑料所构成的双组分构件,所述方法具有以下步骤:a)提供一种用于进行注塑的模具,该模具在该模具的内部具有一空穴,其中该模具具有一磁体以及一与所述空穴邻接的壁体区域,并且所述壁体区域构造为能够借助于加热装置至少部分地进行恒温处理的结构;
b)将一基体加入到所述空穴中,并且将所述模具闭合;
c)将所述包含着颗粒状的磁性材料的热固塑料在可流动的状态中喷射到所述空穴中;
d)借助于所述磁体将与所期望的磁化程度相对应的、用于产生磁性的优先方向的定向磁场加载到所述热固塑料上,其中在所述步骤c)和d)的持续时间里对所述壁体区域进行主动的冷却;
e)结束对于所述壁体区域的主动的冷却,
f)借助于所述加热装置将所述壁体区域加热到所述热固塑料的交联温度,直至结束所述热固塑料的交联过程;
g)切断所述加热装置,或者借助于所述加热装置将所述壁体区域的温度降低到预先确定的、低于所述交联温度的温度;
h)让所喷射的热固塑料凝固;并且
i)给凝固的双组分构件脱模。
[0024] 所述按本发明的、注塑成型的、塑料黏结的永久磁体同样显示出前面所提到的优点。附图说明
[0025] 借助于附图来对本发明进行解释。附图在此示出:图1是按照本发明的、用于由包含着颗粒状的磁性材料的热固塑料来制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的模具的原理草图;
图2是一种用于按照本发明来制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的模具的原理草图,其中所述永久磁体被设计为具有一在外部制造的基体的双组分构件;
图3是另一种用于按照本发明来制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的模具的、在第一方法阶段中的原理草图,其中所述永久磁体被设计为双组分构件;并且图4是所述按照图2的、另一种用于制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的模具的、在第二方法阶段中的原理草图。

具体实施方式

[0026] 参照图1,示出了用于按照本发明由包含颗粒状的磁性材料的热固塑料来制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的模具的原理草图。为了实施当前的方法而使用一种模具10,该模具具有第一模具半体11和第二模具半体12。但是,所述注塑模具的构造不局限于两个半体,而是也可以包括多个构件。
[0027] 为了构成所述注塑成型的、塑料黏结的永久磁体,所述模具10在其内部具有一空穴20、一磁体30以及一与所述空穴20邻接的壁体区域40。此外,所述壁体区域40构造为能够借助于加热装置50来至少部分地加热的结构。优选所述整个壁体区域40能够借助于所述加热装置50来加热。所述加热装置50可以由电的加热陶瓷(未示出)或者厚层加热机构(未示出)来构成。围绕着所述模具10的空穴20布置了所述电的加热陶瓷或者厚层加热机构,所述电的加热陶瓷或者厚层加热机构可以变热地被加热到所述交联温度、尤其是被加热到处于130℃与180℃之间的范围。所述加热陶瓷紧挨着在所述空穴20的壁体区域40的表面的下方被安装到所述模具10中。所述厚层加热机构优选被施加到所述空穴20的表面上,并且被用相应的金属层(未示出)覆盖住。作为替代方案,在所述当前的方法中,所述模具10的、靠近空穴的壁体区域40也可以借助于液态的介质(未示出)、借助于电阻加热装置(未示出)或者以感应方式得到恒温处理。
[0028] 除此以外,所述模具10具有一流入口80,该流入口用于将包含颗粒状的磁性材料的热固塑料55喷射到所述空穴20中,其中在将所述热固塑料55在可流动的状态中喷射到所述空穴20中的持续过程中对所述流入口80进行主动的冷却。因此,对于所述伸入到空穴20中的流入口80的区域来说同样保证,在填充所述空穴20的过程中,在所述流入口80的区域中防止所喷射的热固塑料55在可流动的状态中交联。由此,在这个时间里对于所述流入口80的横截面来说就保证了,处于压力之下的热固塑料55在可流动的状态中完全朝所述空穴20的方向运动,而不存在以下危险:按照现有技术,所述流入口80的壁体区域,所述流入口80的横截面由于在圆周区域中时效硬化的热固塑料55而变窄。
[0029] 对于所述壁体区域40的主动的冷却借助于用冷却介质(未示出)来贯穿流过大量的冷却通道60、70这种方式来进行,其中所述冷却通道60、70与所述模具10的壁体区域40邻接。所述冷却介质可以包括所有从现有技术中知道的介质,比如水、油或者不同的液体的混合物、尤其是水-乙二醇-混合物。所述冷却通道60、70在此关于所述模具10的壁体区域40如此布置,从而一方面实现所述已被得到加热的壁体区域40的、快速的散热,并且另一方面相对于在所述模具的运行中所出现的力和力矩存在着足够高的强度,使得所述空穴20的壁体区域40的、在负荷下的弹性变形尽可能地小。
[0030] 为了制造所述当前的、注塑成型的、塑料黏结的永久磁体,首先将所述热固塑料55在可流动的状态中喷射到所述空穴20中,直至将所述空穴20完全填满。而后借助于所述磁体30将与所期望的磁化程度相对应的、用于产生磁性的优先方向的定向磁场(未示出)加载到所述热固塑料55上,其中在将所述热固塑料55在可流动的状态中喷射到所述空穴20中的持续时间里并且在加载所述定向磁场的过程中对所述壁体区域40进行主动的冷却。随后结束对于所述壁体区域40的主动的冷却。而后借助于所述加热装置50将所述壁体区域40加热到所述热固塑料55的交联温度,直至结束所述热固塑料55的交联,并且而后切断所述加热装置50。最后在所述空穴20中出现所喷射的热固塑料55的凝固,并且而后可以借助于顶料器90将所凝固的热固塑料55作为所述注塑成型的、塑料黏结的永久磁体从所述模具10中取出。
[0031] 优选在所述当前的方法中将所述热固塑料以处于50bar到100bar之间的范围内的压力喷射到所述空穴20中。在所述空穴20中的这样的内压对所述加热装置50来说、尤其是对于陶瓷加热装置来说为最佳,因为在这里不出现较高的、可能导致其弯曲并且由此导致破裂的变形力。
[0032] 图2示出了一种用于按照本发明来制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的模具110的原理草图,其中所述永久磁体被设计为具有在外部制造的基体95的双组分构件,并且所述基体95与所喷射的、包含颗粒状的磁性材料的热固塑料55一起在所述热固塑料55凝固之后形成一个一体的构件。所述模具110又具有第一模具半体111和第二模具半体
112。但是,所述注塑模具的构造不局限于两个半体,而是也可以包括多个构件。
[0033] 为了构成所述注塑成型的、塑料黏结的永久磁体,所述模具110在其内部具有一空穴220、一磁体130以及一与所述空穴220邻接的壁体区域140。此外,所述壁体区域140构造为能够借助于加热装置150至少部分地加热的结构。优选整个壁体区域140能够借助于所述加热装置150来加热。所述加热装置150可以由电的加热陶瓷(未示出)或者厚层加热机构(未示出)来构成。围绕着所述模具10的空穴220布置了所述电的加热陶瓷或者厚层加热机构,所述电的加热陶瓷或者厚层加热机构能够变热地被加热到所述交联温度、尤其是被加热到处于130℃与180℃之间的范围。所述加热陶瓷紧挨着在所述空穴220的壁体区域140的表面的下方被安装到所述模具110中。将所述厚层加热机构优选施加到所述空穴120的表面上,并且用相应的金属层(未示出)将其覆盖住。作为替代方案,在所述当前的方法中,也可以借助于液态的介质(未示出)、借助于电阻加热装置(未示出)或者以感应的方式对所述模具110的、靠近空穴的壁体区域140进行恒温处理。
[0034] 除此以外,所述模具110具有用于将所述热固塑料55喷射到所述空穴220中的流入口250,其中在将所述热固塑料55在可流动的状态中喷射到所述空穴220中的过程中对所述流入口250进行主动的冷却。因此,对于所述伸入到空穴220中的流入口250的区域来说同样保证,在填充所述空穴220的过程中在所述流入口250的区域中防止所喷射的热固塑料55在可流动的状态中交联。由此在这个时间里对于所述流入口250的横截面来保证,处于压力之下的热固塑料55在可流动的状态中完全朝所述空穴220的方向运动,而不存在以下危险:按照现有技术所述流入口250的壁体区域,所述流入口250的横截面由于在圆周区域中时效硬化的热固塑料55而变窄。
[0035] 借助于用冷却介质(未示出)贯穿流过大量的冷却通道200、210的方式来对所述壁体区域140进行主动的冷却,其中所述冷却通道200、210与所述模具110的壁体区域140邻接地构成。所述冷却介质可以包括所有从现有技术中知道的介质,比如水、油或者不同的液体的混合物、尤其是水-乙二醇-混合物。所述冷却通道200、210在此关于所述模具110的壁体区域140如此布置,从而一方面实现所述得到加热的壁体区域140的、快速的散热,并且另一方面相对于在所述模具的运行中所出现的力和力矩存在着足够高的强度,使得所述空穴220的壁体区域140的、在负荷下的弹性变形尽可能地小。
[0036] 所述注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的制造在第一步骤中具有将所述基体95加入到所述空穴220中并且使得所述模具110闭合住这两个方面。而后将所述热固塑料55在可流动的状态中喷射到所述空穴220中,直到将所述空穴220完全填满。随后借助于所述磁体130,将一种与所期望的磁化程度相对应的、用于产生磁性的优先方向的定向磁场(未示出)加载到所述热固塑料55上,其中在将所述热固塑料55在可流动的状态中喷射到所述空穴220中以及加载所述定向磁场的持续时间里对所述壁体区域140进行主动的冷却。随后结束对于所述壁体区域140的主动的冷却。而后借助于所述加热装置150将所述壁体区域140加热到所述热固塑料55的交联温度,直至结束所述热固塑料55的交联,并且此后切断所述加热装置150。最后在所述空穴220中出现所喷射的热固塑料55的凝固,并且此后借助于顶料器90将所述凝固的热固塑料55与所述基体95一起作为一个双组分构件从所述模具10中取出。
[0037] 优选的是,在所述当前的方法中,用处于50bar到100bar之间的范围内的压力来将所述热固塑料55喷射到所述空穴220中。在所述空穴220中的这样的内压对所述加热装置150来说、尤其是对陶瓷加热装置来说为最佳,因为在此没有出现较高的、可能导致所述加热装置的弯曲并且由此导致破裂的变形力。
[0038] 图3示出了另一种用于按照本发明来制造一种注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的模具250的、在第一方法阶段中的原理草图,其中所述永久磁体被设计为双组分构件。
[0039] 所述模具250具有第一模具半体251和第二模具半体252。但是,所述注塑模具的构造不局限于两个半体,而是也可以包括多个构件。此外,所述模具250具有一处于该模具250内部的成形区域120、一磁体130以及一与所述成形区域120邻接的壁体区域140。所述壁体区域140构造为能够借助于加热装置150至少部分地恒温处理的结构。作为补充,所述模具250具有一滑块160,该滑块在所述第二模具半体252中得到支承并且在其中得到导引。对于所述滑块160的操纵通过一种机构(未示出)或者通过一个执行装置(未示出)来进行。所述滑块160在一开始在所述成形区域120的区域中处于原始位置中,由此在所述模具250的内部形成第一空穴170。所述第一模具半体251具有用于将所述能够注塑的塑料在可流动的状态中喷射到所述第一空穴170中的第一流入口115,其中在将所述能够注塑的塑料在可流动的状态中喷射到所述第一空穴170中的持续时间里对所述流入口115进行主动的冷却。因此,对于所述伸入到所述空穴170中的流入口115的区域来说同样保证,在填充所述空穴170的过程中在所述流入口115的区域中防止所喷射的、能够注塑的塑料在可流动的状态中交联。由此,在这个时间里对于所述流入口115的横截面来说就保证了,所述处于压力之下的、能够注塑的塑料在可流动的状态中完全朝所述空穴170的方向运动,而不存在以下危险:按照现有技术所述流入口115的壁体区域,所述流入口115的横截面由于在圆周区域中时效硬化的、能够注塑的塑料而变窄。
[0040] 所述按照本发明来制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的制造过程在第一步骤中包括将所述滑块160定位到所述成形区域120的范围中,由此形成了所述第一空穴170。此后对所述壁体区域140进行主动的冷却,直至在所述壁体区域140中达到了预先确定的温度。在此,用冷却介质(未示出)将所述壁体区域140恒温处理到大约60℃到90℃。随后,将所述能够注塑的塑料、尤其是热塑性的塑料在可流动的状态中喷射到所述第一空穴
170中,直至将所述第一空穴170完全填满。同时对所述壁体区域140进行主动的冷却,直至在所述壁体区域140中达到了预先确定的(优选处于30℃与40℃之间的)第二温度,并且此后结束对于所述壁体区域140的主动的冷却,其中所述凝固的、能够注塑的塑料在所述第一空穴170中形成第一组分175。
[0041] 借助于用冷却介质(未示出)贯穿流过大量的冷却通道200、210的方式来对所述壁体区域140进行主动的冷却,其中所述冷却通道200、210与所述成形区域120或者与所述模具250的壁体区域140邻接地构成。所述冷却介质可以包括所有从现有技术中知道的介质,比如水、油或者不同的液体的混合物、尤其是水-乙二醇-混合物。所述冷却通道200、210在此关于所述模具250的壁体区域140如此布置,从而一方面实现所述得到加热的壁体区域140的、快速的散热,并且另一方面相对于在所述模具的运行中所出现的力和力矩存在着足够高的强度,使得所述第一空穴170(以及第二空穴,为此参见图4)的壁体区域140的、在负荷下的弹性变形尽可能地小。
[0042] 图4示出了按照图2的、另一种用于制造注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的模具250的、在第二方法阶段中的原理草图。所述滑块160具有第二加热装置190,该第二加热装置在所述滑块160的内部与所述滑块160的、在执行所述方法的过程中与所述第一空穴
170及第二空穴(下面要解释)处于接触之中的区域邻接地布置。
[0043] 所述第二方法阶段包括使所述滑块160运动到第二位置中,从而由由此空出的空间形成第二空穴180。而后将所述包含颗粒状的磁性材料的热固塑料155在可流动的状态中通过在所述第二工具半体252中构成的第二流入口185来喷射到所述第二空穴180中,直至将所述第二空穴180完全填满。随后借助于所述磁体130将与所期望的磁化程度相对应的、用于产生磁性的优先方向的定向磁场(未示出)加载到所述热固塑料155上,其中在将所述热固塑料155在可流动的状态中喷射到所述第二空穴180中并且将所述用于产生磁性的优先方向的定向磁场加载到所述热固塑料155上的持续时间里,对所述壁体区域140进行主动的冷却。而后结束对于所述壁体区域140的主动的冷却。随后借助于所述加热装置150、190将所述壁体区域140加热到所述热固塑料155的交联温度,直至结束所述热固塑料
155的交联。然后切断所述加热装置150,紧接着让所喷射的热固塑料155凝固。最后可以将所述凝固的热固塑料155与所述第一组分175一起作为一个用于所述注塑成型的、塑料黏结的永久磁体的双组分构件从所述模具250中取出。
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