[发明专利]用于组装在磁芯上的线圈主体、磁阻分析仪和生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于组装在旋转电机的磁芯上的线圈主体，和磁-电角度传感器，特别地磁阻分析仪，其定子依据本发明原理构造。最后，本发明涉及用于生产这些磁阻分析仪的生产方法。

背景技术

这些磁阻分析仪具有旋转对称的、至少部分地软磁的定子和旋转对称的、至少部分地软磁的转子，转子和定子彼此相对布置，其中形成气隙。在气隙中的磁阻由于在周界上变化的转子的形状而周期性改变。

角度传感器具有磁通量发送器，该磁通量发送器布置在定子上并且在至少一个极对上产生在气隙中的预定磁通分布。在定子上还布置有磁通量接收器，该磁通量接收器在相对彼此以某一角度偏移布置的至少两个信号极对上测量磁场强度，转子相对于定子的相对位置的角度值能够根据两个接收机信号得出。

基于改变定子和转子之间的气隙中的磁通密度的原理的这些角度传感器已知有许多变形。原则上，在本示例中可考虑用于在发送部分中产生磁负载的各种原理以及用于测量接收器部分中的磁场的各种原理。在分析仪系统中，也就是说，分析仪和同步器，使用为主绕组和辅助绕组形式的电磁线圈。为分析仪和同步器形式的这些分析仪系统已知有时是准确且可靠的角度传感器。另外还已知所谓的无源磁阻分析仪，其中主绕组和辅助绕组被容纳在定子上，而转子不以任何绕组影响磁通量回路，即是无源的，仅利用软磁部件实现。由于软磁转子的非均一形状，例如，通过设置凸起，在定子中在主绕组和辅助绕组之间的磁通量以不同方式受到影响，根据这些方式，转子的角位置能够经由感应电压得出。

为生产这些定子，存在不同的技术构造可能性。首先，绕组可直接缠绕在磁芯的一个齿形部上，或缠绕在磁芯的多个齿形部上。其次，对于其中绕组仅包围单个齿形部的绕组图，在组装期间可以将绕组仅施加到塑料线圈主体以及将那些线圈主体装配到磁芯的齿形部。这样的布置例如从US 5300884中是已知的。但是，关于其中线圈主体可固定到磁芯的方式，该布置并不具有任何机械固定能力，直到例如经由形成布线布置的印制电路板安装了确定的固定构件。类似布置另外从DE102009061032A1可知。

另外已知借助于专用固位结构将线圈主体固定到磁芯，如例如在DE102010004887A1中提出的。

但是，上述已知的线圈主体仅被缠绕且接着在沿着各个齿形部的纵向轴线的方向上安装在磁芯上。随后，必需形成线圈的被分离开的单个连接的电接触，例如经由印制电路板(PCB)实现。该措施要求大量的单个部件，以及在组装和接触期间的高度复杂性。

另一方面，从US7385323B2已知线圈绕组也可以仅在线圈主体已被安装在磁芯上时装配到线圈主体。在US 7385323B2的布置中，例如，金属磁芯起始地由塑料材料的半壳包围，随后绕组被装配。线圈线材然后缠绕到绝缘体半壳上，且通过在磁极齿形部的各侧形成的狭槽，以便以圆形串联布置形成大量线圈。上部和下部绝缘体半壳彼此装配，以将线圈主体固定到磁芯。

但是，该布置的缺陷在于，仍需要较多量的个体的塑料部件，以提供设有线圈的磁芯。

在其中绕组直接缠绕在芯部齿形部上的磁芯的生产中的另一重要方面是绕线操作期间对线圈线材的引导。存在于多种措施以尽可能高效地执行该缠绕。例如，US 6685127B2提供出缠绕感应机器的转子的方法，其中使用属于绕线机的钩子来引导线材并且防止绕组管口就其空间定向而言移动，即防止从纵向移动到水平。

但是，仍需要将线圈主体固定到磁芯的齿形部，以使它们能够以简单且成本有效的方式安装，但仍确保在操作期间随时间保持稳定的可靠布置，并且另外允许特别有效且准确的绕线操作。

发明内容

该目的通过独立权利要求的主题实现。从属权利要求涉及本发明的有利发展例。

本发明基于以下构思：将绕组主体构造为具有部分地开放的横截面，以便线圈主体能够在横向于齿形部纵向轴线的方向上装配到齿形部，并且被固定到齿形部以与齿形部协作。以此方式，在一方面，需要仅单个塑料部件用于线圈主体，并且在另一方面，能够易于自动化的特别有效的组装是可能的。

本发明的发明人已经认识到：大致鞍形结构的线圈主体足够用于线圈绕组的引导、固定和绝缘，并且完全闭合的横截面是不必要的。通过特别简单的方式，线圈主体被固定到磁芯，因为在线圈主体的接收构件上设有卡扣配合钩子或者压接肋，线圈主体经由卡扣配合钩子或者压接肋被牢固地固定到齿形部，齿形部被接收在接收构件中。因此与已知方案不同，在根据本发明的方案中仅提供一个半壳，而不是常规方案中的双部件构造。