CN108022794A - 用于产生带有至少两个线圈绕组的线圈的机构的方法 - Google Patents

Abstract

用于产生至少两个线圈绕组(12、14)的机构(10)的方法，其中，首先提供线圈架(16)，然后围绕该线圈架，把由具有横截面(24)的金属丝(18)构成的线圈绕组(12)卷绕到所述线圈架(16)上，随后围绕所述线圈绕组(12)卷绕由具有横截面(28)的金属丝(26)构成的另一线圈绕组(14)，从而第二线圈绕组(14)具有圆周(30)，其特征在于，使得力从外面作用到所述第二线圈绕组(14)的至少一部分上，由此至少在所述第二线圈绕组(14)的金属丝(26)的一个部位上使得横截面(28)变形。

Description

用于产生带有至少两个线圈绕组的线圈的机构的方法

技术领域

本发明涉及一种用于产生带有至少两个线圈绕组的线圈的机构的方法。

背景技术

由JP 2006-156710 A已知一种用于线圈的制造方法，针对该线圈并未设置线圈架。因此规定，首先缠绕一个线圈，把它放到模具中，并在轴向上压缩，从而产生环形的线圈架，其带有在压制压力下变形的线圈导体。

由JP 2006-280134 A已知，使得线圈绕组的各个层都变形。

由JP 2008-278681已知，在带有多个层的第一线圈绕组上，在其变形之后，缠绕上矩形金属丝的其它层。

由DE 10 2011 080 471 A1已知，不同型面的金属丝尽可能节省空间地围绕线圈架缠绕。

由JP 2006-156710已知制造磁线圈，其中，首先使得金属丝围绕线圈体缠绕，从而产生线圈绕组。然后规定，该线圈绕组从径向内部向径向外部压紧，在这种情况下，线圈绕组的各个金属丝横截面变形。

此外已知启动器的接通继电器，这些接通继电器通常具有用于不同任务的、相同匝数的、彼此同心的绕组。通过吸合绕组(Einzugswicklung)进行小齿轮的啮合过程，该吸合绕组与保持绕组同样地被通电。保持绕组用于使得啮合的小齿轮保持位置。由于用于两个所述功能的不同的力需求，吸合绕组的金属丝直径和保持绕组的金属丝直径是不同的。由于功能原因，非常值得推荐的是，吸合绕组和保持绕组具有几乎相同的或者优选相同的匝数。由于两个绕组的两种优选不同的金属丝直径，无法使得两个绕组直接正循环地(orthozyklisch)彼此缠绕。虽然位于径向内部的绕组可以正循环地缠绕，因为基底通常是带有为此设置的柱形区段的绕组架，该区段也嵌入到接通继电器中。然而，特别是对于具有不同直径的金属丝来说，位于径向外部的绕组在缠绕过程中会放置到位于径向内部的绕组的两个相邻的金属丝之间的凹处中。由此会产生一个杂乱的(wild)绕组，该绕组沿着其轴向长度具有不均匀的外直径。无论具有相应直径的金属丝，还是具有不同直径的金属丝，都会产生杂乱的绕组。为了避免或防止这一点，在位于径向内部的绕组上敷设了粘接带作为中间层，该绕组通常正循环地构造。这个中间层要保证存在用于径向外部绕组的近乎平整的底垫，以便该绕组也能至少近乎正循环地缠绕。但即使有中间层，位于外部的绕组仍仅仅部分地正循环。另外，为了保证耐振性，通常在位于外部的绕组上敷设绉皱带(Kreppband)形式的外层。

发明内容

根据本发明的用于产生带有至少两个线圈绕组的线圈的机构的方法，优点在于，通过使得第二线圈绕组的金属丝从径向外部变形，改善了变形之后的尺寸稳定性(Maβhaltigkeit)。也就是说，如果第一和第二线圈绕组卷绕到线圈架上，然后这两个线圈绕组从径向外部变形，则线圈架从径向内部保持尺寸，而来自径向外部的变形在通过成型的一个或多个部件而卸载后导致轻微的反弹。相比于在现有技术中公开的其它措施，本发明的方法导致提高的尺寸稳定性。此外，这能实现对线圈架的改善的引导，只要该线圈架保留在线圈中。另外显然的是，通过两个线圈绕组的变形过程，保证了良好的卷绕空间利用，从而所谓的电填充度特别高。这意味着，在外壳(磁回路)和可于线圈内部移动的芯子之间可供使用的空间内，实现了特别好的电磁利用。另一方面，该方法可以实现省去在内部的线圈绕组与外部的线圈绕组之间的中间层，于是通常也实现了省去在至少第二线圈绕组的外圆周上的外层。由此也可以实现的是，在安装空间相同的情况下，安装了更多的卷绕材料，或者最终减小了接通继电器的或线圈壳体的外直径。此外有利的是，在第一线圈绕组的匝圈的径向最外层中，在直接相邻的匝圈的直接相连的各个金属丝横截面之间的此时产生的凹处中，有第二线圈绕组的匝圈的第一层。这具有如下优点：特别是在省去具有第一线圈绕组的匝圈的最外层与第二线圈绕组的匝圈的第一层或最里层之间的中间层情况下，实现了具有高密度导体横截面的比较紧凑的构造。根据另一种设计规定，内部线圈绕组的金属丝在卷绕到线圈架上之前适当地变形，从而一个金属丝长度范围的表面的至少两个面区域相互平行地朝向，并且，这些面区域之一放置在径向内部的面上。该径向内部的面特别优选地要么包括位于更里面的匝圈或绕组，要么包括一个线圈架，该线圈架例如在卷绕和变形结束之后随之安装到壳体中。线圈架替代地也可以是工具装置的一部分，因而在把线圈机构安装到壳体中之前更换所述工具装置。根据记载，金属丝长度范围的表面的至少两个面区域应相互平行地朝向，例如借助圆金属丝形成两个彼此相对地、即特别优选相互平行地设置的面区域。也就是说，圆金属丝例如且优选地直接在卷绕之前通过带有例如两个轮的成型机而发生变形。横截面于是通常是球形的。根据另一替代的实施方式，也可以规定，金属丝一开始就被设计成矩形或方形。这种形状例如也可以采用如下方式来产生：圆金属丝在二乘二个轮之间变形为矩形或方形。根据这些实施例，这导致如下优点：内部的线圈绕组于是被设计得特别紧凑。这里的紧凑的含义是，线圈绕组的导体横截面占据了特别多的空间，因此，各匝圈与各层之间的空闲空间特别小。如果外部的线圈绕组卷绕到这种位于其下面的、即位于径向内部的线圈绕组上，则这例如导致外部的线圈绕组由于变形或由于位于其下面的线圈绕组的变形的金属丝而卷绕到在一定程度上圆柱形的表面上。这对于外部的线圈绕组来说可以实现正循环的卷绕，进而实现有序地、节省空间地布置外部的线圈绕组。根据另一方法步骤规定，在第二卷绕绕组的至少一层卷绕之后，—且在任选地把用于保证耐振性的粘接带形式的粘接性的外层敷设到位于外部的绕组上之后—，使得力从径向外部作用到第二个或者最外面的线圈绕组的至少一层上，且优选沿着其整个圆周作用，由此至少在第二线圈绕组的金属丝的一个部位使得横截面变形。特别优选地，通过第二线圈绕组的变形，第二线圈绕组的外直径相比于第二线圈绕组的最初的外直径减小了。这导致第一线圈绕组的金属丝在很多不同的部位变形，优选在第一线圈绕组的设置在径向最外面的全部位置变形，由此在整体上导致第二线圈绕组的特别紧凑的设计。为了节省通常由比较昂贵的聚酰胺构成的线圈架材料，规定线圈架具有至少一个凸缘，该凸缘具有径向的延伸距离，并且，第二线圈绕组的最大外直径在变形之前大于凸缘的外直径。特别优选地，多个变形部段从径向外部顶压到线圈绕组的最外层上，以便减小线圈绕组的最外层的外直径的最大量值。在此特别优选地规定，这些变形部段朝向径向外部大致构造成三角形。这意味着，优选沿线圈架的圆柱轴线方向且优选朝向其中心，变形部段的边沿上升。通过采用所谓的顶压环，于是可以从线圈架的轴向端部起，将朝向径向内部的力作用到一个或多个变形部段上，由此使得线圈机构朝向径向内部压缩。优选地，所述变形分两个步骤进行：在变形的第一步骤中，把多个变形部段从径向外部顶压到线圈绕组的最外层上，以便减小线圈绕组的最外层的外直径的最大量值。然后，把变形部段的层改变成具有至少两个线圈绕组的线圈的机构。在此优选地，使得线圈的机构相对于变形部段的机构转动(相对转动)。这具有如下优点：—例如上述粘接带的和/或在线圈绕组的最外层中的—可能在第一变形步骤之后在两个变形部段之间的接缝中产生的凸起，通过第二变形步骤被冲压下来，也就是说，完全被压下去。于是，虽然有可能在两个变形部段之间再次产生新的凸起，但该凸起此时通常非常小。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出，并在下面的说明中予以详述。其中：

图1以纵剖视图示出在线圈架上的两个线圈绕组的机构；

图2示出图1的两个线圈绕组的机构，在这些线圈绕组已沿径向方向压缩之后；

图3示出至少两个线圈绕组的机构的第二实施例，且基本上示出在这些线圈绕组的外圆周上的变形部段；

图4为在利用变形部段的变形期间图3的机构的纵剖视图；

图5按照第二方法实例示出用于使得两个线圈的机构径向地压缩的第一方法步骤；

图6示出在经过图5中所示的步骤之后的第二步骤；

图7为比如由图5和图6已知的六个压制部段的立体图；

图8a、8b、8c和8d为在变形时产生的凸起和用于减小这些凸起的步骤的略微示意性的视图。

具体实施方式

图1中示出两个线圈绕组12和14的第一种机构10。两个线圈绕组12、14设置在线圈架16上。在此，该线圈架在这种情况下是个芯子，该芯子例如由用于利用线圈绕组12、14卷绕的机器提供。第一线圈绕组12由金属丝(Draht)18卷绕而成，该金属丝在此被设计成圆金属丝。线圈架16在此具有整体上棱柱形的形状，其在此更特别地为圆柱形。该圆柱形形状具有圆柱轴线20，所述圆柱轴线相应于在圆柱型材纵向上的通常的圆柱轴线。第一线圈绕组12在至少一个第一层22中围绕线圈架16缠绕。在此，金属丝18的横截面24有序地、一个靠一个地位于该第一层22中。在线圈绕组12的所述至少一个层22上，卷绕由具有横截面28的另一金属丝26构成的另一个、这里为第二个线圈绕组14。该第二线圈绕组14于是具有圆周30。

在已经使得优选径向的力从外面、即从径向外部且至少基本上朝向圆柱轴线20，作用到第二线圈绕组14的至少一部分上，且在此特别优选地沿着其整个圆周30作用之后，在图2中示出图1的机构10。如借助第一线圈绕组12和第二线圈绕组14以及第一线圈绕组12的横截面24和第二线圈绕组14的横截面28可清楚地看出，通过至少在第二线圈绕组14的金属丝26的一个位置上使得力从外面作用到机构10上，至少一个横截面28发生变形。在这种情况下通常认为，第二线圈绕组14的金属丝26沿着整个圆周30几乎处处都发生变形。特别地也认为，在来自外部的变形力的作用下，第一线圈绕组12的金属丝的横截面24也沿着整个圆周和全部的层发生变形。此外如借助图1和2可清楚地看出，优选地规定，第一线圈绕组12的金属丝18的横截面24，或者在最外面的线圈绕组14的径向内部的线圈绕组的金属丝横截面，或者较靠外面的线圈绕组14的金属丝横截面，其面积不同于第二线圈绕组14的金属丝的横截面28。在此规定，第一线圈绕组12的金属丝18的横截面24大于比较靠外的或者设置在外面较远处的线圈绕组14的金属丝26的横截面28。在此需要说明，线圈绕组12，即具有金属丝的较大的横截面的那个线圈绕组，当线圈机构10应用在启动装置中时，通常用作所谓的吸合绕组。位于外面较远处的线圈绕组14于是通常具有所谓的保持绕组的任务。此外还规定，线圈绕组12的匝数和线圈绕组14的匝数至少大小相近，或者优选大小相同。线圈绕组12的一个或多个金属丝18的横截面24原则上不必更大，其甚至可以更小，或者相同大小。于是在这种情况下就可以替代于金属丝18—其如所示具有较大的横截面24—而设置多个所谓的并行金属丝。这些并行金属丝也具有至少几乎相同的匝数，例如在总和上具有与带有一个单独的金属丝18的线圈绕组12相同的横截面24。

如借助图1可清楚地看出，线圈绕组12的径向最外层32已在各个匝圈34之间，这里在第一线圈绕组12的直接相邻的匝圈34之间，分别构造了凹处36。这种凹处36是通过卷绕而产生的。在此规定，第二线圈绕组14的匝圈34的第一层38的金属丝26，至少以一个金属丝区域即横截面28，布置在第一线圈绕组12的匝圈38的径向最外层32的凹处36中。优选地，多个金属丝区域或横截面28布置在第一线圈绕组12的匝圈34的径向最外层32的凹处36中。

按照根据图3和4的第二实施例规定，第一线圈绕组12即一个或者内部的线圈绕组12的金属丝18，在卷绕到线圈架16上之前适当地变形，从而金属丝18的表面的至少两个面区域40相互平行地朝向。如特别是在图3中所示，两个面区域40之一放置到径向内部的面上。该径向内部的面在此例如是线圈架16的表面42。这里需要说明的是，金属丝26在其卷绕到线圈架16上之前是所谓的圆金属丝。在该金属丝18卷绕到线圈架16上之前，它从基本上彼此平行地相对的至少两侧，通过成型辊而展平，从而该金属丝18具有两个彼此相对的面，这些面作为面区域40相互平行地朝向。然而在根据图3和图4的实例中，金属丝不仅在这样的两侧相互平行地变形，而且在另外两侧通过两个其它的成型辊或轮而变形，以便最初的圆金属丝在这种情况下具有矩形的横截面(矩形)，特别地，如这里所示，为方形，因而横截面为方形。金属丝18也可以具有菱形形状(菱形)。在先前卷绕的线圈绕组12之后，径向外部的线圈绕组14紧接着卷绕到相互平行的面区域40上。如这里借助图3可非常清楚地看出，线圈架16具有凸缘44，该凸缘具有起始于圆柱轴线20的径向延伸距离，并且，第二线圈绕组14的最大外直径D1在变形之前大于凸缘44的外直径DF。在图3中，在线圈绕组12、14的径向外部设置了多个变形部段46。这些变形部段46被设置用来从径向外部把线圈绕组14顶压到最外层32上，以便把线圈绕组14的最外层32的外直径D的最大量值减小到量值D2。也就是说，在卷绕第二线圈绕组14的至少一层22之后，使得至少一个优选径向的力F从优选径向外部作用到第二线圈绕组14的所述至少一层22上，且沿着优选其整个圆周作用。由此在第二线圈绕组14的金属丝26的至少一个部位或者金属丝位置或者横截面28上，横截面28发生变形，参见图4。

在图5中示出了特殊的变形部段46。这些变形部段46基本上对称地构造。这意味着，在圆柱轴线20的方向上，基本上从其轴向中心起，这些变形部段46朝向优选两个凸缘44倾斜地向径向内部下降地设计。因此，整体地观察全部的变形部段46就会得知，它们分别既在一个轴向方向上锥形地构造，又在另一个轴向方向上锥形地构造。鉴于这些变形部段46在两个轴向方向上都向径向内部锥形地构造，也可以说，全部数量的或整体的变形部段46在其外圆周上为双锥形构造。在这些变形部段46的径向外部，且在凸缘44的区域中，也就是在这些变形部段46的一个轴向端部且在这些变形部段46的另一个轴向端部上，各有环50来包夹这些变形部段46。针对右边的环50，示范性地标出了内锥52。如果这两个环50彼此相向地移动，其方式为，使得轴向力FA相互作用，则通过变形部段46和环50的造型实现了使得变形部段46向径向内部顶压，并在这种情况下分别使得力F作用到线圈绕组12或14上。由此实现线圈绕组12、14的变形。

在图7中示出了变形部段46处于其最初的布局中。此外，这里示出了径向向内朝向的力F。

总之规定，针对第一线圈绕组12和第二线圈绕组14，例如分别采用了铜金属丝。替代地也可以规定，针对第一线圈绕组和第二线圈绕组采用铝金属丝。另外可以替代地规定，针对第一线圈绕组12采用铜金属丝，而针对第二线圈绕组14采用铝金属丝，或者，针对第一线圈绕组12采用铝金属丝，而针对第二线圈绕组14采用铜金属丝。特别优选的是，在卷绕线圈绕组12、14时，两个线圈绕组12、14的绕向是相同的。

根据另一方法步骤规定，在卷绕第二线圈绕组14的至少一层22之后—且在任选地把用于保证耐振性的粘接带形式的粘接性的外层55敷设到位于外部的绕组14上之后—，使得力F从径向外部作用到第二个或者最外面的线圈绕组14的至少一层22上，且优选沿着其整个圆周作用，由此至少在第二线圈绕组14的金属丝26的一个部位使得横截面28变形。

该变形例如可以在一个步骤中进行。但该变形优选分两个步骤进行：在变形的第一步骤中，图8a，把多个变形部段46从径向外部顶压到线圈绕组14的最外层32上，以便减小线圈绕组14的最外层32的外直径D1的最大量值。于是，这里有六个变形部段46略微从线圈绕组14的最外层32抬起。然后，把变形部段46的层改变成具有至少两个线圈绕组12、14的线圈的机构10。在此优选地，使得线圈的机构10相对于变形部段46的机构围绕线圈架16的圆柱轴线20转动角度α(相对转动)。该角度的大小优选为变形部段46围绕线圈机构10延伸经过的角度的一半。相对转动具有如下优点：—例如上述粘接带的和/或通过线圈绕组14的最外层32的相应变形—至少一个可能在第一变形步骤之后在两个变形部段46之间的接缝57中产生的凸起59，参见图8b和图8c，通过第二变形步骤被冲压下来也就是说，优选完全被压下去，图8d。在此，多个变形部段46再一次地从径向外部被顶压到线圈绕组14的最外层32上。于是，虽然有可能在两个变形部段之间再次产生新的凸起59，但该凸起此时通常非常小。

Claims (16)

1.用于产生至少两个线圈绕组(12、14)的机构(10)的方法，其中，首先提供线圈架(16)，然后围绕该线圈架，把由具有横截面(24)的金属丝(18)构成的线圈绕组(12)卷绕到所述线圈架(16)上，随后围绕所述线圈绕组(12)卷绕由具有横截面(28)的金属丝(26)构成的另一线圈绕组(14)，从而第二线圈绕组(14)具有圆周(30)，其特征在于，使得力从外面作用到所述第二线圈绕组(14)的至少一部分上，由此至少在所述第二线圈绕组(14)的金属丝(26)的一个部位上使得横截面(28)变形。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一线圈绕组(12)的金属丝(18)的横截面(24)的面积不同于、特别是大于或小于所述第二线圈绕组(14)的金属丝(26)的横截面(28)。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，卷绕所述第一线圈绕组(12)的匝圈(38)的径向最外层(32)，在这种情况下，在直接相邻的所述匝圈(38)之间构造出凹处(36)，把所述第二线圈绕组(14)的匝圈(34)的第一层(22)的金属丝(26)至少以一个金属丝区域布置在所述第一线圈绕组(12)的匝圈(34)的径向最外层(32)的凹处(36)中，优选以多个金属丝区域布置在所述第一线圈绕组(12)的匝圈(34)的径向最外层(32)的凹处(36)中。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使得内部的线圈绕组(12)的金属丝(18)在卷绕到所述线圈架(16)上之前适当地变形，从而所述金属丝(18)的表面(42)的至少两个面区域(40)相互平行地朝向，所述面区域(40)之一放置到径向内部的面上。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，使得内部的线圈绕组(12)的金属丝(18)在卷绕到所述线圈架(16)上之前适当地变形，从而一个金属丝长度范围的表面(42)的至少两个其它的面区域(40)相互平行地朝向。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过所述金属丝(18)的变形，形成了近乎为矩形或方形或菱形的金属丝横截面。

7.如权利要求3、4或5所述的方法，其特征在于，将外部的线圈绕组(14)卷绕到相互平行的面区域(40)上。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在卷绕所述第二线圈绕组(14)的至少一层(22)之后，使得力从外部作用到所述第二线圈绕组(14)的至少一层(38)上，且沿着其整个圆周作用，由此至少在所述第二线圈绕组(14)的金属丝(26)的一个部位使得横截面变形。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述第二线圈绕组(14)的第一层(22)直接卷绕到所述第一线圈绕组(12)的最后一层(32)上。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述线圈架(16)具有至少一个凸缘(44)，该凸缘具有径向的延伸距离，并且，所述第二线圈绕组(14)的最大外直径(D)在变形之前大于所述凸缘(44)的外直径(DF)。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

-a)针对所述第一线圈绕组(12)和所述第二线圈绕组(14)，采用铜的金属丝(18、26)；或者，

-b)针对所述第一线圈绕组(12)和所述第二线圈绕组(14)采用铝的金属丝(18、26)；或者，

-c)针对所述第一线圈绕组(12)采用铜的金属丝(18)，而针对所述第二线圈绕组(14)采用铝的金属丝(26)；或者，

-d)针对所述第一线圈绕组(12)采用的铝金属丝(18)，而针对所述第二线圈绕组(14)采用铜的金属丝(26)。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在卷绕线圈绕组(12、14)时，第一线圈绕组(12)和第二线圈绕组(14)的绕向是相同的。

13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使得多个变形部段(46)从径向外部顶压到线圈绕组(14)的最外层(32)上，以便减小线圈绕组(14)的最外层(32)的外直径(D1)的最大量值。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在借助多个变形部段(46)从径向外部顶压到所述第二线圈绕组(14)的最外层(32)上之前，敷设用于保证耐振性的粘接带形式的粘接性的外层(55)。

15.如权利要求13或14所述的方法，其特征在于，通过借助多个变形部段(46)从径向外部顶压到最外面的线圈绕组(14)上，在所述多个变形部段(46)之间的接缝(57)处产生至少一个凸起(59)。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，然后使得线圈的机构(10)相对于变形部段(46)的机构围绕所述线圈架(16)的圆柱轴线(20)转动角度(α)，随后使得多个变形部段(46)从径向外部顶压到线圈绕组(14)的最外层(32)上，以便通过第二变形步骤把至少一个凸起(59)冲压下来，也就是说，优选完全压下去，其中，把所述多个变形部段(46)再一次地从径向外部顶压到线圈绕组(14)的最外层(32)上。