DE102007021151A1 - Resolver, has components rotatable around axis, where one of components includes coils, lamination stacks and retainer, and coils arranged at lamination stacks that include individual sheet metals and mounted at retainer - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Resolver, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren zu Herstellung eines derartigen Resolvers gemäß dem Anspruch 8.The The invention relates to a resolver, according to the preamble of claim 1 or a method for producing such Resolver according to claim 8.
Als Resolver bezeichnet man in der Elektrotechnik einen elektromagnetischen Messumformer zur Wandlung der Winkellage eines Rotors in eine elektrische Größe, bzw. in elektrische Signale. In der vorliegenden Anmeldung umfasst der Begriff Resolver auch Messumformer, die mit Synchro oder Drehmelder bezeichnet werden oder auch so genannte RVDT (rotary variable differential transformer).When Resolver is called in electrical engineering an electromagnetic Transducer for converting the angular position of a rotor into an electrical one Size, or in electrical signals. In the present The term resolver also includes transducers that use Synchro or resolver are called or also called RVDT (rotary variable differential transformer).
Häufig sind bei einem Resolver in einem Gehäuse versetzte Statorwicklungen angeordnet, die einen innerhalb des Gehäuses befindlichen Rotor mit Rotorwicklungen umschließen. In diesem Fall sind sowohl die Statorwicklungen als auch die Rotorwicklungen an jeweils einem Blechpaket angeordnet, welches quasi als Linse für die elektromagnetischen Wellen zu deren Bündelung wirkt. Die Blechpakete bestehen aus einer Vielzahl von Einzelblechen, die in der Regel aus einem weichmagnetischen Material bestehen, damit deren elektromagnetische Wirkung gesteigert wird.Often are staggered stator windings in a housing in a resolver arranged one inside the housing Enclose rotor with rotor windings. In this case, both the stator windings and the rotor windings on one Laminated core arranged, which is more or less as a lens for the electromagnetic waves acts to bundle them. The Laminated cores consist of a large number of individual sheets, which in the Usually consist of a soft magnetic material, so that their electromagnetic effect is increased.
Derartige Resolver werden meist in großen Stückzahlen hergestellt, so dass hier eine einfache, möglichst automatisierte Fertigung geboten ist.such Resolvers are usually made in large numbers, So here's a simple, automated as possible production is required.
In
der Offenlegungsschrift
Ein derartiger Aufbau hat bezüglich der Messgenauigkeit Nachteile und ist überdies nur mit vergleichsweise großem Aufwand fertigbar, bzw. montierbar.One Such structure has disadvantages in terms of measurement accuracy and, moreover, it is only comparatively large Effort manufacturable or mountable.
Der Erfindung liegt die daher die Aufgabe zugrunde, einen Resolver zu schaffen, welcher eine überaus hohe Messgenauigkeit aufweist und weiterhin mit minimalem Aufwand herstellbar ist.Of the Invention is therefore the object of a resolver create, which has a very high measurement accuracy and continue to produce with minimal effort.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst.These The object is achieved by the features of claims 1 and 8 solved.
Entsprechend umfasst der erfindungsgemäße Resolver zwei um eine Achse drehbare Baueinheiten, insbesondere einen Rotor und einen Stator, wobei der Resolver zur Bestimmung der relativen Winkellage zwischen den beiden Baueinheiten geeignet ist. Zumindest eine der Baueinheiten weist Wicklungen, ein spezielles Blechpaket und eine Halterung auf. Die Wicklungen sind am Blechpaket angeordnet bzw. auf das Blechpaket aufgebracht, wobei das Blechpaket mehrere Einzelbleche umfasst und das Blechpaket zudem an der Halterung montiert ist. Dabei ist ein Einzelblech des Blechpakets aus einem ersten Material hergestellt und andere Einzelbleche des Blechpakets aus einem zweiten Material, wobei das Einzelblech aus dem ersten Material die Halterung, insbesondere unter Erzeugung von bezüglich der Achse radialen Spannungen, berührt.Corresponding the resolver according to the invention comprises two μm an axle rotatable units, in particular a rotor and a Stator, with the resolver to determine the relative angular position between the two units is suitable. At least one of the Building units has windings, a special laminated core and a Mount on. The windings are arranged on the laminated core or applied to the laminated core, wherein the laminated core several individual sheets includes and the laminated core is also mounted on the bracket. In this case, a single sheet of the laminated core is made of a first material manufactured and other individual sheets of the laminated core from a second Material, wherein the single sheet of the first material, the holder, in particular, generating radial with respect to the axis Tensions, touched.
Mit Vorteil besteht das Einzelblech, welches die Halterung berührt, aus einem mechanisch weicheren Material als die Einzelbleche, welche die Halterung des Blechpakets nicht berühren. Folglich ist also das erste Material mechanisch weicher als das zweite Material. Unter mechanisch weicher kann im Folgenden verstanden werden, dass das erste Material einen klei neren E-Modul oder eine geringe Härte aufweist als das zweite Material. Entsprechend ist das erste Material so gewählt, dass sich dieses bei einer vorgegeben mechanischen Spannungsbelastung bereits plastisch verformt, während bei gleicher Spannungsbelastung das zweite Material lediglich elastisch verformt wird.With Advantage is the single sheet, which touches the holder, from a mechanically softer material than the individual sheets, which Do not touch the bracket of the laminated core. consequently So the first material is mechanically softer than the second material. By mechanically softer can be understood below that the first material has a smaller modulus of elasticity or a lower hardness as the second material. Accordingly, the first material is like that chosen that this at a given mechanical Stress load already plastically deformed while at the same voltage load, the second material only elastic is deformed.
Als Werkstoff für das erste Material, also für das Einzelblech, welches die Halterung berührt, kommen mit Vorteil Kupfer oder einer Legierung mit mehr als 50% Gew. Kupfer in Betracht, beispielsweise Messing. Als zweites Material kann mit Vorteil ein weichmagnetisches Material, etwa eine FeSi- oder FeNi-Legierung gewählt werden.When Material for the first material, ie for the Single sheet, which touches the holder come with Advantage of copper or an alloy containing more than 50% by weight of copper into consideration, for example brass. As second material can with Advantage of a soft magnetic material, such as a FeSi or FeNi alloy to get voted.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die weichmagnetischen Materialen bei mechanischer Beanspruchung, beispielsweise bei radialem Druck oder radialen Spannungen, ihre magnetischen Eigenschaften irreversibel nachteilig verändern, so dass sich Schädigungen durch eine derartige Beanspruchung später in der Messgenauigkeit des Resolvers negativ bemerkbar machen. Weiterhin sind bei herkömmlichen Resolvern relativ große Exzentrizitäten der Blechpakete unvermeidlich. Derart exzentrisch montierte Blechpakete führen zu weiteren Einbußen der Messgenauigkeit. Durch die Erfindung werden nunmehr die weichmagnetischen Einzelbleche aus dem zweiten Material weder bei der Montage noch im Betrieb des Resolvers nennenswerten mechanischen Spannungen ausgesetzt, so dass deren magnetische Eigenschaften optimal im Hinblick auf ein genaues Messergebnis nach erfolgter Montage bleiben. Überdies bietet das Einzelblech aus dem ersten Material eine gute Zentrierung des Blechpakets auf der Halterung.Of the The invention is based on the finding that the soft magnetic Materials under mechanical stress, for example in radial Pressure or radial stresses, their magnetic properties irreversibly alter adversely, causing damage by such stress later in the measurement accuracy of Resolvers negatively noticeable. Furthermore, in conventional Resolvers relatively large eccentricities of the laminated cores inevitable. Such eccentrically mounted laminated cores lead to further losses of the measuring accuracy. By the invention Now be the soft magnetic individual sheets from the second Material neither during assembly nor during operation of the resolver noteworthy subjected to mechanical stresses, so that their magnetic properties optimal with regard to an accurate measurement result after successful Remain assembly. Moreover, the single sheet offers from the first material a good centering of the laminated core on the holder.
Mit Vorteil weist das Einzelblech aus dem ersten Material, welches die Halterung berührt eine größere Dicke auf als die Einzelbleche des Blechpakets, welche aus dem zweiten Material bestehen und die Halterung nicht berühren. Beispielweise können die Einzelbleche aus dem zweiten Material eine Dicke von 0,1 mm bis 0,5 mm aufweisen, insbesondere 0,2 mm bis 0,35 mm. Die Einzelbleche aus dem ersten Material können um 0,3 mm bis 1 mm dicker bzw. stärker ausgestaltet sein als die Einzelbleche aus dem zweiten Material. Weiterhin können die Einzelbleche aus dem ersten Material die Halterung unter radialer mechanischer Spannung berühren. Dabei kann die radiale mechanische Spannung bei der Montage auf der Halterung so groß sein, dass das Einzelblech aus dem ersten Material plastisch verformt wird.Advantageously, the single sheet of the first material which contacts the holder has a greater thickness than the individual sheets of the laminated core, which consist of the second material and do not touch the holder. For example, the individual sheets of the second material can be a Di have from 0.1 mm to 0.5 mm, in particular 0.2 mm to 0.35 mm. The individual sheets of the first material may be designed to be thicker or thicker by 0.3 mm to 1 mm than the individual sheets of the second material. Furthermore, the individual sheets of the first material can touch the holder under radial mechanical tension. In this case, the radial mechanical stress during assembly on the holder can be so large that the single sheet is plastically deformed from the first material.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die aus unterschiedlichen Materialien bestehenden Einzelbleche des Blechpakets jeweils eine gleiche geometrische Kontur auf. Häufig haben die Einzelbleche eine im Wesentlichen ringförmige Gestalt. In diesem Fall können die jeweiligen Außenkonturen und/oder die jeweiligen Innenkonturen der Einzelbleche unterschiedlicher Materialien jeweils gleich sein.In Another embodiment of the invention, the different from Materials existing individual sheets of the laminated core one each same geometric contour. Often the individual sheets have a substantially annular shape. In this case the respective outer contours and / or the respective inner contours of the individual sheets of different materials be the same in each case.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Resolvers offenbart, welches folgende Schritte aufweist: Bereitstellen eines ersten Bleches aus einem ersten Material, Bereitstellen eines zweiten Bleches aus einem zweiten Material, Abtrennen von Einzelblechen aus dem ersten und dem zweiten Blech, Zusammenfügen der Einzelbleche aus dem ersten Material und dem zweiten Material zu einem Blechpaket, Aufbringen von Wicklungen auf das Blechpaket, Montieren des Blechpakets an eine Halterung in der Weise, dass das Einzelblech aus dem ersten Material die Halterung berührt.According to one Another aspect of the invention is a method for the production discloses a resolver comprising the steps of: providing a first sheet of a first material, providing a second sheet of a second material, separating from individual sheets the first and the second plate, joining the individual sheets from the first material and the second material to a laminated core, Applying windings to the laminated core, mounting the laminated core To a holder in such a way that the single sheet of the first Material touches the holder.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Abtrennen der Einzelbleche aus dem ersten und dem zweiten Blech mit einem Stanzprozess vorgenommen. Insbesondere kann beispielsweise unter Verwendung konturgleicher Stanzwerkzeuge auf einfache Art gewährleistet werden, dass die Einzelbleche aus dem zweiten Material die gleiche Kontur aufweisen wie die Einzelbleche aus dem ersten Material. Alternativ dazu können die Einzelbleche etwa mit einem Lasertrennverfahren abgetrennt werden.In further embodiment of the method according to the invention is the separation of the individual sheets of the first and the second Sheet metal made with a stamping process. In particular, for example using contour-identical punching tools in a simple way be ensured that the individual sheets from the second Material have the same contour as the individual sheets from the first material. Alternatively, the individual sheets be separated about with a laser separation process.
Mit Vorteil können die Einzelbleche mit Hilfe eines Stanzpaketierverfahrens oder durch einen Klebeprozess zu einem Blechpaket zusammengefügt werden. Bei Anwendung des häufig kostengünstigeren und automatisierbaren Stanzpaketierverfahrens weist die Erfindung den Vorteil auf, dass auch bei vergleichsweise großen Toleranzen der Außenkonturen des Blechpakets keine Verformungen von hervorstehenden Einzelblechen aus dem zweiten Material auftreten, so dass also auch bei einem kostengünstigen Zusammenfügeverfahren Resolver geschaffen werden können, die eine hohe Messgenauigkeit aufweisen.With The individual sheets can be advantageous with the aid of a stamped packetizing method or be joined by a gluing process to form a laminated core. When using the often cheaper and automatable punching packetization method, the invention Advantage on that even with comparatively large tolerances the outer contours of the laminated core no deformations of projecting single sheets of the second material occur so that even with a cost-effective joining method Resolvers can be created that have a high measuring accuracy exhibit.
Die Erfindung ist insbesondere von Vorteil, wenn eine automatisierte Montage der Resolver erfolgt. Mit Vorteil ist der Resolver so aufgebaut, dass beim Montieren des Blechpakets an die Halterung das Blechpaket axial verschoben wird, wobei durch die Berührung zwischen der Halterung und dem Einzelblech aus dem ersten Material das Blechpaket zentriert wird.The Invention is particularly advantageous when an automated Assembly of the resolver is done. Advantageously, the resolver is constructed in such a way that when assembling the laminated core to the holder, the laminated core is moved axially, with the contact between the holder and the single sheet of the first material centered the laminated core becomes.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den abhängigen Ansprüchen.advantageous Embodiments of the invention takes the dependent Claims.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Resolvers und des entsprechenden Herstellungsverfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der beiliegenden Figuren.Further Details and advantages of the invention Resolvers and the corresponding manufacturing process from the following description of an embodiment with reference to the attached figures.
Es zeigen dieIt show the
Gemäß der
Der
Rotor
Das
Blechpaket
Im
vorgestellten Ausführungsbeispiel werden in den ersten
beiden Herstellungsschritten S1, S2 das Kupferblech und das FeSi-Blech
bereitgestellt. Mit Hilfe eines Stanzprozesses werden dann im Schritt
S3 mit ein und demselben Stanzwerkzeug alle Einzelbleche
Die
so abgetrennten Einzelbleche
The so separated individual sheets
Im
nächsten Schritt S5 der Herstellung eines erfindungsgemäßen
Resolvers werden die Wicklungen
Das
bewickelte Blechpaket
Weiterhin
wird im Schritt S6 das bewickelte und vergossene Blechpaket
Durch
einen entsprechenden Resolver kann die relative Winkellage zwischen
dem Stator
Durch
das erfindungsgemäße Verfahren kann überaus
wirtschaftlich ein Resolver geschaffen werden, der im Hinblick auf
die Messgenauigkeit höchsten Anforderungen entspricht,
da durch Vermeidung von mechanischen Beanspruchungen der weichmagnetischen
Einzelbleche
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE200710021151 DE102007021151A1 (en) | 2007-05-05 | 2007-05-05 | Resolver, has components rotatable around axis, where one of components includes coils, lamination stacks and retainer, and coils arranged at lamination stacks that include individual sheet metals and mounted at retainer |
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EP1408309A1 (en) | 2002-10-09 | 2004-04-14 | Minebea Co., Ltd. | Inner core structure of a rotary transformer-type resolver |
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2007
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