DE102012224012A1 - Spool for mounting on a magnetic core, reluctance resolver and method of manufacture - Google Patents

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DE102012224012A1
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Koen van Reybrouck
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Spulenkörper (100) zur Montage an einem Magnetkern (118) einer sich drehenden elektrischen Maschine sowie auf einen magnetoelektrischen Winkelsensor, insbesondere einen Reluktanzresolver, dessen Stator nach den erfindungsgemäßen Prinzipien aufgebaut ist. Der Spulenkörper hat einen Wicklungskörper (102), zum Aufbringen einer Wicklung, wobei der Wicklungskörper (102) eine Aufnahme (124) zum Aufnehmen eines Zahns (116) des Magnetkerns (118) aufweist, wobei der Wicklungskörper (102) einen teilweise offenen Querschnitt aufweist, so dass der Spulenkörper (100) in einer Richtung quer zu einer Längsachse des Zahns (116) auf den Zahn aufschiebbar ist, und wobei der Spulenkörper (100) so geformt ist, dass er mit dem Magnetkern (118) zum Fixieren zusammenwirkt. Weiterhin kann weiterhin mindestens ein Führungselement (134) zum Führen eines Spulendrahtes (111) während des Bewickelns des Spulenkörpers (100) vorgesehen sein.The present invention relates to a coil former (100) for mounting on a magnetic core (118) of a rotating electrical machine and to a magnetoelectric angle sensor, in particular a reluctance resolver, the stator of which is constructed according to the principles of the invention. The coil former has a winding body (102) for applying a winding, the winding body (102) having a receptacle (124) for receiving a tooth (116) of the magnetic core (118), the winding body (102) having a partially open cross section , so that the coil former (100) can be pushed onto the tooth in a direction transverse to a longitudinal axis of the tooth (116), and the coil former (100) is shaped in such a way that it interacts with the magnetic core (118) for fixing. Furthermore, at least one guide element (134) can be provided for guiding a coil wire (111) during the winding of the coil body (100).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Spulenkörper zur Montage an einem Magnetkern einer sich drehenden elektrischen Maschine sowie auf einen magnetoelektrischen Winkelsensor, insbesondere einen Reluktanzresolver, dessen Stator nach den erfindungsgemäßen Prinzipien aufgebaut ist. Schließlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Herstellungsverfahren zum Herstellen eines derartigen Reluktanzresolvers. The present invention relates to a bobbin for mounting on a magnetic core of a rotating electrical machine and to a magnetoelectric angle sensor, in particular a reluctance resolver whose stator is constructed according to the principles of the invention. Finally, the present invention relates to a manufacturing method for producing such a reluctance resolver.

Derartige Reluktanzresolver haben einen rotationssymmetrischen, zumindest teilweise weichmagnetischen Stator und einen rotationssymmetrischen, zumindest teilweise weichmagnetischen Rotor, die einander unter Bildung eines Luftspalts gegenüberstehen. Der magnetische Widerstand in dem Luftspalt ändert sich aufgrund einer über den Umfang variierenden Gestaltung des Rotors periodisch. Such reluctance resolvers have a rotationally symmetrical, at least partially soft magnetic stator and a rotationally symmetrical, at least partially soft magnetic rotor, which face each other to form an air gap. The magnetic resistance in the air gap changes periodically due to a circumferentially varying configuration of the rotor.

Der Winkelsensor weist einen auf dem Stator angeordneten Magnetflusssender auf, der über mindestens ein Polpaar eine vorgegebene Magnetflussverteilung in dem Luftspalt erzeugt. Weiterhin ist auf dem Stator ein Magnetflussempfänger angeordnet, der über mindestens zwei gegeneinander im Winkel versetzt angeordnete Signalpolpaare die Intensität des Magnetfelds misst, wobei aus den beiden Empfängersignalen ein Winkelwert für eine Relativstellung des Rotors gegenüber dem Stator ableitbar ist. The angle sensor has a magnetic flux transmitter arranged on the stator, which generates a predetermined magnetic flux distribution in the air gap via at least one pole pair. Furthermore, a magnetic flux receiver is arranged on the stator, which measures the intensity of the magnetic field via at least two mutually offset signal poles, wherein an angle value for a relative position of the rotor relative to the stator can be derived from the two receiver signals.

Derartige Winkelsensoren, die auf dem Prinzip einer veränderlichen Magnetflussintensität in dem Luftspalt zwischen Stator und Rotor basieren, sind in vielfältiger Weise bekannt. Grundsätzlich kommen dabei unterschiedliche Prinzipien zur Erzeugung der magnetischen Durchflutung in Sendeteil und auch unterschiedliche Prinzipien zur Magnetfeldmessung im Empfängerteil in Betracht. Bei den Drehmeldern, also den Resolvern und Syncros, werden elektromagnetische Spulen in Form von Primär- und Sekundärwicklungen verwendet. Solche Drehmelder in Form von Resolvern und Syncros sind seit langem als genaue und robuste Winkelsensoren bekannt. Dabei sind auch sogenannte passive Reluktanzresolver bekannt, bei denen sowohl die Primärwicklung als auch die Sekundärwicklung auf dem Stator untergebracht sind, während der Rotor wicklungslos, also passiv, lediglich mit weichmagnetischen Teilen den Magnetflusskreis beeinflusst. Durch eine ungleichmäßige Gestaltung des weichmagnetischen Rotors, beispielsweise durch Vorsehen von Nocken (englisch „lobes“), wird der Magnetfluss zwischen den Primärwicklungen und den Sekundärwicklungen im Stator unterschiedlich beeinflusst, woraus sich über die induzierte Spannung die Winkelstellung des Rotors ableiten lässt. Such angle sensors, which are based on the principle of a variable magnetic flux intensity in the air gap between the stator and rotor, are known in many ways. In principle, different principles for generating the magnetic flux in the transmitting part and also different principles for magnetic field measurement in the receiver part come into consideration. The resolvers, ie the resolvers and syncros, use electromagnetic coils in the form of primary and secondary windings. Such resolvers in the form of resolvers and syncros have long been known as accurate and robust angle sensors. In this case, so-called passive reluctance resolver are known in which both the primary winding and the secondary winding are accommodated on the stator, while the rotor without development, so passive, only with soft magnetic parts affects the magnetic flux circuit. By an uneven design of the soft magnetic rotor, for example by providing cams (English "lobes"), the magnetic flux between the primary windings and the secondary windings in the stator is influenced differently, from which can be derived via the induced voltage, the angular position of the rotor.

Zur Herstellung eines derartigen Stators gibt es verschiedene technische Realisierungsmöglichkeiten. Zum einen können die Wicklungen direkt auf jeweils einen oder über mehrere Zähne des Magnetkerns gewickelt werden. Zum anderen besteht für Wicklungsschemata, bei denen jeweils nur ein einzelner Zahn von der oder den jeweiligen Wicklungen umschlossen ist, die Möglichkeit, die Wicklungen erst auf Kunststoffspulenkörper aufzubringen und diese Spulenkörper beim Zusammenbau auf die Zähne des Magnetkerns aufzuschieben. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der US 5,300,884 bekannt. Bei dieser Anordnung ist jedoch keine mechanische Fixiermöglichkeit gegeben, wie die Spulenkörper an dem Magnetkern gehalten werden könnten, bis die endgültige Befestigung, z. B. über die Leiterplatte, welche die Verdrahtung bewerkstelligt, montiert ist. Eine ähnliche Anordnung ist auch aus der DE 10 2009 061 032 A1 bekannt For the production of such a stator, there are various technical implementation possibilities. On the one hand, the windings can be wound directly onto one or more teeth of the magnetic core. On the other hand, there is the possibility for winding schemes, in each of which only a single tooth is enclosed by the one or more windings, to first apply the windings to plastic bobbins and to push these bobbins onto the teeth of the magnet core during assembly. Such an arrangement is for example from the US 5,300,884 known. In this arrangement, however, no mechanical fixing possibility is given as the bobbin could be held on the magnetic core until the final attachment, z. B. on the circuit board, which accomplishes the wiring is mounted. A similar arrangement is also from the DE 10 2009 061 032 A1 known

Es ist weiterhin bekannt, die Spulenkörper an dem Magnetkern mittels spezieller Haltestrukturen zu fixieren, wie dies beispielsweise in der DE 10 2010 004 887 A1 gezeigt ist. It is also known to fix the bobbins to the magnetic core by means of special holding structures, as for example in the DE 10 2010 004 887 A1 is shown.

Die oben erwähnten bekannten Spulenkörper werden aber erst bewickelt und anschließend in einer Richtung entlang der Längsachse der einzelnen Zähne auf dem Magnetkern montiert. Anschließend muss eine elektrische Kontaktierung der aufgetrennten Einzelanschlüsse der Spulen, beispielsweise über ein Printed Circuit Board (PCB), erfolgen. Diese Herangehensweise bedingt eine hohe Anzahl von Einzelteilen und einen hohen Aufwand bei der Montage und Kontaktierung. However, the above-mentioned known bobbins are first wound and then mounted in a direction along the longitudinal axis of the individual teeth on the magnetic core. Subsequently, an electrical contacting of the separated individual terminals of the coils, for example via a printed circuit board (PCB), take place. This approach requires a high number of items and a lot of effort during assembly and contacting.

Andererseits ist aus der US 7,385,323 B2 bekannt, dass die Spulenwicklungen auch erst dann auf den Spulenkörper aufgebracht werden können, wenn dieser bereits an dem Magnetkern montiert ist. Bei der Anordnung aus der US 7,385,323 B2 wird beispielsweise der metallische Magnetkern zunächst von zwei Kunststoffhalbschalen umschlossen und anschließend die Wicklung aufgebracht. Der Spulendraht wird dann auf die Isolatorhalbschalen und durch die Schlitze hindurch gewickelt, die auf jeder Seite der Magnetpolzähne gebildet sind, so dass eine Vielzahl von Spulen in einer kreisförmigen Reihenschaltung entsteht. Die obere und die untere Isolatorhalbschale wechselwirken miteinander, um die Spulenkörper an dem Magnetkern zu fixieren. On the other hand is from the US 7,385,323 B2 It is known that the coil windings can not be applied to the bobbin until it is already mounted on the magnet core. In the arrangement of the US 7,385,323 B2 For example, the metallic magnetic core is initially surrounded by two plastic half-shells and then applied the winding. The coil wire is then wound on the insulator shells and through the slots formed on each side of the magnetic pole teeth to form a plurality of coils in a circular series connection. The upper and lower insulator half shells interact with each other to fix the coil bobbins to the magnetic core.

Nachteilig ist allerdings bei dieser Anordnung, dass immer noch vergleichsweise viele einzelne Kunststoffteile erforderlich sind, um den mit Spulen bestückten Magnetkern bereitzustellen. A disadvantage, however, in this arrangement, that still comparatively many individual plastic parts are required to provide the equipped with coils magnetic core.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt beim Herstellen von Magnetkernen, bei denen die Wicklung direkt auf die Zähne des Kerns aufgewickelt wird, ist die Führung des Spulendrahts während des Bewickelns. Es existieren verschiedene Ansätze, um diese Bewicklung möglichst effizient durchzuführen. Beispielsweise zeigt die US 6,685,127 B2 ein Verfahren zum Bewickeln eines Rotors für eine Drehfeldmaschine, bei dem ein zu der Wicklungsmaschine gehöriger Haken verwendet wird, um den Draht zu führen und zu vermeiden, dass die Wickeldüse in ihrer Ausrichtung im Raum, also aus der Vertikalen in die Horizontale, bewegt werden muss. Another important aspect of manufacturing magnetic cores in which the winding is wound directly onto the teeth of the core is the guidance of the coil wire during winding. There are different approaches to perform this winding as efficiently as possible. For example, the shows US 6,685,127 B2 a method for winding a rotor for a rotating field machine, in which a belonging to the winding machine hook is used to guide the wire and to avoid that the winding nozzle in their orientation in space, ie from the vertical to the horizontal, must be moved ,

Es besteht aber nach wie vor das Bedürfnis, Spulenkörper an den Zähnen eines Magnetkerns in einer Weise zu fixieren, dass sie einfach und kostengünstig montiert werden können, aber im Betrieb einen sicheren und langzeitstabilen Sitz gewährleisten, und darüber hinaus ein besonders effizientes und exaktes Bewickeln zu ermöglichen. However, there is still the need to fix bobbin to the teeth of a magnetic core in a way that they can be easily and inexpensively mounted, but ensure a safe and long-term stable seat in operation, and moreover a particularly efficient and accurate winding enable.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. This object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous developments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Dabei basiert die vorliegende Erfindung auf der Idee, den Wicklungskörper mit einem teilweise offenen Querschnitt auszubilden, sodass der Spulenkörper in einer Richtung quer zu einer Längsachse des Zahns auf den Zahn aufschiebbar ist und in Wechselwirkung mit dem Zahn an diesem fixiert ist. Auf diese Weise wird zum einen nur ein einziges Kunststoffteil für den Spulenkörper benötigt und es ist zum anderen eine besonders effiziente, leicht automatisierbare Montage möglich. Here, the present invention is based on the idea to form the winding body with a partially open cross section, so that the bobbin in a direction transverse to a longitudinal axis of the tooth is pushed onto the tooth and is fixed in interaction with the tooth at this. In this way, on the one hand, only a single plastic part is needed for the bobbin and on the other hand a particularly efficient, easily automatable assembly is possible.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass die im Wesentlichen sattelförmige Ausgestaltung des Spulenkörpers für eine ausreichende Führung, Sicherung und Isolierung der Spulenwicklung genügt und dass kein vollkommen geschlossener Querschnitt erforderlich ist. Auf besonders einfache Art und Weise wird der Spulenkörper an den Magnetkern dadurch fixiert, dass an der Aufnahme des Spulenkörpers, in welcher der Zahn aufgenommen wird, ein Schnapphaken oder eine Quetschrippe vorgesehen ist, über die der Spulenkörper fest an dem Zahn fixiert ist. Im Unterschied zu bekannten Lösungen ist damit bei der erfindungsgemäßen Lösung nur eine Halbschale vorgesehen anstelle der sonst üblichen zweiteiligen Ausformung. The inventors of the present invention have recognized that the substantially saddle-shaped configuration of the bobbin sufficient for sufficient guidance, security and insulation of the coil winding and that no completely closed cross-section is required. In a particularly simple manner, the bobbin is fixed to the magnetic core in that a snap hook or a crushing rib is provided on the receptacle of the bobbin, in which the tooth is received, via which the bobbin is firmly fixed to the tooth. In contrast to known solutions, only one half-shell is therefore provided in the solution according to the invention instead of the usual two-part molding.

Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Fixiereinrichtung vorgesehen sein, die in einem auf das Joch des Magnetkerns hin orientierten Bereich des Spulenkörpers angeordnet ist und mit einer Haltestruktur des Magnetkerns zusammenwirkt, um den Spulenkörper zu fixieren. Dies können beispielsweise Haken sein, die in entsprechende Öffnungen an dem Magnetkern eingeschoben werden. Derartige Verbindungen können z.B. gemäß den Prinzipien der DE 10 2010 004 887 A1 ausgestaltet sein. Alternatively or additionally, a fixing device may also be provided, which is arranged in a region of the bobbin oriented toward the yoke of the magnetic core and cooperates with a holding structure of the magnetic core in order to fix the bobbin. This may be, for example, hooks which are inserted into corresponding openings on the magnetic core. Such compounds may, for example, according to the principles of DE 10 2010 004 887 A1 be designed.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen eines speziell ausgebildeten Führungselements zum Führen des Spulendrahts während des Bewicklungsvorgangs. Another aspect of the present invention is the provision of a specially designed guide member for guiding the coil wire during the winding operation.

Insbesondere hat das Führungselement eine Führungsschräge, die sich von einem Stirnbereich des Führungselements bis zu einem an dem Spulenkörper angeordneten Basisbereich des Führungselements erstreckt. Insbesondere ist das Führungselement so ausgebildet, dass der Basisbereich eine geringere Querschnittsabmessung hat als der Stirnbereich. Dies kann durch eine pyramidenstumpfförmige Ausgestaltung des Führungselements erreicht werden, wobei die Grundfläche des Pyramidenstumpfes sich an dem Stirnbereich befindet und eine polygonale, kreisförmige oder ellipsoide Form hat. Das Führungselement kann aber auch die Form eines schiefen Prismas oder eines schiefen Zylinders haben, also im Basisbereich einen mit Bezug auf den Stirnbereich in Richtung auf die gewünschte Drahtposition versetzten Querschnitt besitzen, wobei der Stirnbereich aber eine ähnliche Flächenabmessung hat wie der Basisbereich. In particular, the guide element has a guide slope, which extends from an end region of the guide element to a base region of the guide element arranged on the coil body. In particular, the guide element is designed such that the base region has a smaller cross-sectional dimension than the front region. This can be achieved by a truncated pyramidal configuration of the guide element, wherein the base of the truncated pyramid is located at the end portion and has a polygonal, circular or ellipsoidal shape. However, the guide element can also have the shape of an oblique prism or a skewed cylinder, ie in the base region have a cross-section offset with respect to the end region in the direction of the desired wire position, wherein the end region but has a similar surface dimension as the base region.

Entscheidend ist in jedem Fall, dass durch Zug auf den Draht dieser eine Kraftkomponente in Richtung auf den Basisbereich erfährt und so automatisch in die richtige Lage gebracht wird. It is crucial in any case that by train on the wire this experiences a force component in the direction of the base region and is thus automatically brought into the correct position.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann außerdem vorgesehen werden, den gewickelten Draht so vorzubehandeln, dass er nach dem Wickeln gebondet werden kann, und somit die sonst üblichen Vergussschritte entfallen. Beispielsweise kann der Draht mit einer entsprechenden Beschichtung versehen werden, die nach dem Wickeln durch heiße Luft in einem Ofen oder über Erhitzen durch einen Stromfluss durch den Draht aufgeschmolzen wird. Auf diese Weise kann die Herstellung der erfindungsgemäßen Spulenkörper und der damit einhergehenden Magnetkerne und Sensorsysteme weiter vereinfacht werden. According to an advantageous embodiment of the present invention may also be provided to pretreat the wound wire so that it can be bonded after winding, and thus eliminates the usual Vergussschritte. For example, the wire may be provided with a corresponding coating which is melted after being wound by hot air in an oven or by heating by a current flow through the wire. In this way, the production of the Coil body according to the invention and the associated magnetic cores and sensor systems are further simplified.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird diese anhand der in den nachfolgenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen und gleichen Bauteilbezeichnungen versehen. Weiterhin können auch einzelne Merkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen für sich genommen eigenständige erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen. For a better understanding of the present invention, this will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the following figures. The same parts are provided with the same reference numerals and the same component names. Furthermore, individual features or combinations of features from the embodiments shown and described can in themselves represent independent inventive or inventive solutions.

Es zeigen: Show it:

1 eine perspektivische Darstellung eines vollständig montierten Magnetkerns gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 a perspective view of a fully assembled magnetic core according to the present invention;

2 ein Detail aus 1; 2 a detail from 1 ;

3 eine perspektivische Darstellung eines Spulenkörperarrays während der Montage auf dem Magnetkern; 3 a perspective view of a bobbin during assembly on the magnetic core;

4 ein Detail aus 3; 4 a detail from 3 ;

5 ein weiteres Detail aus 3; 5 another detail 3 ;

6 einen Magnetkern vor dem Bewickeln; 6 a magnetic core before winding;

7 einen Magnetkern nach dem Bewickeln; 7 a magnetic core after winding;

8 den Magnetkern aus 6 in einer um 180° gedrehten Ansicht; 8th the magnetic core 6 in a view rotated by 180 °;

9 eine Seitenansicht des Magnetkerns aus 1. 9 a side view of the magnetic core 1 ,

Nachfolgend werden mit Bezug auf die Figuren vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Dabei ist festzuhalten, dass, obwohl nachfolgend stets von einem Magnetkern ausgegangen wird, der als Stator in einem Reluktanzresolver eingesetzt werden kann, die vorliegende Erfindung selbstverständlich auf jede Art von rotierenden elektrischen Maschinen anwendbar ist. Das bedeutet, die erfindungsgemäße Art der Fixierung von Spulenkörpern kann auch für Motoren und Generatoren eingesetzt werden, und zwar sowohl an Statorkernen wie auch an Rotorkerne. Hereinafter, with reference to the figures advantageous embodiments of the present invention will be explained in more detail. It should be noted that, although it will be assumed below always of a magnetic core, which can be used as a stator in a reluctance resolver, the present invention is of course applicable to any type of rotating electrical machines. This means that the type of fixing bobbins according to the invention can also be used for motors and generators, both at stator cores and at rotor cores.

Weiterhin ist die vorliegende Erfindung nicht auf Ausführungsformen beschränkt, bei denen die Zähne des Magnetkerns von einem ringförmigen Jochrücken in Richtung der Mittelachse nach innen ragen, sondern in entsprechender Analogie können auch an dem Außenumfang eines Kerns angeordnete Magnetkernzähne entsprechend mit den erfindungsgemäßen Spulenkörpern bestückt werden. Furthermore, the present invention is not limited to embodiments in which the teeth of the magnetic core protrude from an annular Jochrücken in the direction of the central axis inwardly, but in a similar analogy arranged on the outer periphery of a core magnetic core teeth can be appropriately equipped with the bobbins of the invention.

Schließlich können die erfindungsgemäßen Spulenkörper nicht nur mit laminierten Magnetkernen kombiniert werden, sondern auch mit solchen, die einstückig hergestellt sind. Finally, the bobbins according to the invention can be combined not only with laminated magnetic cores, but also with those which are made in one piece.

1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Magnetkern 118. 1 shows a perspective view of a magnetic core according to the invention 118 ,

In der gezeigten Ausführungsform weist der Magnetkern 118 insgesamt sechzehn Zähne 116 auf, wie dies beispielsweise zur Realisierung 16-poligen Stators für einen 6-Speed-Resolver gemäß der DE 10 2009 061 032 A vorgeschlagen ist. Die einzelnen Zähne 116 sind über einen Jochrücken 132 miteinander verbunden. In dem Übergangsbereich zwischen Jochrücken 132 und Zahn 116 ist jeweils auf beiden Seiten des Zahns 116 eine Halteöffnung 120 vorgesehen, in welche ein entsprechender Vorsprung 114 an dem Spulenkörper eingreift, so dass der Spulenkörper 100 fest an dem Zahn 116 fixiert ist. In the embodiment shown, the magnetic core 118 a total of sixteen teeth 116 on, as for example, to realize 16-pole stator for a 6-speed resolver according to the DE 10 2009 061 032 A is proposed. The individual teeth 116 are over a yoke back 132 connected with each other. In the transition area between yoke backs 132 and tooth 116 is on both sides of the tooth 116 a holding opening 120 provided, in which a corresponding projection 114 engages the bobbin, so that the bobbin 100 firmly on the tooth 116 is fixed.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jeder Spulenkörper 100 so geformt, dass er in einer Richtung quer zur Längsachse des Zahns 116 aufschiebbar ist, bevor die Wicklung 110 angebracht wird. Die Montagerichtung ist in 1 mit dem Pfeil 122 markiert. According to the present invention, each spool is 100 shaped so that it is in a direction transverse to the longitudinal axis of the tooth 116 is slidable before the winding 110 is attached. The mounting direction is in 1 with the arrow 122 marked.

Gemäß einer speziellen Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, sind die einzelnen Spulenkörper 100 miteinander zu einem integralen Spulenkörperarray 140 verbunden, das entsprechend der Gestalt des Magnetkerns 118 im Wesentlichen ringförmig ist. Somit können alle 16 Spulenkörper 100 im Wesentlichen simultan auf dem Magnetkern 118 montiert werden. Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind aber nicht zwangsläufig auf diese ringförmige Ausgestaltung eines Spulenkörperarrays beschränkt. According to a specific embodiment, in 1 is shown, the individual bobbin 100 together to form an integral bobbin array 140 connected, according to the shape of the magnetic core 118 is substantially annular. Thus, all 16 bobbin 100 essentially simultaneously on the magnetic core 118 to be assembled. However, the principles of the present invention are not necessarily limited to this annular configuration of a bobbin array.

Wie dies noch aus den nachfolgenden Zeichnungen deutlicher wird, ist jeder der Spulenkörper 100 so ausgestaltet, dass er direkt mit dem Magnetkern, insbesondere mit den Zähnen 116 zusammenwirkt, um den Spulenkörper daran zu fixieren. Es sind daher keine weiteren Teile zum Fixieren der Spulenkörper mehr erforderlich und die eigentliche Montage des Isolators ist mit einem Aufpressschritt in Richtung 122 beendet. Beispielsweise können an einer Innenfläche der Wicklungskörper 102 Quetschrippen oder Rastvorrichtungen zum Befestigen der Spulenkörper 100 vorgesehen sein. As will be more apparent from the following drawings, each of the bobbins 100 designed so that it directly with the magnetic core, especially with the teeth 116 cooperates to fix the bobbin thereto. There are therefore no further parts for fixing the bobbin longer required and the actual assembly of the insulator is with a pressing in the direction 122 completed. For example, on an inner surface of the winding body 102 Crimp ribs or locking devices for securing the bobbin 100 be provided.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt jeder Spulenkörper beispielhaft zwei Führungselemente 134, die während des Wickelvorganges den Draht 111 beim Wechsel zur nächsten Spule so führen, dass die Wickeldrahtdüse eines Wickelgeräts aus ihrer horizontalen Lage nicht herausbewegt werden muss. Die Führungsvorsprünge haben einen sich in Richtung auf die Spule hin verjüngenden Querschnitt, sodass durch Ausüben von Zugkräften auf den Draht 111 dieser automatisch an der Führungsschräge entlang nach unten in Richtung auf den Magnetkern 118 gezogen wird. Die im Wesentlichen pyramidenstumpfförmigen Führungselemente 134 können dabei neben der in 1 gezeigten quadratischen Grundfläche selbstverständlich auch eine elliptische, kreisförmige oder andersartig polygone Grundfläche besitzen. According to a further aspect of the present invention, each bobbin has by way of example two guide elements 134 , the wire during the winding process 111 when changing to the next coil so that the winding wire nozzle of a winding device does not have to be moved out of its horizontal position. The guide projections have a tapered cross-section towards the coil, so that by applying tensile forces to the wire 111 this automatically along the guide slope down towards the magnetic core 118 is pulled. The substantially truncated pyramidal guide elements 134 can besides the in 1 of course also have an elliptical, circular or otherwise polygonal base surface shown square base.

Das Führungselement 134 kann aber, wie bereits erwähnt und in den Figuren nicht dargestellt, auch die Form eines schiefen Prismas oder eines schiefen Zylinders haben, also im Basisbereich einen mit Bezug auf den Stirnbereich in Richtung auf die gewünschte Drahtposition versetzten Querschnitt besitzen, wobei der Stirnbereich aber eine ähnliche Flächenabmessung hat wie der Basisbereich. Entscheidend ist in jedem Fall, dass durch Zug auf den Draht 111 dieser eine Kraftkomponente in Richtung auf den Basisbereich erfährt und so automatisch in die richtige Lage gebracht wird. The guide element 134 but may, as already mentioned and not shown in the figures, also have the shape of an oblique prism or a skewed cylinder, ie in the base region with respect to the forehead area in the direction of the desired wire position offset cross-section, the forehead area but a similar Area dimension has the same as the base area. In any case, it is crucial that by pulling on the wire 111 this experiences a force component in the direction of the base region and is thus automatically brought into the correct position.

Die Anordnung der Wicklungen kann dabei beispielsweise entsprechend den Prinzipien der DE 10 2009 061 032 A1 erfolgen, indem die Reihenfolge der Wicklungen so durchgeführt wird, dass zunächst alle Wicklungen in eine Richtung gewickelt werden (also beispielsweise Pol 16, Pol 2, Pol 4 usw. bis Pol 14 im Uhrzeigersinn und anschließend die Pole 13, 11, 9 bis Pol 15 im Gegenuhrzeigersinn). Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass nicht ein einziger großer Kreis mit dem Durchmesser des Stators gewickelt wird, sondern zunächst ein großer Kreis in eine Richtung und anschließend ein zweiter Kreis in die Gegenrichtung gewickelt wird. Für ein Sensorsystem würde das Wickeln einer einzigen riesigen Spule mit nur einer Windung bedeuten, dass in dieser Wicklung das Magnetfeld, das durch den Resolver verläuft, das Signal des Resolvers stören würde. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung mitteln sich die Störeffekte in vorteilhafter Weise heraus. The arrangement of the windings can, for example, according to the principles of DE 10 2009 061 032 A1 take place by the order of the windings is carried out so that first all windings are wound in one direction (ie, for example Pol 16, Pol 2, Pol 4, etc. to pole 14 clockwise and then the poles 13, 11, 9 to pole 15th counterclockwise). In this way it can be ensured that not a single large circle is wound with the diameter of the stator, but first a large circle in one direction and then a second circle is wound in the opposite direction. For a sensor system, winding a single giant single-turn coil would mean that in this winding, the magnetic field passing through the resolver would disturb the resolver's signal. In the arrangement according to the invention, the disturbing effects average out in an advantageous manner.

Die in 1 gezeigte Ausführungsform hat außerdem den Vorteil, dass die Verdrahtung unmittelbar durch die Spulendrähte 111 gebildet ist, sodass kein zusätzliches Printed Circuit Board (PCB) mehr erforderlich ist. Dies vereinfacht zum einen die Herstellung und reduziert zum anderen die Bauhöhe. In the 1 shown embodiment also has the advantage that the wiring directly through the coil wires 111 is formed so that no additional Printed Circuit Board (PCB) is required. This simplifies the production and reduces the height on the other hand.

2 zeigt ein Detail aus 1, aus dem insbesondere die Funktionsweise der Führungselemente 134 deutlich wird. Wie aus 2 ersichtlich ist, bilden die Führungselemente 134 Führungsschrägen 126 aus, entlang derer der Draht 111 beim Wickeln in Richtung auf den Magnetkern 118 gezogen wird. Durch Vorsehen entsprechender Zuführkanäle 108 kann außerdem sichergestellt werden, dass die Drähte in definierter Art und Weise zu den einzelnen Spulenkörpern 100 hin und davon wieder weggeführt werden. Der Magnetkern 118 ist, wie dies allgemein bekannt ist, aus einzelnen Lamellen 136 zusammengesetzt. 2 shows a detail 1 , from which in particular the operation of the guide elements 134 becomes clear. How out 2 it can be seen form the guide elements 134 guide slopes 126 out, along which the wire 111 when winding in the direction of the magnetic core 118 is pulled. By providing appropriate feed channels 108 In addition, it can be ensured that the wires in a defined manner to the individual coil bobbins 100 back and away again. The magnetic core 118 is, as is well known, from individual slats 136 composed.

Wie bereits erwähnt, können die einzelnen Spulenkörper 100 jeweils einzelne Kunststoffteile darstellen. In diesem Fall würde an der Stelle 128 eine Trennfuge sein. Alternativ kann aber auch der gesamte Ring an Spulenkörpern als ein einziges Array 140 von zusammenhängenden Spulenkörpern 100 hergestellt werden. As already mentioned, the individual bobbins 100 each represent individual plastic parts. In this case would be in place 128 be a parting line. Alternatively, however, the entire ring of bobbins as a single array 140 of coherent bobbins 100 getting produced.

Die 3 bis 5 illustrieren eine beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spulenkörper 100 während der Montage auf dem Magnetkern 118. Dabei ist in den 3 und 4 erkennbar, dass Rastvorsprünge 114 als Halteelement an dem Zahn 116 des Magnetkerns 118 vorgesehen sind. Alternativ können aber auch Quetschrippen oder generell eine Presspassung vorgesehen sein. Weiterhin zeigt 5, dass je der Spulenkörper 100 zwei Haltevorsprünge 114 besitzt, die in entsprechende Öffnungen 120 an dem Magnetkern 118 eingeführt werden, um eine sichere Halterung und Positionierung zu ermöglichen. Die Haltevorsprünge 114 sind dabei durch Einpressen in den Öffnungen 120 fixiert und die Ausgestaltung des Magnetkerns 118 mit seinen Öffnungen 120 erfolgt gemäß den Prinzipien der DE 10 2010 004 887 A1 . The 3 to 5 illustrate an exemplary embodiment of the bobbin according to the invention 100 during mounting on the magnetic core 118 , It is in the 3 and 4 recognizable that locking projections 114 as a holding element on the tooth 116 of the magnetic core 118 are provided. Alternatively, however, crushing ribs or, in general, an interference fit can also be provided. Further shows 5 that ever the bobbin 100 two retaining projections 114 has, in corresponding openings 120 on the magnetic core 118 be introduced to allow secure mounting and positioning. The retaining projections 114 are doing by pressing in the openings 120 fixed and the design of the magnetic core 118 with its openings 120 is done according to the principles of DE 10 2010 004 887 A1 ,

Insbesondere sind an dem Magnetkern 118 in den Öffnungen 120 Haltestrukturen vorgesehen, die mit den Haltevorsprüngen 114 an dem Spulenkörper 100 zusammenwirken. Beispielsweise kann diese Haltestruktur durch zwei hakenförmige Vorsprünge gebildet sein, die in den Haltevorsprung 114 eingreifen. In particular, on the magnetic core 118 in the openings 120 Holding structures provided with the retaining projections 114 on the bobbin 100 interact. For example, this holding structure may be formed by two hook-shaped projections, which in the retaining projection 114 intervention.

Da der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Haltestrukturen des Magnetkerns relativ eng sein muss, um den Kunststoffhaltevorsprung zuverlässig greifen zu können, muss ein vergleichsweise kostspieliges Stanzwerkzeug vorgesehen werden, wenn man beide Vorsprünge in jeder einzelnen Blechlamelle 136 vorsehen möchte. Since the distance between the opposing support structures of the magnetic core must be relatively narrow in order to reliably grip the plastic retaining projection, a comparatively expensive punching tool must be provided, if both projections in each individual lamination 136 would like to provide.

Demgegenüber ist, wie in der DE 10 2010 004 887 A1 erläutert, vorgesehen, jede einzelne Lamelle so auszugestalten, dass in einem ersten und einem dritten Quadranten die Vorsprünge in eine Richtung orientiert sind und in einem zweiten und vierten Quadranten in die entgegengesetzte Richtung. Durch Laminieren der Bleche mit einem radialen Winkelversatz um jeweils 90º zwischen zwei aufeinanderliegenden Blechen lässt sich mechanisch eine nahe beieinander stehende Haltestruktur realisieren, ohne diese engen Strukturbreiten beim Ausstanzen eines einzelnen Lamellenblechs einhalten zu müssen. Um eine einfache Automatisierung des Schichtungsvorgangs zu ermöglichen, können die erfindungsgemäß ausgestalteten Einzellamellen von Lage zu Lage immer in dieselbe Richtung, also im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn, radial versetzt werden. In contrast, as in the DE 10 2010 004 887 A1 explained, provided to each lamella in such a way that in a first and a third quadrant, the projections are oriented in one direction and in a second and fourth quadrant in the opposite direction. By laminating the sheets with a radial angle offset of 90 ° between two superimposed sheets can mechanically realize a closely spaced support structure, without having to comply with these narrow structure widths in the punching of a single lamination sheet. In order to enable a simple automation of the laminating process, the individual laminations designed according to the invention can be displaced radially from position to position always in the same direction, ie clockwise or counterclockwise.

Weiterhin können die einzelnen Zähne des Magnetkerns jeweils mit Polschuhen 138 versehen sein. Diese Polschuhe, die durch entsprechend verbreitert gestaltete Endbereiche des Zahns 116 gebildet sein können, dienen bei der erfindungsgemäßen Anordnung zwei verschiedenen wichtigen Zwecken: Furthermore, the individual teeth of the magnetic core can each with pole pieces 138 be provided. These pole pieces, which are appropriately widened designed end portions of the tooth 116 may be formed in the inventive arrangement serve two different important purposes:

Zum einen kann der magnetische Fluss, der direkt, ohne durch den Rotor geführt zu werden, von Pol zu Pol fließt, durch eine solche Ausformung reduziert werden. Insbesondere bei der Anwendung in Resolvern führt jeder Anteil an magnetischem Fluss, der nicht durch den Luftspalt geht, zu einer Reduktion der Signalstärke und damit der Genauigkeit des Resolvers. Bei Motoren oder Generatoren ist es aus Gründen des Antriebsmoments beziehungsweise der Effizienz erforderlich, dass der magnetische Fluss den Weg durch den Luftspalt und über den Rotor nimmt. On the one hand, the magnetic flux which flows directly from pole to pole directly without being passed through the rotor can be reduced by such shaping. Particularly when used in resolvers, any proportion of magnetic flux that does not pass through the air gap leads to a reduction in the signal strength and thus the accuracy of the resolver. For motors or generators, it is necessary for reasons of the drive torque or the efficiency that the magnetic flux takes the path through the air gap and the rotor.

Zum anderen kann eine derartige Ausgestaltung mit einem Polschuh auch mechanisch für die Befestigung des Spulenkörpers genutzt werden. Hierzu ist es vorteilhaft, dass sich der Spulenkörper im Querschnitt seiner Innenwandung so verjüngt, dass der Spulenkörper erst in seiner vollständig montierten Position in pressende Anlage mit dem Polschuh des Magnetkerns kommt. Um die Kräfte zu reduzieren, die beim Aufstecken auftreten, sollte außerdem nur ein geringer Flächenanteil der Aufnahme des Spulenkörpers in Kontakt mit dem Polschuh des Magnetkerns kommen. Hierzu können weitere Quetschrippen an der Innenwandung des Spulenkörpers vorgesehen sein. On the other hand, such a configuration with a pole shoe can also be used mechanically for fastening the bobbin. For this purpose, it is advantageous that the coil body tapers in the cross section of its inner wall in such a way that the coil body comes into pressing contact with the pole piece of the magnetic core only in its fully mounted position. In order to reduce the forces that occur when plugging, also only a small area ratio of the recording of the bobbin should come into contact with the pole piece of the magnetic core. For this purpose, further crush ribs may be provided on the inner wall of the bobbin.

Wie bereits erwähnt sind die Plastikstifte, welche die Führungselemente 134 bilden, so geformt, dass die Drahtführung bei der Wickelung nicht geschwenkt werden muss, um von einer Spule zur nächsten zu gelangen. Die Drahtführung kann immer horizontal ausgerichtet bleiben und die Führungsschräge 126 sorgt dafür, dass der Draht automatisch in seine gewünschte Endlage findet. Bei der Herstellung bewegt sich die Drahtführung nur über die Pins hinweg, wird dann zwischen die Spulenkörper bewegt und zentriert und anschließend startet die Wicklung. Um Störungen während der Wicklung zu verhindern sind außerdem, wie bereits erwähnt, Zuführkanäle für den Draht vorgesehen, in denen der Draht angeordnet ist, um die Lagenschichtung beim Wickeln der Spule nicht zu behindern. As already mentioned are the plastic pins, which are the guide elements 134 form, shaped so that the wire guide does not have to be pivoted during the winding to move from one coil to the next. The wire guide can always remain horizontally aligned and the guide slope 126 ensures that the wire automatically finds its desired end position. During manufacture, the wire guide moves only over the pins, then is moved between the bobbins and centered, and then the winding starts. In order to prevent disturbances during the winding also, as already mentioned, supply channels for the wire are provided, in which the wire is arranged in order not to hinder the layer stratification when winding the coil.

Auf diese Weise wird ein ungeordnetes Wickeln verhindert oder zumindest reduziert und es können deshalb mehr Wicklungen auf knapperem Raum untergebracht werden. Darüber hinaus ist auch die Genauigkeit des Sensors im Betrieb verbessert, da bei ungeordneter Wicklung die Winkelfehler größer werden. In this way, a disorderly winding is prevented or at least reduced and therefore more windings can be accommodated in a tighter space. In addition, the accuracy of the sensor is improved during operation, since in disordered winding angle errors are greater.

Wenn die Drahtführungsvorrichtung nicht gekippt werden muss, ist der gesamte Wicklungsprozess schneller und es können auch einfachere Geräte für die Wicklung verwendet werden. If the wire guide device does not need to be tilted, the entire winding process is faster and simpler devices can be used for the winding.

Wie außerdem aus 5 ersichtlich, ist unterhalb des Führungselements 134 eine Aussparung angeordnet, weshalb in der Spritzgussform für dieses Formteil keine Schieber vorgesehen werden müssen und daher die Herstellung vereinfacht ist. As well as out 5 can be seen, is below the guide element 134 arranged a recess, which is why in the injection mold for this molding no slide must be provided and therefore the production is simplified.

6 zeigt den Magnetkern 118 mit den darauf montierten Spulenkörpern 100 bevor die Spulenwicklungen angebracht werden. 6 shows the magnetic core 118 with the bobbins mounted on it 100 before the coil windings are attached.

7 zeigt in einer Draufsicht die Anordnung der 1, wobei die einzelnen Pole für die Definition der Wicklungsanordnung mit den Bezugszeichen P1 bis P16 bezeichnet sind. Die einzelnen nach außen geführten Kontaktstifte 112 sind dabei mit den Bezeichnungen C1 bis C6 versehen und in der nachfolgenden Tabelle 1 ist ein beispielhaftes Wicklungsschema angegeben. Dabei bedeutet CW eine Wicklung im Uhrzeigersinn und CCW gegen den Uhrzeigersinn. Tabelle 1: Wicklungsschema, Verbindungen und Windungsvorrichtung Wicklungsschema Prim Sin Cos C4 Richtung Windungen C2 Richtung Windungen C6 Richtung Windungen P16 CW 47 P3 CW 78 P4 CW 78 P2 CW 47 P7 CW 78 P8 CW 78 P4 CW 47 P11 CW 78 P12 CW 78 P6 CW 47 P15 CW 78 P16 CW 78 P8 CW 47 P13 CW 78 P14 CCW 78 P10 CW 47 P9 CCW 78 P10 CCW 78 P12 CW 47 P5 CCW 78 P6 CCW 78 P14 CW 47 P1 CCW 78 P2 CCW 78 P13 CCW 47 C1 C5 P11 CCW 47 P9 CCW 47 P7 CCW 47 P5 CCW 47 P3 CCW 47 P1 CCW 47 P15 CCW 47 C3 7 shows in a plan view of the arrangement of 1 , Wherein the individual poles for the definition of the winding arrangement are designated by the reference symbols P1 to P16. The individual outward guided contact pins 112 are provided with the names C1 to C6 and in Table 1 below, an exemplary winding scheme is given. CW is a clockwise winding and CCW is a counterclockwise winding. Table 1: Winding diagram, connections and winding device winding scheme prime Sin cos C4 direction turns C2 direction turns C6 direction turns P16 CW 47 P3 CW 78 P4 CW 78 P2 CW 47 P7 CW 78 P8 CW 78 P4 CW 47 P11 CW 78 P12 CW 78 P6 CW 47 P15 CW 78 P16 CW 78 P8 CW 47 P13 CW 78 P14 CCW 78 P10 CW 47 P9 CCW 78 P10 CCW 78 P12 CW 47 P5 CCW 78 P6 CCW 78 P14 CW 47 P1 CCW 78 P2 CCW 78 P13 CCW 47 C1 C5 P11 CCW 47 P9 CCW 47 P7 CCW 47 P5 CCW 47 P3 CCW 47 P1 CCW 47 P15 CCW 47 C3

Eine um 180° gedrehte Anordnung ist aus der 8 ersichtlich. Hier wird auch deutlich, dass jeder der Zähne 116 einen Polschuh 138 aufweist. A rotated by 180 ° arrangement is from the 8th seen. Here it also becomes clear that each of the teeth 116 a pole piece 138 having.

Die 9 schließlich zeigt eine Seitenansicht des vollständig montierten Resolverstators 146 aus der 1. Wie aus dieser Ansicht erkennbar, werde alle Drahtverbindungen 111 in dem Kunststoff der Spulenkörper geführt. Sie kommen daher nicht mit dem Metall des Magnetkerns 118 in Berührung. The 9 Finally, a side view of the fully assembled resolver 146 from the 1 , As can be seen from this view, all wire connections 111 guided in the plastic of the bobbin. They therefore do not come with the metal of the magnetic core 118 in touch.

Die Herstellung eines Resolverstators gemäß der vorliegenden Erfindung soll im Einzelnen nachfolgend mit Bezug auf alle 1 bis 9 erläutert werden. Dabei wird beispielhaft davon ausgegangen, dass alle Spulenkörper 100 zu einem Spulenkörperarray 140 miteinander verbunden sind. Für die Herstellung wird zunächst der Magnetkern 118 aus einer Vielzahl von geschichteten Lamellen 136 aufgebaut. Anschließend wird das Spulenkörperarray 140 als ein Ring über alle Zähne 116 des Magnetkerns 118 geschoben. Die Fixierung und Justierung erfolgt dabei zum einen über die Halteelemente 114 und zum anderen über die Rastelemente 130. The production of a resolver stator according to the present invention will be described in detail below with reference to all 1 to 9 be explained. It is assumed by way of example that all bobbins 100 to a bobbin array 140 connected to each other. For the production of the magnetic core is first 118 from a variety of layered lamellae 136 built up. Subsequently, the bobbin array 140 as a ring over all teeth 116 of the magnetic core 118 pushed. The fixation and adjustment takes place on the one hand on the holding elements 114 and on the other via the locking elements 130 ,

Im nächsten Schritt werden die Spulenkörper bewickelt, wobei der Draht 111 an den Führungselementen 134, wie oben beschrieben, geleitet wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird zum Wickeln ein sogenannter Backlackdraht verwendet, der beispielsweise einen Grundlack aus Polyurethan besitzt und einen darüber geschichteten Backlack aus Polyvinyl Butyral. Nach dem Wickeln kann der Draht durch entsprechende Stromstöße oder aber durch Tempern in einem Ofen erwärmt werden, um die Wicklungen miteinander sicher zu verbacken. Alternativ kann auch ein Polyamid als Backlack eingesetzt werden. In the next step, the bobbins are wound, with the wire 111 on the guide elements 134 as described above. According to an advantageous embodiment, a so-called baked enamel wire is used for winding, which has, for example, a base coat of polyurethane and a Layered baked enamel of polyvinyl butyral. After winding, the wire can be heated by appropriate surges or by annealing in an oven to safely bake the windings together. Alternatively, a polyamide can be used as a baked enamel.

Auf diese Weise kann das häufig verwendete Umspritzen der Wicklungen in einem gesonderten Arbeitsschritt vermieden werden. Darüber hinaus sind die miteinander verbackenen Drahtschichten auch wesentlich raumsparender angeordnet. In this way, the often used encapsulation of the windings can be avoided in a separate step. In addition, the caked together wire layers are arranged much less space.

Zusammenfassend bietet die erfindungsgemäße Anordnung unter anderem die folgenden Vorteile sowohl bei Anwendung in Reluktanzresolvern wie auch bei elektrischen Motoren oder Generatoren:
Die Spulenkörper können auf besonders sichere Weise an einem Magnetkern befestigt werden. Dadurch ist eine wesentlich bessere Widerstandsfähigkeit gegenüber Umwelteinflüssen wie Vibration und Temperatursprüngen gegeben. Weiterhin ist der Spulenkörper auf dem Statorpaket wesentlich besser zentriert, so dass die elektrischen Eigenschaften der elektrischen Maschine verbessert sind, da alle Spulen dieselbe Lage einnehmen.
In summary, the arrangement according to the invention offers, inter alia, the following advantages both for use in reluctance resolvers and in electric motors or generators:
The bobbins can be attached to a magnetic core in a particularly secure manner. This gives a much better resistance to environmental influences such as vibration and temperature jumps. Furthermore, the bobbin is centered much better on the stator, so that the electrical properties of the electrical machine are improved because all coils occupy the same position.

Die Herstellung des mit Spulen bestückten Magnetkerns erfolgt wesentlich schneller und weitestgehend automatisiert, wobei die Anzahl der zuzuführenden Einzelteile reduziert wird. The production of the magnetic core equipped with coils is much faster and largely automated, with the number of items to be supplied is reduced.

Die Bauhöhe der Gesamtanordnung kann signifikant reduziert werden. Bezugszeichenliste Bezugsziffer Beschreibung 100 Spulenkörper 102 Wicklungskörper 104 erster Flansch 106 zweiter Flansch 108 Zuführkanal für Draht 110 Wicklung 111 Verdrahtung 112 Kontaktstift nach außen 114 Haltevorsprung, Halteelement 116 Zahn (Pol) 118 Magnetkern 120 Halteöffnung 122 Montagerichtung 124 Aufnahme 126 Führungsschräge 128 Trennfuge 130 Rastvorsprung 132 Jochrücken 134 Führungselement 136 Lamelle 138 Polschuh 140 Spulenkörperarray 146 Resolverstator 148 Aussparung unterhalb des Führungselements The height of the overall arrangement can be significantly reduced. LIST OF REFERENCE NUMBERS numeral description 100 bobbins 102 winding body 104 first flange 106 second flange 108 Feed channel for wire 110 winding 111 wiring 112 Contact pin to the outside 114 Holding projection, holding element 116 Tooth (pole) 118 magnetic core 120 holding opening 122 mounting direction 124 admission 126 guide slope 128 parting line 130 catch projection 132 Jochrücken 134 guide element 136 lamella 138 pole 140 Bobbins Array 146 resolver 148 Recess below the guide element

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (19)

Spulenkörper zur Montage an einem Magnetkern (118), wobei der Spulenkörper (100) aufweist: einen Wicklungskörper (102), zum Aufbringen einer Wicklung, wobei der Wicklungskörper (102) eine Aufnahme (124) zum Aufnehmen eines Zahns (116) des Magnetkerns (118) aufweist, wobei der Wicklungskörper (102) einen teilweise offenen Querschnitt aufweist, so dass der Spulenkörper (100) in einer Richtung quer zu einer Längsachse des Zahns (116) auf den Zahn aufschiebbar ist, und wobei der Spulenkörper (100) so geformt ist, dass er mit dem Magnetkern (118) zum Fixieren zusammenwirkt. Spool for mounting on a magnetic core ( 118 ), wherein the bobbin ( 100 ): a winding body ( 102 ), for applying a winding, wherein the winding body ( 102 ) a recording ( 124 ) for picking up a tooth ( 116 ) of the magnetic core ( 118 ), wherein the winding body ( 102 ) has a partially open cross-section, so that the bobbin ( 100 ) in a direction transverse to a longitudinal axis of the tooth ( 116 ) is pushed onto the tooth, and wherein the bobbin ( 100 ) is shaped so that it with the magnetic core ( 118 ) cooperates for fixing. Spulenkörper nach Anspruch 1, wobei die Aufnahme (124) so dimensioniert ist, dass der Spulenkörper (100) im montierten Zustand mittels einer Presspassung an dem Zahn fixiert ist. Spool according to claim 1, wherein the receptacle ( 124 ) is dimensioned so that the bobbin ( 100 ) is fixed in the assembled state by means of a press fit on the tooth. Spulenkörper nach Anspruch 1 oder 2, wobei an der Innenfläche der Aufnahme (124) mindestens eine Rastvorrichtung (130) zum Verrasten mit dem Zahn (116) angeformt ist. Bobbin according to claim 1 or 2, wherein on the inner surface of the receptacle ( 124 ) at least one latching device ( 130 ) for locking with the tooth ( 116 ) is formed. Spulenkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, weiterhin umfassend einen ersten (104) und einen zweiten Flansch (106), wobei an dem ersten Flansch (104) mindestens ein Halteelement (114) angeformt ist, das im Zusammenwirken mit einer Halteöffnung (120) des Magnetkerns (118) den Spulenkörper (100) an dem Zahn (116) fixiert. Spool according to one of the preceding claims, further comprising a first ( 104 ) and a second flange ( 106 ), wherein at the first flange ( 104 ) at least one retaining element ( 114 ) is formed in cooperation with a holding opening ( 120 ) of the magnetic core ( 118 ) the bobbin ( 100 ) on the tooth ( 116 ) fixed. Spulenkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, weiterhin umfassend mindestens ein Führungselement (134) zum Führen eines Spulendrahtes (111) während des Bewickelns des Spulenkörpers (100). Spool according to one of the preceding claims, further comprising at least one guide element ( 134 ) for guiding a coil wire ( 111 ) during winding of the bobbin ( 100 ). Spulenkörper nach Anspruch 5, wobei das Führungselement (134) mindestens eine Führungsschräge (126) aufweist, die sich von einem Stirnbereich des Führungselements zu einem an dem Spulenkörper angeordneten Basisbereich des Führungselements erstreckt und so gerichtet ist, dass der Spulendraht (111) von dem Stirnbereich zum Basisbereich geführt wird. Spool according to claim 5, wherein the guide element ( 134 ) at least one guide slope ( 126 ) which extends from an end region of the guide element to a base region of the guide element arranged on the coil body and is oriented such that the coil wire ( 111 ) is guided from the forehead area to the base area. Spulenkörper nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Spulenkörper (100) direkt benachbart zu dem mindestens einen Führungselement eine Aussparung (108) zum Aufnehmen des Spulendrahtes aufweist. Bobbin according to claim 5 or 6, wherein the bobbin ( 100 ) directly adjacent to the at least one guide element a recess ( 108 ) for receiving the coil wire. Spulenkörper zur Montage an einem Magnetkern (118), wobei der Spulenkörper (100) aufweist: einen Wicklungskörper (102), zum Aufbringen einer Wicklung, wobei der Wicklungskörper (102) eine Aufnahme (124) zum Aufnehmen eines Zahns (116) des Magnetkerns (118) aufweist, einen ersten (104) und einen zweiten Flansch (106), wobei an dem ersten Flansch (104) mindestens ein Führungselement (134) zum Führen eines Spulendrahtes (111) während des Bewickelns des Spulenkörpers angeordnet ist, und wobei das Führungselement (134) mindestens eine Führungsschräge (126) aufweist, die sich von einem Stirnbereich des Führungselements zu einem an dem Spulenkörper angeordneten Basisbereich des Führungselements erstreckt und so gerichtet ist, dass der Spulendraht (111) von dem Stirnbereich zum Basisbereich geführt wird. Spool for mounting on a magnetic core ( 118 ), wherein the bobbin ( 100 ): a winding body ( 102 ), for applying a winding, wherein the winding body ( 102 ) a recording ( 124 ) for picking up a tooth ( 116 ) of the magnetic core ( 118 ), a first ( 104 ) and a second flange ( 106 ), wherein at the first flange ( 104 ) at least one guide element ( 134 ) for guiding a coil wire ( 111 ) is arranged during the winding of the bobbin, and wherein the guide element ( 134 ) at least one guide slope ( 126 ) which extends from an end region of the guide element to a base region of the guide element arranged on the coil body and is oriented such that the coil wire ( 111 ) is guided from the forehead area to the base area. Spulenkörper nach Anspruch 8, wobei der Wicklungskörper einen teilweise offenen Querschnitt aufweist, so dass der Spulenkörper (100) in einer Richtung quer zu einer Längsachse des Zahns (116) auf den Zahn aufschiebbar ist. Spool according to claim 8, wherein the winding body has a partially open cross-section, so that the bobbin ( 100 ) in a direction transverse to a longitudinal axis of the tooth ( 116 ) is pushed onto the tooth. Spulenkörper nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Aufnahme (124) so dimensioniert ist, dass der Spulenkörper im montierten Zustand mittels einer Presspassung an dem Zahn fixiert ist. Bobbin according to claim 8 or 9, wherein the receptacle ( 124 ) is dimensioned so that the bobbin is fixed in the assembled state by means of a press fit on the tooth. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei an der Innenfläche der Aufnahme mindestens eine Rastvorrichtung (130) zum Verrasten mit dem Zahn (116) angeformt ist. Bobbin body according to one of claims 8 to 10, wherein on the inner surface of the receptacle at least one latching device ( 130 ) for locking with the tooth ( 116 ) is formed. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei an dem ersten Flansch (104) mindestens ein Halteelement (114) angeformt ist, das im Zusammenwirken mit einer Haltestruktur (120) des Magnetkerns (118) den Spulenkörper an dem Zahn fixiert. Bobbin according to one of claims 8 to 11, wherein on the first flange ( 104 ) at least one retaining element ( 114 ) is formed in cooperation with a support structure ( 120 ) of the magnetic core ( 118 ) fixes the bobbin to the tooth. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der Spulenkörper direkt benachbart zu dem mindestens einen Führungselement eine Aussparung (108) zum Aufnehmen des Spulendrahtes (111) aufweist. Bobbin body according to one of claims 8 to 12, wherein the bobbin directly adjacent to the at least one guide element has a recess ( 108 ) for receiving the coil wire ( 111 ) having. Spulenkörperarray (140) umfassend eine Vielzahl von Spulenkörpern (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spulenkörper (100) so miteinander verbunden sind, dass sie im Wesentlichen gleichzeitig auf den Zähnen (116) des Magnetkerns (118) montierbar sind. Bobbin array ( 140 ) comprising a plurality of bobbins ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the bobbins ( 100 ) are connected together so that they are substantially simultaneously on the teeth ( 116 ) of the magnetic core ( 118 ) are mountable. Spulenkörperarray nach Anspruch 14, das einteilig als Formteil hergestellt ist. Bobbin body array according to claim 14, which is produced in one piece as a molded part. Magnetoelektronischer Winkelsensor mit einem zumindest teilweise ferromagnetischen Stator (118) und einem zumindest teilweise ferromagnetischen Rotor, die einander unter Bildung eines ringförmigen Luftspalts gegenüberstehen, wobei sich der magnetische Widerstand in dem Luftspalt aufgrund einer über den Umfang variierenden Formung des Rotors periodisch ändert, wenn sich der Rotor um eine Drehachse dreht, mit einem auf dem Stator (118) angeordneten Magnetflusssender, der über mindestens ein Polpaar eine vorgegebene Magnetflussverteilung in dem Luftspalt erzeugt, mit einem auf dem Stator (118) angeordneten Magnetflussempfänger, der über mindestens zwei gegeneinander im Winkel versetzt angeordnete Signalpolpaare die Intensität des Magnetfeldes misst, wobei aus den beiden Empfängersignalen ein Winkelwert für die Relativstellung des Rotors gegenüber dem Stator (118) ableitbar ist, wobei der Stator (118) durch einen Magnetkern gebildet ist und der Magnetflusssender und der Magnetflussempfänger Wicklungen umfassen, die auf Spulenkörpern (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 oder einem Spulenkörperarray nach einem der Ansprüche 14 oder 15 angeordnet sind. Magnetoelectronic angle sensor with an at least partially ferromagnetic stator ( 118 ) and an at least partially ferromagnetic rotor facing each other to form an annular air gap, wherein the magnetic resistance in the air gap periodically changes due to circumferentially varying formation of the rotor as the rotor rotates about an axis of rotation with one on the rotor Stator ( 118 ) arranged on at least one pair of poles a predetermined magnetic flux distribution in the air gap, with one on the stator ( 118 ) arranged magnetic flux receiver which measures the intensity of the magnetic field via at least two mutually offset at an angle Signalpolpaare, wherein from the two receiver signals an angle value for the relative position of the rotor relative to the stator ( 118 ) is derivable, wherein the stator ( 118 ) is formed by a magnetic core and the magnetic flux transmitter and the magnetic flux receiver windings on bobbins ( 100 ) according to one of claims 1 to 13 or a bobbin array according to one of claims 14 or 15 are arranged. Verfahren zum Herstellen eines magnetoelektronischen Winkelsensors mit den folgenden Schritten: Bereitstellen eines Magnetkerns, der über den Umfang verteilt eine Vielzahl von Zähnen, die durch Nuten voneinander getrennt sind, aufweist; Bereitstellen einer Vielzahl von Spulenkörpern; Montieren der Spulenkörper auf den Zähnen des Magnetkerns durch Aufschieben in einer Richtung quer zu einer Längsachse des jeweiligen Zahns, wobei jeder Spulenkörper einen Wicklungskörper mit einem teilweise offenen Querschnitt aufweist Anbringen von Wicklungen aus einem Spulendraht auf die montierten Spulenkörper. Method for producing a magneto-electronic angle sensor comprising the following steps: Providing a magnetic core having circumferentially distributed a plurality of teeth separated by grooves; Providing a plurality of bobbins; Mounting the bobbins on the teeth of the magnetic core by sliding in a direction transverse to a longitudinal axis of the respective tooth, each bobbin having a winding body with a partially open cross-section Attaching windings from a coil wire to the assembled bobbins. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Spulendraht durch einen Backlackdraht gebildet ist. The method of claim 17, wherein the coil wire is formed by a baked enamel wire. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Backlackdraht eine temperaturfeste Grundisolation und eine durch Erhitzen verklebende, vorzugsweise dabei polymerisierende Deckschicht aufweist. A method according to claim 18, wherein the enameled wire has a temperature-resistant base insulation and a covering layer which bonds by heating and preferably polymerises thereby.
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