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EP0412296A1 - Verfahren zur Wicklung von Spulen, insbesondere fÀ¼r Weggeber - Google Patents

Verfahren zur Wicklung von Spulen, insbesondere fÀ¼r Weggeber Download PDF

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Publication number
EP0412296A1
EP0412296A1 EP19900112831 EP90112831A EP0412296A1 EP 0412296 A1 EP0412296 A1 EP 0412296A1 EP 19900112831 EP19900112831 EP 19900112831 EP 90112831 A EP90112831 A EP 90112831A EP 0412296 A1 EP0412296 A1 EP 0412296A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coil
secondary coil
winding
wound
primary coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19900112831
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Friedrich-Wilhelm Dipl.-Ing. Höfer (FH)
Werner Ing. Steprath (Grad.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0412296A1 publication Critical patent/EP0412296A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823—Wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/098—Mandrels; Formers

Definitions

  • the invention is based on a method for winding coils, in particular displacement transducers according to the preamble of claim 1.
  • two secondary coils are wound in opposite directions on their own bobbin. In this case, a separate winding process is necessary for each winding direction, so that several interrupted steps in the manufacture are required.
  • two coils are to be wound up, each of which requires its own soldering points at the two winding ends.
  • the method according to the invention for winding coils of displacement sensors with the characterizing features of claim 1 has the advantage that a secondary coil consisting of two coil sections wound in opposite directions can be produced with the aid of modern winding machines. This means that only two soldering points are required. The manufacturing operations are reduced and simplified. The length of the encoder is shortened.
  • Figures 1 to 8 show the individual sub-steps of the method.
  • 10 denotes a hollow cylindrical bobbin of a displacement sensor 11 working according to the transformer principle.
  • the coil former 10 has flange-like boundaries 12, 13 at both ends, which delimit the winding areas for the secondary coil 14 and have a larger diameter than the winding areas 15, 16.
  • a deflection body 17 is attached, which can be designed as a web around the coil body 10 with an opening 18. But it can also be brought to the bobbin 10 several cams.
  • the wire of the secondary coil 14 is soldered to a boundary 13 of the coil body 10 and wound in one layer in the winding area 16 onto the coil body 10 up to the deflection body 17. If you want to reach a secondary coil 14 with several layers, wind back in the same winding direction to the limit 13 and then again to the deflection body 17. As a result, an odd number of layers is possible.
  • the wire of the secondary coil 14 is passed through its opening 18 and adjoining the body 17 in the second winding area 15 with the direction of rotation opposite to the winding area 16 continued.
  • the two sections of the secondary coil 14 thus have different directions of rotation.
  • the winding machine is moved further in the axial direction of the bobbin 10 by approximately the width of the deflection body 17 and then continues to wind in the opposite direction of rotation.
  • the ends of the web in the area of the opening 18 should not have any sharp edges and, as shown in the figures, should be curved, for example. This makes it possible for the wire of the secondary coil 14 to lie against the ends of the deflecting body 17 and thus a tight and tight coil winding is possible.
  • the wire is now wound onto the bobbin 10 up to the limit 12.
  • the winding process in winding area 15 must be repeated several times.
  • the windings or the number of layers of the secondary coil 14 should be the same in both winding areas 15, 16.
  • the wire is returned with a relatively large pitch angle through the opening 18 to the boundary 13 and soldered to it.
  • the coil 14 is additionally covered with a film 20.
  • the primary coil 21 is wound with the direction of rotation remaining the same over both winding areas 15, 16.
  • the wire of the primary coil 21 is again soldered to the boundary 13 next to the soldering points 22, 23 of the secondary coil 14. It is irrelevant whether the primary coil 21 is wound in the angular range 16 in the same direction or in the opposite direction to the secondary coil 14. Since the winding direction of the primary coil, as stated above, remains the same over the entire coil body 10, one of the two winding areas 15, 16 between the primary (21) and the secondary coil 14 has a different winding direction.
  • the wire of the primary coil 21 is passed through the opening 18 of the deflecting body 17 during the winding process and, as shown in FIG.
  • the primary coil 21 can be wound in multiple layers. It is possible to apply the layers of the primary coil 21 of the one winding area 15 and only then the layers of the other winding area 16, or the layers of the primary coil 21 can be applied over the entire length of the bobbin 10. In order to also have the soldering point 25 for the end of the wire next to the soldering point 24 on the boundary 13 for the primary coil 21, the wire of the primary coil 21 is returned to the boundary 13 with a large slope through the opening 18 of the deflecting body 17. This makes it possible to attach the start and end points of both the primary (21) and the secondary coil 14 on one side. The electrical connections of the primary (21) and the secondary coil 14 can thus be contacted in a particularly simple manner. As shown in FIG. 8, the displacement sensor 11 can be covered by a protective layer 27 which prevents mechanical damage to the coils.
  • a soft iron plunger is moved inside the bobbin 10.
  • the plunger can be connected to a machine part whose movement is to be determined, or the plunger can itself be part of the machine part.
  • the plunger anchor In the basic position, the plunger anchor is located in the region of the deflection body 17 and projects in each case by the same length into the two winding areas 15, 16 of the coil body 10. If the machine part is moved, the plunger anchor penetrates into one winding area by the same amount that it is moved out of the other winding area. Since the two winding areas 15, 16 of the secondary coil 14 are wound in opposite directions and electrically connected in series, the measurement errors occurring in the two winding areas 15, 16 are compensated for while the measurement signal is doubled. The so-called differential principle is applied.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Coil Winding Methods And Apparatuses (AREA)

Abstract

Bei einem nach dem Transformatorprinzip arbeitenden Weggeber (11) wird mit Hilfe moderner Wickelmaschinen eine Sekundärspule (14) auf einen Spulenkörper (10) aufgewickelt, deren Drehrichtung an einem Umlenkkörper (17) des Spulenkörpers (10) gegensinnig geändert wird. Der Draht der Sekundärspule (14) wird dabei durch eine Öffnung (18) des Umlenkkörpers (17) geführt und legt sich an einem etwa bogenför­mig ausgebildeten Ende des Umlenkkörpers (17) an. Die Primärspu­le (21) wird in gleichbleibender Drehrichtung über die gesamte Länge des Spulenkörpers (10) gewickelt. Die Anfänge und Enden der beiden Spulen (14, 21) sind an einer Begrenzung (13) des Spulenkörpers (10) angelötet. Der Weggeber (11) ist in wenigen Arbeitsgängen einfach herstellbar und hat eine geringe Baulänge.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Wicklung von Spulen, insbesondere von Weggebern nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei be­kannten, nach dem Transformatorprinzip arbeitenden Weggebern sind zwei Sekundärspulen gegensinnig auf je einem eigenen Spulenkörper aufgewickelt. Hierbei ist für jede Wicklungsrichtung ein separater Wickelvorgang notwendig, so daß mehrere jeweils unterbrochene Schritte bei der Herstellung erforderlich sind. Ferner sind zwei Spulen aufzuwickeln, die jeweils an den beiden Wicklungsenden ei­gene Lötpunkte benötigen.
    • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Wicklung von Spulen von Weggebern mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß mit Hilfe moderner Wickelmaschinen eine aus zwei gegensinnig gewickelten Spulenabschnitten bestehende Sekundärspule hergestellt werden kann. Dadurch sind nur noch zwei Lötpunkte erfor­derlich. Die Arbeitsvorgänge bei der Herstellung sind verringert und vereinfacht. Der Weggeber ist in seiner Länge verkürzt.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­teilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Figuren 1 bis 8 die einzelnen Teilschritte des Verfahrens.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In der Figur 1 ist mit 10 ein hohlzylinderförmiger Spulenkörper ei­nes nach dem Transformatorprinzip arbeitenden Weggebers 11 bezeich­net. Der Spulenkörper 10 weist an beiden Enden flanschartige Begren­zungen 12, 13 auf, die die Wickelbereiche für die Sekundärspule 14 begrenzen und einen größeren Durchmesser als die Wickelberei­che 15, 16 aufweisen. In der Mitte der Länge des Spulenkörpers 10 ist ein Umlenkkörper 17 angebracht, der als um den Spulenkörper 10 umlaufender Steg mit einer Öffnung 18 ausgebildet sein kann. Es können aber auch auf dem Spulenkörper 10 mehrere Nocken an gebracht sein.
  • Zur Herstellung wird der Draht der Sekundärspule 14 an einer Begren­zung 13 des Spulenkörpers 10 angelötet und im Wickelbereich 16 ein­lagig auf den Spulenkörper 10 bis zu dem Umlenkkörper 17 aufge­wickelt. Will man eine Sekundärspule 14 mit mehreren Lagen errei­chen, so wird in gleicher Wickelrichtung zurück zur Begrenzung 13 und anschließend wieder zum Umlenkkörper 17 gewickelt. Es sind da­durch jeweils eine ungerade Anzahl von Lagen möglich. Am Umlenkkör­per 17 wird der Draht der Sekundärspule 14 durch dessen Öffnung 18 hindurchgeführt und am Körper 17 anliegend im zweiten Wickelbe­reich 15 mit zum Wickelbereich 16 entgegengesetzter Drehrichtung weitergeführt. Die beiden Abschnitte der Sekundärspule 14 weisen somit unterschiedliche Drehrichtung auf. Die Wickelmaschine wird dabei in Achsrichtung des Spulenkörpers 10 etwa um die Breite des Umlenkkörpers 17 weitergefahren und wickelt anschließend mit entge­gengesetzer Drehrichtung weiter. Vorteilhafterweise sollten die En­den des Stegs im Bereich der Öffnung 18 keine scharfen Kanten auf­weisen und ,wie in den Figuren gezeigt zum Beispiel bogenförmig aus­gebildet sein. Dadurch ist es möglich, daß der Draht der Sekundär­spule 14 sich an den Enden des Umlenkkörpers 17 anlegt und somit eine dichte und feste Spulenwicklung möglich ist. Im Wickelbe­reich 15 wird nun der Draht bis zur Begrenzung 12 auf den Spulenkör­per 10 aufgewickelt. Für eine mehrlagige Wicklung ist der Wickelvor­gang im Wickelbereich 15 mehrfach zu wiederholen. Die Wicklungen be­ziehungsweise die Lagenanzahl der Sekundärspule 14 sollten in beiden Wickelbereichen 15, 16 jeweils gleich sein. Es ist nun möglich, das Ende des Drahtes der Sekundärspule 14 an der Begrenzung 12 anzulö­ten, oder wie in Figur 3 gezeigt, wird der Draht mit einem relativ großen Steigungswinkel durch die Öffnung 18 hindurch zur Begren­zung 13 zurückgeführt und an dieser angelötet. In dem,in der Figur 4 dargestellten Verfahrensschritt wird die Spule 14 zusätzlich mit ei­ner Folie 20 abgedeckt.
  • In der Figur 5 wird die Primärspule 21 mit über beide Wickelberei­che 15, 16 gleichbleibender Drehrichtung aufgewickelt. Der Draht der Primärspule 21 wird dazu wieder an der Begrenzung 13 neben den Löt­punkten 22, 23 der Sekundärspule 14 angelötet. Es ist dabei belie­big, ob die Primärspule 21 im Winkelbereich 16 gleich- oder gegen­sinnig zur Sekundärspule 14 gewickelt wird. Da die Wickelrichtung der Primärspule, wie oben ausgeführt, über den gesamten Spulenkör­per 10 gleich bleibt, hat jeweils einer der beiden Wickelberei­che 15, 16 zwischen der Primär- (21) und der Sekundärspule 14 unter­schiedliche Wickelrichtung. Der Draht der Primärspule 21 wird beim Wickelvorgang durch die Öffnung 18 des Umlenkkörpers 17 hindurchge­führt und, wie in Figur 6 gezeigt, nicht umgelenkt, sondern am Ende des Umlenkkörpers 17 anliegend mit gleicher Drehrichtung weiterge­wickelt. Dabei kann die Primärspule 21 mehrlagig gewickelt werden. Es ist sowohl möglich, die Lagen der Primärspule 21 des einen Wickelbereichs 15 aufzubringen und dann erst die Lagen des anderen Wickelbereichs 16 oder es können jeweils die Lagen der Primärspu­le 21 jeweils über die gesamte Länge des Spulenkörpers 10 aufge­bracht werden. Um auch für die Primärspule 21 den Lötpunkt 25 für das Ende des Drahtes neben dem Lötpunkt 24 auf der Begrenzung 13 zu haben, wird der Draht der Primärspule 21 mit einer großen Steigung durch die Öffnung 18 des Umlenkkörpers 17 hindurch zur Begrenzung 13 zurückgeführt. Dadurch ist es möglich, die Anfangs- und Endpunkte, sowohl der primär- (21) als auch der Sekundärspule 14 auf einer Sei­te anbringen zu können. Die elektrischen Anschlüsse der Primär- (21) und der Sekundärspule 14 sind somit in besonders einfacher Weise kontaktierbar. Der Weggeber 11 kann, wie in Figur 8 gezeigt, von einer Schutzschicht 27 abgedeckt sein, die eine mechanische Beschä­digung der Spulen verhindert.
  • Die Funktionsweise eines nach dem Transformatorprinzip arbeitenden Weggebers 11 ist hinreichend bekannt und braucht deshalb hier nicht ausführlicher beschrieben zu werden. Im Innern des Spulenkörpers 10 wird ein Tauchanker aus Weicheisen bewegt. Der Tauchanker kann dabei mit einem Maschinenteil verbunden sein, dessen Bewegung bestimmt werden soll, oder der Tauchanker kann selbst Teil des Maschinenteils sein. In Grundstellung befindet sich der Tauchanker im Bereich des Umlenkkörpers 17 und ragt jeweils um die gleiche Länge in die beiden Wickelbereiche 15, 16 des Spulenkörpers 10 hinein. Wird das Maschi­nenteil bewegt, so dringt der Tauchanker in den einen Wickelbereich um denselben Betrag mehr hinein, um den er aus den anderen Wickelbe­reich herausbewegt wird. Da die beiden Wickelbereiche 15, 16 der Se­kundärspule 14 gegensinnig gewickelt und elektrisch in Reihe ver­schaltet sind, kompensieren sich die in beiden Wickelberei­chen 15, 16 auftretenden Meßfehler, während das Meßsignal verdoppelt wird. Es wird dabei das sogenannte Differential-Prinzip angewandt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Wicklung von Spulen, insbesondere für Wegge­ber (11), mit mindestens einer Primärspule (21) und einer Sekundär­spule (14), dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer Wickelma­schine eine Sekundärspule (14) an einem Ende eines Spulenkör­pers (10) mit einer Drehrichtung beginnend auf den Spulenkörper (10) aufgewickelt wird, daß die Sekundärspule (14) an einem Umlenkkör­per (17) umgelenkt wird und in der entgegengesetzten Drehrichtung weitergewickelt wird, so daß wenigstens zwei in Reihe verschaltete Abschnitte der Sekundärspule (14) mit entgegengesetzter Wickelrich­tung entstehen, und daß mit über den gesamten Spulenkörper (10) gleichbleibender Drehrichtung eine Primärspule (21) auf den Spulen­körper (10) aufgewickelt ist, so daß ein Teil der Primärspule (21) die gleiche Wickelrichtung wie ein Abschnitt der Sekundärspule (14) und ein anderer Teil die entgegengesetzte Wickelrichtung wie ein Ab­schnitt der Sekundärspule (14) hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sekundärspule (14) und der Primärspule (21) eine Zwischen­schicht (20) aufgebracht ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeich­net, daß die Sekundärspule (14) mit großer Wicklungssteigung zum An­fang der Sekundärspule (14) zurückgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­net, daß die Primärspule (21) mit großer Wicklungssteigung zum An­fang der Primärspule (21) zurückgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­net, daß die Primärspule (21) und die Sekundärspule (14) von einer äußeren Schutzschicht (27) abgedeckt werden.
6. Weggeber mit einem Spulenkörper (10), auf dem mindestens eine Primärspule (21) und eine Sekundärspule (14) aufgewickelt sind, da­durch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (10) mit Hilfe von min­destens einem Umlenkkörper (17) in mindestens zwei Bereiche (15, 16) aufgeteilt ist, daß die Sekundärspule (14) aus einem in mehrere Be­reiche aufgewickelten Draht besteht, und daß die Drehrichtung der Sekundärspule (14) in den einzelnen Bereichen (15, 16) unterschied­lich ist.
7. Weggeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (17) ein Steg mit einer Öffnung (18) ist, dessen Enden bogenförmig ausgebildet sind.
EP19900112831 1989-08-05 1990-07-05 Verfahren zur Wicklung von Spulen, insbesondere fÀ¼r Weggeber Withdrawn EP0412296A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3925994A DE3925994A1 (de) 1989-08-05 1989-08-05 Verfahren zur wicklung von spulen, insbesondere fuer weggeber
DE3925994 1989-08-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0412296A1 true EP0412296A1 (de) 1991-02-13

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19900112831 Withdrawn EP0412296A1 (de) 1989-08-05 1990-07-05 Verfahren zur Wicklung von Spulen, insbesondere fÀ¼r Weggeber

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DE (1) DE3925994A1 (de)

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Publication number Publication date
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