CN103370751B - 线圈装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有用于电磁调节设备或电磁传感器的线圈绕组(3)的线圈装置(1)，该线圈装置带有具有绝缘层的绕组线(11)，该绕组线通向至少一个形成为金属部分尤其是冲压件的接触元件(5、15)，且在此处以剥除绝缘层的区段容纳在接触元件(5、15)和金属覆盖物(6)之间且与接触元件(5、15)焊接。根据本发明建议，在接触元件(5、15)内压制有部分地容纳绕组线(11)的、形成为绕组线引入几何结构的凹陷(8)。

Description

线圈装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种线圈装置，所述线圈装置带有用于电磁调节设备或电磁传感器-例如汽车内的ABS传感器-的线圈绕组，所述线圈装置带有具有绝缘层的线，所述线通向至少一个形成为金属冲压部分的接触元件，且在此处以剥除绝缘层的区段端部区段容纳在接触元件和金属覆盖物之间且与接触元件焊接。

此外，本发明涉及一种带有根据本发明的构思设计的线圈装置的电磁调节设备或电磁传感器，涉及焊接电极用于将线圈装置的绕组线和线圈装置与接触元件焊接的应用，以及涉及一种制造根据本发明的构思设计的线圈装置的制造方法。

背景技术

从DE202006011904U1中已知一种电磁调节设备，所述电磁调节设备具有静止的线圈装置以用于在通电时移动纵向延伸的调节元件。线圈装置在此包括带有布置在其上的线圈绕组的塑料支架，其中绕组线的端部通向各一个接触元件且与之焊接。通常，为进行焊接使用所谓的薄片焊接方法(电阻焊接方法)，其中绕组线端部容纳在接触元件和金属薄片之间，且然后通过对金属薄片施加以电流脉冲与接触元件焊接。在焊接过程中，同时也进行金属薄片与接触元件的焊接。

在之前阐述的本身已知的电阻焊接方法中，在焊接头内张紧的电极以限定的力将金属薄片压在放在接触元件上的铜线上，且在此在薄片内压制有容纳绕组线端部的凹陷(线引入部)。在达到所调节的力之后，绕组线通过电流脉冲与接触元件的平面区域通过焊接连接且在此被剥除绝缘层。为在金属薄片被施加以电流脉冲前可通过施加力的金属薄片借助于电极将线引入部压制到金属薄片内，必须在电极内提供相应的几何结构。此几何结构是相对容易焊接的，这导致所使用的电极的短的寿命。电极必须经常被再加工，其中在实践中为此必须校正电极端侧且重新铣切几何结构。

在已知的方法中，在焊接之后通过图像处理软件进行焊接薄片的质量保证或检验也是成问题的。压制的三维几何结构包含不同的反射自由形状面。此外，薄片几何结构随增加的电极损耗改变。

在用于线圈绕组线与接触元件的材料配合的连接的另外的替代的从实践中已知的电阻焊接方法中，不将与接触元件分开的金属薄片与接触元件焊接，而是将侧向地提供在接触元件上的可弯曲的片焊接，所述片在弯曲之后将绕组线端部与原本的接触元件一同包围。在此方法中使用倾斜的电极，即具有不垂直于力施加方向走向的作用面的电极，以便这样地压制弯曲的片，使得保证了绕组线端部的最优的夹紧或使得压制用于线的容纳部。在此方法中也导致所使用的焊接电极的倾斜的端面(作用面)的不充足的焊接，这导致作用面的短的寿命和昂贵的再加工。

发明内容

从前述现有技术出发，本发明所要解决的技术问题在于给出替代的线圈装置，所述线圈装置的特征是简答的可制造性。此外，用于制造线圈装置的电极应具有更低的损耗的特征。总之，应降低制造成本。优选地，应可简化焊接之后更容易出错的对于尤其是金属薄片或金属片的金属覆盖物的图像处理检验。

此外，该技术问题在于给出相应地改进的更廉价的且保证了电极的长寿命的用于制造线圈装置的方法。

此技术问题通过一种带有用于电磁调节设备或电磁传感器的线圈绕组的线圈装置解决，线圈装置带有具有绝缘层的绕组线，此绕组线通向至少一个形成为冲压件的接触元件，且在此处以剥除绝缘层的区段容纳在接触元件和金属覆盖物之间且与所述接触元件焊接，按本发明，在接触元件内引入压制有部分地容纳绕组线的、形成为绕组线引入几何结构的凹陷。

包括至少两个在说明书、权利要求和/或附图中公开的特征的全部组合落在本发明的范围内。为避免重复，根据设备的公开的特征也应视作根据方法公开的和可要求保护的特征。根据方法公开的特征也应视作根据设备公开的和可要求保护的特征。

本发明的构思在于，将在现有技术中提供在金属覆盖物内的用于绕组线的压制部(引入几何结构)几乎直接镜像地提供在接触元件内，以此可省去将此几何结构压制到金属覆盖物内，尤其是金属薄片内或与触点一体式构造的可弯曲的片内。以此，可实现将不具有引入几何结构的平面的金属薄片或无引入几何结构的金属片与接触元件平面地焊接，而不必在在绕组线的纵向延伸的方向上延伸的凹陷内省去形状配合的线容纳部，尤其是接挤压部。

在接触元件内提供相应的优选地边缘侧开放的线容纳凹陷(绕组线引入几何结构)带来了多个优点。因此，可使用带有端侧平面的作用面的几何上明显简单地实现的焊接电极，因为不再如现有技术中所必需而在焊接电极内铣切相应的压制几何结构。以此，焊接电极的重制更便利。此外，再加工限制于平面的校正。另外的明显的优点在于本发明所导致的增加的电极寿命，因为平面电极端面(作用面)比目前所需的复杂的压制几何结构磨损明显更缓慢。另外的重要优点在于，在电极寿命中焊接连接的质量比目前的情况变得更恒定，因为不存在压制几何结构的磨损，而是每个接触元件具有能用相应的更稳定的冲压工具产生的相同的凹陷几何结构。以此，过程总体上更稳定。此外，压制的凹陷轮廓在接触销内形状结合或工具结合，且因此与单独铣切的电极相比可制造为具有更小的公差。

优选地，引入几何结构的边缘侧开口在横断面上测量为，使得绕组线横断面可完全容纳在其内，而不突出超过边缘侧的上方打开的开口几何结构(垂直于绕组线的纵向延伸)。

对于平面的接触薄片或平面的片与接触元件焊接的情况，即省去薄片或片内的凹陷几何结构的情况，在焊接之后的图像处理检验可限制在薄片或片可能需要金属覆盖物(金属薄片或金属片)内的昂贵的凹陷几何结构检验的位置。

更尤其优选的是凹陷的横断面积在凹陷的纵向延伸上不是恒定的，而是在与接触元件相关的(自由)绕组线端部的方向上下降，其中优选的是横断面构造为漏斗形缩小的。通过缩小的凹陷几何结构，可实现在绕组线端部的方向上优选地连续增加的绕组线挤压部，以此焊接连接表现为明显地更稳固。

如前所述，尤其优选的是由于在接触元件内提供的线引入部凹陷省去了在金属覆盖物内的线引入凹陷，因此也就是说至少金属覆盖物的朝向接触元件的下表面不被压制。尤其合适的是总之是(直至必需的厚度延伸)二维的即平面的金属覆盖物构造。

在本发明的扩展中，有利地建议，接触元件固定在支承了线圈绕组的塑料支架上，且在需要时在塑料支架的外部弯曲，优选弯曲至少近似90°。替代地，也可实现无弯曲的接触元件的构造变体。

如前文所解释，金属覆盖物可形成为与接触元件在焊接前分开的金属薄片的形状，或替代地形成为与接触元件一体式构造且弯曲到覆盖凹陷的位置。

本发明不仅涉及一种线圈装置，而且涉及一种带有根据本发明的构思形成的线圈装置的电磁调节设备以及带有根据本发明的构思形成的线圈装置的电磁传感器。尤其是用于汽车应用的电磁调节设备或电磁传感器，例如ABS传感器。电磁调节设备除线圈装置外优选地包括通过通电的尤其是提供为静止的线圈装置的力可运动的优选地纵向延伸的调节元件。在需要时，可将永磁体装置与之相关，以用于与芯区域共同作用。本发明的设备在电磁调节设备的范围内的使用(且可比较的情况也适用于在电磁传感器的范围内的使用)恰好带来的优点是在此所给出的动态场以特别的方式使线圈线和接触元件之间的连接受到载荷，且本发明在此是特别耐久的、更好接触的且不易出故障的：不仅例如调节元件在电磁调节设备内的运动，所述带有与之相关联的(可能是周期性的)整个设备的脉冲载荷，而且例如此类设备在典型的应用领域汽车(作为内燃机总成的调节设备，作为用于前所ABS单元的传感器)内的布置，都导致在绕组线和接触元件之间的连接上的规则的摇动、振动或另外的影响，所述连接在本发明的范围内与现有技术相比其接触性更优越。

此外，本发明涉及焊接电极用于将线圈装置的线圈绕组的绕组线与接触元件焊接的应用，在所述接触元件中引入在绕组线的纵向延伸的方向上延伸的凹陷，其中焊接电极具有用于与背离绕组线的金属覆盖物上侧共同作用的平坦的(平面的)作用面，且其中作用面(端面)垂直于焊接电极的纵向延伸定向，和/或垂直于调节方向且因此垂直于焊接时的力施加方向定向。当金属覆盖物不具有用于绕组线的凹陷压制部或当此凹陷压制部不应通过借助于焊接电极的压制而提供时，可使用如此形成的电极。

此外，本发明涉及用于制造根据本发明的构思形成的线圈装置的方法，其中在所述方法中，尤其是金属薄片或金属片的金属覆盖物被施加以至少一个电流脉冲，以将绕组线和金属覆盖物与接触元件焊接。与现有技术相比，优选地形成为冲压件，优选形成为冲压弯曲件的接触元件中，通过压制提供凹陷，以便在此凹陷内局部区段地可容纳，特别优选地可夹紧地容纳线圈绕组的绕组线。此绕组线区段插入用作为线引入部的凹陷中，然后定位金属覆盖物，使得该金属覆盖物至少局部区段覆盖具有容纳在其中的绕组线区段的凹陷，然后进行电流脉冲施加。使焊接电极压靠金属覆盖物的力仅需足以制造焊接接触且将金属覆盖物固定到位，压力不必如现有技术的情况这样高，使得以电极可进行金属覆盖物的压制。

更尤其合适的是，在从金属板冲压出接触元件的同一次夹紧中执行在接触元件内压制凹陷。优选地，凹陷的压制直接在相应地组合的冲压和压制过程的相同的上下运动中进行。

尤其地，为最小化线圈装置的结构体积，在插入绕组线区段之前固定在用于线圈绕组的塑料支架上的接触元件在焊接后可在线圈装置的塑料支架外的区域内被弯曲。

作为独立的发明，在此公开了一种用于金属薄片焊接的电极，使得此发明对象如需要与公开的另外的特征一起可作为独立的发明要求保护，且如需要应可分开。根据本发明的电极优选地在其作用面内包括抽吸孔，通过所述抽吸孔可抽吸待焊接的金属薄片，尤其是用于借助于电极通过抽吸将金属薄片从存储器取出且定位并固定在焊接区域内。优选地，在电极内形成抽吸通道，所述抽吸通道通过在电极的作用面内的出口开口开放，其中抽吸通道连接或可连接在负压源上。电极的特征优选地在于平面的接触面(作用面)以用于安放在优选地也为平面的金属薄片上。

附图说明

本发明的另外的优点、特点和细节从如下的优选实施例的描述中以及从附图中可见。

各图为：

图1示出了其他部分未进一步图示的电磁调节设备的线圈装置，其中线圈装置与和未图示的调节元件的共同作用的芯区域相关，

图2a和图2b示出了根据图1的带有压制的、在横断面上缩小的凹陷的用于线圈装置的接触元件(图2a为俯视图，图2b为端视图)，

图3a和图3b示出了根据图2a和图2b的带有容纳在凹陷内的(还)未剥除绝缘的绕组线的接触元件，其中绕组线在横断面上在随后的焊接区域内完全地容纳在凹陷内(图3a为俯视图，图3b为端视图)，

图4a和图4b示出了根据图3a和图3b的带有容纳在凹陷内的绕组线的接触元件，在所述接触元件上覆盖了具有与接触元件分开的基本上二维的薄片的形式的金属覆盖物，其中薄片在随后的方法步骤中优选地通过电阻焊接与接触元件焊接，

图5a至图5c示出了带有整体的(成形的或单件的)金属片(金属覆盖物)的替代的接触元件，其中在接触元件内提供了用于容纳绕组线的在横断面上缩小的纵向延伸的凹陷(图5a为俯视图，图5b为端视图，图5c为侧视图)，

图6a至图6c示出了根据图5a至图5c的接触元件，所述接触元件带有插入的绕组线和尚未弯曲的片(图6a为俯视图，图6b为端视图，图6c为侧视图)，

图7a中图7c示出了根据图6a至图6c的接触元件，所述接触元件带有在焊接前覆盖绕组线的弯曲的片，其中该片通过焊接电极被施加以电流脉冲，

图8示出用于将绕组线与接触元件焊接的焊接电极的明显地示意性的侧视图，和

图9在朝向用于接触金属覆盖物的作用面的视图中示出了根据图8的焊接电极。

具体实施方式

在附图中，相同的元件和带有相同功能的元件带有相同的附图标号。

在图1中示出了用于例如在DE202006011904U1中详细描述的其他部分已知的电磁调节设备的线圈装置1的截面图示。线圈装置1包括形成为浇注件的塑料支架2，所述塑料支架2支承由绕组线制成的可通电的线圈绕组3，所述绕组线包括以绝缘漆包覆的铜线。与未图示的调节元件共同作用的导磁的芯区域4突出到塑料支架2内。

在塑料支架2上固定有两个接触元件，在所述接触元件上分别接触地固定绕组线，其中在根据图1的截面视图中为清晰起见未图示绕组线和两个接触元件，而是仅图示了两个接触元件之一5。在该接触元件5上通过电阻焊接焊接固定在此形成为金属薄片的金属覆盖物6。接触元件5在塑料支架2外部在图面中向下弯曲了大约90°且插入在硅垫7内，以便在线圈插入件1按规定的使用中衰减振动。

在图2a和图2b中示出了根据图1的在线圈装置1中使用的接触元件5在选择性地弯曲前的可能的构造。可见，在优选地通过冲压制造的金属接触元件5中安装用于容纳(通过焊接过程玻璃绝缘的)绕组线区段的纵向延伸的凹陷8。凹陷8在此在与之相关的绕组线区段的纵向的方向上延伸。可见，凹陷被引导直至接触元件5的边缘区域且因此形成为线引入部。进一步可见，横向于凹陷8的纵向延伸定向的宽度以及凹陷8远离随后的金属覆盖物延伸的深度尺寸在凹陷8的纵向延伸的方向上向各未图示的线端部减小。因此，凹陷8的凹陷横断面在绕组线端部的方向上且在所示的实施例中在接触元件的自由端的方向上缩小。

凹陷8部分地被用于金属覆盖物的平面的安放区域包围。

在优选地形成为冲压件/压制件的接触元件5内，确切而言在凹陷8内，为形成焊接连接插入绕组线11。然后，将金属区段-在所示的实施例(见图4a至图4b)中是金属薄片-安放在接触元件5上，且以电极压靠接触元件从而覆盖其内容纳了绕组线区段的凹陷8，且施加以至少一个电流脉冲以产生焊接连接。在此，平面的金属薄片支承在接触元件的平面的靠放区域上。优选抽吸金属薄片以便定位和固定焊接电极，所述焊接电极为此目的具有抽吸孔。

在图3a和图3b中，接触元件5在下一个方法步骤之后示出，其中在凹陷内插入绕组线11。在所示的实施例中且一般地优选地使绕组线11通入边缘侧开口12内，然后在轴向方向上在凹陷8上延伸。尤其优选的是，绕组线11在插入在凹陷8内之前在容纳于凹陷8内的区域内尚未被剥除绝缘层，优选地剥除绝缘层通过随后的焊接步骤进行。

在图3b中可见，绕组线11至少局部区段整周部地容纳在凹陷内，因此至少局部区段不突出超过此凹陷。优选的是凹陷和绕组线11的横断面积相互匹配，使得最晚在随后以金属覆盖物压绕组线时，将绕组线11在金属覆盖物的靠放区域(随后的焊接区域)内完全地容纳在凹陷8内。

在图4a和图4b中示出了接触元件5和位于其上的金属覆盖物6，所述金属覆盖物6在所示的实施例中形成为金属薄片。绕组线11在此被金属覆盖物6覆盖。如尤其从图4b中可见，绕组线通入边缘侧打开的凹陷8的边缘侧开口12内，且被容纳为夹在双表面上平面的基本上二维的金属薄片(金属覆盖物)6和接触元件5之间。金属覆盖物6构造为不具有凹陷压制部，且可借助于在图8和图9中仅示意性地图示的、不带有压制几何结构的焊接电极13与接触元件5焊接以用于最终固定绕组线11。

如从图8和图9中可见，焊接电极13具有平面的作用面14以用于与在图8中所示的金属覆盖物6的上表面共同作用。作用面14垂直于焊接电极13的纵向轴线L以及垂直于力施加方向K延伸，也就是垂直于焊接电极13在金属覆盖物6上进行焊接的移动方向延伸。作用面14构造为不具有压制轮廓，这仅通过使得接触元件5具有用于容纳绕组线部分的凹陷来实现。如从图8和图9中可见，在优选的构造变体中，在焊接电极13内形成了抽吸通道9，所述抽吸通道9可连接或被连接在未图示的负压源上。抽吸通道9在作用面14内开口而作为抽吸孔10，且用于抽吸金属薄片，所述金属薄片在需要时借助于焊接电极可从存储器中取出且可向接触元件15运输且定位。

在图5a至图5c中在不同的视图中示出了接触元件15的替代实施形式。所述接触元件15与前文中详细解释的接触元件15相比包括围绕未绘出的轴线可弯曲的、整体的金属片作为金属覆盖物6，以便在其弯曲的状态中覆盖容纳在凹陷8内的绕组线或以便在此覆盖的状态中与接触元件15围绕凹陷的区域借助于焊接电极尤其是在图8和图9中所示的焊接电极13被焊接。

在所示的实施例中，凹陷8的轮廓对应于前述实施例。与之相关地，参考先前的附图描述。

从根据图5c的侧视图中显见，凹陷8的凹陷底部16在背离开口12定向的方向上升高，换言之，凹陷8的深度在开口12的方向上降低，在此实施例中线性地降低。

在图6a至图6c中示出了带有容纳在凹陷8内的绕组线11的根据图5a至图5c的接触元件15。所述绕组线11在所示的方法步骤中在实际的焊接步骤前在后方的焊接区域内尚未被剥除绝缘层，因为剥除绝缘层通过焊接时加热实现。在根据图6a至图6c所示的焊接步骤的情况中，整体的金属覆盖物6(片)被弯曲，即，围绕在绕组线的纵向延伸的方向上延伸的轴线弯曲。

此弯曲的状态在图7a至图7c中图示。在此弯曲步骤之后的步骤中，金属覆盖物6与接触元件15，确切而言与接触元件15围绕凹陷8的区域焊接，在所述区域中，将在图8和图9中示例性示出的焊接电极13安放在图7a中所示的金属覆盖物6的上侧上且给所述电极通电。

附图标号列表

1线圈装置、线圈插入件

2塑料支架

3线圈绕组

4芯区域

5接触元件

6金属覆盖物

7硅垫

8凹陷

9抽吸通道

10抽吸孔

11绕组线

12开口

13焊接电极

14作用面

15接触元件

16凹陷底部

K力施加方向

L焊接电极的纵向轴线

Claims (13)

1.一种带有用于电磁调节设备或电磁传感器的线圈绕组(3)的线圈装置(1)，所述线圈装置带有具有绝缘层的所述线圈绕组(3)的绕组线(11)，所述绕组线通向至少一个形成为冲压件的所述线圈装置(1)的接触元件(5、15)，且在此处以剥除绝缘层的区段容纳在所述线圈装置(1)的接触元件(5、15)和为所述线圈装置(1)的部分的金属覆盖物(6)之间，其中，在所述接触元件(5、15)内压制有部分地容纳所述绕组线(11)的、形成为绕组线引入几何结构的凹陷(8)，并且其中，所述金属覆盖物(6)至少部分地覆盖其内容纳有所述绕组线(11)的凹陷(8)并且其中所述金属覆盖物(6)与所述接触元件(5、15)和所述绕组线(11)焊接，其特征在于，形成为平面的薄片的或形成为不具有边缘侧开放的绕组线容纳凹陷的片的所述金属覆盖物(6)具有朝向容纳在所述凹陷(8)内的绕组线部分的、不具有压制部的下表面和/或背离绕组线部分的、不具有压制部的上表面。

2.根据权利要求1所述的线圈装置，其特征在于，所述凹陷横断面在与所述接触元件(5、15)相关的绕组线端部的方向上形成为逐渐缩小。

3.根据权利要求1或2所述的线圈装置，其特征在于，所述接触元件(5、15)固定在支承所述线圈绕组(3)的塑料支架(2)上，且在所述塑料支架(2)外部弯曲。

4.根据权利要求3所述的线圈装置，其特征在于，所述接触元件(5、15)在所述塑料支架(2)外部弯曲90°。

5.根据权利要求1或2所述的线圈装置，其特征在于，所述金属覆盖物(6)是在焊接前与所述接触元件(5、15)分开的金属薄片，或与所述接触元件(5、15)一体式构造且弯曲到覆盖所述凹陷(8)的位置。

6.根据权利要求1或2所述的线圈装置，其特征在于，所述金属覆盖物(6)仅通过焊接与所述接触元件(5、15)连接，或所述金属覆盖物在弯曲区域内与所述接触元件(5、15)一体式构造。

7.一种带有根据权利要求1至6之一所述的线圈装置(1)的电磁调节设备或电磁传感器。

8.具有平面的电极端面的焊接电极(13)在焊接线圈装置(1)的线圈绕组(3)的绕组线(11)与金属覆盖物和线圈装置(1)的金属接触元件(5、15)时的应用，在所述接触元件(5、15)中引入在所述绕组线(11)的纵向延伸的方向上延伸的凹陷(8)，其中，所述焊接电极(13)具有与形成为平面的金属薄片或不具有边缘侧开放的绕组线容纳凹陷的片的金属覆盖物(6)的背离所述绕组线(11)的上侧相互作用的平坦的作用面，所述金属覆盖物(6)至少部分地覆盖其内容纳有所述绕组线(11)的凹陷(8)，且其中所述作用面垂直于所述焊接电极(13)的纵向延伸和/或垂直于焊接时的力施加方向定向。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所使用的焊接电极(13)在其作用面(14)内具有用于抽吸所述金属覆盖物的抽吸孔。

10.一种用于制造根据权利要求1至6之一所述的线圈装置的方法，所述方法带有如下步骤：

●提供通过冲压金属板而制成的金属接触元件(5、15)，且压制用于部分地容纳线圈绕组(3)的绕组线(11)的凹陷(8)，和

●将绕组线区段以未剥除绝缘层的状态插入所述接触元件(5、15)的在所述绕组线(11)的纵向延伸的方向上延伸的凹陷(8)内，和

●将形成为平面的金属薄片或不具有边缘侧开放的绕组线容纳凹陷的片的金属覆盖物(6)定位为，使得所述金属覆盖物(6)至少部分地覆盖其内容纳有绕组线区段的凹陷(8)，和

●向所述金属覆盖物(6)施加以至少一个电流脉冲以用于将所述绕组线(11)和所述金属覆盖物(6)与所述接触元件(5、15)焊接。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述凹陷(8)的压制在从金属板冲压出所述接触元件(5、15)的同一次夹紧中执行。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在插入所述绕组线区段前将所述接触元件(5、15)固定在用于所述线圈绕组(3)的塑料支架(2)上，且在所述焊接后使所述接触元件(5、15)在所述塑料支架(2)的外部弯曲。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，通过提供在所述焊接电极(13)内的抽吸孔抽吸所述金属覆盖物(6)，以便定位所述金属覆盖物(6)。