扁平线圈载体的制作方法

1.本发明涉及包括载体主体的扁平线圈载体，该载体主体具有用于容纳扁平线圈的线圈线的螺旋地延伸的凹槽螺旋。本发明还涉及这种类型的扁平线圈。此外，本发明涉及用于通过注塑成型制造这种类型的扁平线圈载体的方法以及用于制造这种类型的线圈载体的注塑成型工具。


背景技术：

2.扁平线圈具有基本上在一个平面中螺旋地延伸的线圈绕组。线圈绕组通常由线圈线组成，其容纳在扁平线圈的线圈载体中。这种类型的扁平线圈能够用于任何用途。这种类型的扁平线圈尤其用作用于响应于例如机动车辆中的电能载体的感应充电的高性能扁平线圈。
3.由de 10 2017 207 266 a1已知这种类型的扁平线圈在机动车辆的感应充电装置中的应用。扁平线圈的线圈载体具有凹槽螺旋，该凹槽螺旋在载体主体的前侧螺旋地延伸并且轴向地敞开，并且线圈线容纳在该凹槽螺旋中。
4.使用扁平线圈需要将线圈线精确且预定地布置在载体主体中，并因此需要精确且预定地形成扁平线圈，以便尤其是能够达到电气规范。这是为什么现有技术中已知的扁平线圈通常在应用现场组装，并且容纳在凹槽螺旋中的线圈线在使用中例如通过轴向相邻部件的前端附接而固定，以便防止线圈线的轴向和/或径向且无意的位移。这导致扁平线圈的制造以及相应应用变得更为复杂。扁平线圈的预装配尤其不可能以这种方式进行，或者至少明显更复杂。


技术实现要素：

5.因此，本发明的目的是为扁平线圈的扁平线圈载体及这种类型的扁平线圈、以及用于制造这种类型的扁平线圈载体的方法及注塑成型工具提出改进的或至少其他的实施例，其特征尤其在于在扁平线圈的运行期间简化制造和/或提高质量。
6.根据本发明，这个目的通过独立权利要求的主题来解决。有利的实施例是从属权利要求的主题。
7.本发明基于为扁平线圈提供扁平线圈载体的凹槽螺旋的总体思想，该凹槽螺旋用于容纳具有至少一个底切的扁平线圈的线圈线，在该凹槽螺旋中容纳线圈线，并且从而该凹槽螺旋以正向的方式将线圈线轴向固定在凹槽螺旋中的底切的区域中，从而防止或至少明显减少线圈线在底切的区域中的轴向移动。因此，可以更容易地将线圈线预先确定地定位在扁平线圈载体中，使得能够更容易地进行扁平线圈的制造以及在相应的应用中的使用，例如在用于对储能器进行感应充电的感应充电装置中例如在机动车辆中的使用。此外，线圈线以更高的精度布置在扁平线圈载体中，使得能够更精确地产生由扁平线圈产生的电磁场，特别是磁场。因此，提高了扁平线圈的精度和质量。此外，因此，扁平线圈能够在用于相应的应用中之前已经被预制，线圈线尤其是能够在用于扁平线圈载体中之前已经被布置
好。因此，扁平线圈能够更容易地预装配，这也使得能够进行大量的预装配，尤其是在大规模生产中。这导致扁平线圈的制造以及扁平线圈在相应的应用中的装配的进一步简化。
8.根据本发明的思想，扁平线圈载体具有载体主体。为了在轴向前侧上容纳线圈线，载体主体具有凹槽螺旋，该凹槽螺旋具有凹槽开口，该凹槽开口在轴向方向上开口，并且以扁平螺旋的方式在载体主体上横向于轴向方向螺旋地延伸。凹槽螺旋的延伸使得形成了凹槽螺旋的径向连续的凹槽部。从而相应的凹槽部具有轴向开口的凹槽部开口。为了制造扁平线圈，线圈线的插入和/或缠绕通过凹槽开口和相应的凹槽部开口进行。径向连续的凹槽部分别通过载体主体的公共分离壁部彼此分离。换言之，凹槽螺旋分别由载体主体的两个分离壁径向限定，该分离壁遵循凹槽螺旋的走向螺旋地延伸。分离壁以及分离壁部因此尤其是轴向地从载体主体突出。根据本发明，从载体主体突出的分离壁部中的至少一个在一个部段——在下文中也称为底切部——中具有径向突出部，该突出部径向地减小了相应的凹槽部的相应凹槽部开口，从而在底切部形成线圈线的底切。
9.凹槽螺旋围绕中心螺旋地延伸。在这种情况下，轴向方向尤其是由螺旋地延伸的凹槽螺旋的穿过中心的轴线限定。下面指出的方向分别是指轴向方向或相对于该轴向方向进行理解。
10.扁平线圈载体通常能够具有这种类型的单个突出部，该突出部沿着整个凹槽螺旋延伸或沿着凹槽螺旋延伸的主要部分延伸，使得凹槽螺旋具有沿着凹槽螺旋基本上连续的底切。在这种情况下，表述“沿着凹槽螺旋”意味着遵循螺旋的螺旋走向。
11.在优选实施例的情况下，扁平线圈载体具有至少两个这种类型的底切部，所述底切部通过分离部沿着凹槽螺旋彼此间隔开，其中分离部没有底切。这简化了扁平线圈载体的制造，同时也简化了将线圈线引入到凹槽螺旋中的过程。因此，在相应应用中，扁平线圈的预制和/或扁平线圈的使用也得到了简化。
12.凹槽螺旋通常能够具有任何走向。
13.凹槽螺旋优选地具有矩形基本布局，该矩形基本布局包括连续的纵向侧，所述纵向侧分别围绕中心基本上切向延伸，即基本上切向于虚拟圆延伸。因此，纵向侧经由优选具有弯曲走向的凹槽螺旋的拐角部相互过渡。因此，凹槽螺旋围绕中心螺旋地延伸并且具有矩形基本布局和弯曲的拐角部，轴线也穿过该中心延伸。换言之，矩形基本形式具有弯曲的拐角。
14.彼此间隔开的底切部通常能够以任何方式相对于彼此布置。
15.如下实施例被认为是有利的，底切部被组合以形成底切段，该底切段径向延伸并且通过分离段彼此分离，该分离段径向延伸并且没有底切。因此，相应的底切段具有径向连续的底切部。相反地，相应的分离段具有径向连续的分离部。这使得能够简单且低成本地制造扁平线圈载体。此外，由此简化了将线圈线引入凹槽螺旋的过程，使得扁平线圈的制造和在相应应用中的使用也以简化的方式进行。
16.各个突出部通常能够以任何取向从相应的分离壁部径向地突出。
17.优选的实施例是，突出部中的至少一个，有利地是相应的突出部，从相应的分离壁部径向地向外突出并且减小凹槽开口。因此，相应的突出部被引导远离凹槽螺旋的中心。因此，相应的突出部减小在其径向更靠近中心的一侧上的凹槽开口。因此，相应的底切布置在相应的底切部的径向更靠近中心的一侧上。因此，将线圈线插入凹槽螺旋中的优点在于，根
据其绕组，线圈线分别被拉入或推到凹槽螺旋或相应的底切中。为了从凹槽螺旋去除线圈线，需要增加线圈线或将线圈线径向移动到与突出部区域中的绕组相反的外侧，这使线圈线的去除变得复杂，并且/或者防止线圈线从凹槽螺旋脱落，或者至少降低相应的风险。因此，线圈线以更稳定的方式和更高的精度保持在扁平线圈载体中。
18.各个突出部通常能够具有沿着凹槽螺旋的任何延伸。这意味着，连续的底切能够分别具有沿着凹槽螺旋的任何延伸。
19.在优选实施例的情况下，突出部的延伸以及底切的延伸随着突出部到凹槽螺旋的中心的径向距离而增加。这意味着，沿凹槽螺旋径向更靠近中心布置的突出部比远离中心布置的突出部更短。在相应底切段内的突出部的延伸尤其径向向外增加。因此，随着距离凹槽螺旋以及线圈线的中心的距离增加，线圈线通过相应的底切部以更大的部分固定至扁平线圈载体。因此，尤其考虑的是，线圈线的延伸随着距离中心的距离的增加而增加，尤其是在线圈线的平面中以及扁平线圈载体的平面中的相应角部分处。因此，以这种方式实现了线圈线在扁平线圈载体中的平坦和/或均匀的固定。这使得扁平线圈的制造变得简单并且精确。
20.有利的是，相应的底切段在角区域中延伸，该角区域由穿过中心的底切段的径向延伸的侧面限定。因此，优选的是，底切段中的至少两个、有利地是全部底切段分别以平缓的角度延伸，即小于90度的角度，特别优选为小于60度的角度，例如40度。
21.扁平线圈载体有利地具有径向连续的分离部。优选地以使得径向连续的分离部分别具有沿凹槽螺旋的相同的延伸的方式来确定分离部的尺寸。
22.凹槽螺旋的纵向侧通常能够分别切向延伸。
23.可设想这样的实施例，即，凹槽螺旋的纵向侧的至少一个具有弯曲部，在该弯曲部中纵向侧以曲率半径延伸，因此基本上是切向延伸的。因此，相应的弯曲部的曲率半径大于相邻的拐角区域中的至少一个拐角区域的曲率半径。弯曲部的曲率半径尤其是随后相邻的拐角区域中的至少一个拐角区域的曲率半径的十倍至一百五十倍。尤其优选地，弯曲部的曲率半径是随后相邻的拐角区域中的至少一个拐角区域的曲率半径的五十倍至一百五十倍，尤其是一百倍。通过这种类型的弯曲部实现了底切部以及进而底切和突出部的略微弯曲的走向。即使在相应的纵向侧的较大的延伸的情况下，这也致使线圈线在轴向方向上的改进的固定。
24.扁平线圈载体，尤其是载体主体，能够由任何物质或材料制成。扁平线圈载体尤其由塑料制成，优选由热塑性塑料制成。
25.有利的实施例是，扁平线圈载体通过成形工艺、尤其是注塑成型工艺制造。
26.扁平线圈载体优选为注塑成型部件。这使得能够简单且低成本地制造扁平线圈载体，其中扁平线圈载体的底切能够在相应的注塑成型工具中没有底切的情况下制造。这意味着，注塑成型工具、尤其是下工具部和上工具部彼此配合，以便通过简单的开闭机构制造扁平线圈。
27.因此，用于制造这种类型的扁平线圈的方法也属于本发明的范围，在该方法中提供了包括上工具部和下工具部的注塑成型工具。为了制造扁平线圈载体，上工具部和下工具部彼此附接但不在后面接合，使得它们限定了用于制造扁平线圈载体的中空空间。
28.因此，优选的是，用于形成各个突出部以及底切和凹槽螺旋的各个工具部，即下工
具部和上工具部，在突出部的区域中具有肩部，该肩部在注塑成型工具的闭合状态下在轴向方向上并且因此在其他工具部的方向上突出。在其横向于轴向方向、尤其是径向彼此面对的侧面上，该肩部是平坦的，并且利用平坦侧面相互邻接并因此横向于轴向方向。此外，肩部中的一个肩部例如上工具部的肩部与其他工具部例如下工具部在轴向方向上间隔开，使得中空空间轴向地和径向地延伸到其他工具部的肩部，以便响应于注塑成型而形成包括径向突出的突出部的相应的分离壁部。因此，工具部保持不在后面接合，并且能够通过简单的开闭机构彼此附接且从彼此拆卸，其中工具部为此目的而在轴向方向上相对于彼此移动。这意味着，工具部能够通过在轴向方向上相对于彼此的简单的相对移动而彼此附接，以便闭合工具，以限定中空空间并用于制造扁平线圈载体。因此，工具部能够同样通过在轴向方向上的简单的相对运动而彼此分离，并且因此工具能够被打开，以便例如去除所制造的扁平线圈载体。
29.在要制造的突出部的区域以外，只有工具部中的一个工具部能够具有与凹槽螺旋互补并且在注塑成型工具的闭合状态下轴向突出以便在没有突出部的区域中产生凹槽螺旋的结构，该结构例如具有半圆形横截面。
30.有利地，通过环形熔体分配器集中进行形成扁平线圈载体的物质的注塑成型、尤其是材料的注塑成型例如热塑性塑料的注塑成型。
31.因此，载体主体优选地具有至少一个、有利地多个切向延伸的分离部，即没有突出部和底切的部分。这使得改进了响应于注塑成型工艺中的制造而形成扁平线圈载体的熔体的输送，并且因此提高了扁平线圈载体的质量以及/或者简化了扁平线圈载体的制造。此外，这种类型的自由部的布置使得提高了机构稳定性，尤其是改善了扁平线圈载体的弯曲强度。扁平线圈载体的提高的机构稳定性使得扁平线圈的制造和/或扁平线圈在相应应用中的使用得到了简化。
32.不言而喻的是，除了扁平线圈载体以外，在各种情况下用于制造扁平线圈载体的方法以及注塑成型工具同样属于本发明的范围。
33.此外，不言而喻的是，包括扁平线圈载体的扁平线圈也属于本发明的范围。除了扁平线圈载体以外，扁平线圈具有容纳在凹槽螺旋中的线圈线，并且在至少一个底切部中以正向的方式轴向固定到扁平线圈载体。
34.有利地，线圈线具有使得能够将线圈线引入凹槽螺旋的直径。在横截面中，线圈线尤其具有小于突出部区域中凹槽开口的径向延伸的直径，即至少一个底切部的凹槽部开口的径向延伸的直径。
35.优选的实施例是，线圈线固定在线圈载体上的至少一个纵向侧上。通过这种方式，防止或至少减少了线圈线沿凹槽螺旋的移动，使得扁平线圈的制造和/或在相应应用中的使用得到进一步地简化和改进。
36.为了对线圈线的纵向端侧中的至少一个进行固定，能够相应地设计线圈载体。在纵向端侧的区域中，线圈载体能够与线圈线形成例如正连接，尤其是夹紧连接，所述连接将线圈线沿着凹槽螺旋固定到扁平线圈载体。为此，所述扁平线圈载体能够具有用于夹紧线圈线的相应纵向端侧的夹具等。
37.根据本发明的扁平线圈可以用于任何应用中。
38.扁平线圈能够尤其在用于对电能存储器进行感应充电的感应充电组件中使用。充
电组件能够尤其用于对机动车辆的储能器进行感应充电。
39.本发明的另外的重要特征和优点从从属权利要求、附图和基于附图的相应的附图说明得出。
40.不言而喻，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和将在以下描述的特征不仅能够以各自指定的组合使用，还能够以其他组合或单独使用。
附图说明
41.本发明的优选示例性实施例在附图中示出，并且将在以下的描述中更详细地描述，在附图中，相同的附图标记是指相同或相似或功能上相同的部件。
42.分别示意性地：
43.图1示出了扁平线圈的俯视图，
44.图2示出了穿过扁平线圈的第一区域的截面，
45.图3示出了穿过扁平线圈的第二区域的截面，
46.图4示出了在另一示例性实施例的情况下的扁平线圈的俯视图，
47.图5示出了穿过用于制造扁平线圈的扁平线圈载体的注塑成型工具的截面。
具体实施方式
48.例如如图1至图4所示，扁平线圈1具有以螺旋和扁平的方式延伸的线圈线2，该线圈线容纳在扁平线圈1的载体3中，该载体在下文中也称为扁平线圈载体3。扁平线圈载体3具有载体主体4，该载体主体以板状的方式形成。载体主体4在一个平面中基本上垂直于轴向方向5延伸。为了容纳线圈线2，载体主体4在轴向前侧6上具有凹槽螺旋7，该凹槽螺旋与线圈线2的走向一致地螺旋延伸。因此，凹槽螺旋7在载体主体4上横向于轴向方向5延伸。从而凹槽螺旋7具有轴向开口的凹槽开口8。由于凹槽螺旋7的螺旋走向，凹槽螺旋7具有径向连续的凹槽部9，其中相应的凹槽部9分别具有或形成凹槽开口8的一部分，其中，以下也将该部分称为凹槽部开口10。径向连续的凹槽部9分别通过公共分离壁部11彼此分离，该公共分离壁部从载体主体4突出。因此，在底切部12中，分离壁部11中的至少一个具有径向突出的突出部13，该突出部径向减小相应的凹槽部开口10，使得借助于底切部12中的突出部13形成线圈线2的底切14(参见图2)。
49.在所示出的示例性实施例中，载体主体4具有多个这种类型的底切部12，每个底切部包括相应的突出部13，所述底切部沿着凹槽螺旋7是连续的，其中连续的底切部12通过分离部15彼此分离，该分离部没有突出部13和/或底切14。
50.在所示出的示例中，凹槽螺旋7具有矩形基本布局，该矩形基本布局包括连续的、至少基本上切向延伸的纵向侧16，其中连续的纵向侧16经由以弯曲的方式延伸的拐角区域17相互过渡。
51.在所示出的示例中，扁平线圈载体3具有径向连续的底切部12，所述每个底切部形成底切段18。底切段18通过分离段19彼此分离，其中各个分离段19具有径向连续的分离部15。关于凹槽螺旋7的中心20，底切部12的延伸以及因此突出部13的沿着凹槽螺旋7的延伸随着径向距离的增加而增加。这意味着，径向连续的底切部12和突出部13具有随着到中心20的径向距离的增加而增加的沿着凹槽螺旋7的延伸。然而，在所示的示例中，分离部15的
延伸是相同的。因此，底切段18分别在角区域21上延伸，该角区域由相应底切段18的侧面22限定，该侧面穿过中心20并且在附图中由虚线示出。
52.在所示的示例中，底切部12和底切段18彼此等距地布置。因此，底切部12和底切段18还被布置在凹槽螺旋的拐角区域17中。
53.图2示出了通过扁平线圈1的穿过底切段18之一的径向截面，并且图3示出了穿过分离段19之一的径向截面。
54.如通过比较图2和图3所示，如上所述，通过相应的突出部13实现了凹槽部开口10在突出部13的区域中的减小，并且因此实现了凹槽部开口10在底切部12的区域中的减小，并且实现了底切14的形成。线圈线2通过底切14在轴向方向5上以正向的方式固定在相应的底切部12中，使得线圈线2不能在轴向方向5上从线圈载体4移出，尤其是不能从线圈载体上脱落。尤其能够从图2中看到的是，各个突出部13轴向地形成在相应的分离壁部11的端侧上。因此，突出部13在相同的方向上径向延伸，使得在相应的底切部12中的凹槽部开口10仅通过突出部13中的一个减小。如通过进一步比较图2和图3所示，线圈线2的直径23使得线圈线2也能够轴向地插入底切部12，并且使得线圈线2以如上所述的正向的方式容纳在相应的底切14中。
55.在图1所示的示例性实施例的情况下，凹槽螺旋7的纵向侧16切向地延伸。
56.在图4所示的示例性实施例的情况下，如针对底切段18中的一个所建议的，底切部12、尤其是突出部13在纵向侧16中具有带有所建议的曲率半径24的弯曲的走向，该曲率半径对应于相邻的拐角区域17中的至少一个拐角区域的曲率半径的十倍至一百五十倍，优选地对应于两个随后相邻的拐角区域17的曲率半径的一百倍。因此，纵向侧16基本上切向地延伸。曲率半径24尤其从径向连续的纵向侧16增大。
57.在所示示例的情况下，线圈线2在两个纵向端侧25上被轴向地引导穿过载体主体4。这意味着，载体主体4具有用于线圈线2的相应的纵向端侧25的轴向延伸的通道开口26。因此，在相应的纵向端侧25上，载体主体4和线圈线2形成还沿着线圈线2的走向将线圈线2固定到载体主体4的非正连接件27和/或正连接件28。
58.能够从图1至图4看到的是，突出部13从相应的分离壁部11径向向外突出。因此，突出部13被引导远离凹槽螺旋7的中心20，并且减小在其径向更靠近中心20的一侧上的凹槽开口8。因此，相应的底切14还布置在相应的底切部12的径向更靠近中心20的一侧上。如尤其能够从图2和图3看到的是，扁平线圈载体3优选是均匀材料的且整体式的。
59.载体主体4、尤其是扁平线圈载体3优选是注塑成型部件34，因此优选地通过注塑成型工艺由热塑性塑料29来制造。
60.如尤其能够从图5中看到的是，这借助于注塑成型工具30进行，该注塑成型工具具有上工具部31和下工具部32。从而，图5示出了在一个区域中穿过注塑成型工具30的截面，在该区域中响应于制造而分别形成包括突出部13或底切14的底切部12，其中，为了更好地理解，在图5中示出了载体主体4以及线圈线2。图5还示出了注塑成型工具30的闭合状态35。在闭合状态35下，工具部31、32限定了中空空间36，热塑性塑料29被注入到该中空空间中来制造扁平线圈载体3。
61.为了制造包括相应的分离壁部11和相应的底切14的各个突出部13，工具部31、32具有相应的肩部33、37。上工具部31具有肩部33，在闭合状态35下，该肩部朝着下工具部32
的方向轴向突出。下工具部32具有肩部37，在闭合状态35下，该肩部朝着上工具部31的方向轴向突出。肩部33、37分别具有侧面38，该侧面形成为平坦的并且在闭合状态下径向彼此面对，并且在下文中也将该侧面称为平坦侧面38。在闭合状态35下，平坦侧面38彼此邻接。为了制造包括突出部13的分离壁部11，上工具部31的肩部33与下工具部32轴向间隔开。由于距离，中空空间36在肩部33与下工具部32之间轴向延伸，并且相对于下工具部32的肩部37的平坦侧面38径向延伸。如图5所示，因此在工具部31、32彼此不在后面接合的情况下制造突出部13。因此，突出部13的径向延伸尤其由上工具部31的肩部33的径向延伸限定。
62.为了在包括底切14的突出部13的区域中形成凹槽螺旋7，肩部33、37分别具有呈圆形段形状的横截面。在图5所示的示例性实施例的情况下，上工具部31的肩部33的横截面小于下工具部32的肩部37的横截面。