DE102007061532A1

DE102007061532A1 - Überprüfen von gelöteten Kontaktanschlüssen einer lackdrahtgewickelten Spule

Info

Publication number: DE102007061532A1
Application number: DE102007061532A
Authority: DE
Inventors: Ernst Schaller
Original assignee: Rausch and Pausch GmbH
Current assignee: Rausch and Pausch GmbH
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2009-07-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und Überprüfen von gelöteten Kontaktanschlüssen einer lackdrahtgewickelten Spule (13). Nach dem Herstellen oder Bereitstellen einer entsprechenden Spulenanordnung werden die Enden des Lackdrahtes (4, 5) auf je einen Kontaktpin (2, 3) der Spulenanordnung angewickelt und anschließend verlötet, wobei sich die Lackschicht von den Drahtenden (4, 5) löst. Die Überprüfung auf elektrische Leitfähigkeit der Verbindungen zwischen den Drahtenden (4, 5) und den Kontaktpins (2, 3) erfolgt mittels Kontaktstiften (8, 9), die im Bereich der angewickelten Lackdrahtenden (4, 5) an das Lot (6, 7) angesetzt werden. Bei nicht korrekt gelöteten Verbindungen verhindert die nicht abgelöste, isolierende Lackschicht eine elektrische Verbindung. Durch Anlegen einer Spannung und Überprüfen auf einen geschlossenen Stromkreis werden korrekt bzw. nicht korrekt gelötete Verbindungen erkannt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verfahren zum Herstellen und Überprüfen von gelöteten Kontaktanschlüssen einer lackdrahtgewickelten Spule, sowie eine dafür geeignete Prüfvorrichtung.
Die DE 196 22 634 A1 beschreibt eine Magnetspule sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Spule wird hergestellt aus einem Draht, der mit einer isolierenden Lackschicht überzogen ist. In einem ersten Verfahrensschritt werden die beiden Enden des Lackdrahtes automatisiert auf je einem Kontaktpin der Spule angewickelt. Da es sich um einen lackierten Draht handelt, besteht nach dem Anwickeln der Lackdrahtenden um die Kontaktpins der Spule noch keine elektrische Verbindung zwischen dem Lackdraht und den Kontaktpins. Diese wird in einem weiteren Schritt hergestellt, indem die Enden der Kontaktpins jeweils in ein mindestens 350°C heißes Tauchlötbad eingetaucht werden. Das Lot zieht aufgrund von Kapillarkräften zwischen dem gewickelten Lackdraht und den Kontaktpins aufwärts. Durch die hohe Temperatur löst sich die Lackschicht von den beiden Lackdrahtenden und es wird jeweils eine elektrische Verbindung zwischen dem Lackdraht der Spule und den Kontaktpins hergestellt.
Bisher wurden die Lötverbindungen entweder mittels Sichtkontrolle durch Mitarbeiter oder mittels automatisierter optischer Verfahren geprüft. Durch die Prüfung durch einen Mitarbeiter kann keine einwandfreie Qualitätskontrolle gewährleistet werden, da sich nur durch Sichtkontrolle nicht immer ermitteln lässt, ob die gelötete Verbindung zwischen Lackdraht und Kontaktpins in Ordnung ist. Automatisierte optische Verfahren sind relativ teuer und schwierig in der Anwendung. Sie sind von der Oberflächenbeschaffenheit, wie zum Beispiel der Färbung, der Lötstelle abhängig. Durch die manuelle sowie die automati sierte optische Prüfung der Lötstellen ergeben sich unter Umständen Verlängerungen der Taktzeit in der Fertigung.
Aus der DD-PS 142 984 ist es bekannt, die Wicklungsenden einer Spule an Lötanschlüsse anzuklemmen und in einem Lötbad zu verlöten. Zur automatisierten Prüfung der Leitfähigkeit der so hergestellten elektrischen Verbindung werden auf die Lötanschlüsse fest zueinander beabstandete Kontaktstifte aufgesetzt. Die Kontaktstifte sind schräg abgefedert geführt und so ausgebildet, dass sie sich aufgrund ihrer Schräglage auf der Oberfläche der Lötanschlüsse blank scheuern und damit eine leitende Verbindung zur Widerstandsmessung herstellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die gelöteten Verbindungen zwischen Kontaktpins und um die Kontaktpins gewickelten Enden einer aus Lackdraht gewickelten Spule in einfacher und zuverlässiger Weise auf elektrische Leitfähigkeit zu prüfen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in davon abhängigen Ansprüchen angegeben.
Demnach wird zur Überprüfung der elektrischen Leitfähigkeit der Verbindungen das die Lackdrahtenden umgebende Lot an den Kontaktpins mittels Kontaktstiften kontaktiert, d. h. jeweils ein Kontaktstift wird an einer Lötstelle angesetzt. Dann wird eine Spannung angelegt und überprüft, ob der Stromkreis geschlossen ist. Falls die Verbindung korrekt gelötet wurde, ist der Stromkreis geschlossen. Falls die Verbindung nicht korrekt gelötet wurde, zum Beispiel falls das Lot zu kalt war oder die Kontaktpins nicht richtig benetzt wurden, verhindert die nicht abgelöste, isolierende Lackschicht des Drahtes jeweils eine elektrische Verbindung zwischen dem Draht und den Kontaktstiften. In diesem Falle ist der Stromkreis unterbrochen und die Spule wird aus dem Herstellungsprozess entfernt.
Wesentlich dabei ist die Nutzung der isolierenden Lackschicht des Drahtes zum Überprüfen der Verbindungen. Beim Löten der Lackdrahtanwicklungen an die Kontaktpins werden die Kontaktpins in ein Tauchlötbad getaucht. Die Kontakt pins werden dabei nur teilweise in das Lot eingetaucht, so dass durch Kapillarkräfte das flüssige Lot jeweils zwischen die Windungen des Drahtes und die Kontaktpins gezogen wird. Dabei löst das Lot nach und nach nicht nur die Lackschicht des Drahtes temperaturbedingt auf, sondern es tritt auch zwischen den Wicklungen nach außen und bildet so an der äußeren Oberfläche der Lackdrahtanwicklung eine Lotperle, die für die Kontaktstifte zugänglich ist. Ist das Lot zum Beispiel zu kalt oder die Tauchzeit zu kurz, bildet sich keine ausreichende Lotperle aus, d. h. das Lot benetzt nur die Innenseite der Windungen oder wird nicht über eine ausreichende Strecke am Kontaktpin hochgezogen. Da in diesen Fällen die Lackschicht an der Außenseite der Windungen noch intakt ist, verhindert sie dort einen elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktstift der Prüfvorrichtung und dem Draht.
Da die Qualität der Lötverbindungen überprüft werden soll, werden die Kontaktstifte an das Lot angesetzt und nicht etwa direkt an die elektrischen Anschlusspins der Spulenanordnung. Diese könnten zum Beispiel wegen einer gebrochenen Lackschicht, verursacht durch die starke Biegung des Drahtes beim Anwickeln auf die Kontaktpins, durchaus eine elektrische Verbindung zum Lackdraht herstellen. Diese Verbindung wäre aber nicht als ausreichend für die Funktionsfähigkeit der Spulenanordnung zu bewerten. Gemäß der Erfindung gilt die Verbindung nur dann als ausreichend, wenn über das die Lackdrahtenden umgebende Lot eine elektrische Verbindung hergestellt werden kann, wenn also die Lackschicht auch im Außenbereich aufgelöst und von Lot umflossen ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Überprüfen der Kontaktanschlüsse der lackdrahtgewickelten Spule ist ein kostengünstiges Verfahren, das unempfindlich ist gegenüber den Umgebungsbedingungen (zum Beispiel Beleuchtung, Reflexe, Dämpfe, Temperatur), das nicht von der Oberflächenbeschaffenheit (zum Beispiel Färbung) der Lötverbindung abhängt und das in den Montagelinien nicht taktzeitbestimmend ist, weil es sich zügig durchführen lässt.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Abstand zwischen den Kontaktstiften einstellbar, so dass durch entsprechende Positionierung der Kontaktstifte auch eine Mindestlänge der Verbindung geprüft werden kann. Der Abstand zwischen den Kontaktstiften wird in Abhängigkeit von der Art der zu prüfenden Spulenanordnung gewählt. Eine qualitativ einwandfreie Verbindung zwischen dem Lackdraht und den Kontaktpins erfordert eine Mindestanzahl von gelöteten Windungen des Lackdrahtes um die Kontaktpins. Durch das oben beschriebene Tauchlötverfahren kann es vorkommen, dass an einem Kontaktpin nur die letzten Windungen des Lackdrahtes vollständig von Lot umschlossen sind und dort die Lackschicht abgelöst ist. Durch Ansetzen der Kontaktstifte an weiter innen liegenden Windungen kann unabhängig von der Qualität der Lötverbindungen an den äußeren Windungen überprüft werden, ob eine ausreichende Länge der Verbindung, d. h. Anzahl der gelöteten Windungen, besteht. Hierbei wird wieder ausgenutzt, dass bei unzureichender Lötverbindung die Lackschicht auf den weiter innen liegenden Windungen der Lackdrahtenden noch intakt ist. Somit ist trotz der korrekt gelöteten äußeren Windungen der Stromkreis unterbrochen und die Spule wird aussortiert.
Vorzugsweise stehen die Kontaktpins der Spule in entgegengesetzter Richtung von der Spule ab oder werden in eine solche abstehende Position gebracht. Auf diese Weise kann die lackdrahtgewickelte Spule in einfacher Weise an zwei nebeneinander stationär angeordnete Kontaktstifte angesetzt werden. Es kann somit eine sehr schnelle und einfache Prüfung der elektrischen Leitfähigkeit der Verbindungen zwischen den Lackdrahtenden und den Kontaktpins erfolgen, indem die Spulenanordnung mit den die gelöteten Lackdrahtanwicklungen tragenden Kontaktpins gegen die Kontaktstifte gedrückt wird.
Eine beispielhafte Ausgestaltung der Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
1 eine Spulenanordnung vor dem Anwickeln der Lackdrahtenden auf die Kontaktpins;
2 eine Spulenanordnung nach dem Anwickeln der Lackdrahtenden auf die Kontaktpins;
3 eine Spulenanordnung nach dem Löten der Kontaktpins;
4 eine Spulenanordnung während der Prüfung mit angesetzten Kontaktstiften.
1 zeigt eine aus Kupfer-Lackdraht 1 gewickelte Spule mit zwei in entgegengesetzter Richtung von der Spule abstehenden Kontaktpins 2, 3 und zwei elektrischen Anschlusspins 11, 12. Die Lackdrahtenden 4, 5 sind hier noch nicht auf die Kontaktpins 2, 3 gewickelt.
In 2 sind die auf den Kontaktpins 2, 3 angewickelten Lackdrahtenden 4, 5 dargestellt.
3 veranschaulicht das Ergebnis des nächsten Schrittes des Verfahrens. Die angewickelten Lackdrahtenden wurden zum Beispiel in einem Schwall- oder Tauchlötbad an die Kontaktpins 2, 3 gelötet. Dabei löst sich der Lack von den Drahtenden 4, 5. Die Kontaktpins 2, 3 sind nun mit Lot 6, 7 umgeben und elektrisch leitend mit dem Draht 1 verbunden.
4 veranschaulicht den Schritt zur Prüfung der Verbindungen zwischen den Lackdrahtenden 4, 5 und den Kontaktpins 2, 3 auf elektrische Leitfähigkeit. Die mit Lackdraht 1 gewickelte Spule wird an zwei nebeneinander stationär angeordnete Kontaktstifte 8, 9 einer Prüfvorrichtung 10 angesetzt. Der Abstand A zwischen den beiden Kontaktstiften 8, 9 ist beliebig auf vorbestimmte Werte einstellbar. Darüber wird eine Spannung angelegt und überprüft, ob der Stromkreis geschlossen ist. An einem nicht korrekt gelöteten Kontaktpin 2 verhindert die isolierende Lackschicht des Drahtes 4 eine elektrische Verbindung. An einem korrekt gelöteten Kontaktpin 3 wurde die Lackschicht am Drahtende 5 beim Löten gelöst und es besteht durch das Lot 7 eine elektrische Verbindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19622634 A1 [0002]
- DD 142984 [0004]

Claims

Verfahren zum Herstellen und Überprüfen von gelöteten Kontaktanschlüssen einer lackdrahtgewickelten Spule (13), umfassend die folgenden Schritte: – Herstellen oder Bereitstellen einer eine aus Lackdraht (1) gewickelte Spule (13) umfassenden Spulenanordnung mit um je einen Kontaktpin (2, 3) der Spulenanordnung gewickelten Lackdrahtenden (4, 5), – Löten der um die Kontaktpins (2, 3) der Spulenanordnung gewickelten Lackdrahtenden (4, 5), derart dass sich die Lackschicht von dem Draht (1) löst, so dass jeweils eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Draht (1) und Kontaktpin (2, 3) entsteht, und – Überprüfen der Verbindungen auf elektrische Leitfähigkeit, indem eine Spannung angelegt und überprüft wird, ob der Stromkreis geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt des Überprüfens das die Lackdrahtenden umgebende Lot (6, 7) mittels Kontaktstiften (8, 9) kontaktiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktpins (2, 3) so positioniert werden, dass sie in entgegengesetzter Richtung von der Spulenanordnung abstehen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenanordnung an zwei nebeneinander stationär angeordnete Kontaktstifte (8, 9) angesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den zwei nebeneinander stationär angeordneten Kontaktstiften (8, 9) auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird.
Vorrichtung (10) zum Überprüfen von gelöteten Verbindungen zwischen Kontaktpins (2, 3) einer Spulenanordnung und den Enden (4, 5) einer Lackdrahtspule (13), die um die Kontaktpins (2, 3) gewickelt sind, umfassend zwei Kontaktstifte (8, 9) zum Anlegen einer Spannung an die Spule (13), wobei die beiden Kontaktstifte (8, 9) stationär nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (A) zwischen den beiden Kontaktstiften (8, 9) auf vorbestimmte Werte einstellbar ist.