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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Wickelkörper für eine Magnetbaugruppe eines Magnetventils nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Wickeln eines Wickeldrahtes auf einen Wickelkörper nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 9, sowie eine Magnetbaugruppe und ein Magnetventil mit einem solchen Wickelkörper.
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In modernen Bremssystemen und in Fahrerassistenzsystemen, die beispielsweise ein Antiblockiersystem (ABS), ein Antriebsschlupfregelsystem (ASR-System) oder ein elektronisches Stabilitätsprogrammsystem (ESP-System) umfassen, werden zur Druckmodulation Magnetventile eingesetzt. In einer gröberen Unterteilung bestehen diese Magnetventile aus einer Ventilpatrone, die in einem Fluidaggregat verstemmt wird, und einer Magnetbaugruppe, deren Einbauort sich in der Regel in einem zugehörigen Steuergerät befindet. Die Magnetbaugruppe wird zur Erzeugung eines entsprechenden Magnetfeldes mit elektrischen Ansteuersignale angesteuert,- wobei die Magnetbaugruppe eine auf einen Wicklungsträger gewickelte Drahtwicklung mit einer vorgegeben Anzahl von Windungen, eine Abdeckscheibe und einen Gehäusemantel umfasst. Dabei wird die Abdeckscheibe als Eisenkreisbauteil in den Gehäusemantel gepresst, um den Eisenkreis der Magnetbaugruppe zu schließen.
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In der Offenlegungsschrift
DE 10 2007 039 344 A1 werden ein Verfahren und eine Anordnung zum Wickeln eines Wickeldrahtes auf einen Wickelkörper und eine zugehörige Magnetbaugruppe für ein Magnetventil beschrieben. Gemäß dem beschriebenen Verfahren wird ein Wickeldrahtanfang in einen ersten Drahtaufnahmeschlitz eines ersten elektrischen Anschlussdoms eingefädelt. Anschließend wird eine vorgebare Anzahl von Windungen auf den Wickelkörper aufgewickelt und nach dem Wickelvorgang wird ein Wickeldrahtende in einen zweiten Drahtaufnahmeschlitz eines zweiten elektrischen Anschlussdoms eingefädelt und abgeschnitten. Der in den ersten Drahtaufnahmeschlitz eingefädelte Wickeldrahtanfang wird auf eine erste Drahtauflage aufgelegt, die nach dem ersten Drahtaufnahmeschlitz angeordnet ist, wobei der Wickeldraht vor dem Wickelvorgang so umgeformt und gehalten wird, dass der Durchmesser des Wickeldrahtes an einem auf der ersten Drahtauflage aufliegenden Bereich in Richtung der Breite des ersten Drahtaufnahmeschlitzes vergrößert wird und so ein Zurückrutschen des Wickeldrahtanfangs in den ersten Drahtaufnahmeschlitz verhindert wird. Das in den zweiten Drahtaufnahmeschlitz eingefädelte Wickeldrahtende wird auf eine zweite Drahtauflage aufgelegt, die nach dem zweiten Drahtaufnahmeschlitz angeordnet ist, wobei der Wickeldraht nach dem Wickelvorgang so umgeformt und abgeschnitten wird, dass der Durchmesser des Wickeldrahtes an einem auf der zweiten Drahtauflage aufliegenden Bereich in Richtung der Breite des zweiten Drahtaufnahmeschlitzes vergrößert wird und ein Zurückrutschen des Wickeldrahtendes in den zweiten Drahtaufnahmeschlitz verhindert wird. Das beschriebene Verfahren erfordert eine besondere Wickelanordnung mit speziellen Umformwerkzeugen für den Wickeldrahtanfang bzw. das Wickeldrahtende.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Wickelkörper für eine Magnetbaugruppe eines Magnetventils mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass zur Aufnahme eines korrespondierenden Wickeldrahtendes hinter einem ersten Klemmspalt im Bereich einer Auflagefläche der Drahtauflage ein zweiter Klemmspalt mit einer minimalen zweiten Breite angeordnet ist, welche kleiner als die erste Breite des ersten Klemmspalts ausgeführt ist. Hierbei ist die minimale zweite Breite des zweiten Klemmspalts so auf einen Durchmesser des Wickeldrahtes abgestimmt, dass das korrespondierende Wickeldrahtende im zweiten Klemmspalt fixiert ist. Der erfindungsgemäße Wickelkörper für eine Magnetbaugruppe eines Magnetventils umfasst einen Grundkörper, einen ersten elektrischen Anschlussdom mit einem ersten Klemmspalt, in den ein Wickeldrahtende eingelegt ist, und einen zweiten elektrischen Anschlussdom mit einem ersten Klemmspalt, in den das andere Wickeldrahtende eingelegt ist. Der erste Anschlussdom und der zweite Anschlussdom sind beispielsweise als Kunststoffspritzteil ausgeführt und weisen jeweils eine Drahtauflage auf, die in Richtung des jeweiligen Wickeldrahtendes hinter dem ersten Klemmspalt angeordnet ist.
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Der erfindungsgemäße Wickelkörper kann beispielsweise in einer entsprechenden Magnetbaugruppe und in einem Magnetventil mit einer solchen Magnetbaugruppe eingesetzt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Wickeln eines Wickeldrahtes auf einen Wickelkörper mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 9 hat demgegenüber den Vorteil, dass der in einen ersten Klemmspalt eines ersten Anschlussdoms eingelegte Wickeldraht zusätzlich auf einen in Drahtrichtung vor dem ersten Klemmspalt angeordneten zweiten Klemmspalt aufgelegt und während des Abschneidevorgangs durch ein Drahtabschneidewerkzeug bis zur Auflage auf einer Auflagefläche einer Drahtauflage in den zweiten Klemmspalt gedrückt und dort fixiert wird, wobei der Wickeldraht beim Aufliegen auf der Auflagefläche vom Drahtabschneidewerkzeug abgeschnitten wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Wickeldraht in den ersten Klemmspalt des ersten elektrischen Anschlussdoms eingelegt und abgeschnitten. Anschließend wird eine vorgebare Anzahl von Windungen auf den Wickelkörper aufgewickelt und nach dem Wickelvorgang wird der Wickeldraht in einen ersten Klemmspalt eines zweiten elektrischen Anschlussdoms eingelegt und abgeschnitten.
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Ausführungsformen der Erfindung verhindern durch den zweiten Klemmspalt in vorteilhafter Weise, dass das korrespondierende Wickeldrahtende während des Wickelvorgangs und/oder bei nachfolgenden Montageprozessen und/oder bei der Handhabung des bewickelten Wickelkörpers in den ersten Klemmspalt der elektrischen Anschlussdome zurückrutscht. Durch den zweiten Klemmspalt wird bis zur Kontaktierung eine prozesssichere Drahthaltefunktion umgesetzt, so dass die Prozesssicherheit in vorteilhafter Weise erhöht wird, und das Klemmmaß des ersten Klemmspalts im elektrischen Anschlussdom nicht mehr sicherheitskritisch ist. Zudem ergibt sich durch den zweiten Klemmspalt unabhängig von der aktuellen Toleranzsituation der ersten Klemmspaltbreite und des Drahtdurchmessers eine nahezu gleich bleibende Drahthaltekraft, so dass die beiden Wickeldrahtenden bei der Handhabung des bewickelten Wicklungskörpers und während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs der Magnetbaugruppe in den korrespondierenden zweiten Klemmspalten fixiert und dadurch in den ersten Klemmspalten der elektrischen Anschlussdome gehalten werden, um eine optimale elektrische Verbindung, beispielsweise zu einem Schneidklemmverbinder herstellen zu können. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, mit der Magnetbaugruppe gesteuert von einem korrespondierenden Steuergerät ein gewünschtes Magnetfeld zu erzeugen. Zudem kann durch Ausführungsformen der Erfindung der Ausschuss bei der Herstellung der Wickelkörper bzw. der Magnetbaugruppen reduziert werden.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Wickelkörpers für eine Magnetbaugruppe eines Magnetventils und des im unabhängigen Patentanspruch 9 angegebenen Verfahrens zum Wickeln eines Wickeldrahtes auf einen Wickelkörper möglich.
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Besonders vorteilhaft ist, dass auf der Auflagefläche der Drahtauflage zwei zueinander beabstandete Drahtklemmblöcke angeordnet sind, deren Abstand zueinander den zweiten Klemmspalt bildet. Die beiden Drahtklemmblöcke sind beispielsweise so ausgeführt, sich der Abstand zwischen den beiden Drahtklemmblöcken und somit der zweite Klemmspalt entlang seiner Länge von einer Ausgangsbreite auf die minimale zweite Breite verjüngt. Dadurch kann die Fixierung des Wickeldrahtes in vorteilhafter Weise unabhängig von den Herstellungstoleranzen des Wickeldrahtes sichergestellt werden. Die Verjüngung entlang der Länge des zweiten Klemmspalts entspricht ungefähr 10 bis 20%, vorzugsweise 15%, der Ausgangsbreite.
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In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wickelkörpers entspricht die Ausgangsbreite des zweiten Klemmspalts der ersten Breite des ersten Klemmspalts. Dadurch kann der zweite Klemmspalt direkt an den ersten Klemmspalt angeformt werden.
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In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wickelkörpers sind die Drahtklemmblöcke so ausgeführt, dass sich der Abstand zwischen den beiden Drahtklemmblöcken und somit der zweite Klemmspalt zumindest in einem Anfangsbereich entlang seiner Höhe verjüngt. Dadurch kann der Einlegevorgang und eine Vorfixierung des Wickeldrahtes vor dem Abschneidvorgang erleichtert werden.
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In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der nach dem Wickelvorgang in den ersten Klemmspalt des zweiten Anschlussdoms eingelegte Wickeldraht zusätzlich auf einen in Drahtrichtung hinter dem ersten Klemmspalt angeordneten zweiten Klemmspalt aufgelegt und während des Abschneidevorgangs durch ein Drahtabschneidewerkzeug bis zur Auflage auf einer Auflagefläche einer Drahtauflage in den zweiten Klemmspalt gedrückt und dort fixiert, wobei der Wickeldraht beim Aufliegen auf der Auflagefläche vom Drahtabschneidewerkzeug abgeschnitten wird. Das Drahtschneidewerkzeug ist so ausgeführt, dass die Formen der Wickeldrahtenden im Wesentlichen unverändert bleiben, wodurch in vorteilhafter Weise ein drahtrestfreies Wickeln sichergestellt werden kann. Das bedeutet, dass das in der Drahtführung der Wickelmaschine verbleibende Wickeldrahtende nicht geknickt wird und somit für den nächsten Wickelprozess als Wickeldrahtanfang des nächsten Wickelkörpers verwendet werden kann.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wicklungskörpers für eine Magnetbaugruppe eines Magnetventils.
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2 zeigt eine perspektivische Detaildarstellung eines elektrischen Anschlussdoms des Wicklungskörpers aus 1.
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3 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Anschlussdom aus 2.
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4 zeigt eine schematische Seitenansicht des Anschlussdoms aus 2 und 3.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Für den Wicklungsvorgang, bei dem ein Wickeldraht auf einen Grundkörper eines Wickelkörpers gewickelt wird, ist aus dem Stand der Technik ein Wickelverfahren bekannt, das ein so genanntes drahtrestfreies Wickeln verwendet. Dabei wird der Wickeldraht nicht über einen Hilfsstift, sondern über eine zusätzliche Klemmung beim Wickelkörperwechsel fixiert. Das heißt, dass ein Wickeldrahtende einer vorhergehenden Magnetbaugruppe als Anfang der nachfolgenden Magnetbaugruppe verwendet werden kann. Die Fixierung des Wickeldrahtes im Wickelkörper erfolgt dabei über ein Einklemmen in einem ersten Klemmspalt eines elektrischen Anschlussdoms, der Teil des Wickelkörpers ist. Der Klemmspalt ist zur Verbindung mit dem Wickeldraht als Schneidklemmverbindung ausgeführt. Da der elektrische Anschlussdom als Kunststoffspritzteil ausgeführt ist, ist es schwierig, die erforderliche Toleranz für die Klemmspaltbreite spritztechnisch einzuhalten. Außerdem können Prozesseinflüsse nach dem Spritzgießen, wie Schwindung und Wasseraufnahme, für das Bauteilmaß in der Regel nicht berücksichtigt werden. So kann der Wickeldraht beispielsweise infolge einer zu schwachen Pressung im Klemmspalt während des Abschneidevorgangs auf der Wickelmaschine, oder bei den nachfolgenden Montageprozessen, wie Schüttgut, Transport usw. und bei der Handhabung des bewickelten Wickelkörpers aus dem Drahtaufnahmeschlitz zurückrutschen. Bei einer zu starken Klemmung kann der Wickeldraht beispielsweise nicht vollständig im Bereich einer Drahtauflage aufliegen und nach oben ausbrechen. Dies kann zu einer falschen Positionierung des Wickeldrahtes führen, in welcher der Kontaktierbereich zum Schneidmesser hin nicht mehr gegeben ist, oder unter Umständen außerhalb der Kontaktierzone im Bereich des Schneidmesserauges liegt. Zudem kann es durch ein mögliches, zu starkes Zurückschieben des Wickeldrahtes zu einem Kontakt zwischen dem Wickeldraht und dem Gehäusemantel der Magnetbaugruppe kommen. Dies kann durch Vibrationen, die bei Feldbelastungen auftreten, zu einem Durchscheren der Isolation des Wickeldrahtes führen und dadurch zu einem Kurzschluss und somit auch zu einem Ausfall der Magnetbaugruppe führen. Diese Probleme können durch Ausführungsformen der Erfindung verhindert werden, die nachfolgend unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben werden.
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Wie aus 1 bis 4 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wickelkörpers 1 für eine Magnetbaugruppe eines Magnetventils einen Grundkörper 3, auf welchen ein Wickeldraht 4 aufgewickelt ist, und zwei elektrische Anschlussdome 10, welche jeweils einen ersten Klemmspalt 12 mit einer ersten Breite B1 aufweisen, in welche ein auf den Grundkörper 3 aufgewickelter Wickeldraht 4 eingelegt ist, wobei die Wickeldrahtenden 4.1 jeweils auf einer Auflagefläche 11.1 einer Drahtauflage 11 aufliegen, welche in Richtung des korrespondierenden Wickeldrahtendes 4.1 hinter dem ersten Klemmspalt 12 angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist zur Aufnahme des korrespondierenden Wickeldrahtendes 4.1 hinter dem ersten Klemmspalt 12 im Bereich der Auflagefläche 11.1 der Drahtauflage 11 ein zweiter Klemmspalt 11.3 mit einer minimalen zweiten Breite B2 angeordnet, welche kleiner als die erste Breite B1 des ersten Klemmspalts 12 ist. Die minimale zweite Breite B2 des zweiten Klemmspalts 11.3 ist so auf einen Durchmesser des Wickeldrahtes 4 abgestimmt, dass das korrespondierende Wickeldrahtende 4.1 im zweiten Klemmspalt 11.3 fixiert ist. Die elektrischen Anschlussdome 10 sind beispielsweise als Kunststoffspritzteile ausgeführt.
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Wie insbesondere aus 2 bis 4 weiter ersichtlich, sind auf der Auflagefläche 11.1 der Drahtauflage 11 zwei zueinander beabstandete Drahtklemmblöcke 11.2 angeordnet, deren Abstand zueinander den zweiten Klemmspalt 11.3 bildet. Die beiden Drahtklemmblöcke 11.2 sind so angeordnet, dass sich der Abstand zwischen den beiden Drahtklemmblöcken 11.2 und somit der zweite Klemmspalt 11.3 entlang seiner Länge L von einer Ausgangsbreite B1 auf die minimale zweite Breite B2 verjüngt, wobei die Ausgangsbreite des zweiten Klemmspalts 11.3 der ersten Breite B1 des ersten Klemmspalts 12 entspricht. Die Verjüngung entlang der Länge L des zweiten Klemmspalts 11.3 entspricht ungefähr 10 bis 20%, vorzugsweise 15%, der Ausgangsbreite B1 des ersten Klemmspalts 12. Zusätzlich verjüngt sich der Abstand zwischen den beiden Drahtklemmblöcken 11.2 und somit der zweite Klemmspalt 11.3 im dargestellten Ausführungsbeispiel zumindest in einem Anfangsbereich entlang seiner Höhe H. Das bedeutet, dass jeder Drahtklemmblock 11.2 eine Art „Einführschräge” für den Wickeldraht 4 aufweist, um das Auflegen bzw. Einlegen des Wickeldrahts 4 in den zweiten Klemmspalt 11.3 zu erleichtern.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zum Wickeln des Wickeldrahts 4 auf einen erfindungsgemäßen Wickelkörper 1 wird der Wickeldraht 4 in den ersten Klemmspalt 12 eines ersten elektrischen Anschlussdoms 10 eingelegt und gleichzeitig auf den in Drahtrichtung vor dem ersten Klemmspalt 12 angeordneten zweiten Klemmspalt 11.3 aufgelegt bzw. so weit eingelegt, wie es die Breite des zweiten Klemmspalts 11.3 und ein Durchmesser des Wickeldrahtes 4 zulassen. Anschließend wird der Wickeldraht 4 von einem Drahtabschneidwerkzeug 30 mit einer Schneidkante 32 abgeschnitten. Während des Abschneidevorgangs wird der Wickeldraht 4 durch eine vom Drahtabschneidewerkzeug 30 erzeugten Kraft F bis zur Auflage auf einer Auflagefläche 11.1 der Drahtauflage 11 in den zweiten Klemmspalt 11.3 gedrückt und dort fixiert. Hierbei wird der Wickeldraht 4 von der Schneidkante 32 des Drahtabschneidewerkzeugs 30 erst beim Aufliegen auf der Auflagefläche 11 abgeschnitten. Anschließend wird eine vorgebare Anzahl von Windungen auf den Grundkörper 3 des Wickelkörpers 1 aufgewickelt. Während des Wickelvorgangs und nach dem Wickelvorgang wird das korrespondierende Wickeldrahtende 4.1 durch die Fixierung im zweiten Klemmspalt 11.3 gehalten, wodurch ein Zurückrutschen des Wickeldrahtendes 4.1 in den ersten Klemmspalt 12 verhindert wird. Nach dem Wickelvorgang wird der Wickeldraht 4 in den ersten Klemmspalt 12 eines zweiten elektrischen Anschlussdoms 10 eingelegt und gleichzeitig auf einen in Drahtrichtung hinter dem ersten Klemmspalt 12 angeordneten zweiten Klemmspalt 11.3 aufgelegt bzw. so weit eingelegt, wie es die Breite des zweiten Klemmspalts 11.3 und ein Durchmesser des Wickeldrahtes 4 zulassen. Dann wird der Wickeldraht 4 von der Schneidkante 32 des Drahtabschneidwerkzeugs 30 abgeschnitten. Auch bei diesem Abschneidvorgang wird der Wickeldraht 4 durch die vom Drahtabschneidewerkzeug 30 erzeugten Kraft F bis zur Auflage auf der Auflagefläche 11.1 der Drahtauflage 11 des zweiten elektrischen Anschlussdoms 10 in den zweiten Klemmspalt 11.3 gedrückt und dort fixiert. Hierbei wird der Wickeldraht 4 von der Schneidkante 32 des Drahtabschneidewerkzeugs 30 erst beim Aufliegen auf der Auflagefläche 11 abgeschnitten.
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Durch die beiden Abschneidevorgänge wird das jeweilige Wickeldrahtende 4.1 im zweiten Klemmspalt 11.3 fixiert und so im ersten Klemmspalt 12 angeordnet, dass eine unproblematische elektrische Kontaktierung des korrespondierenden Wickeldrahtendes 4.1 mit einem nicht dargestellten Schneidklemmverbinder möglich ist, der in eine Schneidklemmenaufnahme 13 des korrespondierenden elektrischen Anschlussdoms 10 eingeführt wird, um eine Schneidklemmverbindung mit dem jeweiligen Wickeldrahtende 4.1 herzustellen.
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Die Klemmung des Wickeldrahts 4 im zweiten Klemmspalt 11.3 des ersten elektrischen Anschlussdoms 10 muss zusätzlich zu den Spannkräften des Wickeldrahtes 4 auch die Zugkräfte während des Wickelvorgangs aufnehmen und halten. Dies wird durch die erfindungsgemäße Ausführung des zweiten Klemmspaltes 11.3 erleichtert. Zudem wird das korrespondierende Wickeldrahtende 4.1 im Vergleich mit den herkömmlichen Wickelverfahren in seinem Querschnitt weniger verformt, da der zweite Klemmspalt 11.3 ohne Umformvorgang des Wickeldrahtes 4 ein Zurückrutschen des Wickeldrahtes 4 in den ersten Klemmspalt 12 verhindert. Zudem verhindert die erfindungsgemäße Ausführung des zweiten Klemmspaltes 11.3 durch die Fixierung des Wickeldrahtendes 4.1 vor dem eigentlichen Abschneiden, dass das in der Wickelmaschine verbleibende Wickeldrahtende beim Abschneiden beschädigt bzw. verformt wird. Dadurch ist ein drahtrestfreies Wickeln sichergestellt, das bedeutet, dass das in der Drahtführung der Wickelmaschine verbleibende Drahtende wird nicht geknickt und kann somit für den nächsten Wickelprozess als Wickeldrahtanfang 4.1 des nächsten Wicklungsträger 3 verwendet werden.
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Ausführungsformen der Erfindung können so ausgeführt werden, dass Wickeldrähte 4 mit verschiedenen Durchmessern gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auf den Grundkörper 3 des Wickelkörpers 1 gewickelt werden können. Dadurch können Magnetbaugruppen, die verschiedene Magnetkräfte erzeugen, mit dem gleichen Wickelkörper 1 hergestellt werden. Der zweite Klemmspalt 11.3 des jeweiligen elektrischen Anschlussdoms 10 kann beispielsweise so ausgeführt werden, dass mehrere verschiedene Drahtdurchmesser inklusive Isolierlack im zweiten Klemmspalt 11.3 fixiert werden können.
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Ausführungsformen der Erfindung können durch den zweiten Klemmspalt in vorteilhafter Weise verhindern, dass Wickeldrahtenden während den Wickelvorgängen, während der Abschneidvorgänge, während nachfolgender Montageprozesse und/oder während der Handhabung des bewickelten Wickelkörpers in die ersten Klemmspalten der elektrischen Anschlussdome zurückrutschen. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Prozesssicherheit erhöht, wobei die Breite des ersten Klemmspaltes zur Herstellung der Schneidklemmverbindung im elektrischen Anschlussdom nicht mehr sicherheitskritisch ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007039344 A1 [0003]
