DE102011121424A1 - Connecting element, preferably a wire or a strip conductor useful for electrically connecting two circuit- and/or machine components, comprises an electric conductor, which is electrically insulated by a lacquer coating - Google Patents

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Abstract

Connecting element (10), preferably a wire or a strip conductor for electrically connecting two circuit- and/or machine components comprises an electric conductor (12), which is electrically insulated by a lacquer coating (14). The lacquer coating comprises of at least one optically detectable component (18). An independent claim is also included for insulating the connecting element, comprising (a) removing the lacquer coating in a predetermined partial section (16) of the connecting element, (b) measuring emission and/or absorption of the predetermined section in a spectral range, where the lacquer coating exhibits different spectrum from a metallic conductor; (c) checking whether the measured emission and/or absorption of the lacquer coating corresponds to free electrical conductor; and (d) repeating the process of removing the lacquer coating if the step (c) is not fulfilled.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement, insbesondere einen Draht, eine Leiterbahn oder dergleichen, nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Abisolieren eines solchen Verbindungselements.The invention relates to a connecting element, in particular a wire, a conductor track or the like, according to the preamble of patent claim 1 and a method for stripping such a connecting element.

Elektrische Verbindungselemente wie Drähte, Leiterbahnen, Kontaktschienen oder dergleichen werden oftmals mittels einer Lackbeschichtung elektrisch isoliert. Lackbeschichtete Drähte werden insbesondere für die Wicklung von Spulen oder elektrischen Maschinen verwendet. Gerade im Kraftwagenbereich ist hierbei die Isolierungsqualität von besonderer Bedeutung, da elektrische Maschinen, insbesondere getriebeintegrierte Maschinen für Hybridantriebe, sehr hohen Anforderungen hinsichtlich der thermischen Belastung, der Vibrationsbelastung sowie des korrosiven Angriffs durch schwefelhaltigen Medien unterliegen.Electrical connection elements such as wires, interconnects, contact rails or the like are often electrically insulated by means of a lacquer coating. Paint-coated wires are used in particular for the winding of coils or electrical machines. Especially in the motor vehicle sector, the insulation quality is of particular importance here, since electrical machines, in particular geared integrated machines for hybrid drives, are subject to very high requirements with regard to the thermal load, the vibration load and the corrosive attack by sulfur-containing media.

Derartige lackbeschichtete Drähte sind beispielsweise aus der DE 10 223 354 A1 bekannt. Üblicherweise werden zur Beschichtung hierbei Klarlacke verwendet.Such paint-coated wires are for example from the DE 10 223 354 A1 known. Usually, clearcoats are used for coating.

Neben der Stabilität der Beschichtung gegenüber den oben genannten Belastungen ist auch die Qualität der elektrischen Kontakte zwischen derartigen elektrischen Verbindungselementen und anderen Schaltungs- und/oder Maschinenkomponenten von besonderer Bedeutung. Hierbei ist es insbesondere wichtig, im Bereich elektrischer Verbindungen die Lackbeschichtung von dem Verbindungselement zuverlässig entfernen zu können. Verbleiben Lackreste am Verbindungselement, so kann die Kontaktstelle gegebenenfalls nicht die notwendige Leitfähigkeit aufweisen, Wackelkontakte entwickeln oder dergleichen.In addition to the stability of the coating against the above-mentioned loads, the quality of the electrical contacts between such electrical connection elements and other circuit and / or machine components is of particular importance. In this case, it is particularly important to be able to reliably remove the paint coating from the connecting element in the area of electrical connections. If paint residues remain on the connecting element, then the contact point may not have the necessary conductivity, develop loose contacts or the like.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungselement nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche ein besonders zuverlässiges Abisolieren lackbeschichteter Verbindungselemente ermöglichen.The present invention is therefore an object of the invention to provide a connecting element according to the preamble of claim 1 and a method of the type mentioned above, which allow a particularly reliable stripping paint-coated fasteners.

Diese Aufgabe wird durch ein Verbindungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst.This object is achieved by a connecting element having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 5.

Ein derartiges Verbindungselement, insbesondere ein Draht, ein Leiterbahn oder dergleichen, zum elektrischen Verbinden zweier Schaltungs- und/oder Maschinenkomponenten umfasst einen elektrischen Leiter, welcher mittels einer Lackbeschichtung elektrisch isoliert ist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Lackbeschichtung zumindest eine optisch erfassbare Komponente umfasst. Durch die optisch erfassbare Komponente – worunter hier auch Komponenten verstanden werden sollen, die im ultravioletten oder infraroten Licht detektierbar sind – wird es ermöglicht, den Erfolg des Abisolierens eines solchen Verbindungselements optisch zu kontrollieren. Insbesondere wird so eine sichere und wirtschaftliche automatisierte Qualitätskontrolle durch optische Prüfung auf Lackrückstände ermöglicht.Such a connection element, in particular a wire, a conductor track or the like, for electrically connecting two circuit and / or machine components comprises an electrical conductor which is electrically insulated by means of a lacquer coating. According to the invention, it is provided that the lacquer coating comprises at least one optically detectable component. By optically detectable component - which should be understood here as components that are detectable in the ultraviolet or infrared light - it is possible to optically control the success of stripping such a connecting element. In particular, a secure and economic automated quality control is made possible by visual inspection for paint residues.

Die optische Erfassbarkeit kann hierbei durch Absorption bei zumindest einer Wellenlänge im elektromagnetischen Spektrum vom ultravioletten über den sichtbaren bis zum infraroten Bereich realisiert werden. Auch Fluoreszenz der Komponente ermöglicht eine zuverlässige optische Erfassung. Auch hier können sowohl die Anregungs- als auch die Emissionswellenlängen im infraroten, sichtbaren und/oder ultravioletten Bereich liegen.The optical detectability can be realized by absorption at least one wavelength in the electromagnetic spectrum from the ultraviolet over the visible to the infrared region. Fluorescence of the component also enables reliable optical detection. Again, both the excitation and emission wavelengths may be in the infrared, visible, and / or ultraviolet regions.

Es ist ferner zweckmäßig, wenn die zumindest eine optisch erfassbare Komponente in einem vorgegebenen Muster in der Lackbeschichtung verteilt ist. Dies erleichtert die optische Erfassung, so dass besonders sicher festgestellt werden kann, ob noch eine Lackbeschichtung an dem Verbindungselement vorliegt. Gleichzeitig kann das vorgegebene Muster dazu genutzt werden, Informationen über die Art des Verbindungselementes zu kodieren. Beispielsweise können unterschiedliche Muster für Drähte mit unterschiedlicher Drahtstärke verwendet werden, so dass auch eine automatisierte Überprüfung bzgl. der Verwendung des korrekten elektrischen Verbindungselements ermöglicht wird. Auch eine unterschiedliche Markierung des Verbindungselements je nach seinem Anwendungsbereich ist möglich, so dass beispielsweise automatisch Drähte für unterschiedliche Spulen, Phasen, Wicklungen einer elektrischen Maschine oder dergleichen erkannt werden können.It is also expedient if the at least one optically detectable component is distributed in a predetermined pattern in the paint coating. This facilitates the optical detection, so that it can be determined with particular certainty whether there is still a paint coating on the connecting element. At the same time, the predetermined pattern can be used to encode information about the type of connecting element. For example, different patterns for wires with different wire thickness can be used, so that also an automated check is made possible with respect to the use of the correct electrical connection element. A different marking of the connecting element depending on its application is possible, so that, for example, automatically wires for different coils, phases, windings of an electrical machine or the like can be detected.

Es ist ferner zweckmäßig, die zumindest eine optisch erfassbare Komponente in Form von Partikeln, insbesondere von Nanopartikeln in die Lackbeschichtung einzubringen. Derartige Partikel zeigen in der Regel keine nachteilige Wechselwirkung mit der Lackmatrix, so dass an sich übliche Klarlacke, deren Isolationseigenschaften bekannt und bewährt sind, als Basis für die Lackbeschichtung des Verbindungselements weiterhin Anwendung finden können.It is also expedient to introduce the at least one optically detectable component in the form of particles, in particular nanoparticles, into the lacquer coating. Such particles generally show no adverse interaction with the paint matrix, so that conventional clearcoats, whose insulation properties are known and proven, can continue to be used as the basis for the paint coating of the connecting element.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Abisolieren eines Verbindungselements, insbesondere eines Drahtes, einer Leiterbahn oder dergleichen, welches zum elektrischen Verbinden zweier Schaltungs- und/oder Maschinenkomponenten dient und einen elektrischen Leiter umfasst, der mittels einer Lackbeschichtung elektrisch isoliert ist. Im Rahmen des Verfahrens wird zunächst die Lackbeschichtung in einem vorgegebenen Teilbereich des Verbindungselements entfernt und anschließend eine Emission und/oder Absorption des Teilbereichs in einem Spektralbereich, in welchem die Lackbeschichtung ein von dem metallischen Leiter verschiedenes Spektrum aufweist, gemessen. Anschließend erfolgt eine Prüfung, ob die gemessene Emission und/oder Absorption derjenigen des von Lackbeschichtung freien elektrischen Leiters entspricht. Ist dies nicht der Fall, wird die Entfernung der Lackbeschichtung wiederholt und eine neue Messung vorgenommen. Auf diese Weise kann automatisiert eine Überprüfung vorgenommen werden, ob das Abisolieren des Verbindungselements in der Tat erfolgreich war. Auf diese Art kann prozesssicher und wirtschaftlich sichergestellt werden, dass Kontaktstellen des elektrischen Verbindungselements in der Tat die gewünschte Leitfähigkeit aufweisen und nicht durch verbleibende Lackreste beeinträchtigt werden.The invention further relates to a method for stripping a connecting element, in particular a wire, a conductor track or the like, which serves for electrically connecting two circuit and / or machine components and comprises an electrical conductor which is electrically insulated by means of a lacquer coating. As part of the process, the paint coating in a predetermined portion of the Connection element is removed and then measured emission and / or absorption of the portion in a spectral region in which the paint coating has a different spectrum from the metallic conductor spectrum. Subsequently, a check is made as to whether the measured emission and / or absorption corresponds to that of the paint coating-free electrical conductor. If this is not the case, the removal of the paint coating is repeated and a new measurement is made. In this way, a check can be made automatically whether the stripping of the connecting element was indeed successful. In this way it can be ensured process-reliable and economical that contact points of the electrical connection element in fact have the desired conductivity and are not affected by remaining paint residues.

Im Folgenden ist die Erfindung in einer Ausführungsform anhand einer Skizze in der Figur näher erläutert. Die Figur zeigt hierbei eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verbindungselements während der Durchführung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.In the following, the invention is explained in more detail in an embodiment with reference to a sketch in the figure. The figure shows a schematic representation of an embodiment of a connecting element according to the invention during the implementation of an embodiment of a method according to the invention.

Ein im Ganzen mit 10 bezeichneter Draht für Spulenwicklung oder auch Wicklungen elektrischer Maschinen umfasst eine Seele aus einem metallischen Leiter 12, welche mit einem isolierenden Schutzlack 14 beschichtet ist. In einem Kontaktbereich 16, in welchem der Draht 10 mit weiteren elektrischen Komponenten verbunden werden soll, muss der Schutzlack 14 entfernt werden, um einen sicheren Kontakt sicher zu stellen.A whole with 10 designated wire for coil winding or windings of electrical machines comprises a core of a metallic conductor 12 , which with an insulating protective varnish 14 is coated. In a contact area 16 in which the wire 10 should be connected to other electrical components, the protective varnish 14 be removed to ensure safe contact.

Um den Erfolg einer derartigen Abisolierung automatisiert überprüfen zu können, sind in der Lackbeschichtung 14 fluoreszierende Nanopartikel 18 eingelagert, die der Übersichtlichkeit halber nicht alle bezeichnet sind. Durch eine Lichtquelle 20 können die Moleküle der fluoreszierenden Nanopartikel durch Bestrahlung bei einer ersten Wellenlänge v1 zur Fluoreszens angeregt werden und emittieren in der Folge bei einer zweiten Wellenlänge v2 die von einem Detektor, beispielsweise einer Kamera 22 detektiert werden können. Wird durch die Lichtquelle 20 der abisolierte Teilbereich 16 des Drahtes 10 mit der Wellenlänge v1 bestrahlt, so erfolgt dort keine Anregung und der Detektor 22 empfängt entsprechend kein Signal. Auf diese Art und Weise kann zuverlässig sichergestellt werden, dass das Abisolieren des Teilbereichs 16 erfolgreich war.In order to be able to automatically check the success of such a stripping, paint coating is used 14 fluorescent nanoparticles 18 stored, the sake of clarity, not all are designated. Through a light source 20 For example, the molecules of the fluorescent nanoparticles can be excited to fluoresce by irradiation at a first wavelength v 1 and subsequently emit those of a detector, for example a camera, at a second wavelength v 2 22 can be detected. Is caused by the light source 20 the stripped part area 16 of the wire 10 irradiated with the wavelength v 1 , so there is no excitation and the detector 22 receives no signal accordingly. In this way it can be reliably ensured that the stripping of the portion 16 was successful.

Neben fluoreszierenden Nanopartikeln 18 können selbstverständlich alle anderen optisch detektierbaren Substanzen Anwendung finden, die sich in zumindest einem Spektralbereich bezüglich ihrer Absorptions- oder Emissionseigenschaften vom Material des elektrischen Leiters 12 unterscheiden, so dass optisch zwischen dem Vorliegen und Nicht-Vorliegen der Lackbeschichtung 14 differenziert werden kann. Neben der Anregung und Detektion im sichtbaren Licht eignen sich selbstverständlich auch Wellenlängen im infraroten oder ultravioletten Bereich des elektromagnetischen Spektrums.In addition to fluorescent nanoparticles 18 Of course, all other optically detectable substances can be used, which in at least one spectral range with respect to their absorption or emission properties of the material of the electrical conductor 12 distinguish, so optically, between the presence and absence of the paint coating 14 can be differentiated. Of course, in addition to the excitation and detection in visible light, wavelengths in the infrared or ultraviolet range of the electromagnetic spectrum are also suitable.

Es ist ferner möglich, die Nanopartikel 18 innerhalb der Lackbeschichtung 14 nach vorgegebenen Mustern anzuordnen, um beispielsweise eine Identifizierung der Art des Drahtes 10 zu ermöglichen oder Drähte für unterschiedliche Verwendungszwecke, beispielsweise unterschiedliche Phasen, Spulen, Wicklungen einer elektrischen Maschine, voneinander unterscheiden zu können.It is also possible to use the nanoparticles 18 within the paint coating 14 to arrange according to predetermined patterns, for example, an identification of the type of wire 10 to allow or differentiate wires for different uses, such as different phases, coils, windings of an electric machine from each other.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Drahtwire
1212
Elektrischer LeiterElectrical conductor
1414
Schutzlackprotective lacquer
1616
Kontaktbereichcontact area
1818
Nanopartikelnanoparticles
2020
Lichtquellelight source
2222
Detektordetector

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10223354 A1 [0003] DE 10223354 A1 [0003]

Claims (5)

Verbindungselement (10), insbesondere Draht, Leiterbahn oder dergleichen, zum elektrischen Verbinden zweier Schaltungs- und/oder Maschinenkomponenten, mit einem elektrischen Leiter (12), welcher mittels einer Lackbeschichtung (14) elektrisch isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackbeschichtung (14) zumindest eine optisch erfassbare Komponente (18) umfasst.Connecting element ( 10 ), in particular wire, conductor track or the like, for electrically connecting two circuit and / or machine components, with an electrical conductor ( 12 ), which by means of a paint coating ( 14 ) is electrically insulated, characterized in that the lacquer coating ( 14 ) at least one optically detectable component ( 18 ). Verbindungselement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine optisch erfassbare Komponente (18) Fluoreszenz zeigt.Connecting element ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the at least one optically detectable component ( 18 ) Shows fluorescence. Verbindungselement (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine optisch erfassbare Komponente (18) in einem vorgegebenen Muster in der Lackbeschichtung (14) verteilt ist.Connecting element ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one optically detectable component ( 18 ) in a predetermined pattern in the paint coating ( 14 ) is distributed. Verbindungselement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine optisch erfassbare Komponente (18) in Form von Partikeln, insbesondere Nanopartikeln, in die Lackbeschichtung eingebracht ist.Connecting element ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one optically detectable component ( 18 ) is introduced into the paint coating in the form of particles, in particular nanoparticles. Verfahren zum Abisolieren eines Verbindungselements (10), insbesondere eines Drahtes, einer Leiterbahn oder dergleichen, zum elektrischen Verbinden zweier Schaltungs- und/oder Maschinenkomponenten, welches einen elektrischen Leiter (12) umfasst, der mittels einer Lackbeschichtung (14) elektrisch isoliert ist, mit den Schritten: a) Entfernen der Lackbeschichtung (14) in einem vorgegebenen Teilbereich (16) des Verbindungselements; b) Messen einer Emission und/oder Absorption des Teilbereichs (16) in einem Spektralbereich, in welchem die Lackbeschichtung (14) ein von dem metallischen Leiter (12) verschiedenes Spektrum aufweist, c) Überprüfen, ob die gemessene Emission und/oder Absorption derjenigen des von Lackbeschichtung (14) freien elektrischen Leiters (12) entspricht; d) wenn dies nicht der Fall ist: Wiederholen des Entfernens der Lackbeschichtung (14).Method for stripping a connecting element ( 10 ), in particular a wire, a conductor track or the like, for electrically connecting two circuit and / or machine components, which is an electrical conductor ( 12 ), which by means of a paint coating ( 14 ) is electrically insulated, comprising the steps of: a) removing the lacquer coating ( 14 ) in a predetermined subarea ( 16 ) of the connecting element; b) measuring an emission and / or absorption of the subregion ( 16 ) in a spectral region in which the lacquer coating ( 14 ) one of the metallic conductor ( 12 c) checking whether the measured emission and / or absorption of that of Lackbeschichtung ( 14 ) free electrical conductor ( 12 ) corresponds; d) if this is not the case: repeat the removal of the paint coating ( 14 ).
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