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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anterminieren oder Abterminieren eines Drahtes einer Spule, wobei der Draht einen Drahtanfang, einen Mittelteil und ein Drahtende umfasst, wobei der Mittelteil des Drahtes um einen Spulenkörper der Spule gewickelt wird, wobei der Drahtanfang oder das Drahtende um eine mit dem Spulenkörper verbundene Terminierungsstange gewickelt wird, wobei die Terminierungsstange ein zu dem Spulenkörper gerichtetes unteres Ende und ein von dem Spulenkörper fort zeigendes oberes Ende aufweist, wobei der Draht in einer ersten Windungsgruppe am oberen Ende der Terminierungsstange und einer zweiten Windungsgruppe am unteren Ende der Terminierungsstange angeordnet wird, wobei die erste Windungsgruppe räumlich getrennt von der zweiten Windungsgruppe angeordnet wird, wobei der um die Terminierungsstange gewickelte Draht an der Terminierungsstange fixiert und mit dieser elektrisch verbunden wird.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Spule, umfassend einen Spulenkörper, einen um den Spulenkörper gewickelten Draht und zwei an dem Spulenkörper angeordnete Terminierungsstangen, wobei der Draht einen Drahtanfang, einen Mittelteil und ein Drahtende umfasst, wobei die Terminierungsstangen ein zu dem Spulenkörper gerichtetes unteres Ende und ein von dem Spulenkörper fort zeigendes oberes Ende aufweisen, wobei eine der Terminierungsstangen als Anterminierungsstange und die andere Terminierungsstange als Abterminierungsstange ausgebildet ist, wobei der Drahtanfang um die Anterminierungsstange gewickelt ist und das Drahtende um die Abterminierungsstange gewickelt ist, wobei der Draht in einer ersten Windungsgruppe am jeweils oberen Ende und einer zweiten Windungsgruppe am jeweils unteren Ende um die Terminierungsstangen gewickelt ist, wobei die erste und die zweite Windungsgruppe räumlich voneinander getrennt sind, wobei der um die Terminierungsstangen gewickelte Draht an den Terminierungsstangen fixiert und mit diesen elektrisch verbunden ist.
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Bei elektrischen Spulen ist es notwendig, den Drahtanfang und das Drahtende des um den Spulenkörper gewickelten Drahtes jeweils elektrisch zu kontaktieren, damit ein Strom durch den Draht geleitet werden kann. Man spricht in diesem Fall von der An- bzw. Abterminierung der Spule. Zu diesem Zweck werden Stangen oder Stifte aus einem leitfähigen Material verwendet, um die der Draht gewickelt wird. Anschließend wird der Draht an diesen Stangen, den Terminierungsstangen, fixiert und elektrisch mit diesen verbunden. Dies geschieht beispielsweise durch ein Schweißverfahren.
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Werden insbesondere kleine Spulen mit einem kleinen Drahtdurchmesser benötigt, so muss das Verfahren zum An- und Abterminieren entsprechend miniaturisiert werden. In manchen Anwendungsbereichen, beispielsweise bei Ventilen in der Automobilindustrie, sind die Spulen zudem Hitze und/oder Vibrationen ausgesetzt, wodurch die Anforderungen an die Haltbarkeit der Spulen, insbesondere der Terminierungen, steigen.
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Um die Haltbarkeit der Spulen zu erhöhen, werden teilweise Verfahren zur An- oder Abterminierung eingesetzt, bei denen der Draht in zwei Windungsgruppen um die Terminierungsstange gewickelt wird.
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Unter Windungsgruppen werden in diesem Zusammenhang Bereiche des Drahtes verstanden, die um die Terminierungsstange gewickelt sind und die eine Steigung der Windungen aufweisen, die kleiner ist als die Steigung der Drahtbrücken. Als Drahtbrücken werden die Teile des Drahtes verstanden, die die Windungsgruppen untereinander verbinden oder die den Draht zwischen dem Spulenkörper und der Terminierungsstange führen. Die Steigung ist dabei so definiert, dass die Längsrichtung der Terminierungsstange die Ordinate und eine Richtung in der Ebene der Querschnittsfläche der Terminierungsstange die Abszisse bildet. Zur Unterscheidung zwischen Windungsgruppen und Drahtbrücken wird vorzugsweise nur der Betrag der Steigung berücksichtigt.
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In
EP 2 071 705 A1 ist eine An- bzw. Abterminierung eines Drahtes gezeigt, der Teil eines Elektromotors ist. Dabei wird der Draht in zwei Windungsgruppen um einen Anschlussstift gewickelt, wobei die obere Windungsgruppe mittels einer Lötverbindung mit einer Leiterplatine elektrisch verbunden wird. Mit der unteren Windungsgruppe wird eine sichere Befestigung des Drahtes an dem Anschlussstift erreicht.
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Insbesondere bei kleinen Spulen wird bei dem Verfahrensschritt, bei dem der Draht an der Terminierungsstange fixiert und mit dieser elektrisch verbunden wird, die Spule im Bereich der Terminierungsstange einer großen Belastung ausgesetzt. Wird für diesen Verfahrensschritt beispielsweise Löten oder Schweißen eingesetzt, so kann durch die Hitze des Lötens oder Schweißens eine elektrische Verbindung, beispielsweise die Drahtbrücke zwischen zwei Windungspaaren, beschädigt werden. Dies resultiert häufig in einer fehlerhaften Kontaktierung und somit einer defekten Spule.
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Bei einem Verfahren zur An- und Abterminierung mit zwei Windungsgruppen mittels Mikrolichtbogenschweißens tritt ein solcher Schweißfehler beispielsweise bei etwa einer von 600 Schweißungen auf. Für den Fall einer Doppelspule, bei der jede einzelne Spule eine An- und eine Abterminierung aufweist, bedeutet dies ein Ausschuss von einer in 125 Doppelspulen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, das An- und Abterminieren einer Spule dahingehend zu verbessern, dass ein geringerer Ausschuss entsteht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Anterminieren oder Abterminieren eines Drahtes einer Spule, wobei der Draht einen Drahtanfang, einen Mittelteil und ein Drahtende umfasst, wobei der Mittelteil des Drahtes um einen Spulenkörper der Spule gewickelt wird, wobei der Drahtanfang oder das Drahtende um eine mit dem Spulenkörper verbundene Terminierungsstange gewickelt wird, wobei die Terminierungsstange ein zu dem Spulenkörper gerichtetes unteres Ende und ein von dem Spulenkörper fort zeigendes oberes Ende aufweist, wobei der Draht in einer ersten Windungsgruppe am oberen Ende der Terminierungsstange und einer zweiten Windungsgruppe am unteren Ende der Terminierungsstange angeordnet wird, wobei die erste Windungsgruppe räumlich getrennt von der zweiten Windungsgruppe angeordnet wird, wobei der um die Terminierungsstange gewickelte Draht an der Terminierungsstange fixiert und mit dieser elektrisch verbunden wird, das dadurch weitergebildet ist, dass eine dritte Windungsgruppe räumlich getrennt zwischen der ersten und der zweiten Windungsgruppe um die Terminierungsstange gewickelt wird.
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Durch die Anordnung einer dritten Windungsgruppe zwischen der ersten Windungsgruppe, die am oberen Ende der Terminierungsstange angeordnet ist, und der zweiten Windungsgruppe, die am unteren Ende der Terminierungsstange angeordnet ist, wird das Verfahren zum Anterminieren oder Abterminieren entscheidend verbessert. Kommt es bei dem Verfahrensschritt, bei dem der Draht an der Terminierungsstange fixiert und mit dieser elektrisch verbunden wird, zu einer Beschädigung einer elektrischen Verbindung, so wirkt die dritte Windungsgruppe als zusätzliche Redundanz, so dass in vielen Fällen trotzdem eine elektrische Verbindung zwischen dem Draht und der Terminierungsstange besteht.
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Als Verfahrensschritt zum Fixieren und elektrischen Verbinden des Drahtes mit der Terminierungsstange kann beispielsweise ein Lötverfahren oder ein Schweißverfahren eingesetzt werden.
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Wird bei diesem Verfahrensschritt Mikrolichtbogenschweißen eingesetzt, so werden die Terminierungsstange und/oder der Draht im Bereich der Hitzeeinwirkung aufgeschmolzen. Die geschmolzenen Materialien bilden daraufhin ein Verbindungsmaterial, das eine tropfenförmige Form annimmt und in dieser Form auf dem nicht aufgeschmolzenen Teil der Terminierungsstange aushärtet. Dadurch wird eine Fixierung und elektrische Verbindung des Drahtes mit der Terminierungsstange erreicht.
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Vorteilhaft wird der um die Terminierungsstange gewickelte Draht mittels eines Schweißverfahrens, insbesondere mittels Mikrolichtbogenschweißens, an der Terminierungsstange fixiert und mit dieser elektrisch verbunden, wobei durch das Schweißen im Bereich der Hitzeeinwirkung das Material der Terminierungsstange und/oder das Material des Drahtes aufgeschmolzen werden und ein Verbindungsmaterial bilden, wobei die erste Windungsgruppe zumindest auf einer Seite, deren Normale zur Längsrichtung der Terminierungsstange senkrecht ist, insbesondere vollständig, von dem Verbindungsmaterial bedeckt wird oder zum Bestandteil des Verbindungsmaterials wird, wobei die dritte Windungsgruppe zumindest teilweise von dem Verbindungsmaterial bedeckt wird oder zum Bestandteil des Verbindungsmaterials wird.
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Vorzugsweise wird die erste Windungsgruppe vollständig zu einem Bestandteil des Verbindungsmaterials oder von allen Seiten von dem Verbindungsmaterial bedeckt. Das Material hat dabei insbesondere eine tropfenförmige Form. Durch die elektrische Kontaktierung der dritten Windungsgruppe mit der Terminierungsstange besteht auch dann ein elektrischer Kontakt zwischen Mittelteil des Drahts und den Terminierungsstangen, wenn beispielsweise durch die Hitze des Schweißverfahrens die Drahtbrücke zwischen der ersten und der dritten Windungsgruppe unterbrochen wird. Durch eine derartige Terminierung wird also eine höhere Kontaktierungssicherheit erreicht. Auf diese Weise wird der Ausschuss der so hergestellten Spulen stark reduziert. Bei der Verwendung dieses Verfahrens wird nur bei etwa einer in 160.000 Schweißungen ein Schweißfehler gefunden.
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Vorteilhaft werden zum Anterminieren des Drahtes die Windungen der ersten Windungsgruppe vom Drahtanfang ausgehend in Richtung des oberen Endes der Terminierungsstange gewickelt, wobei von der obersten Windung der ersten Windungsgruppe, also der Windung der ersten Windungsgruppe, die am dichtesten am oberen Ende der Terminierungsstange angeordnet wird, eine erste Drahtbrücke zur dritten Windungsgruppe gelegt wird, wobei insbesondere die erste Windungsgruppe in wenigstens drei Windungen gewickelt wird.
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Ferner wird vorteilhaft zum Anterminieren des Drahtes von der ersten Drahtbrücke ausgehend die dritte Windungsgruppe in Richtung des unteren Endes der Terminierungsstange gewickelt, wobei von der untersten Windung der dritten Windungsgruppe, also der Windung der dritten Windungsgruppe, die am dichtesten am unteren Ende der Terminierungsstange angeordnet wird, ausgehend eine zweite Drahtbrücke zur zweiten Windungsgruppe gelegt wird, wobei die dritte Windungsgruppe insbesondere in zwei Windungen gewickelt wird.
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Vorteilhaft wird weiterhin zum Anterminieren des Drahtes von der zweiten Drahtbrücke ausgehend die zweite Windungsgruppe in Richtung des unteren Endes der Terminierungsstange gewickelt, wobei von der untersten Windung der zweiten Windungsgruppe ausgehend eine dritte Drahtbrücke vorgesehen ist, um den Draht zu dem Spulenkörper zu führen, wobei insbesondere die zweite Windungsgruppe in wenigstens drei Windungen gewickelt wird.
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Durch ein Verfahren zum Anterminieren des Drahtes, bei dem die erste, zweite und dritte Windungsgruppe sowie die erste, zweite und dritte Drahtbrücke in der oben beschriebenen Weise gewickelt werden, ist der Drahtanfang sicher an der Terminierungsstange fixiert und der Draht ist zugfest an der Terminierungsstange angeordnet.
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Vorteilhaft wird zum Abterminieren des Drahtes ausgehend von einer vierten Drahtbrücke, die den Draht vom Spulenkörper zur zweiten Windungsgruppe führt, die zweite Windungsgruppe in Richtung des oberen Endes der Terminierungsstange gewickelt, wobei von der obersten Windung der zweiten Windungsgruppe, also der Windung der zweiten Windungsgruppe, die am dichtesten am oberen Ende der Terminierungsstange angeordnet wird, ausgehend eine fünfte Drahtbrücke zur dritten Windungsgruppe gelegt wird, wobei insbesondere die zweite Windungsgruppe in wenigstens drei Windungen gewickelt wird.
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Weiterhin wird vorteilhaft zum Abterminieren des Drahtes von der fünften Drahtbrücke ausgehend die dritte Windungsgruppe in Richtung des oberen Endes der Terminierungsstange gewickelt, wobei von der obersten Windung der dritten Windungsgruppe ausgehend eine sechste Drahtbrücke zur ersten Windungsgruppe gelegt wird, wobei die dritte Windungsgruppe insbesondere in zwei Windungen gewickelt wird.
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Schließlich wird vorteilhaft zum Abterminieren des Drahtes ausgehend von der sechsten Drahtbrücke die erste Windungsgruppe in Richtung des oberen Endes der Terminierungsstange gewickelt, wobei die oberste Windung der ersten Windungsgruppe mit dem Drahtende endet, wobei insbesondere die erste Windungsgruppe in wenigstens 3 Windungen gewickelt wird.
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Durch ein Verfahren zum Abterminieren des Drahtes, wobei die erste, zweite und dritte Windungsgruppe und die vierte, fünfte und sechste Drahtbrücke in der oben beschriebenen Weise gewickelt werden, wird eine gute Zugfestigkeit des Drahtes und eine sichere Fixierung des Drahtendes an der Terminierungsstange erreicht.
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Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Spule, umfassend einen Spulenkörper, einen um den Spulenkörper gewickelten Draht und zwei an dem Spulenkörper angeordnete Terminierungsstangen, wobei der Draht einen Drahtanfang, einen Mittelteil und ein Drahtende umfasst, wobei die Terminierungsstangen ein zu dem Spulenkörper gerichtetes unteres Ende und ein von dem Spulenkörper fort zeigendes oberes Ende aufweisen, wobei eine der Terminierungsstangen als Anterminierungsstange und die andere Terminierungsstange als Abterminierungsstange ausgebildet ist, wobei der Drahtanfang um die Anterminierungsstange gewickelt ist und das Drahtende um die Abterminierungsstange gewickelt ist, wobei der Draht in einer ersten Windungsgruppe am jeweils oberen Ende und einer zweiten Windungsgruppe am jeweils unteren Ende um die Terminierungsstangen gewickelt ist, wobei die erste und die zweite Windungsgruppe räumlich voneinander getrennt sind, wobei der um die Terminierungsstangen gewickelte Draht an den Terminierungsstangen fixiert und mit diesen elektrisch verbunden ist, die dadurch weitergebildet ist, dass zwischen der ersten und der zweiten Windungsgruppe jeweils eine dritte Windungsgruppe räumlich getrennt von der ersten und der zweiten Windungsgruppe um die Terminierungsstangen gewickelt ist.
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Eine solche Spule ist resistenter gegenüber äußeren Belastungen. Wird durch äußere Belastungen, beispielsweise durch die Hitze, die bei der Fixierung und elektrischen Verbindung des Drahtes mit den Terminierungsstangen mittels Mikrolichtbogenschweißung auftritt, eine elektrische Verbindung unterbrochen, so weist die Spule dahingehend eine Redundanz auf, dass in vielen Fällen dennoch eine elektrische Verbindung zwischen Draht und den Terminierungsstangen besteht.
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Vorteilhaft ist die Spule so weitergebildet, dass der um die Terminierungsstangen gewickelte Draht mittels einer, insbesondere mittels Mikrolichtbogenschweißen hergestellten, Schweißverbindung an den Terminierungsstangen fixiert und mit diesen elektrisch verbunden ist, wobei das Material der Terminierungsstangen und/oder das Material des Drahtes im Bereich der Hitzeeinwirkung durch das Schweißverfahren ein Verbindungsmaterial bilden, wobei die erste Windungsgruppe zumindest auf einer Seite, deren Normale zur Längsrichtung der Terminierungsstange senkrecht ist, insbesondere vollständig, von dem Verbindungsmaterial bedeckt ist oder Bestandteil des Verbindungsmaterials ist, wobei die dritte Windungsgruppe zumindest teilweise von dem Verbindungsmaterial bedeckt ist oder Bestandteil des Verbindungsmaterials ist.
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Vorzugsweise ist die erste Windungsgruppe vollständig ein Bestandteil des Verbindungsmaterials oder ist zu allen Seiten von dem Verbindungsmaterial bedeckt. Das Verbindungsmaterial hat dabei insbesondere eine tropfenförmige Form.
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Ferner ist die Spule vorteilhaft so weitergebildet, dass auf der Anterminierungsstange die Windungen der ersten Windungsgruppe vom Drahtanfang ausgehend in Richtung des oberen Endes der Anterminierungsstange gewickelt sind, wobei von der obersten Windung der ersten Windungsgruppe, also der Windung der ersten Windungsgruppe, die am dichtesten am oberen Ende der Anterminierungsstange angeordnet ist, eine erste Drahtbrücke zur dritten Windungsgruppe gelegt ist, wobei insbesondere die erste Windungsgruppe wenigstens drei Windungen umfasst.
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Von der ersten Drahtbrücke ausgehend sind die Windungen der dritten Windungsgruppe in Richtung des unteren Endes der Anterminierungsstange gewickelt, wobei von der untersten Windung der dritten Windungsgruppe, also der Windung der dritten Windungsgruppe, die am dichtesten am unteren Ende der Anterminierungsstange angeordnet ist, ausgehend eine zweite Drahtbrücke zur zweiten Windungsgruppe gelegt ist, wobei die dritte Windungsgruppe insbesondere zwei Windungen umfasst.
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Ausgehend von der zweiten Drahtbrücke sind die Windungen der zweiten Windungsgruppe in Richtung des unteren Endes der Anterminierungsstange gewickelt, wobei von der untersten Windung der zweiten Windungsgruppe ausgehend eine dritte Drahtbrücke von der zweiten Windungsgruppe zum Spulenkörper gelegt ist, wobei insbesondere die zweite Windungsgruppe wenigstens drei Windungen umfasst.
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Weiterhin ist die Spule vorteilhaft so weitergebildet, dass auf der Abterminierungsstange ausgehend von einer vierten Drahtbrücke, die von dem Spulenkörper zu der zweiten Windungsgruppe gelegt ist, die Windungen der zweiten Windungsgruppe in Richtung des oberen Endes der Abterminierungsstange gewickelt sind, wobei von der obersten Windung der zweiten Windungsgruppe, also der Windung der zweiten Windungsgruppe, die am dichtesten am oberen Ende der Abterminierungsstange angeordnet ist, ausgehend eine fünfte Drahtbrücke zur dritten Windungsgruppe gelegt ist, wobei insbesondere die zweite Windungsgruppe wenigstens drei Windungen umfasst.
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Von der fünften Drahtbrücke ausgehend sind die Windungen der dritten Windungsgruppe in Richtung des oberen Endes der Abterminierungsstange gewickelt, wobei von der obersten Windung der dritten Windungsgruppe ausgehend eine sechste Drahtbrücke zur ersten Windungsgruppe gelegt ist, wobei die dritte Windungsgruppe insbesondere zwei Windungen umfasst.
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Ausgehend von der sechsten Drahtbrücke sind die Windungen der ersten Windungsgruppe in Richtung des oberen Endes der Abterminierungsstange gewickelt, wobei die oberste Windung der ersten Windungsgruppe mit dem Drahtende endet, wobei insbesondere die erste Windungsgruppe wenigstens drei Windungen umfasst.
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Vorteilhaft ist die Spule zudem so weitergebildet, dass wenigstens eine der Terminierungsstangen eine viereckige, insbesondere eine quadratische, Querschnittsfläche aufweist. Weiterhin vorteilhaft weist wenigstens eine Terminierungsstange einen oberen Bereich mit einer oberen Querschnittsfläche und einen unteren Bereich, der sich näher am Spulenkörper als der obere Bereich befindet, mit einer unteren Querschnittsfläche auf, wobei insbesondere die obere Querschnittsfläche kleiner als die untere Querschnittsfläche ist. Schließlich ist die Spule vorteilhaft dadurch weitergebildet, dass wenigstens eine der Terminierungsstangen zwischen dem oberen Bereich und dem unteren Bereich eine Schnürung, Verjüngung oder Nut aufweist, wobei die Querschnittsfläche in dem Bereich der Schnürung kleiner als im oberen Bereich und im unteren Bereich ist.
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Eine derartige Gestaltung der Terminierungsstangen vereinfacht die Fixierung des Drahtes an den Terminierungsstangen. Durch die viereckige, insbesondere quadratische, Querschnittsfläche wird einer Verdrehung und damit einer Lockerung des Drahtes an der Terminierungsstange entgegengewirkt.
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Ferner werden insbesondere die zweite und die dritte Windungsgruppe im unteren Bereich der Terminierungsstange und die erste Windungsgruppe im oberen Bereich der Terminierungsstange angeordnet, wobei die unterste Windung der ersten Windungsgruppe im Bereich der Schnürung angeordnet ist. Auf diese Weise wird einem Verrutschen des Drahtes, insbesondere der ersten Windungsgruppe, in Längsrichtung der Terminierungsstange entgegengewirkt.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
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Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
- 1 eine schematisch perspektivische Darstellung einer Spule mit An- und Abterminierung,
- 2 eine schematische Ansicht einer Anterminierung an einer Anterminierungsstange,
- 3 eine schematische Ansicht einer Abterminierung an einer Abterminierungsstange,
- 4 eine schematische Ansicht einer Anterminierung an einer Anterminierungsstange mit Fixierung und elektrischer Verbindung durch ein Verbindungsmaterial.
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In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Spule 1, die einen Spulenkörper 2, einen Draht 3 und die Terminierungsstangen 4, 5 umfasst. Die Terminierungsstangen 4, 5 weisen jeweils ein zu dem Spulenkörper 2 gerichtetes unteres Ende 6 und ein von dem Spulenkörper fort zeigendes oberes Ende 7 auf. Das obere Ende 7 ist in 1 nicht direkt sichtbar, da es von einem Verbindungsmaterial 11 umschlossen wird beziehungsweise Bestandteil des Verbindungsmaterials 11 ist.
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Beim An- und Abterminieren der Spule wird der Drahtanfang 21 zunächst um die Anterminierungsstange 4 gewickelt, der Mittelteil 23 des Drahtes 3 wird um den trommelförmigen Teil des Spurenkörpers 2 gewickelt und das Drahtende wird um die Abterminierungsstange 5 gewickelt. Zwischen dem Mittelteil 23 und den Teilen des Drahtes 3, die um die Terminierungsstangen gewickelt sind, werden die Drahtbrücken 14, 15 gelegt.
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In den 2 und 3 sind schematisch die Wicklungen des Drahtes 3 um die Anterminierungsstange 4 und die Abterminierungsstange 5 gezeigt. In den in 2 und 3 gezeigten Beispielen umfassen die erste, zweite und dritte Windungsgruppe 8, 9, 10 insgesamt zehn Windungen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anzahl von Windungen beschränkt, die Windungsgruppen 8, 9, 10 können auch eine andere Anzahl Windungen als in diesen Beispielen aufweisen.
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Die Form der Terminierungsstangen 4, 5 ist derart gestaltet, dass sie einen oberen Bereich 18 und einen unteren Bereich 19 aufweisen, wobei der obere Bereich 18 weiter vom Spulenkörper 2 entfernt ist als der untere Bereich 19. Im oberen Bereich 18 haben die Terminierungsstangen 4, 5 insbesondere einen kleineren Querschnitt als im unteren Bereich 19.
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Zwischen dem oberen Bereich 18 und dem unteren Bereich 19 weisen die Terminierungsstangen 4, 5 eine Schnürung 20 auf, wobei im Bereich der Schnürung 20 die Querschnittsfläche der Terminierungsstangen 4, 5 kleiner ist als im oberen Bereich 18 und im unteren Bereich 19. Die Querschnittsfläche der Terminierungsstangen 4, 5 ist in allen Bereichen rechteckig, insbesondere quadratisch, gestaltet.
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Wie in 2 gezeigt, wird zum Anterminieren des Drahtes 3 der Drahtanfang 21 zunächst im Bereich der Schnürung 20 positioniert. Von dort ausgehend wird der Draht 3 in Richtung des oberen Endes 7 um die Anterminierungsstange 4 gewickelt. In dem gezeigten Beispiel werden vier Windungen W1 bis W4 gewickelt, welche die erste Windungsgruppe 8 bilden. Ausgehend von der obersten Windung W4 wird eine erste Drahtbrücke 12 in Richtung des unteren Endes 6 gelegt. Diese erste Drahtbrücke 12 hat dabei eine deutlich größere Steigerung als die Windung W1 bis W4 und liegt möglichst dicht an der Anterminierungsstange 4 an. Unterhalb der Schnürung 20 wird der Draht 3 ausgehend von der ersten Drahtbrücke 12 in einer Anzahl Windungen in Richtung des unteren Endes 6 um die Anterminierungsstange 4 gewickelt, wobei diese Windungen eine kleinere Steigung aufweisen als die erste Drahtbrücke 12. Diese Windungen bilden die dritte Windungsgruppe 10. In diesem Beispiel sind dies die Windungen W5 und W6.
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Ausgehend von der untersten Windung W6 der dritten Windungsgruppe 10 wird eine zweite Drahtbrücke 13, die in 2 nicht dargestellt ist, in Richtung des unteren Endes 6 gelegt. Ausgehend von dieser zweiten Drahtbrücke 13 wird unterhalb der dritten Windungsgruppe eine weitere Anzahl Windungen in Richtung des unteren Endes 6 um die Anterminierungsstange 4 gewickelt. Diese Windungen bilden die zweite Windungsgruppe 9. In 2 sind dies die Windungen W7 bis W10.
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Ausgehend von der untersten Windung W10 der zweiten Windungsgruppe wird eine dritte Drahtbrücke 14 gelegt, die in Richtung des Spulenkörpers 2 führt. Diese dritte Drahtbrücke 14 verbindet die zweite Windungsgruppe 9 mit dem Mittelteil 23 des Drahtes 3, der um den trommelförmigen Teil des Spulenkörpers 2 gewickelt ist.
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In 3 ist eine erfindungsgemäße Abterminierung des Drahtes 3 dargestellt. Zum Abterminieren wird zunächst eine vierte Drahtbrücke 15 vom Spulenkörper 2 zu der Abterminierungsstange 5 gelegt. Im unteren Bereich 19 wird der Draht 3 anschließend in einer Anzahl Windungen in Richtung des oberen Endes 7 um die Abterminierungsstange 5 gewickelt. Diese Windungen W1 bis W4 bilden die zweite Windungsgruppe.
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Ausgehend von der obersten Windung W4 der zweiten Windungsgruppe 9 wird eine fünfte Drahtbrücke 16, die in 3 nicht gezeigt ist, in Richtung des oberen Endes 7 geführt. Unterhalb der Schnürung 20 wird der Draht 3 in einer weiteren Anzahl Windungen W5 und W6, die die dritte Windungsgruppe bilden, in Richtung des oberen Endes 7 um die Abterminierungsstange gewickelt.
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Schließlich wird ausgehend von der obersten Windung W6 der dritten Windungsgruppe 10 eine sechste Drahtbrücke, die ebenfalls nicht in 3 gezeigt ist, in Richtung der Schnürung 20 gelegt. Von der Schnürung 20 ausgehend wird dann eine weitere Anzahl Windungen W7 bis W10 in Richtung des oberen Endes 7 gewickelt, die die erste Windungsgruppe 8 bilden. Die oberste Windung W10 der ersten Windungsgruppe 8 endet schließlich im Drahtende 22.
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In 4 ist die Fixierung und die elektrische Verbindung des Drahtes 3 mit den Terminierungsstangen 4, 5 mittels eines Verbindungsmaterials 11 schematisch dargestellt. Dies ist am Beispiel einer Anterminierung gezeigt, wie sie in 2 dargestellt ist.
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In dieser Ausführungsform wird die Fixierung und elektrische Verbindung des Drahtes 3 mit der Anterminierungsstange 4 durch Mikrolichtbogenschweißen erreicht. Dabei wird die Anterminierungsstange 4 im oberen Bereich 18 und/oder der Draht 3 im Bereich der ersten Windungsgruppe 8 und teilweise im Bereich der dritten Windungsgruppe 10 aufgeschmolzen, so dass sich ein flüssiges Verbindungsmaterial 11 bildet.
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Das Verbindungsmaterial 11 nimmt daraufhin, unter anderem durch Kohäsion und/oder Adhäsion und/oder die Einwirkung der Schwerkraft, eine tropfenförmige Form an, wie sie in 4 gezeigt ist. Die Hitzeeinwirkung wird dabei so durchgeführt, dass sich kurz nach Beendigung des Schweißvorgangs das Verbindungsmaterial 11 wieder verfestigt.
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Erfindungsgemäß wird das Mikrolichtbogenschweißen so durchgeführt, dass nach der Aushärtung des Verbindungsmaterials 11 die erste Windungsgruppe 8 vorzugsweise vollständig und die dritte Windungsgruppe 10 zumindest teilweise von dem Verbindungsmaterial 11 bedeckt werden oder zu einem Bestandteil des Verbindungsmaterials 11 werden.
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Durch die in 4 gezeigte Positionierung des Verbindungsmaterials 11 auf der Anterminierungsstange 4 wird eine besonders zuverlässige elektrische Verbindung erreicht. Selbst wenn durch die Hitze des Schweißprozesses die erste Drahtbrücke 12 reißt, so wird durch die Verbindung der dritten Windungsgruppe 10 mit der Anterminierungsstange 4 weiterhin eine elektrische Verbindung bereitgestellt. Dies führt zu einem deutlich geringeren Ausschuss bei der Fertigung solcher Spulen.
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Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spule
- 2
- Spulenkörper
- 3
- Draht
- 4
- Anterminierungsstange
- 5
- Abterminierungsstange
- 6
- unteres Ende
- 7
- oberes Ende
- 8
- erste Windungsgruppe
- 9
- zweite Windungsgruppe
- 10
- dritte Windungsgruppe
- 11
- Verbindungsmaterial
- 12
- erste Drahtbrücke
- 13
- zweite Drahtbrücke
- 14
- dritte Drahtbrücke
- 15
- vierte Drahtbrücke
- 16
- fünfte Drahtbrücke
- 17
- sechste Drahtbrücke
- 18
- oberer Bereich
- 19
- unterer Bereich
- 20
- Schnürung
- 21
- Drahtanfang
- 22
- Drahtende
- 23
- Mittelteil
- 24
- Längsrichtung
- W1 -W10
- Windungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1275461 A1 [0004]
- EP 0651407 B1 [0004]
- EP 2071705 A1 [0008]
