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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Spulenwicklung für eine Backlackspule.
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Hintergrund
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Körperlose Verbackspulen, das heißt, Spulen ohne Wicklungsträger werden hergestellt, indem der Kupferlackdraht auf ein Wickelwerkzeug gewickelt wird und während des Wickelns oder unmittelbar danach die Backlackschicht des Drahtes chemisch oder mit Wärme erweicht wird. Nach kurzer Zeit härtet die Backlackschicht des Drahtes wieder aus, so dass der Draht verklebt und die Spule als fester Körper von dem Wickelwerkzeug entnommen werden kann. Das Wickelwerkzeug übernimmt so, wie bei körperlosen Luftspulen, die Begrenzung des Wickelraumes. Um eine Formstabilität der Windungen zu erzielen, muss ein Kupferlackdraht mit einer thermoplastischen Schicht (Backlack) verwendet werden, die nicht wesentlich zur Isolation des Drahtes beitragt.
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Es werden verschiedene Arten von Verbackverfahren unterschieden: Nasswickeln (chemisches Anlösen, Verflüssigen der Backlackschicht); Heißluftwickeln (Erwärmen der Backlackschicht während des Wickelprozesses); Ofenverbacken (Erwärmen der Backlackschicht nach dem Wickelprozesses); und elektrisches Verbacken (Erwärmen der Backlackschicht nach dem Wickelprozess mittels Bestromen der Spule).
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Die Wickelwerkzeuge für Backlackspulen besitzen in der Regel einen Wickelgrund und Werkzeugflansche. Diese Bauteile begrenzen den Raum, den die Spule einnimmt. Das Verbacken an sich bezeichnet den Prozess des Aushärtens eines Verbacklacks. Der Backlack wurde als Overcoat auf den Wickeldraht bei der Drahtherstellung aufgetragen. Diese wird benötigt für die Montage auf einen Spulenträger, die Montage eines Spulenkerns, die Fixierung für den Transport oder für die Verwendung einer mechanisch stabilen Luftspule. Bezüglich verschiedener Auswahlkriterien kann eingeschätzt werden, dass das elektrische Verbacken für bestimmte Drahtbereiche das effektivste ist.
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Die Verwendung des elektrischen Verbackens wird der Kupferdraht durch seinen ohmschen Widerstand mit Stromdichten zwischen 100 A / mm2 und 150 A / mm2 von innen erwärmt. Durch die Konstanz des elektrischen Widerstandes sind eine Inline-Prozesskontrolle und eine hohe Wiederholgenauigkeit sowie das Einstellen von definierten Temperaturprofilen möglich. Mittels Erwärmen aus dem Drahtinneren kann die Spule so nachträglich nach dem Wickeln noch verbacken werden.
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Die elektrische Kontaktierung der Spule wird in der Art vorgenommen, dass die Isolation des Drahtes mit Hilfe eines schneidenartigen, spitz zum Ende auslaufenden Elementes durchtrennt wird. Das Durchtrennen der Isolation kann auch so erfolgen, dass die schneidenartigen Elemente von beiden Seiten des Kupferlackdrahtes angestellt werden, um so eine 4-Leitertechnik abdecken zu können. Mit Hilfe dieser Technik ist es möglich, den Übergangswiderstand zu ermitteln und steuerungstechnisch herauszurechnen. Diese Technologie beschränkt sich nach dem Stand der Technik auf das Verbacken von Spulen mit einem Einzeldraht.
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Im Zusammenhang mit der Herstellung von körperlosen Verbackspulen, insbesondere bei Spulen mit einer großen wickelwerkzeugberührender Oberfläche und dem Verfahren des elektrischen Verbackens der Spule, ist darauf zu achten, dass die einzubringende Wärmeenergie insbesondere bei Spulen mit großer Kontaktfläche nicht übermäßig in die Wickelvorrichtung abgeleitet wird.
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Es ist auch darauf zu achten, dass durch die kurzzeitige Erwärmung der Spule keine nennenswerten Formänderungen der Wickelvorrichtung entstehen, damit die geforderten Spulenabmessungen eingehalten werden können. Zudem muss das spulenberührende Material verschleißfest und temperaturbeständig sein. Es ist außerdem notwendig, dass der Backlack des Spulendrahtes, insbesondere bei Spulen mit einer großen wickelwerkzeugberührender Oberfläche, nicht an werkzeugberührenden Teile haftet oder sogar verklebt. insbesondere bei Spulen mit einem Flanschflächen-Volumenverhältnis von größer 1 [1/mm] treten Probleme bezüglich der ungewollten Wärmeübertragung und der Haftung der Spule am Werkzeug auf.
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Zusammengefasst werden an die spulenberührenden Bauteile der Wickelvorrichtung im Grunde folgende Anforderungen gestellt: geringe Wärmeausdehnung; Verschleißfestigkeit, Formstabilität; geringe spezifische Wärmeleitfähigkeit; geringe spezifische Wärmekapazität; geringe Hafteigenschaften gegenüber Thermoplasten; Temperaturbeständigkeit bis etwa 300°C.
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In Verbindung mit der Verwendung von Drahtlitzen oder parallelen Drähten (Drahtbündeln), bestehend aus Backlackdrähten besteht weiterhin die Problematik der elektrischen Kontaktierung, die für das Einbringen des für das Erwärmen notwendigen elektrischen Stromes notwendig ist.
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Zusammenfassung
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit denen eine verbesserte Herstellung einer Spulenwicklung für eine Backlackspule ermöglicht ist.
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Zur Lösung sind eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Spulenwicklung für eine Backlackspule nach den unabhängigen Ansprüchen 1 und 15 geschaffen. Ausführungsformen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Nach einem Aspekt ist eine Vorrichtung zum Herstellen einer Spulenwicklung für eine Backlackspule geschaffen, die einen Wickelraum aufweist, der eingerichtet ist, beim Herstellen einer Spulenwicklung für eine Backlackspule Lagen aus einem Wickeldraht mit Isolierung aufzunehmen. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Wickelraumbegrenzung auf, die den Wickelraum ein- oder mehrseitig begrenzt und bei der eine Innenfläche zumindest eines Wandabschnitts dem Wickelraum zugewandt ist. Die Innenfläche im Wickelraum weist erste Oberflächenabschnitte, die beim Einbringen des Wickeldrahts zum Ausbilden der Spulenwicklung jeweils eine Wickeldrahtauflagefläche bilden, und zweite Oberflächenabschnitte auf, die gegenüber den ersten Oberflächenabschnitten zurückversetzt sind und beim Einbringen des Wickeldrahts in dem Wickelraum frei von einem Kontakt mit dem Wickeldraht bleiben.
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Nach einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Herstellen einer Spulenwicklung für eine Backlackspule geschaffen, bei dem ein Wickelwerkzeug mit einem Wickelraum und einer Wickelraumbegrenzung bereitgestellt wird, die den Wickelraum ein- oder mehrseitig begrenzt und bei der eine Innenfläche zumindest eines Wandabschnitts dem Wickelraum zugewandt ist. In dem Wickelraum werden Lagen eines Wickeldrahts mit Isolierung mittels Wickeln eingebracht, wobei der Wickeldraht hierbei an der Innenfläche im Wickelraum auf ersten Oberflächenabschnitten, die jeweils eine Wickeldrahtauflagefläche bilden, angeordnet und in Bezug auf zweite Oberflächenabschnitte, die gegenüber den ersten Oberflächenabschnitten zurückversetzt sind, kontaktfrei angeordnet wird.
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Mithilfe des Vorsehens der ersten und der zweiten Oberflächenabschnitte ist im Bereich der Innenfläche, die dem Wickelraum zugewandt ist, eine Reduktion des Oberflächenbereiches ausgebildet, der beim Einbringen des Wickeldrahts in den Wickelraum potentiell oder tatsächlich mit dem Wickeldraht in Berührung oder Kontakt kommt. Hierdurch wird eine verbesserte Lösbarkeit der Spulenwicklung nach dem Herstellen aus dem Wickelraum unterstützt. Die Innenfläche ist Berührungs- oder Kontaktflächen reduzierend ausgebildet.
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Als Wickeldraht kann beispielsweise Kupferlackdraht verwendet werden, sei es als Einzeldraht, als Drahtlitze oder als Drahtbündel von parallelen Einzeldrähten.
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Insbesondere nach einem Verfahrensschritt zum Verbacken, welcher beim Herstellen der Spulenwicklung nach dem Ausbilden der Wicklung ausgeführt wird, unterstützt die vorgesehene Ausbildung der Innenfläche ein möglichst kraftfreies Lösen der Spulenwicklung aus der Herstellungsvorrichtung beziehungsweise dem Wickelwerkzeug.
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Die Wickelraumbegrenzung kann einen Wickelraumgrund aufweisen, auf den der Wickeldraht beim Herstellen der Spulenwicklung aufgewickelt werden kann. Der Wickelraumgrund kann entlang einer zylindrisch geformten Oberfläche ausgebildet sein, die dem Wickelraum zugewandt ist. Auf diese Weise kann zum Beispiel eine Wickeltrommel bereitgestellt sein. Der Wickelraum kann vollständig geschlossen oder teilweise geöffnet ausgebildet sein. Zum Beispiel kann eine im Bereich einer radial außenliegenden Oberfläche offene oder geschlossene Wickeltrommel vorgesehen sein. Beim Wickeln des Wickeldrahts kann eine erste Lage auf dem Wickelraumgrund hergestellt werden.
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Die ersten Oberflächenabschnitte und die zweiten Oberflächenabschnitte können zumindest einen Teilbereich einer dem Wickelraum zugewandten Innenfläche des Wickelraumgrundes erfassend ausgebildet sein. Der Wickelraumgrund kann von der Kombination der ersten und der zweiten Oberflächenabschnitte ganzflächig oder teilflächig erfasst sein. Der Flächenbereich, in welchem die ersten und die zweiten Oberflächenabschnitte vorgesehen sind, kann als zusammenhängender Flächenbereich oder als Bereich mit mehreren getrennt voneinander gebildeten Teilflächenbereichen ausgebildet sein.
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Die Wickelraumbegrenzung kann eine oder mehrere Wickelraumseitenwände aufweisen, die beim Einbringen des Wickeldrahts beim Herstellen der Spulenwicklung zumindest abschnittsweise mit dem Wickeldraht in Kontakt kommen. Die Wickelraumseitenwand kann von der Kombination der ersten und der zweiten Oberflächenabschnitte ganzflächig oder teilflächig erfasst sein. Der Flächenbereich, in welchem die ersten und die zweiten Oberflächenabschnitte vorgesehen sind, kann als zusammenhängender Flächenbereich oder als Bereich mit mehreren getrennt voneinander gebildeten Teilflächenbereichen ausgebildet sein.
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Eine stirnseitige Wickelraumseitenwand kann ein- oder beidseitig angeordnet sein. Die stirnseitigen Wickelraumseitenwände können mit stirnseitigen Flanschen gebildet sein. Die eine oder die mehreren stirnseitigen Wickelraumseitenwände können mit Blick in axialer Richtung eine runde oder eckige Flächenform aufweisen.
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Die ersten Oberflächenabschnitte und die zweiten Oberflächenabschnitte können zumindest einen Teilbereich einer dem Wickelraum zugewandten Innenfläche der einen oder der mehreren Wickelraumseitenwände erfassend ausgebildet sein.
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Die ersten Oberflächenabschnitte und / oder die zweiten Oberflächenabschnitte können mit einer Wabenstruktur gebildet sind. Bei dieser oder anderen Ausführungsformen kann eine mithilfe der ersten und der zweiten Oberflächenabschnitte ausgebildete Oberflächenstrukturierung im Bereich der Innenfläche eine regelmäßige oder unregelmäßige Oberflächenstrukturierung sein. Eine Kombination unterschiedlicher Oberflächenstrukturierungen kann vorgesehen sein.
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Die ersten Oberflächenabschnitte und / oder die zweiten Oberflächenabschnitte können mit einer Linienstruktur gebildet sein. Die Linienstrukturen können gerade, gekrümmte und / oder kreisförmige Linienstrukturen umfassen. Es kann eine von einem Zentrum ausgehende sich sternförmige erstreckende Linienstruktur vorgesehen sein, beispielsweise auf der Innenfläche der Wickelraumseitenwände.
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Die ersten Oberflächenabschnitte und / oder die zweiten Oberflächenabschnitte können mit einer Kreisstruktur gebildet sein.
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Dem Wickelraum kann eine Heizeinrichtung zugeordnet sein, die eingerichtet ist, Lagen des Wickeldrahts in dem Wickelraum zu erhitzen. Die Heizeinrichtung kann eine regelbare Heizeinrichtung sein. Mithilfe der Heizeinrichtung wird Wärmeenergie am Wickelwerkzeug bereitgestellt, beispielsweise zum Verbacken der zuvor hergestellten Spulenwicklung in dem Wickelraum.
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Dem Wickelraum kann eine Kontaktiereinrichtung zugeordnet sein, die eingerichtet ist, zumindest eine Drahtende des Wickeldrahts der Spulenwicklung zu kontaktieren.
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Die Kontaktiereinrichtung kann eine Quetschvorrichtung aufweisen, die eingerichtet ist, das zu kontaktierende Drahtende zu quetschen.
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Die Kontaktiereinrichtung kann eingerichtet sein, das zu kontaktierende Drahtende mit Vierleiteranschluss zu kontaktieren.
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Im Fall der Ausbildung des Wickeldrahts aus Drahtlitze können beim Kontaktieren wenigstens etwa 80 Prozent der Einzeldrähte kontaktiert werden, alternativ wenigstens etwa 90 Prozent.
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Die zweiten Oberflächenabschnitte können wenigstens 50 Prozent der Gesamtfläche der Innenfläche erfassend ausgebildet sein. Bei einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die zweiten Oberflächenabschnitte wenigstens 60 Prozent der Gesamtfläche der Innenfläche erfassend ausgebildet sind, alternativ wenigstens 70 Prozent.
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Die Wandabschnitte der Wickelbegrenzung können zumindest abschnittsweise aus Stahl bestehen.
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Es kann eine weitere Vorrichtung zum Herstellen einer Spulenwicklung für eine Backlackspule vorgesehen sein, die auch als Wickelwerkzeug bezeichnet werden kann und einen Wickelraum aufweist, der eingerichtet ist, beim Herstellen einer Spulenwicklung für eine Backlackspule Lagen aus einem Wickeldraht mit Isolierung aufzunehmen. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Wickelraumbegrenzung auf, die den Wickelraum ein- oder mehrseitig begrenzt und bei der eine Innenfläche zumindest eines Wandabschnitts dem Wickelraum zugewandt ist. Bei der Vorrichtung ist eine Kontaktiereinrichtung vorgesehen, die, eingerichtet ist, ein Drahtende der im Wickelraum hergestellten Spulenwicklung mehrseitig zu kontaktieren, insbesondere auf gegenüberliegenden Seiten, zum Beispiel der Vierleitertechnik entsprechend.
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Bei der weiteren Vorrichtung kann die Innenfläche im Wickelraum erste Oberflächenabschnitte aufweisen, die beim Einbringen des Wickeldrahts zum Ausbilden der Spulenwicklung jeweils eine Wickeldrahtauflagefläche bilden, und zweite Oberflächenabschnitte auf, die gegenüber den ersten Oberflächenabschnitten zurückversetzt sind und beim Einbringen des Wickeldrahts in dem Wickelraum frei von einem Kontakt mit dem Wickeldraht bleiben.
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Die Kontaktiereinrichtung ist in die Vorrichtung integriert, derart, dass nach dem Wickeln des Wickeldrahts in dem Wickelraum das Drahtende kontaktiert werden kann, während die Spulenwicklung in dem Wickelraum verbleibt. Die Kontaktiereinrichtung kann eingerichtet sein, die Kontaktierung auf den verschiedenen Seiten, insbesondere den gegenüberliegenden Seiten des Drahtendes, gleichzeitig (zeitlich synchron) auszuführen.
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In den verschiedenen Ausführungen können ein oder mehrere Bauteile der Kontaktiereinrichtung können in einem Werkzeugkern der Vorrichtung angeordnet sein.
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Bei der Kontaktiereinrichtung können Messerklingen mit jeweiligen Schneidzähnen einander gegenüberliegend angeordnet sein, derart, dass das zu kontaktierende Drahtende beim Kontaktieren hierzwischen geklemmt wird, wobei hierbei die Schneidzähne die Isolierung des Wickeldrahts durchtrennend aufeinander zu verlagert werden. Es findet so ein beidseitiges Kontaktieren statt.
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Schneidzähne einer Messerklinge können in Längsrichtung des Drahtendes versetzt zu den Schneidzähnen der gegenüberliegenden Messerklinge angeordnet sein. Dieser Versatz kann beim Kontaktieren eine Relativbewegung des Drahtes zur Schneide und damit eine bessere Entflechtung der Litze und damit eine bessere Kontaktierung erzeugen. Es entsteht somit nicht nur eine Druckkerbe sondern eine Druckschabkerbe.
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In Verbindung mit dem Verfahren zum Herstellen gelten die im Zusammenhang mit der Vorrichtung gemachten Erläuterungen zu Ausführungsformen entsprechend.
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Figurenliste
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Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellung einer Spulenwicklung für eine Backlackspule;
- 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung aus 1, wobei die Vorrichtung geöffnet ist;
- 3 eine schematische Darstellung einer einem Wickelraum zugewandten Innenfläche einer Wickelraumseitenwand mit einer oberflächenseitigen Linienstrukturierung;
- 4 eine schematische Darstellung einer dem Wickelraum zugewandten Innenfläche mit einer oberflächenseitigen Wabenstrukturierung;
- 5 eine schematische Darstellung eines vergrößerten Teilabschnitts der Innenfläche aus 4;
- 6 eine schematische Darstellung einer dem Wickelraum zugewandten Innenfläche mit einer oberflächenseitigen Kreisstrukturierung;
- 7 eine schematische vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs der Innenfläche aus 6;
- 8 eine schematische Darstellung eines Kerns einer Vorrichtung zum Herstellen einer Spulenwicklung;
- 9 schematische Darstellungen zum elektrischen Kontaktieren eines mit Einzeldrähten gebildeten Wickeldrahts; und
- 10 schematische Darstellungen zum elektrischen Kontaktieren eines Wickeldrahts mit einer Anordnung mit Einzeldrähten in einem Drahtbündel.
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Die 1 und 2 zeigen perspektivische schematische Darstellung eines Wickelwerkzeugs 1 im geschlossenen und geöffneten Zustand. Es ist eine beheizbare Grundaufnahme 2 vorgesehen, über die von einer zugeordneten Heizeinrichtung (nicht dargestellt) erzeugte Wärmeenergie aufgenommen und in einem Wickelraum 3 zum Erwärmen einer Spule 4 nutzbar ist. Der Wickelraum 3 ist im Bereich eines Wickelraumbodens oder -grunds 5 begrenzt durch eine Innenfläche 6 auf einem Werkzeugkern 7. Hierauf kann beim Wickeln eine erste Lage eines Wickeldrahts 8 mit Isolierung hergestellt werden, beispielsweise eines Kupferdrahts mit Lackisolierung.
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Stirnseitig ist der Wickelraum 3 auf gegenüberliegenden Seiten mithilfe von Werkzeugflanschen 9 begrenzt. Auf einer dem Wickelraum 3 zugewandten Innenfläche weisen eine oder beide der Werkzeugflansche 9 eine oberflächenseitige Strukturierung auf, für die in den 3 bis 7 Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
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Es sind erste und zweite Oberflächenabschnitte 10a, 10b hergestellt, wobei die ersten Oberflächenabschnitte 10a eine Drahtauflagefläche bereitstellen, auf der der Wickeldraht beim Ausbilden der Spulenwicklung zur Anlage kommt. Gegenüber den ersten Oberflächenabschnitten 10a sind die zweiten Oberflächenabschnitte 10b zurückversetzt, derart, dass die zweiten Oberflächenabschnitte 10b beim Einbringen des Wickeldrahts im Wickelraum 3 frei von einer Berührung oder einem Kontakt mit dem Wickeldraht bleiben. Auf diese Weise ist die Kontakt- oder Berührungsfläche auf den den Wickelraum 3 begrenzenden Wandabschnitten reduziert gegenüber einer im Wesentlichen nicht strukturierten Oberfläche, zum Beispiel einer ebenen Oberfläche.
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Die ersten und die zweiten Oberflächenabschnitte 10a, 10b können mithilfe unterschiedlicher Strukturierungsformen ausgebildet sein, für die in den 3 bis 7 beispielhafte Ausführungsformen gezeigt sind. Bei der Ausführungsform in 3 sind Linienstrukturen 11 vorgesehen. Die 4 und 5 zeigen die Ausbildung einer Wabenstruktur 12. Die 6 und 7 zeigen eine Ausführungsform mit kreisförmigen Strukturierungen 13.
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Bei den Ausführungsformen in den 3 bis 7 ist die Oberflächenstrukturierung jeweils mit nur einer Art oder Form der Strukturierung versehen. Eine Kombination unterschiedlicher Oberflächenstrukturierungen kann vorgesehen sein.
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8 zeigt eine schematische Darstellung des Werkzeugkerns 7 des Wickelwerkzeugs 1. Mit einem Oberflächenbereich 20 des Werkzeugkerns 7 ist im Wickelraum 3 der Wickelboden oder -grund 5 hergestellt, auf den beim Ausbilden der Spulenwicklung der Wickeldraht 8 aufgewickelt wird. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die ersten und die zweiten Oberflächenabschnitte 10a, 10b auf dem Oberflächenbereich 20 mithilfe einer Rillenstruktur 21 in axialer Richtung ausgebildet.
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Gemäß der Darstellung in 2 weist das Wickelwerkzeug 1 eine Kontaktiereinrichtung 30 auf, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel zumindest zum Teil im Werkzeugkern 7 angeordnet und dazu dient, ein Drahtende 31 der Spule 4 aus dem Wickeldrahts 8, welches einen Spulenanfang bildet, elektrisch zu kontaktieren.
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Die 9 und 10 zeigen weitere Details der Kontaktiereinrichtung 30. Es sind einander zugeordnete und gegenüberliegend angeordnete Messerklingen 32, 33 vorgesehen, die jeweils Schneidzähne 34, 35 aufweisen, welche beim Kontaktieren in Längsrichtung des zu kontaktierenden Wickeldrahts 8 seitlich versetzt zueinander angeordnet sind. Mithilfe der Schneidzähne 34, 35 wird zum Ausbilden eines elektrischen Kontakts die Isolierung des Wickeldrahts 8 im Bereich des Drahtendes 31 durchtrennt. Mit Hilfe der gezeigten Ausgestaltung ist eine Kontaktierung nach der Vierleitertechnik ermöglicht. Alternativ kann eine Kontaktierung nach der Zweileitertechnik vorgesehen sein.
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9 zeigt die Kontaktierung schematisch für ein Drahtbündel 36 mit mehreren Einzeldrähten 37. 10 zeigt die Kontaktierung in Verbindung mit einem als Drahtlitze 40 ausgeführten Wickeldraht 8, derart, dass es in einem Kontaktbereich 41 zu einer Einschnürung 42 kommt.
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Die Reduktion der spulenberührenden Flächen bei dem Wickelwerkzeug 1 mindert die Wahrscheinlichkeit für ein Haften oder Kleben des Backlackes der Spule an den Bauteilen der Vorrichtung. Der Wärmeübergang auf den Wickeldraht 8 bleibt gesichert, so dass die Verbackqualität nicht negativ beeinflusst wird, aber eine Abkühlung der Spule (Verfestigen des Backlackes) nach dem Verbackprozess effizient möglich ist, beispielweise in nur maximal etwa vier Sekunden.
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Die Kontaktiereinrichtung 30 ermöglicht es, parallele Drahtbündel in der Vierleitertechnik zu kontaktieren. Bei der Verwendung von Drahtlitzen ist es möglich, von zwei Seiten mindestens 90 Prozent aller Drähte in einfacher Kontaktiertechnik (keine Verwendung der Vierleitertechnik) zu kontaktieren.
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Spulen mit großer Flanschfläche, insbesondere Spulen für die Chipkartenindustrie, wie auch Spulen für das induktive Laden können aufgrund der Flächenreduktion ohne Klebe- oder Haftungsverhalten zu der Wickelvorrichtung oder dem Wickelwerkzeug annähernd kraftfrei entladen werden. Dies basiert auf die geringe Kontaktfläche des Thermoplastes vom Wickeldraht 8, zum Beispiel Kupferlackdraht, zu den Vorrichtungsteilen, was zu einer geringen Haftreibung führt. Aufgrund der Flächenreduktion der Werkzeugteile ist es möglich, die Verbackzeit stark zu reduzieren, so dass reine Bestromungszeiten von zum Beispiel etwa fünf Sekunden erreichbar ist. Es kann die Spule nach einer sehr kurzen Zeit wieder entnommen werden, da die Restfläche der Werkzeugteile im Zusammenhang der Vorrichtungsheizung so viel Wärmeenergie nach dem Verbackvorgang aufnehmen kann, dass die Spule genügend Wärmeenergie abgeben kann und sie in kurzer Zeit verfestigt. Die Temperaturdifferenz kann mittels Beheizung der Vorrichtung eingestellt und somit auf das Abkühlverhalten der Spule angepasst werden.
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Es können Materialien für das Wickelwerkzeug 1 verwendet werden, die eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen. Materialien mit hoher Verschleißfestigkeit, zum Beispiel Stahl, haben in der Regel eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine große spezifische Wärmekapazität. Diese negativen Eigenschaften werden mittels der Reduktion der Vorrichtungsoberfläche und durch die regulierte Beheizung der Vorrichtung nahezu eliminiert. Zudem ist bei Verwendung solcher Materialien der Wärmeausdehnungskoeffizient relativ klein, so dass präzise Abmessungen der Spule erreichbar sind.
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Die Art der Freimachungen der Oberfläche am Wickelwerkzeug kann so gestaltet sein, dass selbst sehr dünne Kupferlackdrähte nicht in ihrer Lage beeinflusst werden. Das Verhältnis zwischen nichttragender und tragender Fläche, also Flächen, die mit dem Wickeldraht 8 in Kontakt kommen, und Flächen, die nicht mit dem Wickeldraht 8 in Kontakt kommen, und die Geometrie sind so ausgeführt, dass die Geometrie der Spule präzise eingehalten werden kann.
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Im Zusammenhang der Herstellung von induktiven Ladesystemen und der damit notwendigen Verwendung von Drahtbündeln oder Drahtlitzen ist es auch möglich, diese Drähte mit dem Wickelwerkzeug 1 elektrisch zu kontaktieren. Nach dem Stand der Technik wurden Spulen dieser Art mit dem Heißluftverbackverfahren verfestigt, was eine recht lange Prozesszeit zur Folge hat.
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Mittels beidseitigem Kontaktieren (Durchtrennen der Isolationsschicht des Isolationslackes) können so auch Drahtbündel oder Drahtlitzen mit Verdrallschlag elektrisch kontaktiert werden. Hierbei ist es bei der Verwendung von Drahtlitzen mit Verdrallschlag nicht notwendig, alle Drähte der Litze zu kontaktieren. Es können etwa 90 Prozent aller Drähte kontaktiert werden. Durch die Einbettung (Verschlingung) der einzelnen Drähte der Litze kommt es zu einem Wärmeaustausch zwischen den kontaktierten und nicht kontaktierten Drähten, so dass das Verbackergebnis trotzdem in hoher Qualität erreicht werden kann. Durch die beidseitige Verzahnung der Kontaktiereinrichtung im Wickelwerkzeug 1 können, speziell bei Drahtlitzen mit Verdrallschlag auch übereinanderliegende Drähte in ausreichender Menge kontaktiert werden.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der verschiedenen Ausführungen von Bedeutung sein.
