DE102019201877A1

DE102019201877A1 - Magnetspule und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE102019201877A1
Application number: DE102019201877.7A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Gerhartz; Markus Lenz; Lars Blassmann
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2020-08-13
Anticipated expiration: 2039-02-14
Also published as: DE102019201877B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Magnetspule (1) vorgeschlagen, die einen Spulenkörper (3) und eine von dem Spulenkörper (3) getragene Spulenwicklung (5) aufweist. Die Spulenwicklung (5) besteht aus mehreren Spulendrähten (6, 7), die unter Bildung von Teilwicklungen (27, 28) auf einen eine Längsachse (12) aufweisenden Tragabschnitt (8) des Spulenkörpers (3) gewickelt sind. Um die Spulenwicklung (5) zu erzeugen, werden die mehreren Spulendrähte (6, 7) gleichzeitig auf den Tragabschnitt (8) gewickelt, so dass sich die Teilwicklungen (27, 28) gegenseitig durchdringen. Es wird ferner eine nach diesem Verfahren hergestellte Magnetspule (1) vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, dass mehrere Spulendrähte (6, 7) so auf den Tragabschnitt (8) gewickelt sind, dass sich die Teilwicklungen (27, 28) gegenseitig durchdringen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Magnetspule, die einen Spulenkörper und eine von dem Spulenkörper getragene Spulenwicklung aufweist, wobei die Spulenwicklung aus mehreren Spulendrähten besteht, die unter Bildung von Teilwicklungen auf einen eine Längsachse aufweisenden Tragabschnitt des Spulenkörpers gewickelt sind.
Die Erfindung betrifft ferner eine Magnetspule, mit einem Spulenkörper und einer von dem Spulenkörper getragenen Spulenwicklung, wobei die Spulenwicklung aus mehreren Spulendrähten besteht, die unter Bildung von Teilwicklungen auf einen eine Längsachse aufweisenden Tragabschnitt des Spulenkörpers gewickelt sind.
Aus der DE 31 45 179 C2 ist eine Mehrfach-Wickelmaschine zum Wickeln elektrischer Spulen bekannt, die die Möglichkeit bietet, mehrere Spulen gleichzeitig zu wickeln. Dadurch kann die Wickelzeit pro Spule im Vergleich zum Wickeln individueller Spulen verringert werden. Die DE 31 45 179 C2 beschreibt auch die Herstellung von Spulen, deren Spulenwicklung aus zwei Teilwicklungen besteht, die auf einem Spulenkörper übereinander aufgebracht werden. Dadurch kann eine Spulenwicklung aus Spulendraht unterschiedlicher Beschaffenheit oder unterschiedlichem Durchmesser hergestellt werden.
Aus der EP 0 425 962 A1 ist es bekannt, wenigstens zwei Wicklungen einer Spule nacheinander auf den gleichen Spulenkörper aufzubringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu schaffen, die eine deutliche Senkung der Herstellkosten für eine Magnetspule ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zur Bildung der Spulenwicklung mehrere Spulendrähte gleichzeitig auf den Tragabschnitt gewickelt werden, so dass sich die Teilwicklungen gegenseitig durchdringen.
Die Aufgabe wird ferner bei einer Magnetspule der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mehrere Spulendrähte so auf dem Tragabschnitt gewickelt sind, dass sich die Teilwicklungen gegenseitig durchdringen.
Auf diese Weise können die Kosten für die Herstellung von Magnetspulen deutlich gesenkt werden, weil sich die zur Erzeugung der Spulenwicklung erforderliche Wickeldauer erheblich reduziert. Die Verringerung des Zeitaufwandes für die Herstellung einzelner Magnetspulen erübrigt in vielen Fällen die Nutzung von Mehrfach-Wickelmaschinen zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer Magnetspulen, so dass die auf der Maschinenseite notwendigen Investitionen gering gehalten werden können. Die Spulenwicklung der Magnetspule wird in Form mindestens zweier Teilwicklungen erzeugt, die jeweils aus einem eigenen Spulendraht bestehen, wobei die Spulendrähte zur Herstellung der Teilwicklungen gleichzeitig auf den Tragabschnitt des Spulenkörpers aufgewickelt werden, so dass sich die erzeugten Teilwicklungen gegenseitig durchdringen. Entfernt man gedanklich eine Teilwicklung der hergestellten Spulenwicklung, verbleiben zwischen den Drahtwindungen der mindestens einen weiteren Teilwicklung Zwischenräume, die vom Spulendraht der gedanklich entfernten Teilwicklung ausgefüllt sind. Man erhält also ein sehr homogenes Wickelgebilde mit hoher Wicklungsdichte, wobei die Teilwicklungen nicht nebeneinander angeordnet, sondern ineinander verschachtelt sind. Je nach Anzahl der verwendeten Spulendrähte können bei dem Wickelvorgang stets zwei oder mehr Drahtwindungen gleichzeitig auf dem Tragabschnitt aufgebracht werden, wodurch sich die Wickelzeiten und dementsprechend auch die Wickelkosten deutlich reduzieren. Für eine aus zwei Teilwicklungen aufgebaute Spulenwicklung wird beispielsweise nur die Hälfte an Wicklungszeit benötigt wie für eine konventionelle Spulenwicklung.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Bei der Herstellung einer Magnetspule werden zweckmäßigerweise mehrere Spulendrähte so auf den Tragabschnitt aufgewickelt, dass Windungsabschnitte unterschiedlicher Spulendrähte in der Längsrichtung des Tragabschnittes abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnet sind. Die Längsrichtung des Tragabschnittes ist die Achsrichtung der Längsachse des Tragabschnittes. In einem Längsschnitt der Spulenwicklung betrachtet sind Windungsabschnitte der verwendeten Spulendrähte alternierend nebeneinander angeordnet.
Üblicherweise setzt sich die Spulenwicklung einer Magnetspule aus mehreren Spulendrahtlagen zusammen, die in einer zur Längsachse des Tragabschnittes radialen Richtung aufeinander liegen. Bevorzugt werden die mehreren Spulendrähte derartig gleichzeitig auf den Tragabschnitt aufgewickelt, dass nacheinander mehrere übereinanderliegende Spulendrahtlagen entstehen, in denen jeweils Windungsabschnitte unterschiedlicher Spulendrähte in der Längsrichtung des Tragabschnittes abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnet sind.
Wie sich herausgestellt hat, erweist sich hinsichtlich des Kosten-Nutzen-Verhältnisses ein Verfahren als besonders vorteilhaft, bei dem die Spulenwicklung aus genau zwei Spulendrähten zur Bildung zweier sich gegenseitig durchdringender Teilwicklungen hergestellt wird. Prinzipiell kann die Spulenwicklung auch aus mehr als zwei Spulendrähten und somit aus mehr als zwei Teilwicklungen hergestellt werden.
Das Aufwickeln jedes Spulendrahtes auf den Tragabschnitt beginnt in einem Umfangsbereich des Tragabschnittes, der zur besseren Unterscheidung als Wickelstartbereich bezeichnet sei. In dem Wickelstartbereich beginnt das Aufwickeln des Spulendrahtes auf den Tragabschnitt zur Erzeugung der betreffenden Teilwicklung. Der Wickelvorgang jedes Spulendrahtes setzt sich bevorzugt aus mehreren Wickel-Überläufen zusammen, bei denen der Spulendraht zur Bildung mehrerer Spulendrahtlagen axial entlang des Tragabschnittes hin und her verfahren wird und diesen somit mehrmals überläuft.
Bevorzugt wird der Wickelvorgang der Spulendrähte so ausgeführt, dass die Wickelstartbereiche sämtlicher Spulendrähte ein und demselben axialen Endabschnitt des Tragabschnittes zugeordnet sind. Die axiale Relativbewegung zwischen den Spulendrähten und dem Tragabschnitt in der Längsrichtung des Tragabschnittes ist daher während des Wickelvorganges bei allen Spulendrähten identisch. Beispielsweise werden die Spulendrähte während des Wickelvorganges bei rotierendem Spulenkörper ausgehend von den dem gleichen axialen Endabschnitt zugeordneten Wickelstartbereichen in Richtung zum anderen Endabschnitt des Tragabschnittes bewegt, wo eine Umkehrung der axialen Wickelrichtung stattfindet, so dass nachfolgend die Spulendrähte wieder in Richtung zu den Wickelstartbereichen auf die bereits erzeugte Spulendrahtlage aufgebracht werden. Diese hin- und hergehenden Wickel-Überläufe finden bevorzugt mehrfach statt, bis das gewünschte Volumen der Spulenwicklung erzeugt ist.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Wickelvorgänge der Spulendrähte in Wickelstartbereichen begonnen werden, die in der Umfangsrichtung der Längsachse des Tragabschnittes zueinander versetzt sind. Dadurch können an den axialen Endbereichen der Spulenwicklung die unbewickelten Freiräume besonders gering gehalten werden. Üblicherweise hat jeder Spulenkörper an beiden Endabschnitten des Tragabschnittes einen ringförmigen, nach radial außen abstehenden Flanschabschnitt, wobei die beiden Flanschabschnitte einen Aufnahmeraum für die Spulenwicklung axial beidseits begrenzen. Durch die umfangsmäßig versetzte Anordnung der Wickelstartbereiche kann der Wicklungsbeginn jedes Spulendrahtes in unmittelbarer Nachbarschaft der Flanschabschnitte beginnen. Bei dem sich anschließenden Wicklungsvorgang ergibt sich eine äußerst regelmäßige Ausbildung der einzelnen Spulendrahtlagen, was für eine hohe Wicklungsdichte in dem Aufnahmeraum sorgt.
Prinzipiell kann der Wicklungsvorgang allerdings auch so durchgeführt werden, dass die Wickelstartbereiche mehrerer oder sämtlicher Spulendrähte im gleichen Umfangsbereich des Tragabschnittes liegen.
Die Wickelstartbereiche der Spulendrähte sind in der Umfangsrichtung der Längsachse des Tragabschnittes bevorzugt gleichmäßig verteilt.
Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, die Wickelstartbereiche der Spulendrähte in der Umfangsrichtung der Längsachse des Tragabschnittes so zu legen, dass die Winkelabstände zwischen den einzelnen Wickelstartbereichen jeweils 360° dividiert durch die Anzahl der Spulendrähte betragen.
Bei zwei Spulendrähten sind die Wickelstartbereiche somit um 180° zueinander versetzt und liegen sich bezüglich der Längsachse des Drahtabschnittes diametral gegenüber. Bei beispielsweise drei Spulendrähten betragen die Winkelabstände zwischen den einzelnen Winkelstartbereichen jeweils 120°.
Besonders effektiv lässt sich eine Magnetspule herstellen, wenn vor Beginn des Wickelvorganges ein erster Draht-Endabschnitt der beiden Draht-Endabschnitte jedes Spulendrahtes an einem eigenen, an dem Spulenkörper fixierten Anschlusskontakt befestigt wird. Soll die Spulenwicklung aus zwei Spulendrähten hergestellt werden, wird somit jeder Spulendraht mit seinem ersten Draht-Endabschnitt an einem von zwei separaten Anschlusskontakten befestigt. Die Anschlusskontakte sind elektrisch leitend und beispielsweise stiftförmig ausgebildet. Zu ihrer Fixierung werden die Draht-Endabschnitte auf den betreffenden Anschlusskontakt zweckmäßigerweise aufgewickelt, so dass eine zuverlässige elektrische Verbindung entsteht. Bei Bedarf kann eine zusätzliche Schweiß- oder Lötverbindung erfolgen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden die Spulendrähte nach Beendigung des Wickelvorganges so miteinander kontaktiert, dass die erzeugten Teilwicklungen elektrisch in Reihe geschaltet sind und eine einheitlich bestrombare Spulenwicklung bilden. Die Spulenwicklung zeichnet sich dann durch eine durchgängige elektrische Verbindung aus und unterscheidet sich funktionell nicht von einer Spulenwicklung, die aus nur einem einzigen aufgewickelten Spulendraht besteht. Eine solche Herstellungsart empfiehlt sich insbesondere zur Erzeugung von Magnetspulen, mit denen ein starkes Magnetfeld erzeugt werden soll.
In Verbindung mit einem Verfahren, bei dem die Spulendrähte mit ihren ersten Draht-Endabschnitten an separaten Anschlusskontakten befestigt werden, ist es zur Erzeugung einer einheitlich bestrombaren Spulenwicklung von Vorteil, wenn nach Beendigung des Wickelvorganges ein zweiter Draht-Endabschnitt eines Spulendrahtes am gleichen Anschlusskontakt befestigt wird wie der erste Draht-Endabschnitt eines anderen Spulendrahtes. Wird die Spulenwicklung aus nur zwei Spulendrähten aufgebaut, äußert sich diese Verfahrensweise darin, dass der zweite Draht-Endabschnitt des ersten der beiden Spulendrähte am gleichen Anschlusskontakt fixiert wird wie der erste Draht-Endabschnitt des anderen, zweiten Spulendrahtes.
Auf der Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens kann alternativ eine Spulenwicklung erzeugt werden, bei der die Spulendrähte nach Beendigung des Wickelvorganges potentialmäßig getrennt bleiben, so dass die erzeugten Teilwicklungen individuell bleiben und unabhängig voneinander bestrombar sind. Bei einer entsprechend hergestellten Magnetspule bietet dies den Vorteil, dass abhängig von der Bestromung der voneinander unabhängigen Teilwicklungen unterschiedlich starke Magnetfelder generiert werden können. Dies lässt sich beispielsweise in Verbindung mit einem Magnetventil dafür nutzen, eine Haltestromabsenkung für den in einer bestimmten Axialposition festzuhaltenden beweglichen Anker eines Elektromagneten zu erzielen.
Insbesondere im Zusammenhang mit der Herstellung voneinander unabhängiger Teilwicklungen der Spulenwicklung ist es zweckmäßig, die Draht-Endabschnitte sämtlicher Spulendrähte an unterschiedlichen, an dem Spulenkörper fixierten Anschlusskontakten zu befestigen.
Der Spulenkörper besteht vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial. Die elektrisch leitenden Anschlusskontakte sind partiell in das Kunststoffmaterial des Spulenkörpers eingebettet und dadurch am Spulenkörper fixiert.
Um eine Spulenwicklung herzustellen, empfehlen sich zwei alternative Verfahrensabläufe. Entweder wird der Spulenkörper um die Längsachse des Tragabschnittes rotiert, wobei die Spulendrähte aufgewickelt werden, ohne ihre räumliche Ausrichtung im Umfangsbereich des Spulenträgers zu verändern. Alternativ können auch die Spulendrähte quasi fliegend um den stillstehenden Spulenträger herum aufgewickelt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegend Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 eine isometrische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Magnetspule, die nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, mit Blick auf eine axiale Vorderseite der Magnetspule,
2 die Magnetspule aus 1 in wiederum einer isometrischen Darstellung und mit Blick auf die Rückseite, wobei die Magnetspule zudem in einer um ihre Längsachse verdrehten Ausrichtung gezeigt ist, damit die an Anschlusskontakte angeschlossenen Spulendrähte besser erkennbar sind,
3 einen Längsschnitt durch die Magnetspule der 1 und 2 gemäß Schnittlinie III-III aus 1, wobei stellvertretend für weitere Spulendrahtlagen strichpunktierte Linien eingezeichnet sind,
4 eine isometrische Darstellung der Magnetspule aus 1 bis 3 in einer Phase ihrer Herstellung mit nur einer aufgewickelten Spulendrahtlage,
5 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie V-V aus 4,
6 eine sich an die Verfahrensphase der 4 und 5 anschließende weitere Verfahrensphase, in der momentan ein weiterer Wickel-Überlauf zur Erzeugung einer weiteren Spulendrahtlage beginnt,
7 eine isometrische Darstellung einer sich an die 6 anschließenden Verfahrensphase nach Beendigung eines weiteren Wickel-Überlaufes und unmittelbar vor Ausführung eines Verfahrensschrittes, aus der die Anordnung gemäß 1 und 2 resultiert, und
8 eine der 1 entsprechende isometrische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Magnetspule, die mit einem abgewandelten erfindungsgemäßen Verfahrensablauf hergestellt worden ist.

Die Abbildungen sind im Vergleich zu den realen Verhältnissen durchweg stark vergrößert. Insbesondere sind die Spulendrähte zur besseren Verdeutlichung der einzelnen Verfahrensschritte ihrerseits mit stark vergrößertem Durchmesser gezeigt. Die Anzahl der die Spulenwicklung bildenden Spulendrahtlagen ist in der Praxis erheblich größer als abgebildet.
Alle Abbildungen beziehen sich auf eine Magnetspule, die aus zwei Spulendrähten hergestellt ist, wobei einer der Spulendrähte zur besseren Unterscheidung vom anderen Spulendraht mit einer seiner Längsrichtung folgenden strichpunktierten Linie kenntlich gemacht ist.
Die 1 bis 3 einerseits sowie die 8 andererseits zeigen zwei vorteilhafte Ausführungsformen einer Magnetspule 1, die durch unterschiedliche Ausprägungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt sind. Zunächst wird der Aufbau dieser Magnetspulen 1 erläutert, wobei ergänzend auch auf die anderen Figuren Bezug genommen wird, die die Magnetspule 1 während unterschiedlicher Phasen des Herstellungsverfahrens im teilfertigen Zustand illustrieren. Soweit keine abweichenden Angaben gemacht werden, bezieht sich die Beschreibung auf alle Ausführungsbeispiele der Magnetspule 1.
Die Magnetspule 1 hat eine strichpunktiert angedeutete Längsachse 2, die sich bevorzugt mittig längs der Magnetspule 1 erstreckt.
Die Magnetspule 1 verfügt über einen Spulenkörper 3 der bevorzugt einstückig ausgebildet ist und insbesondere aus einem elektrisch nicht leitenden Material besteht. Der Spulenkörper 3 des Ausführungsbeispiels besteht aus einem Polymermaterial, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial. Es handelt sich bei dem Spulenkörper 3 bevorzugt um ein Kunststoff-Spritzgussteil.
Der Spulenkörper 3 hat eine Längsachse 4, die zweckmäßigerweise mit der Längsachse 2 der Magnetspule 1 zusammenfällt.
Der Spulenkörper 3 trägt eine Spulenwicklung 5 der Magnetspule 1. Die Spulenwicklung 5 hat eine hohlzylindrische Grundform und sitzt mit koaxialer Ausrichtung auf dem Spulenkörper 3.
Die Spulenwicklung 5 setzt sich aus mehreren elektrisch leitenden und insbesondere aus einem leitfähigen Metall bestehenden Spulendrähten 6, 7 zusammen. Die Spulendrähte bestehen bevorzugt aus Kupfer und sind zweckmäßigerweise von einer nicht weiter abgebildeten Isolationsschicht umgeben, beispielsweise von einer Lackschicht. Jeder Spulendraht 6, 7 ist biegbar, so dass er aus einer beliebigen Grundform, insbesondere aus einer linearen Grundform, zu einer eine Vielzahl von Windungen aufweisenden Spulenwicklung wendelförmig wickelbar ist.
Die Spulenwicklung 5 kann sich im Prinzip aus einer beliebigen Anzahl von Spulendrähten 6, 7 zusammensetzen. Exemplarisch umfasst die Spulenwicklung 5 genau zwei Spulendrähte 6, 7, die im Folgenden zur besseren Unterscheidung auch als erster Spulendraht 6 und als zweiter Spulendraht 7 bezeichnet werden. Zur besseren Unterscheidung ist in der Zeichnung der zweite Spulendraht 7 mit einer seinem Längsverlauf folgenden strichpunktierten Linie markiert. In der Schnittdarstellung der 3 sind die beiden Spulendrähte 6, 7 zur Unterscheidung voneinander mit unterschiedlich geneigten Schraffuren versehen.
Der Spulenkörper 3 hat einen eine Längsgestalt aufweisenden Tragabschnitt 8, dessen Längsachse 12 mit der Längsachse 4 des Spulenkörpers 3 vorzugsweise zusammenfällt. Der Tragabschnitt 8 hat radial außen eine zylindrische und bevorzugt kreiszylindrische Außenfläche, die im Folgenden zur besseren Unterscheidung als Tragfläche 13 bezeichnet wird. Der Tragabschnitt 8 ist insbesondere zumindest partiell und bevorzugt in seiner Gesamtheit rohrförmig ausgebildet.
Der Tragabschnitt 8 hat zwei in der Achsrichtung der Achse 12 einander entgegengesetzte axiale Endabschnitte, die im Folgenden zur besseren Unterscheidung als vorderer Endabschnitt 14 und als hinterer Endabschnitt 15 bezeichnet werden. An beiden Endabschnitten 14, 15 ist ein koaxial zu der Längsachse 12 ausgerichteter ringförmiger und insbesondere ringscheibenförmiger Flanschabschnitt 16, 17 angeordnet, der ein Bestandteil des Spulenkörpers 3 ist und der bevorzugt einstückig mit dem Tragabschnitt 8 ausgebildet ist. Zur besseren Unterscheidung wird im Folgenden der dem vorderen Endabschnitt 14 zugeordnete Flanschabschnitt 16 auch als vorderer Flanschabschnitt 16 und der dem hinteren Endabschnitt 15 zugeordnete Flanschabschnitt 17 auch als hinterer Flanschabschnitt 17 bezeichnet.
Jeder Flanschabschnitt 16, 17 ragt ausgehend vom Tragabschnitt 8 rings um die Längsachse 4 herum nach radial außen. Gemeinsam begrenzen die beiden axial zueinander beabstandeten Flanschabschnitte 16, 17 und die Tragfläche 13 des Tragabschnittes 8 einen zu der Längsachse 8 koaxialen Aufnahmeraum 18, in dem die Spulenwicklung 5 unter koaxialer Anordnung aufgenommen ist. Radial außen ist der Aufnahmeraum 18 bevorzugt offen.
An dem Spulenkörper 3 sind mehrere elektrisch leitende Anschlusskontakte 22 fest angebracht. Sie dienen zur elektrischen Kontaktierung der Spulenwicklung 5. Exemplarisch sind die Anschlusskontakte 22 stiftförmig ausgebildet, jedoch können sie auch jede andere Formgebung aufweisen.
Sämtliche Anschlusskontakte 22 sind zweckmäßigerweise an dem vorderen Flanschabschnitt 16 angebracht. Exemplarisch verfügt der vordere Flanschabschnitt 16 über eine Mehrzahl von Befestigungsausnehmungen 23, in die jeweils ein Anschlusskontakt 22 so eingesetzt ist, dass ein elektrisch leitender Anschlussabschnitt 24 des betreffenden Anschlusskontakts 22 in frei zugänglicher Weise herausragt.
Bevorzugt sind die Anschlusskontakte 22 so an dem vorderen Flanschabschnitt 16 fixiert, dass sie mit ihrem Anschlussabschnitt 24 in der Achsrichtung der Längsachse 4 in der dem Aufnahmeraum 18 entgegengesetzten Richtung vom vorderen Flanschabschnitt 16 wegragen.
Bevorzugt ist der vordere Flanschabschnitt 16 an der dem Aufnahmeraum 18 abgewandten Stirnseite mit mehreren Befestigungsfortsätzen 25 versehen, in denen jeweils eine der Befestigungsausnehmungen 23 ausgebildet ist, in denen jeweils einer der Anschlusskontakte 22 mit einem dem Anschlussabschnitt 24 entgegengesetzten Endabschnitt aufgenommen und fixiert ist. Beispielhaft sind an dem vorderen Flanschabschnitt 16 insgesamt vier jeweils mit einer Befestigungsausnehmung 23 versehene Befestigungsfortsätze 25 angeordnet, die in der Umfangsrichtung der Längsachse 4 insbesondere derart verteilt sind, dass sie in den Eckbereichen eines imaginären Quadrates liegen.
Abhängig von der Ausgestaltung der Spulenwicklung 5 können entweder sämtliche oder nur einige der Befestigungsausnehmungen 23 verwendet sein, um einen Anschlusskontakt 22 zu fixieren.
Bevorzugt wird der Spulenkörper 3 gesondert gefertigt. Er besteht zweckmäßigerweise aus einem Polymermaterial und dabei insbesondere aus einem spritzgießfähigen Kunststoffmaterial. Hergestellt wird der Spulenkörper 3 zweckmäßigerweise durch Spritzgießen. Als Werkstoff empfiehlt sich insbesondere ein Polyamid-Kunststoff.
Bei der Spritzgießherstellung des Spulenkörpers 3 werden die Befestigungsausnehmungen 23 ausgebildet, in die anschließend nach Bedarf die Anschlusskontakte 22 eingesetzt werden. Die Anschlusskontakte 22 werden oder sind bevorzugt eingepresst. Zusätzlich oder alternativ können sie beispielsweise auch eingeklebt sein. Eine zur Bestückung mit einem Anschlusskontakt 22 nicht verwendete Befestigungsausnehmung 23 kann unbestückt bleiben.
Bei einem alternativen Herstellungsverfahren wird der Spulenkörper 3 bei seiner Spritzgießherstellung an die zuvor in die Spritzgießform eingelegten Anschlusskontakte 22 angeformt, so dass die Anschlusskontakte 22 mit einem Teilbereich in das Kunststoffmaterial fest eingebettet werden.
Der Spulenkörper 3 und die daran fixierten Anschlusskontakte 22 bilden einen einheitlich handhabbaren Wicklungsträger 26.
Bei der Magnetspule 1 der 1 bis 7 sind an dem vorderen Flanschabschnitt 16 des Spulenkörpers 3 insgesamt drei Anschlusskontakte 22 fixiert. Das Ausführungsbeispiel der 8 verfügt an dem vorderen Flanschabschnitt 16 über insgesamt vier Anschlusskontakte 22.
Die Spulenwicklung 5 besteht aus mehreren Teilwicklungen 27, 28, deren Anzahl der vorhandenen Anzahl von Spulendrähten 6, 7 entspricht. Exemplarisch umfasst die Spulenwicklung 5 somit zwei Teilwicklungen 27, 28, von denen die durch den ersten Spulendraht 6 gebildete Teilwicklung 27 auch als erste Teilwicklung 27 bezeichnet sei, während die aus dem zweiten Spulendraht 7 bestehende weitere Teilwicklung 28 im Folgenden auch als zweite Teilwicklung 28 bezeichnet wird.
Bei der Herstellung der Magnetspule 1 werden die Spulendrähte 6, 7 auf den Tragabschnitt 8 des Spulenkörpers 3 aufgewickelt. Jede der aus diesem Wickelvorgang entstehenden Teilwicklungen 27, 28 zeichnet sich zweckmäßigerweise durch einen schraubenwendelförmigen Verlauf des zugeordneten Spulendrahtes 6, 7 aus. Besonders charakteristisch für die Spulenwicklung 5 ist, dass die vorhandenen mehreren Spulendrähte 6, 7 so auf den Tragabschnitt 8 gewickelt sind, dass sich die mehreren Teilwicklungen 27, 28 gegenseitig durchdringen. Diese sich durchdringende Teilwicklungsanordnung ist besonders gut aus 3 ersichtlich. Die Teilwicklungen 27, 28 sind also nicht als voneinander abgegrenzte Teilwicklungen axial nebeneinander oder koaxial übereinander angeordnet, sondern sind quasi ineinander verschachtelt, so dass jedem Windungsabschnitt 33 des jeweils einen Spulendrahtes 6 ein oder mehrere Windungsabschnitte 34 des jeweils anderen Spulendrahtes 7 unmittelbar benachbart sind und vorzugsweise direkt aneinander anliegen.
Die nach dem Wickelvorgang vorliegende Spulenwicklung 5 setzt sich aus mehreren Spulendrahtlagen 32 zusammen, die in der bezüglich der Längsachse 12 radialen Richtung übereinanderliegen und sich jeweils zwischen dem vorderen und hinteren Endabschnitt 14, 15 des Tragabschnittes 8 erstrecken. Die diversen Spulendrahtlagen 32 sind zwischen den beiden Flanschabschnitten 16, 17 angeordnet und dadurch sicher in dem Aufnahmeraum 8 gehalten. Jede Spulendrahtlage 32 enthält Längenabschnitte sämtlicher Spulendrähte 6, 7.
Die Spulenwicklung 5 hat eine Vielzahl von Spulendrahtlagen 32, wobei zur Vereinfachung in 3 nur drei solcher Spulendrahtlagen 32 durch die Querschnitte der Spulendrähte 6, 7 kenntlich gemacht sind. Weitere mögliche Spulendrahtlagen 32 sind bei 32a durch strichpunktierte Linien angedeutet.
Bevorzugt sind die einzelnen Teilwicklungen 27, 28 so ausgeführt, dass die Windungsabschnitte 33, 34 der unterschiedlichen Spulendrähte 6, 7 in der Längsrichtung 12 des Tragabschnittes 8 abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnet sind. Die Längsrichtung 12 des Tragabschnittes 8 ist die Achsrichtung der mit dem gleichen Bezugszeichen versehenen Längsachse 12 des Tragabschnittes 8. Bei einer Ausstattung mit zwei Teilwicklungen 27, 28 gemäß der illustrierten Ausführungsbeispiele äußert sich das Wicklungsmuster darin, dass die Windungsabschnitte 33, 34 der beiden Spulendrähte 6, 7 in jeder der mehreren Spulendrahtlagen 32 in der Längsrichtung 12 des Tragabschnittes 8 alternierend angeordnet sind. Jede Spulendrahtlage 32 setzt sich aus Windungsabschnitten 33, 34 sämtlicher Spulendrähte 6, 7 zusammen, wobei es sich bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel wie erwähnt um genau zwei Spulendrähte 6, 7 handelt.
Der erste Spulendraht 6 hat einen ersten Draht-Endabschnitt 6a und einen entgegengesetzten zweiten Draht-Endabschnitt 6b.
Der zweite Spulendraht 7 hat ebenfalls einen ersten Draht-Endabschnitt 7a und einen entgegengesetzten zweiten Draht-Endabschnitt 7b. Diese Draht-Endabschnitte 6a, 7a, 6b, 7b sind jeweils mit einem der diversen Anschlusskontakte 22 elektrisch leitend verbunden, indem sie an den Anschlussabschnitten 24 fixiert sind.
Exemplarisch sind die Draht-Endabschnitte 6a, 7a, 6b, 7b auf den zugeordneten Anschlussabschnitt 24 unter Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung aufgewickelt. Eine gegebenenfalls vorhandene Drahtisolierung, beispielsweise eine Lackschicht, ist vor dem Umwickeln entfernt worden. Zur Gewährleistung einer sicheren elektrischen Kontaktierung können die Draht-Endabschnitte 6a, 7a, 6b, 7b am zugeordneten Anschlussabschnitt 24 zusätzlich angeschweißt oder angelötet sein.
Beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Magnetspule 1 werden alle oder einige der Anschlusskontakte 22 verwendet, um eine externe elektrische Betätigungsspannung anzulegen. Die angelegte Betätigungsspannung ruft einen elektrischen Stromfluss durch die mit den Anschlusskontakten 22 kontaktierte Spulenwicklung 5 hervor, aus der ein Magnetfeld resultiert. Dieses im Folgenden als Spulenmagnetfeld bezeichnete Magnetfeld kann beispielsweise genutzt werden, um ein in dem Spulenmagnetfeld angeordnetes ferromagnetisches Element durch Magnetkraft zu bewegen. Bei diesem ferromagnetischen Element handelt es sich insbesondere um den beweglichen Anker eines elektromagnetischen Aktors, der die Magnetspule 1 zur Erzeugung magnetischer Antriebskräfte enthält. Der bewegliche Anker erstreckt sich insbesondere mit einem stößelförmigen Längenabschnitt in axial beweglicher Weise im Inneren des rohrförmigen Tragabschnittes 8.
Bei der gemäß 1 bis 7 aufgebauten Magnetspule 1 ist der erste Draht-Endabschnitt 6a des ersten Spulendrahts 6 am Anschlussabschnitt 24 eines ersten Anschlusskontakts 22a der mehreren Anschlusskontakte 22 angebracht. Der zweite Draht-Endabschnitt 6b des ersten Spulendrahts 6 ist an einem zweiten Anschlusskontakt 22b der mehreren Anschlusskontakte 22 angebracht. An diesem zweiten Anschlusskontakt 22b ist außerdem auch der erste Draht-Endabschnitt 7a des zweiten Spulendrahts 7 angebracht. An einem dritten Anschlusskontakt 22c der mehreren Anschlusskontakte 22 ist der zweite Spulendraht 7 mit seinem zweiten Draht-Endabschnitt 7b befestigt. Die Magnetspule 1 verfügt in diesem Fall über nur drei bestimmungsgemäß genutzte Anschlusskontakte 22a, 22b, 22c.
Dadurch, dass der zweite Draht-Endabschnitt 6b des ersten Spulendrahts 6 am gleichen Anschlusskontakt 22, hier an dem zweiten Anschlusskontakt 22b befestigt ist, wie der erste Draht-Endabschnitt 7a des zweiten Spulendrahts 7, ergibt sich eine elektrische Reihenschaltung der beiden Teilwicklungen 27, 28, mit der Folge, dass die aus den beiden Teilwicklungen 27, 28 bestehende Spulenwicklung 5 einheitlich bestrombar ist. Zu dieser einheitlichen Bestromung wird beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Magnetspule 1 die Betätigungsspannung zwischen dem ersten Anschlusskontakt 22a und dem dritten Anschlusskontakt 22c angelegt.
Von dem vorstehend geschilderten Aufbau unterscheidet sich derjenige der in 8 illustrierten Magnetspule 1 dadurch, dass ein vierter Anschlusskontakt 22d vorhanden ist, wobei der zweite Draht-Endabschnitt 6b an diesem vierten Anschlusskontakt 22d angebracht ist, anstatt an dem zweiten Anschlusskontakt 22b. Somit ist jeder Draht-Endabschnitt 6a, 6b, 7a, 7b an einem eigenen Anschlusskontakt 22 elektrisch leitend befestigt. Dies hat zur Folge, dass die beiden Spulendrähte 6, 7 potentialmäßig voneinander getrennt sind und die beiden Teilwicklungen 27, 28 unabhängig voneinander bestrombar sind, um unabhängig voneinander jeweils ein Spulen-Magnetfeld zu erzeugen. Jede Teilwicklung 27, 28 ist unabhängig von der anderen Teilwicklung 28, 27 bestrombar, wobei die gewünschte Betätigungsspannung für die erste Teilwicklung 27 zwischen dem ersten Anschlusskontakt 22a und dem vierten Anschlusskontakt 22d angelegt wird, während die Betätigungsspannung für die zweite Teilwicklung 28 zwischen dem zweiten Anschlusskontakt 22b und dem dritten Anschlusskontakt 22c angelegt wird.
Diese Ausgestaltung bietet die vorteilhafte Möglichkeit, bei gleichzeitiger Bestromung beider Teilwicklungen 27, 28 ein einheitliches, starkes Spulen-Magnetfeld zu erzeugen oder durch selektive Bestromung nur einer einzigen der beiden Teilwicklungen 27 oder 28 ein Spulen-Magnetfeld geringerer Stärke hervorzurufen. Auch besteht die Möglichkeit, durch entgegengesetzte Polarisierung der angelegten Betätigungsspannungen die Stromflussrichtung in den beiden Teilwicklungen 27, 28 einander entgegengesetzt auszuführen, um beispielsweise gegensinnig wirksame Antriebskräfte auf ein im Spulen-Magnetfeld befindliches bewegliches Element auszuüben.
Nachfolgend werden bevorzugte Verfahrensabläufe zur Herstellung der Magnetspule 1 beschrieben.
Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass zunächst unabhängig voneinander ein Wicklungsträger 26 und eine der gewünschten Anzahl von Teilwindungen 27, 28 entsprechende Anzahl von individuellen Spulendrähten 6, 7 bereitgestellt werden. Da die Magnetspulen 1 der illustrierten Ausführungsbeispiele über jeweils zwei Teilwicklungen 27, 28 verfügen sollen, werden ein erster Spulendraht 6 und ein hiervon getrennt ausgebildeter zweiter Spulendraht 7 bereitgestellt.
Die Bereitstellung der Spulendrähte 6, 7 erfolgt auf die für die Herstellung von Spulendrähten übliche Art und Weise, die dem Fachmann bekannt ist, so dass an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen werden muss.
Zur Bereitstellung des Wicklungsträgers 26 wird bevorzugt zunächst der Spulenträger 3 hergestellt, insbesondere durch Spritzgießen aus einem spritzgießfähigen Kunststoffmaterial. Dabei werden auch die Befestigungsausnehmungen 23 ausgebildet, in die anschließend die der gewünschten Bauform der Magnetspule 1 entsprechende Anzahl von Anschlusskontakten 22 eingesetzt wird. Zur Herstellung einer Magnetspule 1 gemäß 1 bis 7 wird der Spulenkörper 3 mit einem ersten, zweiten und dritten Anschlusskontakt 22a, 22b, 22c bestückt, zur Herstellung einer Magnetspule gemäß 8 zusätzlich noch mit einem vierten Anschlusskontakt 22d.
Anschließend werden die beiden Spulendrähte 6, 7 unter jeweiliger Ausbildung einer Teilwicklung 27, 28 innerhalb des Aufnahmeraumes 18 auf den Tragabschnitt 8 aufgewickelt. Hierbei ist ein wesentlicher Aspekt, dass die mehreren Spulendrähte 6, 7 - hier: zwei Spulendrähte 6, 7 - gleichzeitig auf den Tragabschnitt 8 gewickelt werden, so dass sich die entstehenden Teilwicklungen 27, 28 in der weiter oben schon beschriebenen Weise gegenseitig durchdringen.
Der Wickelvorgang findet in mehreren durch einen Doppelpfeil angedeuteten Wickel-Überläufen 35 in der Längsrichtung 12 des Tragabschnittes 8 statt. Dabei werden die bezüglich der Längsachse 12 radial aufeinanderliegenden Spulendrahtlagen 32 nacheinander erzeugt.
Der Wickelvorgang wird dergestalt ausgeführt, dass sich pro Spulendrahtlage 32 eine in der Längsrichtung 12 des Tragabschnittes 8 abwechselnde Aufeinanderfolge von einzelnen Windungsabschnitten 33, 34 der beiden Spulendrähte 6, 7 ergibt.
Der gleichzeitige Wickelvorgang der beiden Spulendrähte 6, 7 beginnt bevorzugt auf dem vorderen Endabschnitt 14 des Tragabschnittes 8. Vor Wicklungsbeginn wird der erste Draht-Endabschnitt 6a des ersten Spulendrahts 6 am ersten Anschlusskontakt 22a befestigt und wird außerdem der erste Draht-Endabschnitt 7a des zweiten Spulendrahts 7 an dem zweiten Anschlusskontakt 22b befestigt.
Ausgehend von dort, werden die beiden Spulendrähte 7 in den Aufnahmeraum 18 hinein und dort in den Bereich des vorderen Endabschnittes 14 des Tragabschnittes 8 geführt. Die restlichen Längenabschnitte der Spulendrähte 6, 7 bis hin zu den zweiten Draht-Endabschnitten 6b, 7b ragen aus dem Aufnahmeraum 18 heraus und werden so gehalten, dass sie sich etwa tangential zu der Tragfläche 13 erstrecken.
Die außerhalb des Spulenkörpers 3 liegenden zweiten Draht-Endabschnitte 6b, 7b werden maschinell in derart nachgiebiger oder nachgeführter Weise festgehalten, dass die Spulendrähte 6, 7 bei nachfolgender Rotation des Spulenkörpers 3 beziehungsweise des gesamten Wicklungsträgers 26 mehr und mehr auf den Tragabschnitt 8 aufgewickelt werden. Dabei werden die externen zweiten Draht-Endabschnitte 6b, 7b in der Längsrichtung 12 des Tragabschnittes 8 mehrfach in der Längsrichtung 12 hin und her bewegt, so dass hin und her gehende Wickel-Überläufe 35 stattfinden, bei denen die Spulendrähte 6, 7 zwischen dem vorderen Endabschnitt 14 und dem hinteren Endabschnitt 15 des Tragabschnittes 8 hin und her gehend wendelförmig aufgewickelt werden.
Der Wickelvorgang beginnt im Bereich des vorderen Endabschnittes 14 mit einem ersten Wickel-Überlauf 35 bis in den Bereich des hinteren Endabschnittes 15 des Tragabschnittes 8, wodurch eine erste Spulendrahtlage 32 erzeugt wird. Der hintere Endabschnitt 15 definiert einen Umkehrpunkt für den Wickelvorgang, ausgehend von dem eine auf der ersten Spulendrahtlage 32 liegende zweite Spulendrahtlage 32 erzeugt wird, indem ein Wickel-Überlauf zurück bis in den Bereich des vorderen Endabschnittes 14 des Tragabschnittes 8 stattfindet. Der Bereich dieses vorderen Endabschnittes 14 bildet dann einen neuerlichen Umkehrpunkt für den nächsten, in Richtung zum hinteren Endabschnitt 15 orientierten Wickel-Überlauf zur Erzeugung der nächsten Spulendrahtlage 32. Auf diese Weise werden hin und her gehende Wickel-Überläufe 35 mit gleichzeitig beiden Spulendrähten 6, 7 ausgeführt, bis die komplette Spulenwicklung 5 hergestellt ist.
Abschließend werden dann noch die beiden zweiten Draht-Endabschnitte 6b, 7b an den für sie vorgesehenen Anschlusskontakten 22 befestigt. Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 sind dies der zweite Anschlusskontakt 22b für den zweiten Draht-Endabschnitt 6b des ersten Spulendrahtes 6 und der dritte Anschlusskontakt 22c für den zweiten Draht-Endabschnitt 7b des zweiten Spulendrahts 7. Beim Ausführungsbeispiel der 8 wird der zweite Draht-Endabschnitt 7b des zweiten Spulendrahts 7 ebenfalls an dem dritten Anschlusskontakt 22c befestigt, während allerdings der zweite Draht-Endabschnitt 6b des ersten Spulendrahts 6 an dem in diesem Fall zusätzlich vorhandenen vierten Anschlusskontakt 22d angebracht wird.
Es versteht sich, dass die Spulendrähte 6, 7 nicht zwingend schon vor dem Wickelvorgang auf die erforderliche Drahtlänge zugeschnitten sein müssen. Der Wickelvorgang kann auch mit Spulendrähten größerer Länge ausgeführt werden, die erst nach Abschluss des Wickelvorganges zur Erzeugung der freien zweiten Draht-Endabschnitte 6b, 7b auf das gewünschte Maß abgelängt werden.
Die zur Ausführung des Wickelvorganges durchgeführte Rotation des Spulenkörpers 3 beziehungsweise Wickelträgers 26 findet um die Längsachse 12 als Drehachse statt. Hierzu wird der Spulenkörper 3 an oder auf einem entsprechend rotativ antreibbaren Maschinenteil einer Wickelmaschine platziert, die auch die Spulendrähte 6, 7 hält und zuführt.
Bei einem alternativen Wickelverfahren steht der Spulenkörper 3 still, wobei die Spulendrähte 6, 7 quasi fliegend außen um den Tragabschnitt 8 herumgewickelt werden.
Die 4 und 5 zeigen eine Momentaufnahme des Wickelvorganges unmittelbar nach Herstellung der ersten, direkt auf der Tragfläche 13 sitzenden ersten Spulendrahtlage 32. Der Wickelvorgang ist dabei am ersten Umkehrpunkt im Bereich des hinteren Flanschabschnittes 17 angelangt.
Aus der Querschnittsdarstellung der 5 sind die als Wickelstartbereiche 36, 37 bezeichneten Umfangsbereiche des Tragabschnittes 8 ersichtlich, an denen mit dem Wickelvorgang jedes Spulendrahts 6, 7 auf dem Tragabschnitt 8 begonnen wird. Hierbei wird deutlich, dass der Wickelstartbereich 36 des ersten Spulendrahtes 6 und der Wickelstartbereich 37 des zweiten Spulendrahtes 7 in der durch einen Doppelpfeil kenntlich gemachten Umfangsrichtung 38 der Längsachse 12 des Tragabschnittes 8 versetzt zueinander angeordnet sind. Der Umfangsversatz an der Tragfläche 13 ist bevorzugt so gewählt, dass in der Umfangsrichtung 38 eine gleichmäßige Verteilung der beiden Wickelstartbereiche 36, 37 vorliegt. Exemplarisch bringt dies mit sich, dass der Winkelabstand 180° beträgt.
Unabhängig von der verwendeten Anzahl von Spulendrähten 6, 7 ist es vorteilhaft, wenn die Wickelstartbereiche der Spulendrähte 6, 7 so gelegt werden, dass ihre Winkelabstände in der Umfangsrichtung 38 jeweils 360° dividiert durch die Anzahl der Spulendrähte 6, 7 betragen.
Unter ergänzender Betrachtung von insbesondere den 2 und 3 wird deutlich, dass die Wickelstartbereiche 36, 37 zweckmäßigerweise ein und demselben axialen Endabschnitt des Tragabschnittes 8 zugeordnet sind, wobei es sich vorzugsweise um den vorderen Endabschnitt 14 handelt, an dem auch die Anschlusskontakte 22 angebracht sind.
Die geschilderte Anordnung der Wickelstartbereiche 36, 37 hat den vorteilhaften Effekt, dass jede Teilwicklung 27, 28 im Bereich des vorderen Endabschnittes 14 des Tragabschnittes 8 in unmittelbarer Nachbarschaft zu der dem Aufnahmeraum 18 zugewandten axialen Innenfläche 42 des vorderen Flanschabschnittes 16 beginnen kann, wobei zweckmäßigerweise jeder Spulendraht 6, 7 an dieser axialen Innenfläche 42 anliegt. Gleiches gilt für den axial entgegengesetzten Endbereich der Teilwicklungen 27, 28 im Bereich des hinteren Endabschnittes 15 des Tragabschnittes 8 beziehungsweise des hinteren Flanschabschnittes 17. Die Folge ist ein geordneter Wickelvorgang ohne unerwünschte Überkreuzungen der aufgewickelten Spulendrähte 6, 7. Zudem lässt sich der Aufnahmeraum 18 auf diese Weise optimal mit Drahtmaterial füllen.
Da die Spulendrähte 6, 7 mit ihrem ersten Draht-Endabschnitt 6a, 7a an einem der Anschlusskontakte 22 befestigt sind, erübrigen sich beim Wickelvorgang weitere Befestigungsmaßnahmen zur Gewährleistung der gewünschten Wickelstartbereiche 36, 37. Um zum gewünschten Wickelstartbereich 36, 37 zu gelangen, sind die Spulendrähte 6, 7 ausgehend vom zugeordneten Anschlusskontakt 22, 22a, 22b bevorzugt außen um den zugeordneten vorderen Flanschabschnitt 16 herumgeführt, wobei sie durch Anlage an diesem vorderen Flanschabschnitt 16 gut festgehalten werden. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn zumindest der vordere Flanschabschnitt 16 und zweckmäßigerweise jeder Flanschabschnitt 16, 17 eine polygonförmige und insbesondere quadratische Außenkontur hat.
Es können ohne weiteres Kerben oder Löcher in dem vorderen Flanschabschnitt 16 ausgebildet sein, durch die sich die Spulendrähte 6, 7 auf ihrem Weg vom zugeordneten Anschlusskontakt 22, 22a, 22b zum gewünschten Wickelstartbereich 36, 37 hindurch erstrecken und die eine seitliche Fixierung der Spulendrähte 6, 7 beim Wickelvorgang hervorrufen. Selbstverständlich können die Spulendrähte 6, 7 zusätzlich oder alternativ auch unmittelbar an dem gewünschten Wickelstartbereichen 36, 37 am Spulenkörper 3 und dabei insbesondere am Tragabschnitt 8 befestigt werden.
Die 6 zeigt eine Phase des Wickelvorganges, bei dem die beiden Spulendrähte 6, 7 den dem hinteren Flanschabschnitt 17 zugeordneten Umkehrpunkt bereits durchlaufen haben und sich im Zustand des Wickelns einer zweiten Spulendrahtlage 32 befinden, wobei sich die im Aufwickeln befindenden Spulendrähte 6, 7 in Richtung zum vorderen Flanschabschnitt 16 bewegen.
Die 7 zeigt eine Verfahrensphase, bei der die zweite Spulendrahtlage 32 gewickelt ist und sich die beiden Spulendrähte 6, 7 in dem dem vorderen Flanschabschnitt 16 zugeordneten Umkehrpunkt befinden, an den sich ein weiterer Wickel-Überlauf 35 in Richtung zum hinteren Flanschabschnitt 17 anschließt.
Die Anzahl der erzeugten Spulendrahtlagen 32 wird bevorzugt so gewählt, dass sich beide Spulendrähte 6, 7 nach Beendigung des Wickelvorganges im Bereich des vorderen Endabschnittes 14 des Tragabschnittes 8 befinden, dort wo der Wickelvorgang auch begonnen hatte. Auf diese Weise können die nicht aufgewickelten zweiten Draht-Endabschnitte 6b, 7b bequem außen um den vorderen Flanschabschnitt 16 herumgeführt und am zugeordneten Anschlusskontakt 22 elektrisch leitend befestigt werden.
Zur Herstellung der Magnetspule 1 gemäß 1 bis 7 wird entsprechend den Illustrationen der 1 und 2 der zweite Draht-Endabschnitt 6b des ersten Spulendrahtes 6 am zweiten Anschlusskontakt 22b und der zweite Draht-Endabschnitt 7b des zweiten Spulendrahtes 7 am dritten Anschlusskontakt 22c befestigt.
Zur Herstellung der Magnetspule gemäß 8 wird der zweite Draht-Endabschnitt 6b des ersten Spulendrahts 6 am vierten Anschlusskontakt 22d und der zweite Draht-Endabschnitt 7b des zweiten Spulendrahtes 7 am dritten Anschlusskontakt 22c elektrisch leitend befestigt.
Dadurch, dass gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 der zweite Draht-Endabschnitt 6b des ersten Spulendrahtes 6 am gleichen, hier zweiten Anschlusskontakt 22b befestigt wird wie der erste Draht-Endabschnitt 7a des zweiten Spulendrahtes 7, ergibt sich eine elektrische Reihenschaltung der beiden Teilwicklungen 27, 28 und demensprechend eine einheitlich bestrombare Spulenwicklung 5.
Wird hingegen gemäß dem Ausführungsbeispiel der 8 nach Beendigung des Wickelvorganges der zweite Draht-Endabschnitt 6b des ersten Spulendrahtes 6 an einem eigenen, nur ihm vorbehaltenen vierten Anschlusskontakt 22d befestigt, wobei auch die übrigen Draht-Endabschnitte 6a, 7a, 7b an jeweils einem eigenen Anschlusskontakt 22a, 22b, 22c befestigt werden, erreicht man eine potentialmäßige Trennung der beiden Spulendrähte 6, 7, so dass die beiden daraus erzeugten Teilwicklungen 27, 28 in der vorhin geschilderten Weise unabhängig voneinander bestrombar sind.
Die Wickelrichtung beim Aufwickeln der Spulendrähte 6, 7 auf den Tragabschnitt 8, die in der Umfangsrichtung 38 verläuft, ist bei sämtlichen der gleichzeitig von einem Wickelvorgang betroffenen Spulendrähte 6, 7 die gleiche. Dadurch ergibt sich ein gleichmäßiger Wickelvorgang, wobei innerhalb jeder Spulendrahtlage 32 Windungsabschnitte 33 des ersten Spulendrahtes 6 und Windungsabschnitte 34 des zweiten Spulendrahtes 7 abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnet sind. In jeder Spulendrahtlage 32 ist jeder Spulendraht 6, 7 zu einem Wendelkörper mit axial beabstandeten Windungsabschnitten 33, 34 gewickelt, wobei die Windungsabschnitte 33 des vom ersten Spulendraht 6 gebildeten Wendelkörpers in den Zwischenräumen zwischen den Windungsabschnitten 34 des vom zweiten Spulendrahts 7 gebildeten Wendelkörpers angeordnet sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3145179 C2 [0003]
EP 0425962 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Magnetspule (1), die einen Spulenkörper (3) und eine von dem Spulenkörper (3) getragene Spulenwicklung (5) aufweist, wobei die Spulenwicklung (5) aus mehreren Spulendrähten (6, 7) besteht, die unter Bildung von Teilwicklungen (27, 28) auf einen eine Längsachse (12) aufweisenden Tragabschnitt (8) des Spulenkörpers (3) gewickelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Spulenwicklung (5) mehrere Spulendrähte (6, 7) gleichzeitig auf den Tragabschnitt (8) gewickelt werden, sodass sich die Teilwicklungen (27, 28) gegenseitig durchdringen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Spulendrähte (6, 7) so auf den Tragabschnitt (8) gewickelt werden, dass Windungsabschnitte (33, 34) unterschiedlicher Spulendrähte (6, 7) in der Längsrichtung (12) des Tragabschnittes (8) abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Spulendrähte (6, 7) so auf den Tragabschnitt (8) aufgewickelt werden, dass nacheinander mehrere übereinanderliegende Spulendrahtlagen (32) entstehen, in denen jeweils Windungsabschnitte (33, 34) unterschiedlicher Spulendrähte (6, 7) in der Längsrichtung (12) des Tragabschnittes (8) abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenwicklung (5) mit genau zwei jeweils aus einem eigenen Spulendraht (6, 7) bestehenden Teilwicklungen (27, 28) hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Wickelvorgang jedes Spulendrahtes (6, 7) in einem Wickelstartbereich (36, 37) des Tragabschnittes (8) begonnen wird, wobei die Wickelstartbereiche (36, 37) sämtlicher Spulendrähte (6, 7) ein und demselben axialen Endabschnitt (14) des Tragabschnittes (8) zugeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Wickelvorgang jedes Spulendrahtes (6, 7) in einem Wickelstartbereich (36, 37) des Tragabschnittes (8) begonnen wird, wobei die Wickelstartbereiche (36, 37) der Spulendrähte (6, 7) in der Umfangsrichtung (38) der Längsachse (12) des Tragabschnittes (8) zueinander versetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelstartbereiche (36, 37) der Spulendrähte (6, 7) in der Umfangsrichtung (38) der Längsachse (12) des Tragabschnittes (8) gleichmäßig verteilt sind.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelstartbereiche (36, 37) der Spulendrähte (6, 7) in der Umfangsrichtung (38) der Längsachse (12) des Tragabschnittes (8) so gelegt werden, dass ihre Winkelabstände jeweils 360° dividiert durch die Anzahl der Spulendrähte (6, 7) betragen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des Wickelvorganges ein erster Draht-Endabschnitt (6a, 7a) der beiden Draht-Endabschnitte (6a, 6b; 7a, 7b) jedes Spulendrahtes (6, 7) an einem eigenen, an dem Spulenkörper (3) fixierten Anschlusskontakt (22, 22a, 22b) befestigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulendrähte (6, 7) nach Beendigung des Wickelvorganges so miteinander kontaktiert werden, dass die erzeugten Teilwicklungen (27, 28) elektrisch in Reihe geschaltet sind und eine einheitlich bestrombare Spulenwicklung (5) bilden.
Verfahren nach Anspruch 10 in Verbindung mit Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Wickelvorganges ein zweiter Draht-Endabschnitt (6b) eines Spulendrahtes (6) am gleichen Anschlusskontakt (22, 22b) befestigt wird wie der erste Draht-Endabschnitt (7a) eines anderen Spulendrahtes (7).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulendrähte (6, 7) nach Beendigung des Wickelvorganges potentialmäßig getrennt bleiben, sodass die erzeugten Teilwicklungen (27, 28) unabhängig voneinander bestrombar sind.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Draht-Endabschnitte (6a, 6b; 7a, 7b) sämtlicher Spulendrähte (6, 7) an unterschiedlichen, an dem Spulenkörper (3) fixierten Anschlusskontakten (22, 22a, 22b, 22c, 22d) befestigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Herstellen der Spulenwicklung (5) entweder der Spulenkörper (3) um die Längsachse (12) des Tragabschnittes (8) rotiert wird oder die Spulendrähte (6, 7) um den stillstehenden Spulenkörper (3) herum gewickelt werden.
Magnetspule, mit einem Spulenkörper (3) und einer von dem Spulenkörper (3) getragenen Spulenwicklung (5), wobei die Spulenwicklung (5) aus mehreren Spulendrähten (6, 7) besteht, die unter Bildung von Teilwicklungen (27, 28) auf einen eine Längsachse (12) aufweisenden Tragabschnitt (8) des Spulenkörpers (3) gewickelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Spulendrähte (6, 7) so auf den Tragabschnitt (8) gewickelt sind, dass sich die Teilwicklungen (27, 28) gegenseitig durchdringen.