DE19622634A1 - Magnetspule sowie Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Magentspule sowie ein Ver­ fahren zu deren Herstellung.

Aus der Praxis sind Magnetspulen bekannt, bestehend aus

• - einem Spulenkörper aus gewickeltem Spulendraht, des­ sen beide Enden nach außen geführt sind,
• - zwei Kontaktstiften, die jeweils mit einem Ende des Spulendrahts umwickelt sind,
• - zwei mit den Kontaktstiften koppelbare Anschlußzun­ gen sowie
• - einer Kunststoffummantelung.

Die Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktstiften und dem meist mit Lack isolierten Spulendraht wird durch geeignete mechanische oder elek­ trische Energiebeaufschlagung bewirkt. Aus der DE-A-43 13 608 wird hierzu der Kontaktstift und der Spulendraht durch Einkopplung von Schwingungen im Ultraschallbe­ reich angeregt, wobei durch die Reibung zwischen dem unter Vorspannung gehaltenen Spulendraht und einzelnen, den gewickelten Spulendraht berührenden Bereichen der Kontaktstifte Kontaktierungen entstehen. Die Anschluß­ zungen werden üblicherweise mit den Kontaktstiften ver­ schweißt. Die dabei entstehende relativ starre Verbin­ dung führt bei der Massenherstellung derartiger Magnet­ spulen zu einer relativ hohen Ausfallquote durch Abriß des meist sehr dünnen Spulendrahts, der u. U. nur 0,04 mm dick ist. Dieser Abriß entsteht durch die unvermeid­ lichen Relativbewegungen der Anschlußzungen zum Spulen­ körper beim Einlegen und Verarbeiten in der Kunststoff­ ummantelungsform.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Ma­ gnetspule und das Verfahren zu deren Herstellung im Hinblick auf eine geringere Ausfallquote zu verbessern und dabei die Herstellung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Indem die Anschlußzungen mit den Kontaktstiften derart gekoppelt werden, daß einerseits eine elektrische Ver­ bindung und andererseits eine Verschiebbarkeit der An­ schlußzunge gegenüber dem Kontaktstift in dessen Längs­ richtung gewährleistet ist, ergibt sich eine relativ flexible Verbindung zwischen Kontaktstift und Anschluß­ zungen. Diese Verbindung fangt die unvermeidlichen Re­ lativbewegungen der Anschlußzungen in bezug auf den Spulenkörper auf, ohne daß es dabei zum Abriß des Spu­ lendrahtes am Kontaktstift kommt.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung erlaubt die Verbindung zwischen Anschlußzunge und Kontaktstift nicht nur eine Relativerschiebung in Längsrichtung des Kontaktstiftes, sondern auch zusätzlich quer zu dieser Richtung. Dadurch wird ein zusätzlicher Freiheitsgrad bereitgestellt, der eine noch flexiblere Verbindung zwischen Anschlußzunge und Kontaktstift bzw. Spulenkör­ per gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird der Spulendraht, der üblicherweise mit einer isolierenden Lackschicht überzogen ist, durch Tauchlotung mit den Kontaktstiften kontaktiert. Dazu wird der Bereich der Kontaktstifte, der mit dem Spulen­ draht umwickelt ist, in ein Lotbad eingetaucht, dessen Temperatur so hoch ist, daß sich der Isolierlack auf­ löst und sich durch das Lot eine elektrische Verbindung zwischen Kontaktstift und Spulendraht ergibt.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung wer­ den anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispieles und der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Magnetspule,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung längs der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Detailansicht im Bereich der Kontaktierung zwischen Anschlußzunge und Kon­ taktstift,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung an der Linie IV der Fig. 1;

Fig. 5 eine Aufsicht auf einen Anschlußzungenträger so­ wie

Fig. 6 eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispieles.

Die in Fig. 1 dargestellte Magnetspule besteht im we­ sentlichen aus einem Spulenkörper 1 mit gewickeltem Spulendraht 2, einem Magnetkern 3 sowie einem Anker 4.

Ferner sind zwei Kontaktstifte 5, 6 vorgesehen, um die jeweils ein Ende des Spulendrahtes 2 gewickelt ist. Diese Kontaktstifte 5, 6 stecken mit ihrem einen Ende im Spulenkörper 1 und sind mit ihrem anderen Ende je­ weils mit einer Anschlußzunge 7, 8 gekoppelt.

Die beiden Anschlußzungen 7, 8 sind auf einem Anschluß­ zungenträger 9 angeordnet, der an einem Magnetjoch 10 der Magnetspule gehaltert ist.

Die Anschlußzungen 7, 8 weisen zur Kopplung mit den Kontaktstiften 5, 6 Kleinmittel auf, die einerseits eine elektrische Verbindung und andererseits eine Verschieb­ barkeit der Anschlußzungen gegenüber den Kontaktstiften in dessen Längsrichtung gewährleisten. In dem in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel erlauben diese Klemmittel ferner eine zusätzliche Rela­ tivverschiebbarkeit der Anschlußzungen gegenüber den Kontaktstiften quer zur Längsrichtung der Kontakt­ stifte.

Diese Klemmittel sind in dem dargestellten Ausführungs­ beispiel als Schlitze 11, 12 in den Anschlußzungen 7, 8 ausgebildet, wobei die Kontaktstifte 5, 6 zwischen den den Schlitz 11, 12 begrenzenden Flanken 11a, 11b bzw. 12a, 12b gehaltert sind. Die beiden Flanken 11a, 11b bzw. 12a, 12b sind etwas aufgebogen, wobei die sich da­ durch ergebende Schlitzweite etwas geringer ist als die Breite der vorzugsweise im Querschnitt viereckigen Kon­ taktstifte. Die beiden Flanken eines Schlitzes haben dabei federnde Wirkung, so daß beim Aufstecken auf einen Kontaktstift eine sichere elektrische Verbindung gewährleistet ist. Auch nach dem Aufstecken ist eine Verschiebbarkeit der Anschlußzungen in Längsrichtung der Kontaktstifte möglich (Doppelpfeil 13).

Wie insbesondere aus Fig. 4 zu ersehen ist, ermöglicht diese Art der Kopplung auch eine Relativbeweglichkeit quer zur Längsrichtung der Kontaktstifte, wie das durch den Doppelpfeil 14 angedeutet ist. Dabei findet eine Verschiebung der Kontaktstifte in Richtung der Schlitze 11, 12 statt.

Die beiden Anschlußzungen 7, 8 sind auf dem in Fig. 5 gezeigten Anschlußträger 9 angeordnet, wobei dieser An­ schlußträger 9 zwei Schnapphaken 15, 16 aufweist, die mit dem Magnetjoch 10 koppelbar sind. Dabei wird gleichzeitig ein elektrischer Kontakt zwischen einer Masseanschlußzunge 17 und dem Magnetjoch 10 herge­ stellt. Während die einzelnen Anschlußzungen aus elek­ trisch leitendem Material, insbesondere Metall, beste­ hen, wird der Anschlußträger 9 aus nicht leitendem Ma­ terial, vorzugsweise Kunststoff, hergestellt.

In Fig. 6 ist ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungs­ beispiel dargestellt, das sich von der bisher beschrie­ benen Variante lediglich dadurch unterscheidet, daß die Anschlußzungen 7, 8 nicht auf einem Anschlußträger an­ geordnet sind.

Im folgenden werden die einzelnen Verfahrensschritte bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Magnetspulen näher erläutert:
In einem ersten Verfahrensschritt werden die beiden En­ den des Spulendrahts 2 automatisiert auf je einen der beiden Kontaktstifte 5, 6 angewickelt. Anschließend werden die Kontaktstifte zur Entlastung des angewickel­ ten Spulendrahts tiefer in den Spulenkörper 1 einge­ drückt.

Nachdem der Spulendraht üblicherweise mit einer isolie­ renden Lackschicht überzogen ist, besteht in diesem Stadium der Herstellung noch keine elektrische Verbin­ dung zwischen Spulendraht und Kontaktstift. Diese wird erfindungsgemäß nun dadurch hergestellt, daß das mit dem Spulendraht angewickelte Ende des Kontaktstiftes in ein Lotbad eingetaucht wird, das eine Temperatur von mehr als 350°C, vorzugsweise mehr als 450°C aufweist. Bei dieser Temperatur wird die Isolationsschicht des Spulendrahtes 2 aufgelöst und das Lot stellt eine elek­ trische Verbindung zwischen dem Spulendraht und dem Kontaktstift her.

In einem nächsten Arbeitsschritt werden die Anschluß­ zungen 7, 8 auf die Kontaktstifte 5, 6 aufgesteckt. In dem in den Fig. 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsbei­ spiel sind die Anschlußzungen am Anschlußträger gehal­ tert, so daß der Aufsteckvorgang für beide Anschlußzun­ gen gleichzeitig stattfindet. Die Halterung des An­ schlußträgers wird über die Schnapphaken 15, 16 sicher­ gestellt.

In einem letzten Arbeitsgang wird die Magnetspule in einer geeigneten Form mit Kunststoff ummantelt.

Die besondere Art der Kopplung von Kontaktstiften 5, 6 und Anschlußzungen 7, 8 ergibt eine relativ flexible Verbindung. Dadurch können die unvermeidlichen Relativ­ bewegungen zwischen Anschlußzungen und Spule stattfin­ den, ohne daß dabei eine Relativbewegung zwischen Kon­ taktstift und Spule erfolgt. Diese unvermeidlichen Re­ lativbewegungen treten insbesondere im letzten Verfah­ rensschritt, nämlich bei der Kunststoffummantelung 18, auf. Der äußerst dünne Spulendraht, der u. U. nur einen Durchmesser von 0,04 mm aufweist, ist somit wesentlich zuverlässiger vor einem Abreißen in diesem Verfahrens­ stadium geschützt.

Zudem stellen die Art der Verbindung von Spulendraht 2 und Kontaktstiften 5, 6 einerseits und die Klemmittel der Anschlußzungen Mittel dar, die den Herstellungsvor­ gang an sich wesentlich vereinfachen. So kann insbeson­ dere bei der Kontaktierung der Anschlußzungen auf einen Schweißvorgang verzichtet werden. So lassen sich die erfindungsgemäßen Magnetspulen nicht nur mit geringerem Aufwand sondern auch mit einer geringeren Ausschußquote herstellen.

Derartige Magnetspulen werden beispielsweise im Zusam­ menhang mit Magnetventilspulen eingesetzt, mit denen Ventile von Fluidleitungen gesteuert werden können.

Claims (7)

1. Magnetspule, bestehend aus

• - einem Spulenkörper (1) mit gewickeltem Spulen­ draht (2), dessen beide Enden nach außen geführt sind,
• - zwei Kontaktstiften (5, 6), die jeweils mit ei­ nem Ende des Spulendrahts (2) umwickelt sind,
• - zwei mit den Kontaktstiften (5, 6) koppelbare Anschlußzungen (7, 8) sowie
• - einer Kunststoffummantelung (18), dadurch gekennzeichnet, daß
• - der auf den Kontaktstiften (5, 6) angewickelte Spulendraht (2) tauchgelotet ist und
• - die Anschlußzungen (7, 8) zur Kopplung mit den Kontaktstiften (5, 6) Klemmittel aufweisen, die einerseits eine elektrische Verbindung und ande­ rerseits eine Verschiebbarkeit der Anschlußzunge gegenüber dem Kontaktstift in dessen Längsrich­ tung gewährleisten.

2. Magnetspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmittel ferner eine Verschiebung der An­ schlußzungen (7, 8) gegenüber den Kontaktstiften (5, 6) quer zur Längsrichtung der Kontaktstifte erlau­ ben.

3. Magnetspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmittel durch einen Schlitz (11, 12) in der Anschlußzunge (7, 8) gebildet werden, wobei der Kontaktstift (5, 6) zwischen den den Schlitz begren­ zenden Flanken (11a, 11b; 12a, 12b) gehaltert wird.

4. Magnetspule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (11a, 11b; 12a, 12b) der Schlitze (11; 12) aufgebogen sind.

5. Magnetspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußzungen (7, 8) auf einem Anschlußzun­ genträger (9) vorgesehen sind, der an einem Magnet­ joch (10) der Magnetspule mittels Schnapphaken (15, 16) gehaltert wird.

6. Verfahren zur Herstellung einer Magnetspule, gekenn­ zeichnet durch die Kombination folgender Verfahrens­ schritte:

• - die Enden eines Spulendrahts (2) eines Spulen­ körpers (1) werden automatisch auf je einem Kon­ taktstift (5, 6) angewickelt,
• - die Kontaktstifte (5, 6) werden zur Entlastung des angewickelten Spulendrahts (2) tiefer in den Spulenkörper (1) eingedrückt,
• - der angewickelte Spulendraht (2) wird tauchgelö­ tet,
• - auf die Kontaktstifte (5, 6) werden Anschlußzun­ gen (7, 8) derart aufgesteckt, daß einerseits eine elektrische Verbindung zwischen Kontakt­ stift und Anschlußzunge und andererseits eine Relativbeweglichkeit der Anschlußzunge (7, 8) in Längsrichtung des Kontaktstifts (5, 6) gewähr­ leistet ist und
• - die Magnetspule wird mit Kunststoff ummantelt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der angewickelte Spulendraht (2) in einem Lotbad mit einer Temperatur von mehr als 350°C, vorzugs­ weise mehr als 450°C, tauchgelötet wird.