DE2014829A1

DE2014829A1 - Elektrische Verbindung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2014829A1
Application number: DE19702014829
Authority: DE
Inventors: Harold Kenneth Whitewater Wis. Cummings (V.St.A.)
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Bunker Ramo Corp
Priority date: 1969-03-26
Filing date: 1970-03-26
Publication date: 1970-10-15
Also published as: US3688395A; GB1287335A; FR2035905A1

Description

Patentanwälte

P(O.'. -Ing. A. Grünecker

Dr.-inp H. Kinkoidey

Dr. -lag. W. Stockmair . v

8 München 22. Maximilianatr. 43

P 3065

The Bunker-Bamo Corporation»

Oakbrook North, Oak Brook, Illinois/USA

Elektrische Verbindung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft allgemein elektrische Verbindungen zwischen einem Basisteil und einem Isolierten Draht sowie Verfahren zu ihrer Herstellung.

Ein typischer Fall von elektrischen Anordnungen, für welche die Erfindung vorteilhaft anwendbar 1st, besteht in der Herstellung elektrischer Verbindungen an den verhältnismäßig empfindlichen Drahtenden einer Magnetspule. Bio Her« etellung derartiger Verbindungen kann bei der Fertigung elektrischer und elektrodechanischer Vorrichtungen erhebliche Kasten verursachen. Beispielsweise finden bei Uhren für Kraftfahrzeuge vorwiegend elektromagnetisch· Antriebe Verwendung« die auf einer geeigneten Unterlage, durch deren

0-09:942-/1*24

Mitte ein aus Eisen oder Stahl bestehender, zylindischer Kern verläuft, eine gewickelte mehrlagige Magnetspule aus isolierend beschichtetem Draht tragen. Dabei ist ein federbelastetes, magnetisierbares !Teil derart angeordnet, daß es durch der Magnetspule zugeleitete Signale oder Stromstöße in hin«- und hergehende Bewegung versetzt wird und auf diese Weise den Antrieb für ein Uhrwerk liefert. Für eine solche Magnetspule sind im allgemeinen wenigstens zwei elektrische Verbindungen erfordert h, welche gewöhnlich von Hand hergestellt werden, indem die isolierende Beschichtung von den verhältnismäßig empfir .chen Enden der Spule entfernt wird und die freigelegten binden an entsprechende Anschlüsse gelötet, geschweißt oder nach dem Wire-Wrap-Verfahran befestigt (klemmend aufgewickelt) werden. Offensichtlich entstehen durch die Herstellung der elektrischen Verbindungen der Spule in dieser Weise erhebliche Kosten, welche bei der Fabrikation von tausenden solche * Ohren außerordentlich große Svmraen srieben können.

Eiau weitere vorteilhafte Anwendung der Erfindung ist die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Anschlußteil und einem damit verbundenen isolierten Draht, ^beispielsweise beim Wire-Wrap-Verfahren.

Die Erfindung schafft eine neuartige Ausbildung von elektrischen Verbindungen zwischen einem Basisteil und einen isolierten Draht zur Verwendung beispielsweise in den vorstehend dargelegten Fällen und ein Verfahren au ihrer Herstellung. Erfindungsgemäß ist eine elektrische Spulenanordnung gekennzeichnet durch ein Baeisteil mit an der Außenfläche angeordneten elektrisch loitenden Sehneideinrichtungen und durch eine über wenigstens einen Teil der Schneidelnriohtungen auf das Baeisteil gewickelte Wicklung aus iso-

BAD ORIGINAL

009842/1624

liertem Draht, wobei die Schneideinrichtungen die Isolation des über diese gewickelten Drahtes durchstoßen und damit eine elektrisch leitende Verbindung mit diesem herstellen.

Bei einem Ausführungsbeispiel mit einer mehrlagigen elektro·» magnetischen Spule eines elektromagnetischen Antriebs der vorstehend erwähnten Art für eine Uhr ist der zusammen mit der Spule verwendete zylindrische Eisen- oder Stahlkern an geeigneten Stellen seines Umfangs mit Schneideinriehtungea versehen. Die Spule besteht aus direkt auf den Kern gewickel- \ tem, isolierend beschichtetem Draht, der'beispielsweise mittels eines automatischen Spulenwicklers aufgebracht ist. Die mechanische Spannung des Drahtes während des Vickelns ist so bemessen, daß die am Umfang des Kerns vorgesehenen Schneideinrichtungen die Isolation des Drahtes durchschneiden und damit eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kern und der ersten Wickellage des Drahtes herstellen« Um das sichere Zustandekommen einer befriedigenden elektrisch leitenden Verbindung zu gewährleisten, wird die Spule zunächst etwas seitlich neben ihrer endgültigen Lage gewickelt und dann in Längsrichtung des Kerne in die endgültige Lage verschoben, wodurch- zwischen der Spule und den Schneideinrichtungen des Kerne eine Gleit«Schneidv/irkung eintritt und die Herstellung der erforderlichen elektrisch leitenden Verbindung gewährleistet ist. Nachdem zwischen dem Kern und der inneren Lage der Spule eine elektrisch leitende Verbindung besteht, kann nunmehr die aus Metall bestehende Halterung, an welcher der Kern gewöhnlich befestigt ist, als einer der elektrischen Anschlüsse herangezogen werden, wodurch sich eine der üblichen Lot- oder Schweißverbindungen der Spule erübrigt» Eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Anschlußteil und einem darauf gewickelten iso-

i.W-:-;m ΪΑ-3 00 9 8 4 2/1624

lierten Draht ist auf die gleiche Weise wie vorstehend im Falle von Sgule und Kern "beschrieben herstellbar.

Allgemein ermöglicht die Erfindung somit die Schaffung einer verbesserten elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Basisteil und einem isolierten Draht oder zwischen einem Anschlußteil und einem darauf gewickelten Draht*

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht in einer solchen Spulenausbildung und der Schaffung eines Verfahrens zu ihrer Herstellung in der Weise, daß wenigstens eine der erforderlichen elektrisch leitenden Verbindungen einer Spule ohne Verlöten oder Verschweißen des die Spule bildenden Drahtes einfach und zweckmäßig herstellbar ist.

Weitere Einzelheiten» Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Auefiihrungsheiepiela anhand der Zeichnung. In dieser ist:

fig. 1 eine Schrägansicht eines Basisteils_t beispielsweise eines Spulenkerns mit Schneidkanten nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Querschnitt entsprechend der Linie H-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Spulenkerns nach Fig. 1 und Z mit einer in einer vorläufigen Lage aufgewickelten Spule,

Fig* 4 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 3 nach Verschiebung der Spule in die endgültige Lage und

Fig. 5 eine Ansicht eines Ausführungsbeiepiela eines elektromagnetischen Antriebe mit der Spul· und dem Spulenkern nach Fig. 4·.

009842/1624

In der Zeichnung "bezeichnen gleiche Bezugszeichen durchgehend gleiche Teile.

flg. 1 und 2 zeigen ein zylindrisches, metallisches Basisteil baw. einen Spulenkern 10, mit an der Außenfläche ausgebildeten, elektrisch leitenden Schneidkanten 10a. Im Aueführungsbeispiel ist das Basisteil 10 ein Stahl» oder Eisenkern, wie er in der Spule einer Ohr für ein Kraftfahrzeug Verwendung findet» Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Kern 10 an einem Ende mit einem Kopf 10b versehen·

Wie aus Fig· 3 hervorgeht, ist eine aus mehreren Lagen, oder Schichten bestehende {{agn©tspule 15 auf den Kern 10 gewickelt. Die Spule 13 besteht aus einem isolierend beschichteten Draht und ist mittels geeigneter Torriehtungen, beispielsweise einem automatischen Spuleawlekler, auf den Kern gewickalt. Die Spule 15 weist ein isui8r.ee Ende 15a und ein äußeres Baß.® 15b auf. Die mechanische Spannung dea Drahtes beim Wiokela wird so gewählt« daß die an der Außenfläche des Kerne 10 angeordneten Schneidkanten 10a die Isolation der direkt darauf gewickelten Lage der Spule durchschneiden und damit eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kern 10 und einem Teil des die Spule bildenden Drahtes nahe dem inneren Ende 15a der Spule 15 herstellen.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die in Fig. 3 dargestellte Stellung der Spule 15 auf dem Kern 10 nur eine vorläufige. Nachdem die Spule 15 an dieser vorläufigen Stelle gewickelt ist, wird sie jsittela geeigneter Vorrichtungen in Richtung des Pfeiles A in ?ig. 3 in ihre in ?ig. 4 dargestellt« endgültige Stellung unter Anlage an dem

BAD ORIGINAL

00$842/Ί624

Kopf 10b verschoben. Die Bewegung verstärkt die Schneidwirkung der Schneidkanten 10a des Kerns 10 auf dem darauf gewickelten Draht und sorgt dadurch für sichere Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen diesen Teilen· Venn, wie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, eine derartige Längsverschiebung vorgesehen ist, ist es offen· sichtlich nicht erforderlich, daß beim Aufwickeln der Spule 15 *uf den Kern 10 in d .j ta Fig. 3 dargestellten vorläufigen Stellung ein Durch -! oiden der Isolation des Spulendrahtβa stattfindet, sr ige ein zur Herstellung einer zuverlässigen, elektrisch leitenden Verbindung ausreichendes Durchschneiden beim Verschieben der Spule "¹^ i*t die endgültige Stellung eintritt« Somit verringert die vorgesehene Verschiebung der Spule I5 aus ihrer vorläufigen stellung in die endgültige Stellung auf dem Kern 10 die Anforderungen, welche beim Aufwickeln der Spule α die Schneidkanten und die Br*'■ .tep^-*ung asu stellen sind« da das Durchschneiden der i^olutiüu des Drahtes zur Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung nicht zu diesem Zeitpunkt erforderlich ist. Wie man weiterhin aus Fig. 4 ersieht, ist das innere Ende 15a der Spule 15 abgeschnitten, da die in der beschriebenen Welse hergestellte elektrisch leitende Verbindung der Spule 15 mit dem Kern 10 eine direkte Verbindung des Inneren Endes 15a der Spule 15 erübrigt. Dies wird aus der folgenden Beschreibung anhand von Fig. 5 im einseinen deutlich.

In Fig. 5 ist eine Antriebequelle für eine Uhr mit der Spul· 15 und dem Kern 10 nach Fig. 4 dargestellt. Der Antrieb nach Fig. 5 ist insbesondere verwendbar sur Erzeugung der Antriebeenergie für ein (nicht dargestelltes) Uhrwerk einer Iraftfahreeug-Uhr. Eine derartige Verwendung dient jedoch lediglich

008842/162* ^waw*

der beispielhaften Erläuterung, da die Erfindung für eine große Zahl verschiedener Zwecke verwendbar ist»

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist die Spule 15 ®it dem Sem 10 nach Fig. 10 durch Preßaitz des Endes 10c des Kerns 10 in tLer Bohrung 24a eines vorstehenden Teils 24b an einer Seite einer metallischen Halterung 24 befestigt. Letztere ist durch (nicht dargestellte) geeignete Mittel an einer alchtieiteMen« beispielsweise aus Kunststoff gefertigten Platte 50 befestigt· Zwecks Zuleitung der erforderlichen Stromstöße zu der Spule 15 ist deren äußeres Ende freigelegt und in üblicher Weise an einen Anschluß 31 auf der nichtleitenden Platte 50 gelötet. Eine direkte Verbindung mit dem inneren Ende der Spule 15 ist jedoch nicht erforderlich, da die Anordnung nach Fig. 4 bereits eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kern 10 und dem inneren Spulenende 15a aufweist. Dementsprechend ist es lediglich nötig, wie in Fig. 5 dargestellt, einen geeigneten SuleitungEanschluS 33 an der metallischen Halterung 24 vorzusehen. Selbstverständlich ist eine Verbindung mit dem inneren Ende 15a der Spule I5 !ebenso durch Ausbildung eines Anschlusses an irgendeinem direkt oder über ein oder mehrere dazwischenliegende, aus Metall bestehende Teile mit dem Kern 10 verbundenen Metallteil erzielbar·

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Aueführungsbeispiel eines Antriebe für eine Uhr ist ein aus magnetisierbarem Material bestehender Anker 40 in herkömmlicher Weise schwenkbar an der oberen Seite der Halterung 24 angelenkt und durch eine dazwischen angeordnete Feder 42 belastet, so daß der Anker 40 in Abhängigkeit von entsprechenden, der Spule 15 Über die Anschlüsse 31 und 55 zugeleiteten Signalen oder Stromstößen

ΛΙ**»ΟΑ0 009842/1624

zwischen den dargestellten Stellungen hin- und herbewegbar ist* Der Anker 40 ist mit einem (nicht dargestellten) Uhrwerk gekoppelt und dient seinem Antrieb in herkömmlicher Weise. Xn der nichtleitenden Platte 30 angeordnete Löcher 30a dienen zur genauen Ausrichtung des Ankers 40 gegenüber dem Uhrwerk beim Zusammenbau der beiden Teile.

Wenngleich die Erfindung vorstehend anhand eines besonderen Ausführungsbeispiels erläutert wurde, ist es offensichtlich, ™ daß zahlreiche Abänderungen des Aufbaus, der Ausführung und der Verwendung möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung SU verlassen. So ist beispielsweise aus der Beschreibung ersichtlich, daß der Kern 10 nicht von zylindrischer Form au sein braucht, sondern jede andere, für die Ausbildung von Schneidkanten darauf zum Einschneiden eines erfindungsgemäß aufgewickelten Drahtes geeignete Form aufweiten kann.

Ebenso ist die Erfindung anwendbar bei einem nicht-metallischen Spulenkern, an dessen Außenfläche elektrisch leitende Kanten zum Durchschneiden der Isolierung des Drahtes beim |l Wickeln der Spule mit entsprechenden leitenden Verbindungsteilen zur Herstellung einer zweckmäßigen elektrisch leitenden Verbindung angeordnet sind.

Wie vorstehend ausgeführt, ist die Erfindung auch vorteilhaft für die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Anschlußteil und einem beispielsweise nach dem Wire-Wrap-Verfahren klemmend darauf gewickelten Draht verwendbar. In diesem Falle wäre das Besisteil 10 «in Ansohlußteil und die Spule 15 wäre ein darauf gewickelter isolierter Draht.

009842/1624

Claims

Patentansprüche

1 ./Elektrische Spulenanordnung, gekennzeichnet durch ein Basisteil (10) mit an der Außenfläche angeordneten elektrisch leitenden Schneideinrichtungen (10a) und durch eine über wenigstens einen Teil der Schneideinrichtungen auf das Basisteil gewickelte Wicklung (15) aus isoliertem Draht, wobei die Schneideinrichtungen die Isolation des über diese gewickelten isolierten Drahtes durchstoßen und damit eine elektrisch leitende Verbindung mit diesem herstellen.
2. Spulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Basisteil (10) ein ünsehluß ist.
3. Spulenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g ® k @ η η zeichnet , daß die Bewicklung eine aus mehreren lagen bestehende Spule (15) ist.
4. Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3»,

g e k e η η ζ e ic h η e t durch mit den elektrisch leitenden Schneideinrichtungen (10a) verbundene Leitungeteile« wobei letztere und das äußere Ende (15b) der Wicklung (15) der Zuleitung eines elektrischen Signale dienen.
5· Spulenanordnung wenigstens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet _t daß das Baeiatoil (10) eine leitende Außenfläche aufweist, an der die Schneideinrichtungen (10a) auegebildet eind,

000042/
6. Spulenanordnung nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet , daß das Basisteil ein zyli:idrischer Kern (10) auB leitendem Material ist und die aus mehreren Lagen bestehende Bewicklung (15) eine Hagnetspule darstellt» wobei die Schneideinrichtungen wenigstens eine an d«*r Außenfläche des Kerns ausgebildete Schneidkante (1Oa) aufweisen.
7· Verfahren zur Herst«* l\«ag einer elektrisch leitenden Ver- ^ bindung, dadurch gekennzeichnet , daß ein mit elektrisch leitenden Sei iideinrichtungen an seiner Oberfläche versehenes Basisteil über wenigstens einen Teill der Sehneideinrichtungen derart mit einem isolierten Draht bewickelt wird, daß die Schnelieinrichtungen die Isolierung des darüber gewickelten Drahtea durchstoßen und eine elektrisch leitende Verbindung damit herstellen»
8. Verfahren uaoh Anspruch 7 t dadurch gekonnseiohn f * , daß der Draht während des Aufwickeln^ einer gesteuerten mechanischen Spannung unterworfen wird, um das Durchstoßen der Isolation des Drahtes durch die Sc]ineideinrichtun-" gen, über welche er gewickelt wird, zu bewirken und damit eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen.
9· Verfahren nach Anspruch 7 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Basisteil eine elektrisch leitende Außenfläche aufweist, an welcher die Schneideinrichtungen ausgebildet sind, und daß der isolierte Draht in Form einer aus mehreren Lagen bestehenden Spule gewickelt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis ⁽), dadurch gekennzeichnet , daß die Schneideinrichtungen

BAD ORIGINAL

009842/1624

und das äußere Ende des isolierten Drahtes mit entsprechen den Zuleitungsanschlüssen leitend verbunden werden.
11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 7

10, dadurch gekennzeichnet , daß das Basißteil als Anschlußteil dient, mit dem der isolierte Draht elektrisch leitend zu verbinden ist.
12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß der isolierte Draht in einer vorläufigen Stellung auf das Basisteil gewickelt und im folgenden derart entlang dem Basisteil in eine endgültige Stellung verschoben wird, daß dabei die Schneideinrichtungen die Isolation des isolierten Drahtes durchstoßen und eine elektrisch leitende Verbindung herstellen.

0 0 9 8 4 2 / 1 6 2 k

Leerseite