DE2315498A1

DE2315498A1 - Induktionsspulen

Info

Publication number: DE2315498A1
Application number: DE2315498A
Authority: DE
Inventors: Ernest E Lademann; James J O'connor
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1972-03-31
Filing date: 1973-03-28
Publication date: 1973-10-04
Also published as: DE2315498B2; JPS4914970A; DE2315498C3; US3736543A; CA993965A; FR2178954A1; FR2178954B1; JPS5522923B2; GB1391038A

Description

: Dr. Ing. H. Negendanlc

j DIpI. Ing.H. Haue':- Dipl. Phys. W.Schmitz

j ^DiP^IJ"^^Graai^Dipl.lng.W.Wehnert :

; The Bendxx Corporation 8 München 2, ftfozartstraS» 25

i Telefon 5 38 05 86

: Executive Offices

I Bendix Center

rSouthfield, Mich. 48o75 27. März 1973 ,

'USA Akte M-2582

Induktionsspulen

Die Erfindung betrifft Induktionsspulen für SKi tzmomen tengeber von Kreiseln, insbesondere Induktionsspulen der vorbezeichneten Art, die als gedruckte Schaltung ausgeführt sind.

Bisher wurden Induktionsspulen von Hand gewickelt. Die so erzeugte Spule wurde dann verkapselt und nach den Erfordernissen bearbeitet Bei dieser Art von Fertigung von Induktionsspulen ist es schwer und kostspielig₍die mechanischen und elektrischen Toleranzen innerhalb der für moderne Anwendungen erforderlichen Grenzwerte zu halten.

Erfindungsgemäß ist eine Induktionsspule vorgesehen, deren Schaltung in der Foim eines geometrischen Musters aus leitendem Metall in planer Anordnung in einen biegsamen Träger photographisch eingeätzt ist. Der biegsame Träger wird auf einen Dorn oder eine Spindel gewickelt und ist mit Fixierösen versehen, um einen bestimmten Abstand zwischen den Wicklungen zu gewährleisten. Durch die Ösen wird ein Register- oder Passerstift gesteckt, damit sich

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jder Träger nicht auf wickeln kann, worauf er vom Dorn abgenommen und: lim Vakuum imprägniert wird, um die Vertiefungen zwischen den und I ium die Wicklungen herum auszufüllen; anschließend erfolgt die Bearbeitung nach Bedarf.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Induktionsspule mit ; photogeätzter Schaltung zu schaffen. Ferner soll Erfindungsgemäß ι eine Induktionsspule der vorbezeichneten Art geschaffen werden, deren elektrische Merkmale mit hoher Wsderholgenauigkeit bestimmt j werden können. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Induktionsspule der vorbezeichneteifi Art entwickelt, das eine genauere Kontrolle der Fertigungstoleranzen erlaubt als dies bisher möglich war. Schließlich soll erfindungsgemäß eine Induktionsspule der vorbezeichneten Art mit geringeren Kosten hergestellt werden als dies bisher möglich war.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen körinne von erfindüng^ wesentlicher Bedeutung sein. In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 ein Teilschnitt durch den erfindungsgemäßen biegsamen Träger, der auf beiden Seiten mit Metallfolien beschichtet ist.

Fig. 2 ein Teilschnitt durch den folienbeschichteten biegsamen J

Träger der Fig. 1 mit plattierten durchgehenden Bohrungen ι

zum elektrischen Anschluß der Metallfolin. '

Fig. 3 eine Seitenansicht des biegsamen folienbeschichteten ;

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I Trägers der Fig. 1 und 2 mit in die Metallfolien eingeätzteri i elektrischen Schaltungen.

ι Fig. ufeine schematische Darstellung der geometrischen Fonn der ge-j ätzten elektrischen Schaltbilder, wobei die Schaltungen j durch die plattierten durchgehenden Bohrungen miteinander ; verbunden sind . I

g. 5 die Draufsicht auf einen geätzten biegsamen beschichteten Träger.

Fig. 6,7 und 8 perspektivische Ansichten des beschichteten Trägers der Fig. 1-5, der auf einen Dorn bzw. eine Spindel aufgewickelt und bearbeitet ist und damit die fertige erfindungs gemäße Induktionsspule darstellt.

Fig. 1 zeigt einen biegsamen laufenden Träger 4 mit den auf jeder Seite aufgebrachten Metallfolien 6 und 8. Der Träger 4 kann beispielsweise aus einem geeigneten Polyamid -Kunststoff mit dem Markennahmen "Kapton" bestehen , der von der Firma Du Pont auf den Markt gebracht wird und eine Dicke von etwa ο,οοοδ mm besitzt. Die Folien 6 und 8 können aus einunzigen Kupfer st reif en (o,ooo35 mjn Stärke) bestehen und in bekannter Weise mit dem Träger H verklebt sein.

Die Bohrungen Io sind durch den Träger H und die Metallfolien 6 und 8 geführt und an bestimmten Stellen längs des Bandes angebracht (Fig. 2). Die Bohrungen Io werden dann in herkömmlicher Weise mit einem geeigneten leitenden Werkstoff wie Kupfer plattiert und

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stellen damit: die elektrischen Verbindungen zwischen den Metallfolien 6 und 8 dar.

Die Folien 6 und 8 werden durch herkömmliche photochemische Verfahren geätzt und ergeben dann die Schaltungen 14 und 15 der Fig. 3. Die plattierten durchgehenden Bohrungen Io verbinden die Schaltungen 14 und 15. - .

Somit enthält nach Fig. 4 die Schaltung 14 eine einzelne plane Spule 16 sowie die beiden miteinander verbundenen planen Spulen 17 und 18, wobei dieses Schaltbild, d.h. eine Einzelspule und ein miteinander verbundenes/3pulenpaar auf der Länge des Trägers 4 wiederholt wird. Die Schaltung 15 enthält ein sich wxederholendes Schaltbild aus dem miteinander verbundenen Spulenpaar 19 und 2ο sowie der Einzelspule 21. Die Einzelspule 16 der Schaltung IH ist durch eine plattierte durchgehende Bohrung Io mit der Spule 19 der Schaltung 15 verbunden. JEine andere plattierte durchgehende Bohrung Io verbindet die Spulen 17 und 2o, während eine dritte plattierte durchgehende Bohrung Io die Spulen 18 und 21 miteinander verbindet. Man erkennt jetzt, daß auf diese Weise ein kontinuierlicher elektrischer Stromkreis über die Länge des Trägers 4 gebildet wird.

Der fertige photogeätzte Träger besitzt die in der Fig. 5 gezeigte Form, worin nur das Schaltbild 14 gezeigt ist. Ferner ist der Träger 4 mit den Fixierösen 22 versehen, die so angeordnet sind, daß ein Abstand von etwa ο,οοοδ mm zwischen, den Wicklungen ent-

steht, wenn der Träger auf einen Dorn aufgewickelt wird; dabei werden die ösen fluchtend aufeinander ausgerichtet, wie nachstehend-,näher erläutert wird. Die ösen 22 sind mit den Bohrungen 24 ver- | sehen, um den Zuricht- oder Registerstift 28 (Fig. 7) aufzunehmen.;

i Nach Fig. 6 wird der photogeätzte Träger 4 auf den Dorn 25 aufge- !

wickelt. Die Fixierösen 22 sind so angeorndet, daß der vorerwähnte_t JAbstand von ο,οοοδ mm zwischen den Wicklungen entsteht, wenn der

ι :

Träger auf den Dorn aufgewickelt wird und die ösen fluchtend aus- i .gerichtet sind (Fig. 7), wobei der Abstand zwischen den Wicklungen' !mit A bezeichnet ist. Der Registerstift 28 wird durch die Bohrungen i24 in den ösen 22 gesteckt, damit sich der Träger nicht mehr ab- j !wickeln kann. Nach dem AufwicJeLn des Träger 4 und Sichern durch ■ jdenStift wird das Aggregat vom Dorn 25 abgezogen und im Vakuum . I i

!imprägniert, um die Leerräume zwischen und um die Schichten herum jmit einem geeigneten Isolierstoff 3o zu füllen, der beispielsweise

Jdas in Fig. 8 gezeigte Epoxydharz sein kann. Nach der Imprägnierung

im Vakuum werden die Fixierösen 22 und der Stift 28 abgeschnitten, und der Innen- sowie Außendurchmesser des Aggregats werden nach _;Bedarf bearbeitet, um das in Fig. 8 gezeigte fertige Spulenaggrega"j: jzu ergeben.

jMan erkennt jetzt, daß eine Induktionsspule von der gezeigten Form die in vorstehend beschriebenen Verfahren gefertigt wurde, bestimmte VoriELle besitzt. Da erstens die Schaltungen 14 und 15 photographisch hergestellt werden, sind alle Spulen 16 -21 (Fig. 4!

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ORIGINAL INSPECTED

jeinander genau gleich., Damit können die Induktorbreiten und die Leiterabstände soweit kontrolliert werden, daß elektrische Eigenschaften wie Widerstand und Kapazität mit hervorragender Wieder- :holgenauigkeit bestimmt werden können. Ebenso eignet sich das ·

■Photoätzverfahren besser für eine gaiaue Überwachung der Fertigungstoleranzen. Infolge der guten Wiederhohlbarkeit und Abmessungskonf

trolle können Spalte verkleinert werden, woraus sich eine Erhöhung des Stützmomentes ergibt, wenn die Erfindung für einen Stützmomentengeber angewendet werden soll. Schließlich kann erfindungsgemäß eine Spule iit viel geringeren Kosten hergestellt werden-als bei der üblichen bekannten Fertigungsweise.

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Claims

Patentanwälte

Dr. Ing. H. Negendank DIpI Ing. H. HaiKk - Dipl Phys. W.Schmitz

The Bendix Corporation ^DipL1J** ^G/^aelL^s-"Ρ·- «"β· W- Wehnert ^v 8 München 2, RSozartsiraSe 25

!Executive Offices Telefon 5380586

Bendix Center ,

' 1

Southfield, Mich. 48o75 27. März 1973

USA Akte M-2582

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines Spulenaggregates, gekennzeichnet durch die Erzeugung eines fortlaufenden biegsamen Trägers, durch Aufbringen des Bildes einer leitenden Schaltung auf beide Seiten des Trägers, durch Verbindung der Schaltbilder auf der einen Seite des Trägers mit denen auf der andren Seite,durch Aufwickeln des mit den untereinander verbundenen Schaltbildern versehenen Trägers m± bestimmten Abständen zwischen den Wicklungen und schließlich durch Imprägnieren des aufgewickelten Trägers, um die Abstände mit einem Isoliermaterial auszufüllen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilder der leitenden Schaltung wie folgt auf beide Seiten des Trägers aufgebracht werden: Beschichtung beider Seiten des

; Trägers mit Folien aus leitendem Metall und Photoätzung der Schaltbilder in Bimetallfolien.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Schaltbilder auf der einen Seite des Trägers mit denen auf der anderen Seite wie folgt verbunden werden: Anbringen von durch-

gehenden Bohrungen durch den folienbeschichteten Träger auf ^; seiner Längsabmessung, Plattieren der durchgehenden Bohrungen i mit einem leitenden Metall sowie Photoätzung der Schaltbilder, , um die Schaltungen auf der einen Seite des Trägers vermittels : der plattierten durchgehenden Bohrungen .mit den Schaltbildern ; auf der anderen Seite zu verbinden. j

i ". Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der

Träger mit den untereinander verbundenen Schaltbildern wie folgt

den I

mit bestimmten Abständen zwischen Wicklungen aufgewickelt wird:! Anbringen von Fixierösen an bestimmten Punkten auf der Längs- ! abmessung des Trägers und Aufwickeln des Trägers auf einen Dorn, wobei die Fixierösen zueinander fluchten, um die Abstände zu ergeben.

. Verfahren nach Anspruch 4, ferner gekennzeichnet durch das Bohren von Löchern durch die Exierösen, durch das Einführen eines Stiftes durch die Löcher, um ein Abwickeln zu verhindern, wenn der Träger auf den Dorn so aufgewickelt wird, daß die Fixierösen zueinander fluchten und schließlich durch das Ab-

ziehen der verstifteten aufgewickelten Spule vom Dorn vor der i ! Imprägnierung. j

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6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Entfernung '■

\ des Stiftes und der Fixierösen sowie durch diefeearbeitung der -9-

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Spule nach der Imprägnierung.

7. Ein nach dem Verfahren der Ansprüche 1-6 hergestelltes Spulenaggregat , dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Bauteile umfaßt: einen biegsamen fortlaufenden Träger (H), Bilder von leitenden Schaltungen (16-21) auf beiden Seiten des Trägers (4-), Vorrichtungen (lo) zur Verbindung der Schaltbilder auf der einen Seite des Trägers mit denen auf der anderen Seite sowie zur Erzeugung einer fortlaufenden Schaltung in der Längsabmessung des Trägers, an bestimmten Punkten der Längsabmessung des Trägers angebrachte Fixierösen (22) , sowie dadurch, daß der Träger mit der fortlaufenden Schaltung so aufgewickelt wird, daß die Fixierösen zueinander fluchten, um vorgegebene Abstände zwischen den Wicklungen zu schaffen und schließlich dadurch, daß ein Isolierstoff zwischen den und um die Abstände herum angebracht wird.

]8. Spulenaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ^: die Bilder der leitenden Schaltung (16-21) geometrische Formen auf leitendem Metall in ebener Anordnung auf beiden Seiten des , Trägers («*) sind.

j9. Spulenaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Verbindung der Schaltbilder auf der einen Seite des Trägers mit denen auf der anderen Seite ind zur Erzeugung einer fortlaufenden Schaltung in der Längsabmessung des Trägers durchgehende Bohrungen (lo) bilden, die mit einem

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leitenden Metall plattiert sind.

10. Spulenaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilder der leitenden Schaltung auf beiden. Seiten des Trägers (4-) folgende Bausteine umfassen: ein wiederholbares Muster aus einer einzelnen planaren Spule (16) sowie einem Paar miteinander verbundener planarer Spulen (17,18) .auf der einen Seite (6) des Trägers (4) sowie ein wiederholbares Muster zweier miteinander verbundener planaer Spulen (19,2o) und einer einzelnen planaren Spule (21) auf der anderen Seite (8) des Trägers (¹O.

11. Spulenaggregat nach Anspruch Io_s dadurch gekennzeichnet, daß

die Vorrichtung zur Verbindung der Schaltbilder auf der einen

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Seite des Trägers (4) mit der anderen Seite (8) und zur Er- j zeugung einer laufenden Schaltung in der Längsabmessung des · Trägers die folgenden Bauteile umfaßt: eine durchgehende mit j

einem leitenden Metall plattierte Bohrung (lo) zur Verbindung der einzelnen planaren Spule (16) auf der einen Seite (6) des:

Trägers (¹O mit einer (19) der paarweise miteinander verbundef

i nen planaren Spulen auf der anderen Seite (8), eine weitere ;

plattierte durchgehende Bohrung (lo) zur Verbindung einer (17) der paarweise miteinander verbundenen planaren Spulen auf j der einen Seite (6) des Trägers (4) mit der anderen (2o) der ] paarweise miteinander verbundenen Spulen auf der anderen j Seite (8) und schließlich eine dritte plattierte durchgehende' Bohrung (lo) zur Verbindung der anderen (18) der paarweise mit·

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einander» verbundenen Spulen auf der einen Seite (6) des Trägers (M-) mit der einzelnen planaren Spule (21) auf der anderen Seite (8) des Trägers (H).

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