DE2421376A1 - Verfahren zur herstellung von elektrischen spulen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von elektrischen spulenInfo
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Description
Dainippon Printing Co., Ltd.
No.12, 1-Chome, Kaga-eho, Ichigaya,
Verfahren zur Herstellung von elektrischen Spulen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen
Spulen, wie sie in Nachrichteneinrichtungen und Meßinstrumenten beispielsweise verwendet werden, und zwar insbesondere ein
Verfahren zur Herstellung einer derartigen Spule in Form einer dünnen Platte, d.h. als Flachspule.
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Zur Herstellung derartiger Flachspulen sind bereits verschiedene
Verfahren bekannt, wie beispielsweise das Ätzdruckverfahren. Bei einem weiteren Verfahren wird ein spulenförmiger Leiter ausgestanzt
und auf einer Kunstharzschicht befestigt. Schließlich kennt man auch noch ein Verfahre^ bei welchem ein Draht in einer
Ebene unter Benutzung einer speziellen Vorrichtung aufgespult und dann durch Klebemittel fixiert wird.
Das Ätzdruckverfahren ist insofern nicht problemlos, als es schwierig ist, den Abstand zwischen den nebeneinander liegenden
Windungen der Spule schmäler als das 1 bis 2,5-fache der Leiterdicke
auszubilden, da die Breite der leitenden Schicht, welche zu einer Spule ausgebildet werden soll, durch seitliche Ätzung
verringert wird und infolgedessen nach diesem Verfahren hergestellte Spulen eine unter einem bestimmten Grenzwert liegende
Windungsdichte aufweisen. Beim Ausstanzen derartiger Spulen ist es schwierig, die ausgestanzte Spule auf der Kunstharzschicht
zu befestigen, ohne dabei die Form der Spule zu verändern. Es ist besonders schwierig, die Form der Spule nicht zu verändern,
wenn es sich um eine sehr dünne Spule handelt und der Abstand zwischen den nebeneinander liegenden Windungen relativ klein
ist, sodaß nach diesem Verfahren schließlich nur Spulen herstellbar sind, bei denen die Leiter relativ dick sind und bei
denen der Abstand zwischen den einzelnen Spulenwindungen relativ groß ist.
Am vorteilhaftesten ist von den vorgenannten Verfahren noch das Verfahren des Aufspulens eines Drahtes. Beim Aufspulen eines
Drahtes ist jedoch die Verwendung eines runden Drahtes, dessen
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Raumfaktor relativ klein ist, angesichts der Stromdichte nicht vorteilhaft. Andererseits ist es bei Verwendung eines Drahtes
mit quadratischem Querschnitt schwierig, eine beim Aufspulen eines derartigen Drahtes auftretende Verdrillung des Drahtes zu
verhindern.
Im Ganzen gesehen sind schließlich die bisher üblichen vorbeschriebenen
Herstellungsverfahren für elektrische Spulen ungeeignet, um-derartige Spulen in großen Massen preiswert
herstellen zu können.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen. Spulen, insbesondere in Form
einer Flachspule mit wunschgemäßer Belastbarkeit und ohne Gefahr eines. Kurzschlusses zwischen den nebeneinander liegenden Spulenwindungen
zu verwirklichen, durch welches die aufgezeigten Nachteile der bisher üblichen Herstellungsverfahren ausgeschaltet
werden. ■-.-...-.■-·
Gekennzeichnet ist ein erfindungsgemäßes Verfahren der vorgenannten
Art im wesentlichen dadurch, daß ein aus einer Anzahl paralleler Leitungen aus einer.elektrisch isolierenden Schicht
bestehendes Spulenteil zwischen den nebeneinander liegenden parallelen Leitungen zertrennt wird, während es auf einer Aufwickeleinrichtung
aufgewickelt wird und daß nach dem Aufwickeln einer gewünschten Anzahl von Windungen des Spulenteiles das Ende
desselben abgeschnitten wird.
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Dabei 1st insbesondere vorgesehen, daß auf einer Isolierfolie cine elektrisch leitende Folie befestigt wird und das auf diese
V/eise hergestellte Spulenrnaterial zwischen ein oberes Abspanorgan und ein unteres Gegenorgan einer Abspaneinrichtung eingeführt
wird, wobei das obere Abspanorgan eine Anzahl von in gleichen Abständen voneinander angeordneten Abspanringen aufweist,
und dai3 die leitende Folie durch die Abspanringe des oberen Abspanorganes teilweise abgeschabt oder entfernt wird,
sodaio auf der Isolierfolie streifenförrnige Leiter ausgebildet
werden.
Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Durchführungsbeispiele
anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:
Figur 1 eine Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen "Verfahrens in schematischer Darstellung;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht des Spulenmaterials aus Fig.l;
Figur 3 die Abspaneinrichtung aus Fig.l im einzelnen;
Figur 4 einen Schnitt durch ein Spulenteil aus Fig.l;
Figur 5 eine schematische Darstellung eines elektrischen
Heizers zum Durchtrennen der Isolierfolie aus Fig.l; und
Figur 6 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Flachspule in perspektivischer Darstellung.
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Wie die Figuren 1 und 2 zeigen wird ein Spulenmaterial 3, welches
durch Befestigung einer leitenden Folie 2 auf einer Isolierfolie 1 hergestellt wurde, von einer Abgaberolle 4 über ein
Steuerteil 5 der Vorrichtung eingespeist. In diesem Steuerteil 5
wird die Spannung des Spulenmaterials 3 in jedem Fachmann bekannter
Weise konstant gehalten. Das durch das Steuerteil 5 hindurchlaufende
Spulenmaterial 3 wird dann zwischen das obere Abspanorgan 7 und das untere Gegenorgan δ einer Abspaneinrichtung
6 eingeführt.
Das obere Abspanorgan 7 besitzt eine Anzahl von Abspanringen,
welche in gleichen Abständen -voneinander angeordnet sind und zwischen denen Abstandsringe 9 eingesetzt sind. Der Durchmesser
der Abstandsringe 9 ist etwas kleiner als der der Abspanringe
und ihre Breite entspricht der Dicke einer herzustellenden Spule. Das obere Abspanorgan 7 ist auf einer oberen Welle 10 (Fig.3)
befestigt, welche über eine nicht dargestellte Kraftübertragung, wie beispielsweise Zahnräder, Riemen und Riemenscheiben oder
auch Ketten und Kettenräder seitens eines Antriebsmotors in einem Aufwickelteil in eine derartige Umdrehung versetzt wird,
daß ihre Umfangsgeschwindigkeit gleich der Zulaufgeschwindigkeit
des Spulenmaterials 3 ist.
Der Umfang des unteren Gegenorganes S besitzt die Form eines
Schraubenrades mit der Summe aus der Breite der Schneidringe
und der Abstandsringe 9 des oberen Abspanorganes 7 entsprechender Breite und ist auf einer unteren Welle 11 befestigt. Diese untere
Welle 11 wird über eine entsprechende Kraftübertragung von einem
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unteren Antriebsmotor 12 mit hoher Drehzahl angetrieben.«Infolgedessen
wird die leitende Folie 2 durch die Schneidringe des oberen Abspanorganes 7 teilweise abgeschabt oder entfernt, sodaß
sie auf der Isolierfolie 1 in Streifen stehenbleibt, d.h. den Abstandsringen 9 entsprechende leitende Folienstreifen 2 bleiben
auf der Isolierfolie 1 stehen.
Hierbei wird der Abstand zwischen den beiden Organen 7 und 8 ständig gleich der Dicke der Isolierfolie 1 gehalten. Wenn der
Abstand zwischen diesen Organen 7 und 8 größer ist als die Dicke der Isolierfolie I3 läßt sich die leitende Folie 2 nicht abschaben oder entfernen. Wenn dagegen der Abstand zwischen den
Organen 7 und 8 kleiner ist als die Dicke der Isolierfolie 1, so wird die leitende Folie 2 im Ganzen von der Isolierfolie 1 abgeschabt,
sodaß keine Streifen mehr stehen bleiben.
Aus diesem Grunde wird der Abstand zwischen den beiden Organen 7 und 8 durch eine Meßeinrichtung ständig überprüft. Ein von
dieser Meßeinrichtung abgegebenes Signal wird einer Anordnung eingespeist, welche den Abstand ständig konstanzt hält. Diese
Anordnung besteht aus einem Steuermotor 14, einer Gewindewelle eines Luftzylinders 15* einer exzentrischen Nockenwelle 16,
einer Zahnstange 17 und einer von dieser beaufschlagbaren Abstützung 18 für die untere Welle 11 des unteren Organes 8. Durch
diese Anordnung läßt sich der Abstand zwischen den beiden Organen 7 und 8 stets genau einstellen, unabhängig davon, ob sich
die Dicke der Isolierfolie 1 beispielsweise durch Veränderungen im Spulenmaterial oder bei Verwendung eines neuen Spulenmaterials
ändert.
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Die Meßeinrichtung kann den Abstand mechanisch, elektrisch oder
optisch ständig überprüfen und feststellen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erf indungs gern äßen Verfahrens ist ein Begrenzer
15 elektrisch mit der oberen Welle 10 geerdet, während an die
untere Welle 11 eine Spannung V angelegt wird. Das Meßsignal
wird durch Feststellung der Kontaktbedingungen zwischen dem Begrenzer I3 und dem unteren Organ ο erzeugt. Wenn hier der
Abstand zwischen dem oberen Abspanorgan 7 und dem unteren Gegenorgan
δ anormal klein wird oder kleiner als die Dicke der Isolierfolie
1, so kommt das obere Abspanorgan 7 mit dem unteren Gegenorgan & in elektrischen Kontakt, wodurch der Begrenzer Ij5
die Abspaneinrichtung β abschaltet.
Die in dieser Abspaneinrichtung 6 entfernte oder abgeschabte leitende Folie 2 wird zweckmäßigerweise abgesaugt.
Auf diese Weise wird auf der Isolierfolie 1 eine Anzahl von parallelen Leitungen 21 in Streifenform ausgebildet, wie dies
in Figur 4 im Schnitt dargestellt ist. Das auf diese Weise behandelte Spulenmaterial soll nachstehend als "Spulenteil"
bezeichnet werden. Dieses Spulenteil 22 wird von der Abspaneinrichtung 6 an Führungswalzen 27) weitergeleitet und von diesen
an eine Aufnahmewelle in einem Aufwickelteil 25. Wenn das Spulen teil 22 die Aufnahmewelle zu 1/6 bis zu 5/6 umgibt, dann werden
Teile la der Isolierfolie 1, welche zwischen den parallelen Leitungen 21 erscheinen, in Längsrichtung von einem Trennorgan
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Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen
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in Form eines Trennmessers oder Abstechmeißels zertrennt, während
das Spulenteil 22 fortlaufend aufgewickelt wird. Nachdem eine gewünschte Anzahl von Windungen des Spulenteiles 22 auf der Aufnahmewelle
aufgewickelt sind, wird das Spulenteil 22 durch eine nicht dargestellte Schneideinrichtung von der Aufnahmewelle abgeschnitten.
Für den Antrieb der Aufwickelwelle ist eine Antriebsrolle 27 vorgesehen, welche naturgemäß auch an der Oberfläche
des Spulenteiles 22 anliegt, welches auf die Aufnahmewelle aufgewickelt wird.
Eine auf diese Weise hergestellte Flachspule ist in Figur 6 schematisch dargestellt.
Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Flachspule kann ein Spulenmaterial veiw endet v/erden, welches aus einer Isolierfolie
1 besteht, die auf ihrer einen Seite mit einem Kontaktkleber beschichtet ist und auf der anderen Seite die leitende Folie
trägt. Andererseits kann auch beim Aufwickeln des Spulenteiles 22 ein isolierendes Klebemittel auf die Isolierfolie 1 aufgetragen
werden. Schließlich kann man als Spulenmaterial auch eine mit einem isolierenden Klebemittel beschichtete leitende
Folie 2 verwenden.
Bei Verwendung einer durch Erhitzung klebrig werdenden Isolierfolie,
beispielsweise aus Polyäthylen, wird zweckmäßigerweise eine Heizeinrichtung nahe dem Aufwickelteil 25 vorgesehen, wodurch
besondere Klebemittel nicht mehr erforderlich werden. Anstelle des Schneidorganes 24 kann ein elektrischer Heizer 26
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oder ein Laserstrahl verwendet werden, um die Isolierfolie 5
zu zertrennen., wie dies in Figur 5 dargestellt ist.
Bei dem erfindungsgemaßen Verfahren kann auch ein Spulenteil verwendet werden, welches durch Erzeugung einer Anzahl von
parallelen Leitungen in Form von Streifen auf der Isolierfolie 1 nach einem Fotoätzverfahren hergestellt wurde. Außerdem kann
auch ein Spulenteil verwendet werden, welches eine Anzahl von drahtförmigen leitenden Folien auf der Isolierfolie 1 aufweist,
die mittels eines Klebemittels oder durch Erhitzung aufgeklebt wurden. In den letztgenannten Fällen kann die Abspaneinrichtung
6 naturgemäß entfallen.
Die speziellen Merkmale der Erfindung beruhen darauf, daß ein Spulenteil, welches durch Erzeugung einer Anzahl von parallelen
Leitungen auf einer Isolierfolie ausgebildet wurde, einer Trenneinrichtung zugeführt wird, in viel eher die zwischen den parallelen
Leitungen erscheinende Isolierfolie in Längsrichtung zertrennt wird, während das Spulenteil auf einer Aufwickelwelle
aufgewickelt wird, und daß nach dem Aufwickeln einer erforderlichen Anzahl von Windungen des Spulenteiles dieses abgeschnitten
wird. Die Erfindung betrifft daher nur das Herstellungsverfahren, welches mittels Vorrichtungen durchführbar ist, die
auch ohne weiteres anders ausgebildet sein können als vorstehend beschrieben.
Wie vorstehende Beschreibung zeigt, verwirklicht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Spule in Form einer dünnen
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Platte, d.h.. also einer Flachspule, deren Windungsdichte wesentlich
größer ist als die einer herkömmlichen Flachspule. Da außerdem die Q,uers chnittsf lache der parallelen Leiter 21 je
nach Wunsch verändert werden kann, indem der Unterschied im Durchmesser zwischen den Abspanringen und den Abstandsringen 9
des oberen Abspanorganes 7 oder die Breite der Abstandsringe 9 verändert wird, oder indem eine Ä'tzbreite verändert wird, läßt
sich durch das erfindungsgemaße Verfahren eine Flachspule herstellen, Vielehe eine ganz bestimmte Belastbarkeit besitzt, wobei
eine große Anzahl derartiger Spulen ohne weiteres gleichzeitig herstellbar sind.
Da außerdem die zwischen den parallelen Leitern vorhandenen Teile der Isolierfolie in Längsrichtung zertrennt werden, kann
zwischen den nebeneinander liegenden parallelen Leitungen kein Kurzschluß durch Gratbildung beim Zertrennen auftreten. Infolgedessen
brauchen die Trennflächen des Spulenteiles weder geätzt noch poliert zu werden.
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Claims (1)
- Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen- 11 -PatentansprücheIJ Verfahren zur Herstellung von elektrischen Spulen, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus einer Anzahl paralleler Leitungen (21) aus einer elektrisch isolierenden Schicht bestehendes Spulenteil (22) zwischen den nebeneinander liegenden parallelen Leitungen zertrennt wird, während es auf einer Aufwickeleinrichtung (25) aufgewickelt wird und daß nach dem Aufwickeln einer gewünschten Anzahl von Windungen des Spulenteiles das Ende desselben abgeschnitten wird.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Isolierfolie (1) eine elektrisch leitende Folie (2) befestigt wird und das auf diese Weise hergestellte Spulenmaterial (5) zwischen ein oberes Abspanorgan (7) und ein unteres Gegenorgan (8) einer Abspaneinrichtung (6) eingeführt wird, wobei das obere Abspanorgan eine Anzahl von in gleichen Abständen voneinander angeordneten Abspanringen aufweist, und daß die leitende Folie durch die Abspanringe des oberen Abspanorganes teilweise abgeschabt oder entfernt wird, sodaß auf der Isolierfolie (1) streifenförrnige Leiter (21) ausgebildet werden.J. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende Schicht (1) zwischen den nebeneinander liegenden parallelen Leitungen (21) durch ein Trennmesser (24) zertrennt wird.409847/039Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen- 12 -4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende Schicht (l) zwischen den nebeneinander verlaufenden Leitungen (21) durch elektrische Heizorgane (26) zertrennt wird.Patentanwalt.0 9 8 A 7 / 0 3 9 1Leerseite
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