DE2927866C2 - Process for baking coils with a thermoplastic coating - Google Patents

Process for baking coils with a thermoplastic coating

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DE2927866C2 DE19792927866 DE2927866A DE2927866C2 DE 2927866 C2 DE2927866 C2 DE 2927866C2 DE 19792927866 DE19792927866 DE 19792927866 DE 2927866 A DE2927866 A DE 2927866A DE 2927866 C2 DE2927866 C2 DE 2927866C2
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Description

mung der Spule (1) unter eine untere zulässige Durch eine schlechte Wärmeableitung in der Spule,tion of the coil (1) below a lower permissible Due to poor heat dissipation in the coil,

Ausbacktemperatur (T171/,,) der Heizstrom wieder weiche auch von der Spulengeometrie wesentlichBaking temperature (T 171 / ,,) the heating current again softens significantly from the coil geometry

eingeschaltet wird. 20 beeinflußt wird, entstehen einerseits unzulässig über-is switched on. 20 is influenced, on the one hand unacceptably excessive

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch hitzte Zonen, insbesondere in der Spulenmitte und gekennzeichnet, daß nach einer vorgegebenen Zeit andererseits lose Windungen in den Randzonen der (t 1) oder nach einer vorbestimmten Anzahl von Spule und zu geringe Haftfestigkeit zwischen Spule und Stromimpulsen der Heizstrom ganz abgeschaltet Spulenträger infolge zu geringer Erwärmung. Aus wird. 25 diesem Grunde wird meist nach einem Kompromiß3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that heated zones, in particular in the center of the coil, and that after a predetermined time, on the other hand, loose turns in the edge zones of the (t 1) or after a predetermined number of coil and insufficient adhesive strength between coil and Current pulses of the heating current completely switched off. Coil carrier due to insufficient heating. From will. 25 this reason is usually a compromise

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gefertigt, der bei mittlerer Ausbacktemperatur die dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Temperaturempfindlichkeit der Trägerfolie sowie die Spule (1) indirekt über die Größe des Heizstromes Mindestausbacktemperatur der Spulendrähte berückerfaßt wird. sichtigt. Um dennoch einwandfreie Spulen zu erhalten,4. The method according to any one of claims 1 to 3, manufactured at the medium baking temperature characterized in that the temperature of the temperature sensitivity of the carrier film and the Coil (1) indirectly recorded via the size of the heating current, minimum baking temperature of the coil wires will. sighted. In order to still get flawless bobbins,

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn- 30 muß meist in einem nachfolgenden Arbeitsgang von zeichnet, daß die Temperatur der Spule (1) mit Hilfe Hand mindestens eine Windung abgezogen werden, eines zur Spt Ie (1) in Reihe geschalteten temperatu- wenn der Spulenanfang ungenügend mit der Trägerfolie runabhängigen MeßwiderstanHes (9) erfaßt wird. und mit den weiteren Windungen verbacken ist. Dieser5. The method according to claim 4, characterized marked 30 must mostly in a subsequent operation of shows that the temperature of the coil (1) can be deducted at least one turn by hand, a temperature connected in series to Spt Ie (1) if the beginning of the spool is insufficient with the carrier film independent measuring resistance (9) is detected. and is baked with the other turns. This

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch Arbeitsgang ist nicht nur sehr aufwendig, sondern gekennzeichnet, daß vor dem Aufheizen der Spule 35 verursacht zudem noch einen sehr hohen Ausschuß kurzzeitig ein Kontaktierungsstrom von höherer wegen der sehr empfindlichen Anschlußdrähte.
Spannung geschickt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the operation is not only very expensive, but characterized in that prior to the heating of the coil 35 also causes a very high scrap briefly a contact current of higher because of the very sensitive connecting wires.
Tension is sent. The invention is based on the object that

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Verfahren der eingangs beschriebenen Art derart zu dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der verbessern, daß die Ausbackqualität wesentlich gestei-Spule (1) berührungslos mit Hilfe eines Infrarot- 40 gert werden kann, so daß sich eine Nachbearbeitung der Temperaturmeßgerätes erfaßt wird. Spule erübrigt. Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß durch die Spule7. The method according to any one of claims 1 to 3, such a method of the type described above characterized in that the temperature of the improve that the baking quality significantly increased coil (1) Contactless with the help of an infrared 40 device, so that post-processing of the Temperature measuring device is detected. Coil unnecessary. This object is achieved with the inventive Method solved in that by the coil

mehrere Heizstromimpulse unter gleichzeitiger Überwachung der Temperatur der Spule geschickt werden, 45 derart, daß die Spule beliebig lange in dem für sieseveral heating current pulses are sent while the temperature of the coil is monitored at the same time, 45 in such a way that the coil is as long as required for them

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum optimalen Temperaturbereich ausgebacken werdenThe invention relates to a method for the optimum temperature range to be baked

Verbacken von Spulen mit thermoplastischer Kunst- kann.Baking of spools with thermoplastic plastic can.

stoffummantelung, wobei zur Erwärmung der Spule ein Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also dasfabric sheathing, with a heating element for the coil

zeitlich begrenzter Stromstoß mit konstanter Spannung bisher übliche ungeregelte Stromstoßausbacken mitTime-limited current impulse with constant voltage with the unregulated current impulse bake-out that has been common up to now

durch die Spule geschickt wird. 50 fester Stromstoßzeit durch ein geregeltes temperatu-is sent through the coil. 50 fixed current impulse time through a regulated temperature

Ein solches Verfahren ist beispielsweise durch die rabhängig gepulstes Stromausbacken ersetzt, bei demSuch a method is replaced, for example, by the r-dependent pulsed current baking, in which

DE-OS19 41 800 bekanntgeworden. die Spule beliebig lange in dem für sie optimalenDE-OS19 41 800 became known. the coil for as long as you like in the best for you

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Anmeldung Temperaturbereich zum Verbacken gehalten wird. DasThe method according to the present application temperature range for baking is maintained. That

wird im Zusammenhang mit der Schwingspulenherstel- erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit eine hoheis thus allowed in connection with the voice coil manufacturing method according to the invention a high

lung näher erläutert, ist aber nicht darauf beschränkt. 55 Ausbackqualität über den gesamten Spulenquerschnitt.ment explained in more detail, but is not limited to it. 55 Baking quality across the entire cross-section of the spool.

Schwingspulen, z. B. für elektroakustische Wandler, Die Folge hiervon ist nicht nur eine Steigerung derVoice coils, e.g. B. for electroacoustic transducers, the consequence of this is not just an increase in

bestehen aus Kupferdraht mit einer Isolierlackierung Spulenqualität, sondern auch eine erhebliche Senkungconsist of copper wire with an insulating coating coil quality, but also a significant reduction

und einer Ummantelung aus thermoplastischem Mate- des Ausschusses.and a sheath made of thermoplastic material of the rejects.

rial, der mehrlagig auf eine Trägerfolie aus thermopla- Vorzugsweise wird bei Erreichen einer maximalrial, which is multilayered on a carrier film made of thermoplastic Preferably, when a maximum is reached

stischem Material gewickelt ist. Damit man kompakte 60 zulässigen Ausbacktemperatur der Spule der Heizstromelastic material is wound. So that one compact 60 permissible baking temperature of the coil of the heating current

Schwingspulen erhält, müssen einerseits die Einzelwin- abgeschaltet und bei Absinken der Erwärmung derVoice coils received, on the one hand, the single win- switched off and, when the temperature drops, the

düngen der Spule untereinander und andererseits die Spule unter eine untere zulässige Ausbacktemperaturfertilize the coil among each other and on the other hand, the coil below a lower permissible baking temperature

Spulendrähte mit dem Spulenträger verschmolzen bzw. der Heizstrom wieder eingeschaltet,The coil wires are fused with the coil carrier or the heating current is switched on again,

verbacken werden. Die zum Verbacken erforderliche Das Wiedereinschalten des Heizstromes kann inbe baked. The reactivation of the heating current required for baking can be done in

Erwärmung der Spule erfolgt bei bekannten Verfahren μ einfacher Weise auch mit Hilfe eines ZeitgliedesHeating of the coil takes place in known processes μ easily with the help of a timer

dadurch, daß durch die Spule ein Strom geschickt wird, vorgenommen werden, welches beim Abschalten desin that a current is sent through the coil, can be made, which when switching off the

der infolge des ohmschen Widerstandes den Spulen- Heizstromes in Gang gesetzt wird. Die Anzahl derwhich, due to the ohmic resistance, sets the coil heating current in motion. The number of

draht entsprechend erwärmt. Bei Erreichen der geregelten Stromimpulse hängt von der erwünschtenwire heated accordingly. When reaching the regulated current pulses depends on the desired

Ausbackqualitat ab. Sie kann mit Hilfe einer Zeitstufe vorgegeben werden,Baking quality. You can use a timer are given,

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Temperatur der Spule indirekt über die Größe des Heizstroms erfaßt wird. Dies läßt sich in einfacher Weise mit Hilfe eines zur Spule in Reihe geschalteten temperaturunabhängigen Meßwiderstandes erreichen. Auf diese Weise ergibt sich ein relativ einfacher Aufbau des Regelgerätes. Die Ausbacktemperatur kann aber auch berührungslos! mit Hilfe eines Infrarot-Temperaturmeßgerätes erfaßt werden. It is particularly advantageous if the temperature of the coil is detected indirectly via the magnitude of the heating current will. This can be done in a simple manner with the help of a Achieve temperature-independent measuring resistor connected in series to the coil. That way results a relatively simple structure of the control device. The baking temperature can also be touch-free! with Can be detected with the help of an infrared temperature measuring device.

Die Drahtkontaktierung der Spulenenden zur Sicherstellung eines konstanten Übergangswiderstandes kann noch dadurch verbessert werden, daß vor dem Aufheizen der Spule durch einen kurzzeitigen Kontaktierungsstrom von höherer Spannung die Drahtisolation an den Kontaktstellen durchgebrannt wird. Dies trägt ebenfalls zur Erzielung einer gleichbleibenden Ausbackqualität bei.The wire contacting of the coil ends to ensure this a constant contact resistance can be improved by the fact that before The wire insulation is heated up by a brief contact current of higher voltage is burned out at the contact points. This also contributes to the achievement of a constant baking quality at.

Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemäBe Verfahren näher erläutert Es zeigtThe method according to the invention is explained in more detail with the aid of the drawing

Fig.! ein Blockschaltbild eines Gerätes zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,Fig.! a block diagram of a device for implementation of the method according to the invention,

F i g. 2 ein Ersatzschaltbild des Heizstromkreises undF i g. 2 an equivalent circuit diagram of the heating circuit and

F i g. 3 den Temperaturverlauf und den Heizstromverlauf über der Zeit während des Ausbackvorganges einer Schwingspule.F i g. 3 the temperature curve and the heating current curve over time during the baking process Voice coil.

Anhand der Fig. 1 wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutertThe method according to the invention is explained in more detail with reference to FIG. 1

Mit 1 ist eine Schwingspule bezeichnet, die an ihren beiden Enden 2 und 3 mit Leitungen 4 und 5 kontaktiert ist. Die Leitungen 4 und 5 sind mit einer Stromquelle, z. B. einer Batterie 6, verbunden und zwar über einen Kontakt 7 eines Relais 8. Ferner ist im Stromkreis ein konstanter Meßwiderstand 9 in Reihe geschaltet. An dem Meßwiderstand 9 wird eine Spannung Umeo abgenommen, die einem Diskriminator 10 zugeführt wird. Mit 11 ist eine Logikstufe bezeichnet, die ein Zeitglied 12 und eine Stufe 13 enthält. Ein Eingang der Stufe 13 ist mit einer Zeitschaltuhr 14 verbunden.1 with a voice coil is referred to, which is contacted at both ends 2 and 3 with lines 4 and 5. The lines 4 and 5 are connected to a power source, e.g. B. a battery 6, connected via a contact 7 of a relay 8. Furthermore, a constant measuring resistor 9 is connected in series in the circuit. A voltage U me o is taken from the measuring resistor 9 and is fed to a discriminator 10. 11 designates a logic stage which contains a timing element 12 and a stage 13. One input of stage 13 is connected to a timer 14.

Die Schwingspule 1 wird durch Widerstandserwärmung im Spulendraht aufgeheizt. Durch den über den Meßwiderstand 9 geführten Stromkreis kano an diesem eine Regelspannung Umee abgegriffen werden, die eine Funktion des temperaturabhängigen Spulenwiderstandes ist. Diese Spannung wird dazu benutzt, die Ausbackternperatur der Spule 1 im optimalen Bereich konstant zu halten. Die Gesamtausbackzeit kann durch die einstellbare Zeitschaltuhr 14 begrenzt werden.The voice coil 1 is heated by resistance heating in the coil wire. A control voltage U me e , which is a function of the temperature-dependent coil resistance, can be tapped through the circuit passed through the measuring resistor 9. This voltage is used to keep the baking temperature of the coil 1 constant in the optimal range. The total baking time can be limited by the adjustable timer 14.

Zur Spulenerwärmung wird ein Ausbackstrom mit einer konstanten Spannung verwendet, die von der Stromquelle 6 geliefert wird. Diese konstante Spannung kann beispielsweise 130 VaIt betragen. Die Temperatur der Schwingspule wird indirekt ebenfalls durch den Ausbackstrom überwacht und zwar über den konstanten Meßwiderstand 9. Der Strom ändert sich durch die materialspezifische temperaturabhängige Widerstandsänderung des Leitermaterials, beispielsweise von Kupfer.A baking current with a constant voltage is used to heat the coil, which is determined by the Power source 6 is supplied. This constant voltage can be 130 VaIt, for example. The temperature the voice coil is also indirectly monitored by the baking current via the constant Measuring resistor 9. The current changes due to the material-specific, temperature-dependent change in resistance of the conductor material, for example copper.

Es gilt folgende Beziehung: fcoThe following relationship applies: fco

I —I -

Rges R10 + R10 ■ K2n ■ (dA - dln)Rges R 10 + R 10 ■ K 2n ■ (d A - d ln )

hierbei bedeuten:here mean:

/ = Ausback- und Regelstrom
U = Ausbackspnnnung/ = Baking and control current
U = baking voltage

fei Rges = Gesamtwiderstandfei Rtot = total resistance

Rio = Spulenwiderstand bei 200C Rio = coil resistance at 20 ° C

Kio = Temperaturkoeffizient Kio = temperature coefficient

öa = Ausbacktemperaturöa = baking temperature

<52o = Raumtemperatur (20° C)<5 2 o = room temperature (20 ° C)

Diese temperaturabhängige Stromschwankung /wird mit der in F i g. 1 dargestellten Regelschaltung erfaßt und als Regelstöße für eine Art Zweipunkt-Temperaturregelung benutzt Bei der dargestellten Stellung des Schaltkontaktes 7 des Relais 8 fließt durch die Spule 1 ein Ausbackstrom, der die Spule erwärmt und der bei steigender Spulentemperatur nach der FormelThis temperature-dependent current fluctuation / is compared with the in FIG. 1 detected control circuit shown and used as control impulses for a kind of two-point temperature control. In the illustrated position of the Switching contact 7 of the relay 8 flows through the coil 1, a baking current that heats the coil and the increasing coil temperature according to the formula

RgesRges

sinkt. In Fig.2 ist das Ersatzschaltbild für den Heizstromkreis dargestelltsinks. The equivalent circuit diagram for the heating circuit is shown in FIG

Formelmäßig ausgedrückt ergibt dasExpressed in a formula, this results in

R/neß + RlO Spule + Rd Spule R / neß + RlO coil + Rd coil

RaSpule verändert sich hierbei temperaturabhängig. RaSpule changes depending on the temperature.

Die Gesamtausbackspannung U teilt sich folgendermaßen aufThe total baking voltage U is divided as follows

U-I- (Rmeß + RlO Spule + Rd Spule) = UAmback + Umcts UI- (Rmeß + RlO coil + Rd coil) = U Amback + U mcts

Das heißt bei steigender Spulenerwärmung wächst die Spannung UAusback an der Schwingspule, da sich deren Spulenwiderstand erhöht während die Regelspannung Umcß am konstanten Meßwiderstand Rmee abfällt. Die an der Spule herrschende Temperatur wird somit (da Ao = f(Umcß)) indirekt am Meßwiderstand festgestellt und für die Regelung verwendet.This means that as the coil heats up, the voltage UAusback at the voice coil increases, since its coil resistance increases while the control voltage U mc ß at the constant measuring resistor R me e drops. The temperature prevailing at the coil is thus (since Ao = f (U m cß)) determined indirectly at the measuring resistor and used for the control.

Mit Hilfe des Diskriminators 10, der bei einem bestimmten frei einstellbaren Spannungswert einen Steuerimpuls abgibt, wird dieser Effekt der fallenden MeSspannung Umeß bei Temperaturerhöhung genutzt, um das Relais 8 bei Erreichen eines bestimmten temperaturbezogenen Spannungswertes Umco umzusteuern, d. h. den Heizstromkreis zu unterbrechen. Die sich bis zur oberen optimalen Ausbacktemperaturgenze Tmax erwärmte Spule 1 kühlt nun ab.With the help of the discriminator 10, which emits a control pulse at a certain freely adjustable voltage value, this effect of the falling measurement voltage U m eß when the temperature increases is used to reverse the relay 8 when a certain temperature- related voltage value U mc o is reached, i.e. to interrupt the heating circuit . The coil 1, which has been heated up to the upper optimal baking temperature limit Tmax, now cools down.

Gleichzeitig mit dem Ausschalten des Heizstromkreises wird durch den Diskriminator 10 das Zeitglied 12 mit Einschaltverzögerung gestartet, welches das Relais 8 nach Ablauf einer einstellbaren Abkühlzeit zurücksteuert, d. h. den Ausbackstromkreis schließt, wodurch die Spule 1 abermals erwärmt wird. Erreicht die Spulenterr,-peratur wieder die obere optimale Ausbacktemperatur Tm1Ut, wird der Heizstromkreis abermals unterbrochen usw. Dieser beschriebene Zweipunktregelvorgang innerhalb eines einstellbaren Ausbacktemperaturbereiches wiederholt sich so lange, bis die Zeitschaltuhr 14 den Vorgang unterbricht.Simultaneously with the switching off of the heating circuit, the timer 12 is started by the discriminator 10 with a switch-on delay, which controls the relay 8 back after an adjustable cooling time has elapsed, ie closes the baking circuit, whereby the coil 1 is heated again. If the coil temperature again reaches the upper optimal baking temperature Tm 1 Ut, the heating circuit is interrupted again, etc. This two-point control process described within an adjustable baking temperature range is repeated until the timer 14 interrupts the process.

Fig.3 zeigt der mit Hilfe eines IR-Temperaturmeßgerätes aufgenommenen Temperaturverlauf 15 in einer Schwingspule, sowie den Verlauf des Heizstromes 16 während des Regelvorganges.Fig. 3 shows the with the help of an IR temperature measuring device recorded temperature profile 15 in a voice coil, as well as the profile of the heating current 16 during the control process.

Aus F i g. 3 ist zu erkennen, daß die Spule durch sechs Heizstromimpulse gleichmäßig erwärmt wird. Durch das erfindungsgemiße Verfahren wird also einerseits die Überhitzung in Spulenmitte beim Ausbacken verhindert und andererseits werden lose Windungen inFrom Fig. 3 it can be seen that the coil is heated uniformly by six heating current pulses. By the method according to the invention thus, on the one hand, prevents overheating in the center of the coil during baking prevented and on the other hand loose turns in

den Randzonen ausgeschlossen. Damit wird der SpulenausschuB gesenkt.excluded the edge zones. This reduces the bobbin waste.

Die beim bisherigen Ausbackverfahren notwendige Nacharbeit, nämlich das Abziehen loser Windungen mit der Gefahr der Drahtbeschädigung, kann nun vollends entfallen.The reworking required in the previous baking process, namely removing loose turns with the risk of wire damage can now be completely eliminated.

Hierzu I Blatt ZeichnungenFor this purpose I sheet drawings

Claims (2)

ι 2 Schmelztemperatur der thermoplastischen Ummante- Patentansprüche: lung verschmelzen nicht nur die Einzelwjndungen der Spule untereinander, sondern auch die Spulendrähte mitι 2 melting temperature of the thermoplastic Ummante- patent claims: not only the individual windings of the coil fuse with one another, but also the coil wires with it 1. Verfahren zum Verbacken von Spulen mit dem Spulenträger. Bei den bekannten Ausbackverfahthermoplastischer Kunststoffummantelung, wobei 5 ren erfolgt die Erwärmung durch einen zeitlich zur Erwärmung der Spule ein zeitlich begrenzter begrenzten Stromstoß mit konstanter Spannung, Die Stromstoß mit konstanter Spannung durch die Spule Folge davon ist, daß die Ausbackqualität sehr stark geschickt wird, dadurch gekennzeichnet, abhängig ist von der Spulengeometrie, der Wärmeableidaß durch die Spule (1) mehrere Heizstromimpulse tung in der Spule und der Kontaktierung der unter gleichzeitiger Überwachung der Temperatur 10 Spulendrahtenden.1. Method of baking coils with the coil carrier. In the known baking process thermoplastic Plastic sheathing, with 5 ren, the heating takes place through a timed a time-limited current impulse with constant voltage to heat the coil, Die Current impulse with constant voltage through the coil The consequence of this is that the baking quality is very strong is sent, characterized in that depends on the coil geometry, the heat dissipation through the coil (1) several Heizstromimpulse device in the coil and the contacting of the 10 coil wire ends while monitoring the temperature. der Spule (1) geschickt werden, derart, daß die Spule Eine schlechte Kontaktierung führt zu wechselndenthe coil (1) are sent in such a way that the coil A poor contact leads to changing (1) beliebig lange in dem für sie optimalen Übergangswiderständen und damit zu unterschiedlich(1) Any length of time in the contact resistance that is optimal for you and therefore too different Temperaturbereich ausgebacken werden kann. hohen Ausbackströmen. Daher werden bei dem aus derTemperature range can be baked. high baking currents. Therefore, in the case of the 2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekenn- DE-OS 19 41 800 bekannten Verfahren die Spulenenden zeichnet, daß bei Erreichen einer maximal zulässigen 15 über ein flüssiges, heißes, leitendes Medium, zum Ausbacktemperatur (Tm3x) der Spule (1) der Heiz- 3eispiel ein Zinnbad, an Spannung gelegt. Dieses strom abgeschaltet und bei Absinken der Erwär- Verfahren ist jedoch sehr aufwendig.2. The method according to claim I 1 characterized- DE-OS 19 41 800 known method, the coil ends is characterized in that when a maximum permissible 15 is reached via a liquid, hot, conductive medium, to the baking temperature (Tm 3x ) of the coil (1) Heating example a tin bath, connected to voltage. This current is switched off and when the heating process drops, however, it is very expensive.
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