DE3038630A1

DE3038630A1 - Verfahren zur herstellung von klebverbindungen zwischen elektrischen bauelementekoerpern und deren anschlussdraehten und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE3038630A1
Application number: DE19803038630
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Phys. 8411 Etterzhausen Espenhain; Josef 8400 Regensburg Schindler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-10-13
Filing date: 1980-10-13
Publication date: 1982-04-29
Also published as: DE3038630C2

Description

Verfahren zur Herstellung von Klebverbindungen zwischen elektrischen Bauelementekörpern und deren Anschlußdrähten und Vorrichtung zur Durchfuhrung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur serienmäßigen Herstellung von Klebverbindungen zwischen stirnseitig mit Sacklöchern ausgebildeten elektrischen Bauelementekörpern, insbesondere zylinderähnlichen, bewickelten Ferritkörpern für HF-Drosseln, und in diese Sacklöcher eingeführten Enden axialer Anschlußdrähte sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Das Verfahren samt Vorrichtung gelangt bei sogenannter Fließstraßenfertigung elektrischer Bauelemente zum Einsatz. Als Fließstraße werden dabei im gleichen Takt arbeitende und durch ein oder mehrere Fließbänder miteinander verbundene und synchron aufeinander abgestimmte, selbsttätige Bearbeitungsvorrichtungen bezeichnet, die kontinuierlich von den Bauelementen angelaufen und durchlaufen werden.
Die Herstellung der Klebverbindungen zwischen den Bauelementekörpern und deren Anschlußdrähten erfolgt in einer Bearbeitungsvorrichtung, die eine Klebvorrichtung, und hierzu nachgeschaltet, eine Aushärtevorrichtung besitzt.
Vom Klebverfahren und der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens wird gefordert, daß die Kleberkegel reproduzierbar, d.h. mit nur geringer Streuung ihrer geometrischen Abmessungen ausgebildet sind, da so, z.B. bei Herstellung von HF-Drosseln, beim Bewickeln der Trägerkörper Positionierungsschwierigkeiten von Wickelkammer zu Wickelfinger verringert und durch kleberverschmutzte Anschlußdrähte verursachte fehlerhafte Lötstellen beim Löten vermieden werden.
Die Klebverbindungen sollen selbstverständlich auch eine möglichst große mechanische Festigkeit haben, um die notwendige minimale Drahtabzugsfestigkeit zu besitzen.
Schließlich soll die Herstellung der Klebverbindungen möglichst rasch erfolgen, da nur so - betrachtet in Fließbandrichtung - die Klebstrecke klein gehalten werden kann, Die Einhaltung eines geometrisch definierten Kleberkegels, wie er zur einwandfreien Bewicklung unumgänglich notwendig ist, erfordert eine dosierte und reproduziel bare Kleberzufuhr zur Klebstelle, d.h. zum Sackloch des Bauelementekörpers, in dem sich das Anschlußdrahtende befindet. Bei der Kleberzufuhr ist zu unterscheiden zwischen der angebotenen und der von der Klebstelle aufgenommenen Kleberdosis. Der Kleber wird angeboten durch eine handelsübliche Dosiervorrichtung nach Art einer Kolbenpumpe oder nach Art eines sogenannten Anrollrades mit geeignet ausgebildetem Abstreifer, wie dies z;B. bei ringförmiger Farbcodierung von elektrischen Widerständen allgemein bekannt ist.
Für das Kleberangebot sind Dosierung und Reproduzierbarkeit gegeben, für die Kleberaufnahme dagegen problematisch, da eine mengenmäßig und positionsmäßig stets gleiche Kleberaufnahme infolge der geometrischen Ausbildung des Bauelementekörpers z.B. mit Anwickelnuten und Angußbruchstellen und infolge unterschiedlich großer Teile der Bauelementekörperoberfläche, die mit dem Kleber in Berührung kommen, nur schwer zu verwirklichen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, die hinsichtlich der Klebverbindung die vorstehend genannten Erfordernisse erfüllen, d.h. reproduzierbar durchführbar sind und eine rasche Durchführbarkeit des Klebverfahrens ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vor, daß unmittelbar im Bereich der Bauelemente-Stirnseiten dosierte Mengen eines lösungsmittelfreien Einkomponentenklebers, dessen Viskosität etwa t03 bis 10C X e beträgt, auf die Anschlußdrähte aufgebracht werden und nachfolgend der Kleber durch Wärmestrahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, die-bevorzugt auf die Bauelementekörper einwirkt, in die Sacklöcher transportiert und ausgehärtet wird.
Die Kleberaufnahme durch die Anschlußdrähte gewährleia stet eine nur geringe Streuung hinsichtlich Position und Größe jener Fläche, die Kleber aufnimmt, und im Hinblick auf die spätere Anlötung der Wicklungsenden - z.B.
einer HF-Drossel - ist die Beschränkung des Kleberauftrages auf den der Stirnseite des Bauelementekörpers unmittelbar benachbarten Bereich des Anschlußdrahtes notwendig.
Die bei der uebernahme der dosierten Klebermenge durch den Anschluß draht auftretende Tropfenbildung würde an sich bei den gegebenen Draht- und Körperabmessungen des Bauelements und bei niederviskosem Kleber zu einer zu geringen Kleberaufnahme und damit zu einer unzureichenden Drahtabzugsfestigkeit führen. Die gewählte Kleberviskosität läßt den Kleber jedoch so langsam fließen, daß die OberfLächenspannung des Klebers beim Abreißen der aufgenommenen Klebermenge vom anbietenden Kleberdosierer nicht mehr zur Tropfenbildung und damit nicht mehr zur Begrenzung der aufgenommenen Klebermenge führt.
Die Übernahme des Klebers vom Kleberdosierer erfolgt dabei unter Ausnutzung der Transportbewegung des Bauelements, wobei die Kleberdosis vom anbietenden Kleberdosierer durch den am Kleberdosierer vorbeigeführten Anschlußdraht abgestreift wird.
Durch die überwiegend auf das Bauelement und nicht auf die Anschlußdrähte gerichtete Wärme, insbesondere Infrarotstrahlung, zieht die Oberflächenspannung des Rlebers die auf den Anschlußdraht aufgebrachte Kleberdosis in die Sacklöcher des Bauelementekörpers.
Die vom Bauelement aufgenommene Wärmemenge ist dabei in starkem Maße vom Abstand des Bauelements vom Wärmestrahler abhängig. Klebverbindungen mit reproduzierbarer hoher Drahtabzugsfestigkeit werden bei bestimmtem Temperaturprofil des Wärmestrahlers und vorgegebener Durchlaufzeit nur erreicht, wenn für den gewählten Abstand zwischen Bauelement und Wärmestrahler enge Toleranzen eingehalten werden. Der Abstand darf nicht zu groß gewählt werden, da in diesem Fall die Gefahr besteht, daß der Härter in der kurzen zur Verfügung stehenden Einbrennzeit nicht aushärtet. Bei zu kleinem Abstand hingegen kann der Kleber verbrennen.
Ebenso stark wie die Wärmeenergiezufuhr zum Kleber geht bei vorgegebenem annähernd rechteckigen Temperaturprofil der Wärmestrahlungsstrecke, insbesondere Infrarotstrecke, und bei vorgegebener Durchlaufzeit die Größe der auszuhärtenden Kleberdosis in die Drahtabzugsfestigkeit ein, da größere Klebermengen schneller ausharten.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich aus durch eine Transportvorrichtung, enthaltend parallel laufende und als Auflager für die freien Enden der Anschlußdrähte dienende Transportketten und hierzu parallel sowie in gleicher Ebene zu den Transportketten nahe den Bauelementekörpern angeordnete Führungsschienen, über die die Anschlußdrähte schleifen, durch eine in den Transportweg geschaltete Klebevorrichtung, die dosierte Klebermengen anbietet, die durch die Anschlußdrähte abgestreift werden, wobei die elektrischen Bauelemente unter der Wirkung einer mittig und senkrecht zur Transportrichtung auf die Bauelemente ausgeübten Kraft gegen die Führungsschienen gedrückt werden, und durch eine der Klebevorrichtung nachgeschaltete Aushärtevorrichtung, bestehend aus einem Wärmestrahler, insbesondere Infraratstrahler, dessen Strahlung überwiegend auf den Bauelementekörper gerichtet ist.
Die Kraft, die die Bauelemente gegen die Führungsschienen drückt, kann z.B. durch Federn oder durch Niederhalter, die die Schwerkraft ausnützen, ausgeübt werden. Die hierbei am Bauelementekörper oder in Nähe des Bauelementekörpers an den Anschlußdrähten auftretenden Reibungskräfte bewirbn eine geringfügige, teilweise sogar reversible Durchbiegung der Anschlußdrähte entgegengesetzt zur Transportrichtung, da die Enden der Anschlußdrähte während der Kleberaufnahme des Bauelements in den dafür vorgesehenen Aussparungen des Transportbandes aufliegen und zwar z.B. zwischen den Sägezähnen eines flexiblen Stahlbandes oder zwischen den Gliedern einer entsprechend profilierten Kette.
Die Durchbiegung der Anschlußdrähte während ihres Transports durch die Klebervorrichtung verhindert ansonsten auftretende Schwankungen in der aufgenommenen Klebermenge. Ohne die auf das Bauelement mittig wirkende Kraft würden nämlich die Anschlußdrähte beim Transport durch die angebotene KleberdoLs senkrecht zur Transportebene ausweichen, da die zwischen den Anschlußdrähten und dem Kleber wirkenden Reibungskräfte an sich zu einer axialen Drehbewegung des Bauelements und zum Hinwegdrehen der Anschlußdrähte über die angebotene Kleberdosis führen.
Durch den Einsatz eines lösungsmittelfreien Einkomponentenklebers, der bei möglichst hohen Temperaturen, vorzugsweise durch Infrarotstrahlung, eingebrannt wird, ist eine in ihren Abmessungen - betrachtet in Transportrichtung - nur kurze Klebevorrichtung und damit eine kurze Aushärtezeit möglich.
Verwendet werden zweckmäßigerweise Strahler, die nur so breit sind wie der Bauelementekörper lang ist.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Vorrichtung besitzt parallel laufende Transportketten 1 mit in der Zeichnung nicht dargestellten Auflagern für die freien Enden von Anschlußdrähten ii, deren andere Enden in die stirnseitigen Sacklöcher 12 von Bauelementekörpern 10 eingeführt sind. Parallel sowie in gleicher Ebene zu den Transportketten 1 sind nahe den Bauelementekörpern 10 Führungsschienen 3 angeordnet, über die die Anschlußdrähte 11 schleifen. In den Transportweg ist eine Slebvorrichtung mit Kleber-Anrollrädern 6 geschaltet, die über diese Räder dosierte Mengen an Kleber 7 anbietet. Die angebotenen Klebermengen werden dabei durch die Anschlußdrähte 11 abgestreift, wobei die Anschlußdrähte unter der Wirkung einer mittig und senkrecht zur Transportrichtung auf die Bauelementekörper 10 ausgeübten Kraft, z.B. unter der Wirkung einer Feder bzw. eines Niederhalters 4, gegen die Führungsschienen 3 gedrückt und durchgebogen werden, um ein Ausweichen und Rotieren der Bauelementekörper 10 während der Kleberaufnahme zu verhindern.
Betrachtet in Transportrichtung A ist der Klebvorrichtung eine Aushärtevorrichtung nachgeschaltet, die aus einem schematisch angedeuteten Infrarotstrahler 8 und einer Heizwendel 9 besteht, wobei die Strahlung des Infrarotstrahlers bevorzugt auf die Bauelementekörper 10 gerichtet ist.
3 Patentansprüche 1 Figur Leerseite

Claims

Patentansprüche 4 ) Verfahren zur serienmäßigen Herstellung von Klebverbindungen zwischen stirnseitig mit Sacklöchern ausgebildeten elektrischen Bauelementekörpern, insbesondere zylinderähnlichen, bewickelten Ferritkörpern für HF-Drosseln, und in diese Sacklöcher eingeführten Enden axialer Anschlußdrähte, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß dosierte Mengen eines lösungsmittelfreien Einkomponentenklebers, dessen Viskosität etwa 103 bis 104 Poise beträgt, unmittelbar im Bereich der Bauelementestirnseiten auf die Anschlußdrähte aufgebracht werden und nachfolgend der Kleber durch Wärmestrahlung, insbesondere Infrarptstrahlung, die bevorzugt auf die Bauelementekörper einwirkt, in die Sacklöcher transportiert und ausgehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Kleberaufnahme durch die Anschlußdrähte auf das Bauelement eine mittig und senkrecht zur Bauelementetransportrichtung wirkende Kraft ausgeübt wird, die die dosierte Xleberaufnahme erzwingt durch Abstreifen der dosierten Klebermenge von der Kleberzufuhr.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transportvorrichtung vorgesehen ist, enthaltend parallel laufende und als Auflager für die freien Enden der Anschlußdrähte (11) dienende Transportketten (1) und hierzu parallele sowie in gleicher Ebene zu den Transportketten nahe dem Bauelementekörper (10) angeordnete Führungsschienen (3), über die die Anschlußdrähte schleifen, daß in den Transportweg eine Klebvorrichtung (6) geschaltet ist, die dosierte Klebermengen anbietet, die durch die Anschlußdrähte abgestreift werden, wobei die Anschlußdrähte unter der Wirkung einer mittig und senkrecht zur Transportrichtung aug die Bauelemente ausgeübten Kraft (4) gegen die FUhrungsschienen gedrückt und durchgebogen werden7 uB ein Ausweichen und Rotieren der Bauelemente während der Kleheraufnahme zu verhindern und daß der Klebvorrichtung eine Aushärtevorrichtung (8^ 9) nachgeschaltet ist, bestehend aus einem Infrarotstrahler, dessen Strahlung bebevorzugt auf die Bauelementekörper gerichtet ist