DE4139541A1 - Verfahren zum verbinden einer elektrischen wicklung mit einem eisenkern - Google Patents
Verfahren zum verbinden einer elektrischen wicklung mit einem eisenkernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach der Gattung des Hauptan
spruchs.
Beim Verbinden von Wicklung(-en) und Kern, z. B. bei Zündspulen,
Trafos oder ähnlichem durch Kleben, wird zwischen Wicklungskörper
und Kern ein Klebemittel eingebracht und zur Steigerung der Festig
keit der Klebestelle Wärme zugeführt, wodurch der Kleber schneller
und fester aushärtet.
Hierzu werden die zusammengefügten Teile bei bekannten Verfahren in
einem Umluftofen auf die erforderliche Klebetemperatur gebracht,
eine vorbestimmte Zeit auf dieser und anschließend auf einer tiefer
liegenden Aushärtetemperatur gehalten. Der Aufheizvorgang in einem
Umluftofen dauert ca. 60 Minuten, die Aushärtezeit bei üblicherweise
eingesetzten Klebemitteln ca. 40 Minuten.
Diese Zeiten sind relativ lang, verglichen mit den sonst in der
Fertigung üblichen Taktzeiten.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Aufheizung der
Klebestelle in ca. 2 Minuten und damit erheblich schneller erfolgt.
Außerdem werden durch die Erwärmung der Wicklung aufgrund des Strom
flusses einerseits und durch die an der Kernoberfläche wirkenden
Wirbelströme andererseits unmittelbar die zu verklebenden Flächen
erwärmt, wodurch sich eine gleichzeitige und großflächige Aushärtung
des Klebers einstellt. Minimale Eigenspannungen und eine bessere
Haftung sind die Folge.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteil
hafte Ausführungen des Verfahrens nach dem Anspruch 1 möglich.
Wird eine der mit dem Kern zu verbindenden Wicklungen, z. B. die
Primärspule einer Zündspule, an eine hochfrequente Spannungsquelle
angeschlossen, so kann mittels dieser direkt das Wechselfeld erzeugt
werden. Außerdem wird erreicht, daß sich die Wicklung selbst wegen
ihres ohmschen Widerstandes erwärmt. Dies vermindert weiter den
Temperaturgradienten an den Klebeflächen mit den oben beschriebenen
Effekten.
Ferner wird der Platzbedarf in der Fertigungsstraße erheblich redu
ziert, da ein Umluftofen und/oder ein Induktionsofen eingespart
werden. Bei Verwendung einer geeigneten hochfrequenten
Strom-/Spannungsquelle können auch mehrere Spulen gleichzeitig mit
den zugehörigen Kernen verbunden werden. In vorteilhafter Weise kann
durch Abtasten der elektrischen Parameter eine Qualitätsüberwachung
des Klebevorgangs erfolgen. Dies ist möglich, da mit dem vorge
schlagenen Verfahren ein sehr hoher thermischer Wirkungsgrad er
reicht wird und nur geringe Abstrahlverluste auftreten.
Durch das Anschließen eines Widerstandes und eines parallel ge
schalteten Kondensators an eine zweite, mit dem Kern zu verbindende
Wicklung, zum Beispiel an der Sekundärspule einer Zündspule, wird
diese vor unzulässig hohen Spannungen und parasitären Schwingungen
und damit vor einer Selbstzerstörung geschützt. Auch diese Wicklung
erwärmt sich, wenn der Widerstand entsprechend gewählt wird.
In der einzigen Figur ist ein Aufbau gezeigt, der nach dem bean
spruchten Verfahren arbeitet.
In der Figur ist mit 10 eine zu verbindende Einheit bezeichnet, be
stehend aus einem Kern 12, einer ersten Wicklung 14 und einer
zweiten Wicklung 16. Die Einheit 10 entspricht im wesentlichen dem
inneren Aufbau einer Zündspule. Der Kern 12 ist aus einzelnen
Lamellen zusammengesetzt und die erste bzw. zweite Wicklung 14 bzw.
16 entsprechen der Primär- bzw. Sekundärspule. Die Wicklungen 14, 16
sind vergossen und umgeben den Kern 12 zylinderförmig. Die zu ver
klebenden Flächen entsprechen somit den Berührungsflächen zwischen
Kern 12 und Wicklung 14. Das Klebemittel ist ein- oder beidseitig
auf die zu verklebenden Flächen aufgebracht.
An die erste Wicklung 14 ist eine hochfrequente Strom-/Spannungs
quelle 18 in Form eines HF-Generators und an die zweite Wicklung 16
ein Widerstand 20 und dazu parallel ein Kondensator 22 angeschlos
sen.
Mittels der Strom-Spannungsquelle 18 wird ein hochfrequenter Strom
der ersten Wicklung 14 zugeführt, die sich, bedingt durch ihren
ohmschen Widerstand, erwärmt.
Weiterhin generiert die erste Wicklung 14 ein elektromagnetisches
Feld in ihrer Umgebung, wodurch einerseits eine Spannung in der
zweiten Wicklung 16 und andererseits Wirbelströme an der Oberfläche
des Kernes 12 induziert werden. Bedingt durch ihren ohmschen Wider
stand erwärmt sich auch die zweite Wicklung. Außerdem erwärmt sich
aufgrund der Wirbelströme und Hysterese-Verluste die Oberflächen
schicht des Kernes 12.
Die Einheit 10, insbesondere die Berührungsflächen zwischen Kern 12
und erster Wicklung 14, erwärmt sich auf diese Weise schnell und
gleichmäßig.
Durch den Widerstand 20 wird die zweite Wicklung 16 belastet und
Überspannungen, die zu einer Zerstörung der Wicklung 16 führen
könnten, vermieden. Der Kondensator 22 wirkt parasitären
Schwingungen in der Wicklung 16 entgegen und unterdrückt das mög
liche Auftreten von Glimmentladungen.
Ist die Einheit 10 auf Verarbeitungs- bzw. Aushärtetemperatur des
Klebemittels gebracht, so wird diese Temperatur mit reduzierter
Leistungszufuhr so lange gehalten, bis das Klebemittel ausgehärtet
ist. Es ist auch vorstellbar, daß nach Aufheizung der Einheit 10,
die komplette Einheit 10 in einen schon vorgewärmten Ofen einge
bracht wird, in der sie dann bis zur Aushärtung verweilt. Wird ein
schnell aushärtender Klebstoff verwendet, reicht die eingebrachte
Wärmemenge aus und die thermische Nachbehandlung kann entfallen.
Zur Qualitätskontrolle können an den Baugruppen 18, 20, 22 oder an
deren Zuleitungen zur Einheit 10 elektrische Parameter abgegriffen
und einer Qualitätskontrolleinheit (nicht dargestellt) zugeführt
werden.
Mit dem beanspruchten Verfahren ist es auch möglich, die erste und
zweite Wicklung miteinander zu verkleben, wenn diese nicht zusammen
vergossen sind. Außerdem können auch anders gestaltete Transforma
toren, z. B. Schenkeltransformatoren mit getrennten Primär- und
Sekundärwicklungen oder auch Wicklungen von Motoren mit den zuge
hörigen Eisenrückschlußteilen verbunden werden.
Bei einer Zündspule mit einer Primärspule mit 150 Windungen, einer
Sekundärspule mit 13 000 Windungen und einem lamellierten Eisenkern
aus Dynamoblech wurde, um eine entsprechende Erwärmung zu erreichen,
die Primärspule an eine Wechselspannung mit 160 V und einer Frequenz
von 20-40 kHz angeschlossen. Die Sekundärspule war mit einem
Widerstand von 12 kΩ und parallel dazu mit einem Kondensator mit
2 nF verbunden. Die Aufheizzeit auf eine Temperatur von 120°C be
trug bei dieser Zündspule 2 Min.
Claims (5)
1. Verfahren zum Verbinden mindestens einer elektrischen Wicklung
mit einem Eisenkern, insbesondere von Zündspulen, mittels eines
durch Wärme aushärtbaren Klebers, dadurch gekennzeichnet, daß
Wicklung (14, 16) und Kern (12) einem hochfrequenten Wechselfeld
ausgesetzt werden, derart, daß sich die Wicklung (14, 16) und der
Kern (12) erwärmen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
magnetische Wechselfeld durch Anschließen einer hochfrequenten
Strom-/Spannungsquelle (18) an mindestens eine mit dem Kern (12) zu
verbindende Wicklung (14, 16) erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strom-/Spannungsquelle (18) an die Primärwicklung (14) einer Zünd
spule (10) angeschlossen wird, deren Sekundärwicklung (16) über ein
Bedämpfungsglied (20,22) kurzgeschlossen ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß an eine oder jede weitere mit dem Kern (12) zu ver
bindende Spule (16) ein Widerstand und parallel hierzu ein Konden
sator angeschlossen werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Aushärtetemperatur eine vorbestimmte Zeit
durch eine gegenüber der beim Erwärmen zugeführten Leistung ver
minderten Leistung erreicht wird.
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