EP0545107B1 - Verfahren zum Herstellen von Klebverbindungen zwischen Wickelkörpern für elektrische Bauelemente und deren Anschlussdrähte - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Klebverbindungen zwischen Wickelkörpern für elektrische Bauelemente und deren Anschlussdrähte Download PDF

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EP0545107B1
EP0545107B1 EP92119215A EP92119215A EP0545107B1 EP 0545107 B1 EP0545107 B1 EP 0545107B1 EP 92119215 A EP92119215 A EP 92119215A EP 92119215 A EP92119215 A EP 92119215A EP 0545107 B1 EP0545107 B1 EP 0545107B1
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EP
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adhesive
connecting wires
blind holes
winding
electrical components
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EP92119215A
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Wolfgang Dipl.-Ing. Hetzel
Josef Ing. Schindler
Kurt Dipl.-Phys. Marth
Hans-Peter Dipl.-Ing. Merl
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/10Connecting leads to windings

Definitions

  • the invention relates to a method for producing adhesive connections between end faces formed with blind holes, in particular cylinder-like, bobbins for electrical components such as HF and VHF chokes, and ends of axial connecting wires inserted into these blind holes by metered amounts of a one-component adhesive, which after inserting the ends the connecting wires in the blind holes are cured by heat radiation.
  • liquid curable adhesive e.g. B. a one-component adhesive
  • the end part of the needle is inserted into the blind hole, so that the adhesive is sucked into the blind hole under the action of adhesive forces.
  • the end part of the connecting wire is inserted into the blind hole and the adhesive is cured under the action of heat.
  • the blind hole has a conical widening at the front end, an adhesive connection is obtained with this method without an adhesive cone being formed.
  • the implementation of this method requires a complex device, so that the production of the electrical components, which are mass-produced, becomes more expensive.
  • the object of the invention is therefore to provide a method in which the connecting wires glued into the blind holes of the carrier bodies do not become loose or sag or change their position during the subsequent winding of the carrier bodies with winding wire and soldering of the winding wires to the connecting wires which the adhesive withstands the thermal stress when soldering the winding wires to the connecting wires, in which the adhesive connection has such a high mechanical strength that it can withstand the standard values with regard to wire pull-off strength and in which the connection can be established in a short cycle time and automatically .
  • This object is achieved according to the invention in the method mentioned at the outset by using a high-temperature, one-component adhesive which is applied to embossed ends of the connecting wires and by subsequently pressing the connecting wires into the blind holes.
  • Expedient refinements of the method consist in that the winding bodies are heated before the connecting wires are pressed in, and that winding bodies are used in which the blind holes have a conical widening at the front end.
  • Figure 1 is the sectional view of a winding body 1 in partial view, for. B. a ferrite body for RF chokes.
  • the winding body 1 has at its front ends (of which only one end is shown in FIGS. 1 to 4) blind holes 2 which have a conical widening 3 at their front exit.
  • the connecting wire 4 has an embossing 5 at the end which is to be introduced into the winding body 1, which is only indicated schematically in FIGS. 1 to 4 and which is explained in more detail with reference to FIGS. 5 to 7.
  • an adhesive 6 is applied to the embossed end 5 of the connecting wire 4, the winding former 1 being heated at the same time.
  • the connecting wire 4 is brought up to the winding body 1, so that the adhesive 6 heats up.
  • FIG. 4 shows how the connecting wire 4 is completely pressed into the blind hole 2 of the winding former 1, the adhesive 6 being distributed. Subsequent to this process step, the adhesive 6 is cured so that a firm connection between the connecting wire 4 and the winding body 1 is established. As can be seen in particular from FIG. 4, no adhesive cone protrudes over the edges of the winding body 1.
  • the end 5 of the connecting wire 4 is shaped in such a way that, on the one hand, an adequate interference fit is ensured in the blind hole 2 of the winding body 1 and, on the other hand, there are spaces for receiving the adhesive.
  • the embossed end 5 has a triangular cross section, as the illustration in FIG. 6 shows. Furthermore, the end 5 is embossed, for example, in such a way that the end 5 first has a larger diameter than the connecting wire 4 and then has a flattened transition region 7.
  • the dimensions of the blind holes 2 in the winding bodies 1 and the connecting wires 4 are coordinated with one another in such a way that the shape and the relevant tolerances allow the correspondingly embossed connecting wires 4 to be pressed into the blind holes 2 of the winding bodies 1.
  • the connecting wires are embossed in such a way that they can be manufactured to the tolerances required for a press fit, and have an embossing shape which is suitable for adapting to the tolerances of the blind holes 2 in the winding former 1, by being pressed in before the adhesive has hardened 6 are already prefabricated and centered and can hold a sufficient amount of glue for gluing.
  • the winding bodies 1 are preferably heated before the insertion of the connecting wires 4 in such a way that, after the winding bodies 1 have been wetted by the adhesive 6, the adhesive 6 is activated by reducing the surface tension and viscosity in such a way that the adhesive 6 effortlessly pulls into the blind holes 2 between the embossed end 5 of the connecting wire 4 and the wall of the blind hole 2 and the connecting wires 4 outside the blind holes 2 are glue-free. It is particularly advantageous for this if the front ends of the blind holes 2 have a conical widening 3.
  • the lead wires 4 are received in collets before insertion into the blind holes 2 so that they do not kink when being immersed and are centered after being immersed.
  • the electrical component is then produced by winding the winding body 1 with winding wires (diameter preferably up to 0.63 mm) and soldering the winding wires to the connecting wires.
  • the manufacturing process can be automated, for which purpose a cutting and embossing device is provided, which give the connecting wires the required length and shape.
  • the connecting wires are then transferred to a transport wheel, which dips the connecting wires with the embossed side into a level-controlled adhesive tape or carries them through, or applies the adhesive to the embossed side in a quantity-controlled manner using a brush, disc, surge or dosing device.
  • the transport wheel is then rotated further and the embossed connecting wires wetted with adhesive are pressed in on both sides and at the same time in the center of the blind holes of the heated winding former, which are now brought into the correct position, the connecting wires being gripped in such a way that the kink length is fallen short of, but nevertheless the self-centering of the connecting wires by the Embossing enabled and due to the simultaneity of the indentation, an alignment of the winding core that may still be required is carried out.
  • the wired bobbins are transferred to a transport device, preferably two transport chains running in parallel on the same plane. B. a furnace can be transported with temperature profile height, so that a quick, damage-free curing of the adhesive takes place.
  • the parts are placed in a belt station so that wired, belted bobbins are available which are suitable for automatic assembly processes.
  • the wired winding body produced according to the subject of the invention have the use of a suitable adhesive, for. B. Hi-Bon 3591 v. Hitachi Chemical has an extraordinarily high pull-off strength of the connecting wires. They have low assembly tolerances and are therefore well suited for the subsequent winding and tolerate the soldering of the coil wires without deformation.
  • the wiring process can be carried out with suitable machines in cycle times of less than 0.1 s and multi-machine operation.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Klebverbindungen zwischen stirnseitig mit Sacklöchern ausgebildeten, insbesondere zylinderähnlichen, Wickelkörpern für elektrische Bauelemente wie HF- und UKW-Drosseln, und in diese Sacklöcher eingeführten Enden axialer Anschlußdrahte durch dosierte Mengen eines Einkomponentenklebers, der nach dem Einführen der Enden der Anschlußdrähte in die Sacklöcher durch Wärmestrahlung ausgehärtet wird.
  • Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-A-30 38 630 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren werden die Anschlußdrähte zunächst in die stirnseitigen Sacklöcher eingeführt, worauf dosierte Mengen eines Klebers auf den Anschlußdrähten abgestreift werden. Der lösungsmittelfreie Einkomponentenkleber, dessen Viskosität etwa 10 bis 10³ Pas beträgt, wird unter Erwärmung durch die Wirkung der Oberflächenspannung in die Sacklöcher des Bauelementekörpers gezogen. Im Übergangsbereich zwischen Anschlußdraht und Bauelementekörper verbleibt nach Aushärtung ein Kleberpegel, was für viele Anwendungsfälle nicht erwünscht ist.
  • Zur Vermeidung dieses unerwünschten Kleberkegels ist in der DE-A-37 21 178 vorgeschlagen worden, daß vor dem Einführen des Anschlußdrahtes in das Sackloch auf das Endteil einer Nadel flüssiges aushärtbares Klebemittel, z. B. ein Einkomponentenkleber, aufgebracht und das Endteil der Nadel in das Sackloch eingeführt wird, so daß unter der Wirkung von Adhäsionskräften das Klebemittel in das Sackloch gesaugt wird.
  • Anschließend wird das Endteil des Anschlußdrahtes in das Sackloch eingeführt und das Klebemittel unter Wärmeeinwirkung ausgehärtet. Insbesondere wenn das Sackloch am stirnseitigen Ausgang eine konische Verbreiterung besitzt, erhält man mit diesem Verfahren eine Klebverbindung, ohne daß ein Kleberkegel entsteht. Die Durchführung dieses Verfahrens setzt jedoch eine aufwendige Vorrichtung voraus, so daß die Herstellung der, als Massenartikel gefertigten, elektrischen Bauelemente verteuert wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, bei dem die in die Sacklöcher der Trägerkörper eingeklebten Anschlußdrähte bei der nachfolgenden Bewicklung der Trägerkörper mit Wickeldraht und Verlötung der Wickeldrahte mit den Anschlußdrähten sich nicht lockern oder durchhängen oder sich sonst in ihrer Lage verändern, bei dem der Kleber der thermischen Beanspruchung beim Verlöten der Wickeldrähte mit den Anschlußdrähten standhält, bei dem die Klebverbindung eine so große mechanische Festigkeit besitzt, daß sie den Normwerten in Bezug auf Drahtabzugsfestigkeit gewachsen ist und bei dem die Herstellung der Verbindung in kurzer Taktzeit und automatisch erfolgen kann.
  • Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein hochwarmfester Einkomponentenkleber verwendet wird, der auf geprägte Enden der Anschlußdrähte aufgebracht wird und daß die Anschlußdrähte anschließend in die Sacklöcher eingedrückt werden.
  • Zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens bestehen darin, daß die Wickelkörper vor dem Eindrücken der Anschlußdrähte erwärmt werden, und daß Wickelkörper verwendet werden, bei denen die Sacklöcher am stirnseitigen Ausgang eine konische Verbreiterung besitzen.
  • Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele erläutert.
  • In der dazugehörigen Zeichnung zeigen
    • FIG 1 bis 4 einzelne Verfahrensschritte beim Bedrahten und
    • FIG 5 bis 7 einen Anschlußdraht.
  • In FIG 1 ist das Schnittbild eines Wickelkörpers 1 in Teilansicht, z. B. eines Ferritkörpers für HF-Drosseln dargestellt. Der Wickelkörper 1 besitzt an seinen stirnseitigen Enden (von denen in den Figuren 1 bis 4 nur ein Ende dargestellt ist) Sacklöcher 2, die an ihrem stirnseitigen Ausgang eine konische Verbreiterung 3. besitzen. Der Anschlußdraht 4 besitzt an dem Ende, das in den Wickelkörper 1 eingeführt werden soll, eine Prägung 5, die in den FIG 1 bis 4 nur schematisch angedeutet ist und die anhand der FIG 5 bis 7 näher erläutert wird.
  • Gemäß FIG 2 wird auf das geprägte Ende 5 des Anschlußdrahtes 4 ein Kleber 6 aufgebracht, wobei gleichzeitig der Wickelkörper 1 angewärmt wird.
  • Beim Verfahrensschritt nach FIG 3 wird der Anschlußdraht 4 an den Wickelkörper 1 herangeführt, so daß sich der Kleber 6 erwärmt.
  • In FIG 4 ist dargestellt, wie der Anschlußdraht 4 in das Sackloch 2 des Wickelkörpers 1 vollständig eingedrückt ist, wobei sich der Kleber 6 verteilt. Anschließend an diesen Verfahrensschritt wird der Kleber 6 ausgehärtet, so daß eine feste Verbindung zwischen Anschlußdraht 4 und Wickelkörper 1 hergestellt ist. Wie insbesondere der FIG 4 zu entnehmen ist, ragt kein Kleberkegel über die Kanten des Wickelkörpers 1 heraus.
  • In den FIG 5 bis 7 sind verschiedene Ansichten eines Anschlußdrahtes 4 dargestellt. Das Ende 5 des Anschlußdrahtes 4 ist dabei derart geprägt, daß einerseits ein ausreichender Preßsitz im Sackloch 2 des Wickelkörpers 1 gewährleistet wird und andererseits Räume zur Aufnahme des Klebers vorhanden sind.
  • Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß das gepräge Ende 5 einen dreieckigen Querschnitt besitzt, wie die Darstellung in FIG 6 zeigt. Ferner erfolgt die Prägung des Endes 5 beispielsweise in der Weise, daß zunächst das Ende 5 einen größeren Durchmesser als der Anschlußdraht 4 besitzt und dann einen flachgedrückten Übergangsbereich 7 aufweist. Die Abmessungen der Sacklöcher 2 in den Wickelkörpern 1 und der Anschlußdrähte 4 sind so aufeinander abgestimmt, daß die Form und die maßgeblichen Toleranzen es gestatten, die entsprechend geprägten Anschlußdrähte 4 in die Sacklöcher 2 der Wickelkörper 1 einzupressen. Insbesondere sind die Anschlußdrähte so geprägt, daß sie in Toleranzen gefertigt werden können, wie sie für einen Preßsitz erforderlich sind, eine Prägeform aufweisen, die geeignet ist, sich den Toleranzen der Sacklöcher 2 der Wickelkörper 1 anzupassen, durch das Einpressen vor dem Aushärten des Klebers 6 bereits vorgefestigt und zentriert sind und eine für das Einkleben ausreichende Klebermenge aufnehmen können.
  • Zur waagrechten Montage der mit Kleber 6 benetzten Anschlußdrähte 4 in die Sacklöcher 2 werden vorzugsweise die Wickelkörper 1 vor dem Einführen der Anschlußdrähte 4 so erwärmt, daß nach der Benetzung der Wickelkörper 1 durch den Kleber 6 eine Aktivierung des Klebers 6 durch Herabsetzung der Oberflächenspannung und Viskosität in der Weise erfolgt, daß sich der Kleber 6 mühelos in die Sacklöcher 2 zwischen geprägtem Ende 5 des Anschlußdrahtes 4 und Wandung des Sackloches 2 hineinzieht und die Anschlußdrähte 4 außerhalb der Sacklöcher 2 kleberfrei sind. Besonders günstig hierfür ist es, wenn die stirnseitigen Enden der Sacklöcher 2 eine konische Verbreiterung 3 aufweisen.
  • Die Anschlußdrähte 4 werden vor dem Einführen in die Sacklöcher 2 in Spannzangen so aufgenommen, daß sie beim Einstauchen nicht knicken und nach dem Einstauchen zentrisch zentriert sitzen.
  • Nach der Montage der Anschlußdrähte 4 in die Wickelkörper 1 erfolgt die Aushärtung des Klebers 6, z. B. durch thermische Strahlung. Anschließend erfolgt die Herstellung des elektrischen Bauelements, indem der Wickelkörper 1 mit Wickeldrähten (Durchmesser bevorzugt bis 0,63 mm) bewickelt wird, und die Wickeldrähte mit den Anschlußdrähten verlötet werden.
  • Der Herstellungsprozeß läßt sich automatisieren, wozu eine Schneid- und Prägevorrichtung vorgesehen sind, die den Anschlußdrähten die erforderliche Länge und Form geben. Die Anschlußdrähte werden anschließend an ein Transportrad übergeben, welches die Anschlußdrähte mit der geprägten Seite in ein niveaugeregeltes Klebeband eintaucht bzw. durchschleppt oder aber den Kleber mittels Bürste, Scheibe, Schwall oder Dosiergerät mengengeregelt auf die geprägte Seite aufbringt. Das Transportrad wird sodann weitergedreht und die geprägten, mit Kleber benetzten Anschlußdrähte beidseitig und gleichzeitig in die Sacklöcher der mittlerweile positionsgenau herangeführten, angewärmten Wickelkörper mittig eingedrückt, wobei die Anschlußdrähte so gefaßt werden, daß die Knicklänge unterschritten wird, jedoch trotzdem eine Selbstzentrierung der Anschlußdrähte durch die Prägung ermöglicht und durch die Gleichzeitigkeit des Eindrückens auch eine eventuell noch erforderliche Ausrichtung des Wickelkerns erfolgt. Anschließend werden die bedrahteten Wickelkörper in eine Transportvorrichtung, vorzugsweise zwei parallel in gleicher Ebene laufende Transportketten, übergeben, womit die Teile durch eine Aushärtevorrichtung, z. B. einen Ofen mit Temperaturprofil-Höhe transportiert werden, so daß ein schnelles, beschädigungsfreies Aushärten des Klebers erfolgt. Schließlich werden die Teile in eine Gurtstation eingelegt, so daß bedrahtete, gegurtete Wickelkörper zur Verfügung stehen, die für automatische Bestückvorgänge geeignet sind.
  • Die nach dem Gegenstand der Erfindung hergestellten, bedrahteten Wickelkörper haben bei Verwendung eines geeigneten Klebers, z. B. Hi-Bon 3591 v. Hitachi Chemical eine außerordentlich hohe Abzugsfestigkeit der Anschlußdrähte. Sie weisen geringe Montagetoleranzen auf und sind somit für das nachfolgende Wickeln gut geeignet und vertragen das Anlöten der Spulendrähte ohne Deformierung. Der Bedrahtungsvorgang kann mit geeigneten Maschinen in Taktzeiten bis kleiner 0,1 s und Mehrmaschinenbedienung durchgeführt werden.

Claims (3)

  1. Verfahren zum serienmäßigen Herstellen von Klebverbindungen zwischen stirnseitig mit Sacklöchern (2) ausgebildeten, insbesondere zylinderähnlichen, Wickelkörpern (1) für elektrische Bauelemente wie HF- und UKW-Drosseln, und in diese Sacklöcher (2) eingeführten Enden (5) axialer Anschlußdrähte (4) durch dosierte Mengen eines Einkomponentenklebers (6), der nach dem Einführen der Enden (5) der Anschlußdrähte (4) in die Sacklöcher (2) durch Wärmestrahlung ausgehärtet wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein hochwarmfester Einkomponentenkleber (6) verwendet wird, der auf geprägte Enden (5) der Anschlußdrähte (4) aufgebracht wird und daß die Anschlußdrähte (4) anschließend in die Sacklöcher (2) eingedrückt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wickelkörper (1) vor dem Eindrücken der Anschlußdrähte (4) erwärmt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß Wickelkörper (1) verwendet werden, bei denen die Sacklöcher (2) am stirnseitigen Ausgang eine konische Verbreiterung (3) besitzen.
EP92119215A 1991-11-29 1992-11-10 Verfahren zum Herstellen von Klebverbindungen zwischen Wickelkörpern für elektrische Bauelemente und deren Anschlussdrähte Expired - Lifetime EP0545107B1 (de)

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DE4139437 1991-11-29

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EP0545107A1 EP0545107A1 (de) 1993-06-09
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