DE69011292T2

DE69011292T2 - Verfahren zur herstellung von elektronischen komponenten mit einer spule aus dünndraht.

Info

Publication number: DE69011292T2
Application number: DE69011292T
Authority: DE
Inventors: Daniel Cuttelod
Original assignee: Sokymat SA
Current assignee: Assa Abloy AB
Priority date: 1989-07-03
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1995-03-16
Anticipated expiration: 2010-06-30
Also published as: US5261615A; EP0432239B1; EP0432239A1; DE69011292D1; WO1991000603A1

Description

Es existieren verschiedene Maschinentypen, welche das Bewickeln von Kernen ermöglichen, die zur Integration als Bauelement in einer elektronischen Schaltung bestimmt sind, insbesondere in einer Uhrenschaltung.
Die für solche Schaltungen bestimmten Spulen sind durch ihre geringen Abmessungen gekennzeichnet, sowie durch die Verwendung eines sehr dünnen Wickeldrahtes, mit einem Durchmesser in der Grössenordnung von einigen Hundertstel Millimetern.
Nach dem bisherigen Stand der Technik, bei dem die Wicklung durch Drehung des Kerns gegenüber der Drahtverteilspule oder durch die Drehung eines "Flyers", welcher den Draht von der Abwickelspule her einem unbeweglichen Kern zuführt, hergestellt wird, werden die freien Drahtenden am Eintritt und am Austritt der Wicklung entweder abgeschnitten und freigelassen oder direkt Stiften zugeführt, auf welche sie automatisch aufgewickelt werden, um später für den nachfolgenden Arbeitsgang übernommen zu werden.
Weil der fragliche Draht extrem dünn ist, wird es schwierig und lästig, bei freien Enden diese im Hinblick auf den nachfolgenden Arbeitsgang wieder aufzufinden, um sie zum Beispiel auf den Anlötstücken oder für jeden anderen Arbeitsgang zu Positionieren. Diese heikle Suchphase erfolgt im allgemeinen von Hand, wobei der Bediener jeden Draht mit Hilfe geeigneter Instrumente sucht, zum Beispiel mit Pinzetten, bevor die genannten Drähte in die Bereitstellungsposition für den nachfolgenden Arbeitsgang geführt werden. Die für dieses Suchen notwendige Genauigkeit und Aufmerksamkeit, ebenso wie die Notwendigkeit, auf den Draht angesichts seiner geringen mechanischen Festigkeit nur eine minimale Kraft auszuüben, haben bis jetzt die Mechanisierung und die Automatisierung dieser Arbeitsphase schwierig gemacht.
Für den Fall, bei dem die Enden Hilfsstiften zugeführt und direkt um diese aufgewickelt wurden, kann sich das Übernehmen dieser Drähte im Hinblick auf den späteren Arbeitsgang als heikel erweisen; die zwischen den Wicklungsenden und den Stiften gespannten Drahteintritte und Drahtaustritte sind tatsächlich nur schwer wiederergreifbar, ohne den Draht zu zerreissen; die für diesen Effekt vorgesehenen Vorrichtungen sind im allgemeinen kompliziert und in der Anwendung wenig flexibel.
Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung wird in FR-A-2.354.620 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird der Draht direkt zwischen zwei sich folgenden Spulen gespannt, ohne dass irgendeine über die Drahtlänge, welche die Spulen voneinander trennt, hinausgehende Reserve verwirklicht wird. Es werden zwei Spannzangen in die Nähe und beidseits der Mitte dieser Drahtlänge zugeführt, welche den gespannten Draht ergreifen, alsdann schneidet ein Schneidwerkzeug, welches sich zwischen den beiden Zangen hindurch bewegt, den Draht ab. Jede der beiden sich zurückziehenden Zangen führt einen Drahtabschnitt zwei Wickelköpfen zu, von denen jeder ein Aufwickeln dieses Drahtabschnittes um eine am Spulenkörper befestigte Öse ausführt. Um für diesen Arbeitsgang Drahtlänge freizugeben, führen die Zangen eine komplizierte Drehbewegung aus, um sich den Wickelköpfen anzunähern. Diese Vorrichtung ist also insofern unzuverlässig, weil die geringste Ungenauigkeit der Bewegung der Zangen, welche den gespannten Draht ergriffen haben, das Zerreissen des Drahtes bewirken kann. Ausserdem ist angesichts der Komplexität der Bewegungen der Zangen und der Wickelköpfe die Vorrichtung heikel zum Einstellen und kostspielig in Konstruktion und Unterhalt.
Ausserdem verbergen bei bestimmten Ausführungsformen der Wickelvorrichtungen die dem Festhalten des Kerns während des Bewickelns dienenden Tragelemente diejenigen Stellen, wo der Draht später befestigt wird; es wird deshalb notwendig, einen zusätzlichen Fertigungs-Arbeitsgang vorzusehen, welcher darin besteht, die Art des Haltens der Wicklung zu ändern.
Eine Vorrichtung dieses Typs wird in DE-A-2.052.001 beschrieben. Die Konfiguration dieser Vorrichtung sowie die Position der Ösen auf dem Spulenkörper sind solchermassen, dass, nachdem die Wicklung ausgeführt wurde, Zangen (K&sub1;, K&sub2;) den Draht beidseits der Wicklung im gleichen Zeitpunkt ergreifen, zu dem er zur Trennung von der nachfolgenden Wicklung abgeschnitten wird (T&sub1;, T&sub2;), dann ergreift ein Greifer (G) den bewickelten Kern, zieht ihn vom Wickeltisch zurück, so dass das andere, mit Ösen versehene Ende des Kerns einem Wickelkopf (HW) vorgeführt wird, welcher die Drahtenden um die Ösen aufwickelt. Damit das während des Bewickelns einen Bestandteil der Spule bildende Drahtende anlässlich des vorstehend erwähnten Abschneidens nicht verloren geht, ist eine Haltevorrichtung (KL&sub1;, KL&sub2;) auf dem Wickeltisch angeordnet; da dieser Drahtabschnitt später erneut abgeschnitten wird (T&sub2;), muss dieses Haltemittel den Draht festhalten, um dieses Abschneiden zu ermöglichen und kann deshalb nicht dazu dienen, eine Drahtreserve zu bilden. Abgesehen von der Komplexität der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtung, wobei durch zahlreiche auszuführende Bewegungen die Produktionskadenz begrenzt wird, weist diese Vorrichtung den gleichen Hauptnachteil wie diejenige des vorangehenden Dokuments auf, das heisst: das Ergreifen des Drahtes erfolgt mithilfe einer Zange, während der Draht zwischen zwei Spulen gespannt ist, mit den bereits erwähnten Nachteilen.
Diese Verfahrensweisen nach dem bisherigen Stand der Technik erhöhen deshalb die Kosten der fertigen Spule bedeutend.
Es ist gerade das Ziel der Erfindung, unter Beibehaltung und Bewahrung der Kenntnis der genauen Position einer genügenden Länge der einund austretenden Drähte der Spule sowie durch Verfügbarhalten einer genügenden freien Länge bei jedem dieser Drähte, welche derart verfügbar ist, dass es nicht notwendig wird, eine übermässige Zugkraft auf sie auszuüben, durch einfache mechanische und/oder automatische Mittel die genannten Drähte in eine Bereitstellungsposition führen zu können, in welcher sie für den nachfolgenden Arbeitsgang bzw. zum Anlöten verfügbar werden.
Eine Draht-Haltevorrichtung, welche die Verwirklichung dieses Verfahrens ermöglicht, bildet ebenfalls Bestandteil der Erfindung. Das erfindungsgemässe Verfahren sowie die damit verbundene Vorrichtung werden in der Zeichnung gemäss einer möglichen Ausführungsform beschrieben.
Die Fig. 1 stellt eine Ausführungsform einer Wicklung dar, welche als Bauelement einer elektronischen Schaltung verwendet wird,
die Fig. 2 stellt eine Grundrissansicht einer Anordnung gemäss einer möglichen Ausführungsform dar, unter Anwendung des Verfahrens,
die Fig. 3 stellt eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung dar, welche die Anwendung des Verfahrens ermöglicht.
Eine als Bauelement einer elektronischen Schaltung verwendete Spule 1 wird gemäss einer in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform gebildet: aus einem Kern 10, welcher an seinen beiden Enden durch Laschen 12 und 12' abgeschlossen wird, aus einer Vielzahl von Windungen aus dünnem Draht, welche eine Wicklung 11 bilden, aus einem Isolierplättchen 13, welches zwei Anlötstücke 14 und 14' enthält, die auf der Lasche 12 des Kerns befestigt werden. Die freien Enden des eintretenden Drahtes 15 sowie des austretenden 16 können ab den Eintritts- 17 und Austrittsstellen 18 der Wicklung lose sein oder auch an hier nicht dargestellten Hilfsstiften befestigt werden, und es ist angesichts der Feinheit des verwendeten Drahtes schwierig, sie wieder zu ergreifen und sie den Anlötstücken 14 und 14' zuzuführen, um dort verlötet zu werden, wie durch unterbrochene Linien 15' und 16' dargestellt wird.
Es können auch andere Spulentypen als geeignet betrachtet werden, nach dem erfindungsgemässen Verfahren gefertigt zu werden, besonders Spulen, welche mit Wangen versehene Kerne enthalten, an denen die Wicklungsflanken anlehnen können, oder auch Spulen, welche keinen Kern enthalten.
Die in der Fig. 2 dargestellte Anordnung veranschaulicht verschiedene Fertigungsschritte einer Spule gemäss dem Verfahren. Wir verfügen über eine Reihe von Platinen 2, 2', von denen zwei von ihnen hier nebeneinander dargestellt werden. Jede dieser Platinen enthält eine Haltevorrichtung 20, 20' für den Kern 10. Ein Verteilkopf 3 führt eine relative, schrittweise Längsbewegung in der X-Richtung aus, was dazu führt, dass er vor jede Platine zu liegen kommt, um das Bewickeln des Kerns 10 auszuführen. Dieser Verteilkopf enthält eine Abwickelspule 30, die den Draht 31 einem "Flyer" 32 liefert, welcher, während er sich in Drehung um den Kern 10 befindet, den Draht auf diesem ablegt, gemäss der gewünschten Anzahl Windungen. Eine Querverschiebung des "Flyers" 32 in der Y-Richtung erlaubt ein regelmässiges Legen der aneinander gereihten Windungen des Drahtes 31 auf dem Kern 10.
Anlässlich des Überganges des Verteilkopfes 3 von der Platine 2', auf welcher die Wicklung beendet ist, zur Platine 2, auf welcher die Wicklung noch auszuführen ist, wurde der Draht durch die beiden beweglichen, die Bewegung in y-Richtung ausführenden Führungen 33 und 33' gespannt, dies ab der Austrittstelle 18 der Wicklung, über die Austrittsführung 21, die Haltevorrichtung 4 des austretenden Drahtes, die Haltevorrichtung 4' zum Halten des eintretenden Drahtes, welche automatisch betätigt wurden, damit der Draht so empfangen wird, wie es weiter unten erklärt wird, über die Eintrittsführung 22 der Platine 2, und von da zur Eintrittsstelle 17 der auszuführenden Wicklung hin.
Die Haltevorrichtungen 4 des austretenden Drahtes und 4' des eintretenden Drahtes stellen die Spannung des Drahtes sicher und halten ihn in Position, nachdem er mit einer durch 23 dargestellten Vorrichtung abgeschnitten worden ist. Eine mögliche Ausführung der Haltevorrichtung 4 des austretenden Drahtes, bzw. 4' des eintretenden Drahtes, wird in der Fig. 3 dargestellt, wobei die Ausführung in beiden Fällen identisch ist.
Diese Vorrichtung wird gemäss einer bevorzugten Ausführung gebildet: aus einer Stütze 40, welche auf der Platine 2 oder 2' über ein Gewinde oder mit einem beliebigen Verfahren befestigt wird, wobei diese die genannte Platine in einer für diesen Zweck vorgesehenen Bohrung teilweise durchdringt und mit einem Abstützzapfen auf der oberen Oberfläche der Platine vorstehend ist, aus einer Achse 41, welche im Innern einer Bohrung, die die genannte Stütze durchdringt frei und vertikal in Z-Bewegungsrichtung gleiten kann, aus einer Scheibe 42, welche fest mit dem oberen Ende der Achse 41 verbunden wird, aus zwei Filzringen 43 und 44, welche den Draht zwischen ihnen einklemmen, und aus einer Betätigungsvorrichtung, welche aus einer Druckfeder 45 und aus einer Druckscheibe 46, die fest mit dem unteren Ende der Achse 41 verbunden wird, gebildet wird.
Anlässlich der relativen Verschiebung des Verteilkopfes 3, im Übergang von der Platine 2' zur Platine 2, während die beiden beweglichen Führungen 33 und 33' derart vorrücken, dass der Draht weggestossen wird, drückt eine hier nicht dargestellte Vorrichtung auf die Druckscheibe 46, so dass die Achse 41, die Feder 45 zusammendrückend, nach oben verschoben wird und so die beiden Filzringe 43 und 44 derart gespreizt werden, dass der Draht zwischen ihnen aufgenommen werden kann. Sobald dieser Arbeitsgang ausgeführt ist, endet die Einwirkung auf die Druckscheibe 46 und die Feder 45 bringt die Achse 41 und in der Folge die obere Scheibe 42 sowie den Filzring 43 wieder herunter, dies bis zum Einklemmen des Drahtes zwischen den Filzringen 43 und 44.
Der zwei Wicklungen, welche auf sich folgenden Platinen angeordnet sind, verbindende Draht kann alsdann durch die Vorrichtung 23 abgeschnitten werden, wobei der Draht gespannt bleibt zwischen der Haltevorrichtung 4' des eintretenden Drahtes und der Eintrittsstelle 17 der Wicklung und über die Eintrittsführung 22 verläuft, bzw. zwischen der Haltevorrichtung 4 des austretenden Drahtes und der Austrittsstelle 18 der Wicklung und über die Austrittsführung 21 verläuft.
Die freien Enden der ein- und austretenden Drähte zwischen den Haltevorrichtungen 4 bzw. 4' und der Schneidestelle 23 werden verfügbar und zu Reserven, so dass, während die zwischen der Eintrittsstelle 17 der Wicklung und der Eintrittsführung 22, bzw. zwischen der Austrittsstelle 18 der Wicklung und der Austrittsführung 21, befindlichen Drahtabschnitte durch eine geeignete, hier nicht dargestellte Vorrichtung übernommen werden, um sie den Anlötstücken 14 und 14' zuzuführen und dort verlötet zu werden, die genannten freien Enden zwischen den Filzringen 43 und 44 der Haltevorrichtungen 4 und 4' gleiten, damit dem Draht die genügende, gespannte Länge gegeben wird, um den genannten Anlötstücken korrekt zugeführt werden zu können.
Die relative, schrittweise Längsbewegung zwischen dem Verteilkopf 3 und den Platinen 2 bzw. 2' erfolgt vorzugsweise durch Verschiebung der genannten Platinen 2 und 2' vor dem Verteilkopf 3, welcher feststehend bleibt.
Das Verfahren, durch welches die Position einer genügenden Länge der Enden der ein- und austretenden Drähte einer Wicklung beibehalten wird und bekannt ist, und durch welches eine genügende freie Länge der genannten ein- und austretenden Drähte verfügbar wird, so dass die genannten Drähte gespannt bleiben, wenn sie in Position geführt werden, um dort auf der gleichen Maschine verlötet zu werden, lässt sich auch an andere Anordnungen als die hier dargestellte anpassen; insbesondere können die hier nebeneinander dargestellten Platinen auf verschiedene andere Arten angeordnet werden, insbesondere als Karussell.
Auch die Draht-Haltevorrichtung 4 oder 4' kann anders als hier beschrieben gebildet werden; insbesondere ist es für den Fall, bei dem die obere Scheibe 42 eine genügende Kraft ausübt, um den Draht zwischen den Filzringen festzuhalten, möglich, die Vorrichtung ohne die Feder 45 auszulegen. Die hier aus Filz vorgesehenen Ringe 43 und 44 können auch aus allen anderen geeigneten Werkstoffen ausgeführt werden, zum Beispiel aus synthetischem Schaumstoff, aus Gummi oder aus Leder, wobei es nicht zwingend ist, dass die beiden Ringe aus dem gleichen Material sind. Es ist selbstverständlich, dass je nach dem zur Verfügung stehenden Maschinenpark oder je nach dem Arbeitsgang, der demjenigen des Bewickelns folgt, die hier beschriebenen und die Platine 2 bildenden Elemente Bestandteil einer Aufbewahrungsplatine bilden können, welche geeignet ist, später auf eine andere Maschine transferiert zu werden.
Es ist klar, dass das erfindungsgemässe Verfahren sowie die Haltevorrichtung getrennt oder im Verbund zum Wickeln von Drähten all jener Durchmesser verwendet werden können, welche geeignet sind, nach diesem Verfahren gewickelt zu werden.

Claims

1. Verfahren zur Serienfertigung von elektronischen Bauelementen mit einer Wicklung, die mittels eines Wickelkopfes der Type "Flyer" hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass:

nachdem eine erste Wicklung (11) um einen ersten Kern (10), der auf einer ersten Platine (2) gehalten wird, durchgeführt worden ist und

nachdem der Wickelkopf verschoben worden ist, um einem folgenden, auf einer folgenden Platine (2') angeordneten Kern gegenüberzuliegen,

bewegliche Führungsmittel (33, 33') den Draht ab seiner Austrittsstelle (18) aus der ersten Wicklung derart mitführen, dass er an einem Austrittsführungsmittel (21) und einem Austrittshaltemittel (4), welche auf der ersten Platine befestigt sind, und an einem Eintrittshaltemittel (4') und einem Eintrittsführungsmittel (22), welche auf der genannten nachfolgenden Platine befestigt sind, entlangläuft,

wobei auf diese Weise eine Drahtreserve für den aus der ersten Wicklung austretenden Draht und eine Drahtreserve für den in die folgende Wicklung eintretenden Draht geschaffen wird,

wobei die Drahtreserve des austretenden Drahts aus zwei Abschnitten besteht, einem ersten Abschnitt, welcher von der Austrittsstelle (18) aus der ersten Wicklung bis zum Austrittshaltemittel (4) reicht, und einem zweiten Abschnitt, der von dem Austrittshaltemittel (4) bis zu einer Schnittstelle reicht, welche sich zwischen dem Austrittshaltemittel (4) und dem Eintrittshaltemittel (4'), der folgenden Platine befindet,

und die Drahtreserve des eintretenden Drahts ebenfalls aus zwei Abschnitten besteht, einem ersten Abschnitt, welcher von der Eintrittsstelle (17) in die folgende Wicklung bis zum Eintrittshaltemittel (4') reicht, und einem zweiten Abschnitt, der von dem Eintrittshaltemittel (4') bis zu der genannten Schnittstelle reicht,

wobei die beiden ersten Abschnitte der Reserve des austretenden Drahtes und der Reserve des eintretenden Drahtes immer gespannt sind.

2. Verfahren zur Serienfertigung von elektronischen Bauelementen mit einer Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Abschnitte jeder der Drahtreserven frei sind und verfügbar sind, um die ersten Drahtabschnitte für einen darauffolgenden Arbeitsgang, beispielsweise ein Anlöten an ein Kontaktstück (14, 14'), in eine bestimmte Position zu bringen, wobei die ersten Drahtabschnitte gespannt gehalten werden.

3. Verfahren zur Serienfertigung von elektronischen Bauelementen mit einer Wicklung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente, welche die Wicklung um den Kern und die beiden gespannten Drahtenden umfassen, auf einer Aufbewahrungsplatine angeordnet sind, die zu einer anderen Maschine transportiert werden kann und eine Übernahme für einen nachträglichen Arbeitsgang ermöglicht, beispielsweise einen Arbeitsgang des Anlötens dieser Drähte an Kontaktstücke.

4. Verfahren zur Serienfertigung von elektronischen Bauelementen mit einer Wicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen nebeneinander in einer Linie angeordnet sind.

5. Verfahren zur Serienfertigung von elektronischen Bauelementen mit einer Wicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen nebeneinander auf einem Karussel angeordnet sind.

6. Verfahren zur Serienfertigung von elektronischen Bauelementen mit einer Wicklung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsgang, welcher auf den Arbeitsgang der Wicklung folgt, an der gleichen Maschine durchgeführt wird.

7. Verfahren zur Serienfertigung von elektronischen Bauelementen mit einer Wicklung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsgang, welcher auf den Arbeitsgang der Wicklung folgt, an einer anderen Maschine durchgeführt wird.

8. Aufbewahrungsplatine zur Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie Eintrittsführungs- (22) und -haltemittel (4') sowie Austrittsführungs- (21) und -haltemittel (4) für die Enden des Wicklungsdrahtes umfasst und dass sie von einer Maschine zu einer anderen transportiert werden kann.