EP0804799A1 - Vorrichtung und verfahren zum herstellen einer spulenanordnung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum herstellen einer spulenanordnung

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EP0804799A1
EP0804799A1 EP95906880A EP95906880A EP0804799A1 EP 0804799 A1 EP0804799 A1 EP 0804799A1 EP 95906880 A EP95906880 A EP 95906880A EP 95906880 A EP95906880 A EP 95906880A EP 0804799 A1 EP0804799 A1 EP 0804799A1
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EP
European Patent Office
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winding
die
spool
wire end
end areas
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David Finn
Manfred Rietzler
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Individual
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus 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
    • H01F41/02—Apparatus 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
    • H01F41/04—Apparatus 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
    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/076—Forming taps or terminals while winding, e.g. by wrapping or soldering the wire onto pins, or by directly forming terminals from the wire
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus 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
    • H01F41/02—Apparatus 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
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    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/082—Devices for guiding or positioning the winding material on the former
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49071—Electromagnet, transformer or inductor by winding or coiling

Definitions

  • the present invention relates to a device for producing a coil arrangement with a matrix carrier, a winding matrix for receiving winding wire windings and at least two holding devices arranged on the matrix carrier for holding end areas of the winding wire.
  • the invention further relates to a method for producing a coil arrangement according to claims 19 and 20.
  • a device of the type mentioned above is known from WO 91/00603.
  • the die carrier which serves to receive the winding die, is plate-shaped, and the holding devices are located on the left and right of the winding die in the die carrier plane.
  • a winding device referred to as a "flyer” is first moved along a first translation axis from the first holding device to the winding die, then rotating around the winding die to form the coil winding, and finally again translationally moved from the winding die to the second holding device .
  • the wire guide is additionally moved along a second translation axis.
  • a winding wire end region radially extending from the winding matrix is formed between the holding devices and the winding matrix. Since the holding devices are in the plane of the die carrier and are arranged on both sides of this, with the known device only a diametrical alignment of the winding wire end areas is possible.
  • the known device for producing a spool arrangement can only be used together with a "flyer".
  • the winding wire is applied to the winding matrix by the flyer rotating around the fixed winding matrix.
  • the winding wire slides through the rotating wire guide of the flyer and is deflected in constantly changing directions with respect to the wire feed direction.
  • the present invention is based on the object of creating a device and a method which, for the subsequent connection of winding wire end areas to connection surfaces of an electronic component, provide an orientation of the winding wire end areas and the implementation of a Enables winding process with significantly less wire stress.
  • This object is achieved by a device with the features of claim 1 and a method with the features of claim 19 or 20.
  • the winding die has a common axis of rotation with the die carrier.
  • a rotational movement of the die together with the die carrier relative to a wire guide is possible, as a result of which the winding wire is wound onto the winding die during the winding process.
  • the associated wire stress is considerably lower than in the "flyer" method described above.
  • the holding devices are arranged according to the invention on the peripheral edge of the die carrier.
  • This arrangement makes it possible to guide the wire guide only in the direction of the rotational axis over the circumferential edge of the die carrier in order to fix the end of the winding wire extending from the winding die.
  • both a translatory movement axis of the wire guide is necessary both for carrying out the winding process during which the wire guide is moved back and forth as well as for fixing the winding wire areas in the holding devices. All in all, when using the device according to the invention for producing a coil arrangement, only two movement axes, namely the axis of rotation of the die carrier and the translation axis of the wire guide, are sufficient to produce a coil arrangement.
  • a further, considerable advantage of the device according to the invention is that, due to the arrangement of the holding devices on the peripheral edge of the die carrier, depending on the distance between the individual holding devices Orientations of the end of the winding wire are possible, so that an orientation of the end of the winding wire that is suitable for later connection to connection surfaces can be provided even during the winding process.
  • the holding devices are provided in a die carrier circumferential element arranged on the peripheral edge of a die carrier base.
  • a die carrier circumferential element arranged on the peripheral edge of a die carrier base.
  • At least one holding device can be provided on the peripheral edge of the die carrier, in a particularly advantageous manner on the peripheral edge of a die carrier peripheral element arranged on a die carrier base, and at least one further holding device can be arranged on the peripheral edge of a counter-holder.
  • the die carrier and / or the counter-holder is provided with a winding wire deflection device which aligns the winding wire end areas in a transition area between a winding core and the holding devices in accordance with a predetermined orientation.
  • the holding devices are designed such that they are activated by the wire guide. In any case, this is correct timing the holding function assumed by the holding devices is ensured in such a way that the holding function is provided by the holding devices after the wire guide has been carried out and not previously, which could block the passage of the wire guide.
  • holding devices are provided with clamping elements which can be moved apart by the wire guide to overcome the elastic restoring force in order to carry out the winding wire.
  • clamping elements which can be moved apart by the wire guide to overcome the elastic restoring force in order to carry out the winding wire.
  • holding devices designed in this way guarantee a high degree of operational safety due to their simple design.
  • the holding devices consists in actively forming them in contrast to the passive holding devices described above, which are actuated by the wire guide.
  • the holding devices can also be designed to be pneumatically operable.
  • An active embodiment of the holding devices has the advantage that the wire guide is not subjected to any component stress and is used only in response to its relative position to the holding device to trigger an opening or closing signal for the holding device.
  • a separating device is assigned to at least the holding device which serves to receive the end of the winding wire leading away from the winding die.
  • the arrangement of a separating device enables the continuous winding of any number of coil arrangements on successively arranged Neten die carriers without the formation of wire bridges, which would lead to an undesired wire waste if the individual coil arrangements were subsequently separated.
  • the advantageous embodiment of the separating device on the holding device itself makes it possible to use the movement carried out by the holding device to achieve the holding function at the same time to cut through the winding wire. This eliminates separate actuators for actuating the separating device.
  • the die carrier peripheral element can be designed to be removable from the die carrier base.
  • the design of the die carrier peripheral element which can be removed from the die carrier base makes it possible to remove the finished coil arrangement together with the latter from the die carrier base, the winding wire end regions being held in the holding devices arranged in the die carrier base circumferential element.
  • the matrix carrier element thus forms, so to speak, a mounting frame which ensures that when the winding wire end regions are subsequently applied to connection surfaces of an electronic component, they retain their orientation.
  • the removable design of the die carrier circumferential element provides the advantageous possibility of making the holding devices easily exchangeable in terms of their relative arrangement and number.
  • a die carrier peripheral element with two holding devices, which are arranged so that the winding wire end regions of the coil arrangement extend parallel to one another.
  • three holding devices can be provided, for example to enable a coil arrangement with a center tap.
  • the winding die or the die holder is assigned a device for the positionally accommodating of an electronic component provided with at least one connection surface, such that in the case of a component arranged in the device, an overlap region is formed between the connection surface and at least one end of the winding wire, the actual winding process can be carried out a connection between the winding wire end regions and the connection surfaces of the component, for example a chip, can be carried out immediately thereafter, so that the device can be used particularly advantageously for producing a transponder.
  • the welding methods which are possible for the connection between the winding wire and the connecting surfaces can be chosen arbitrarily.
  • thermocompression process the thermosonic process or the ultrasound welding process
  • a laser welding process has proven to be particularly advantageous, in which laser energy is applied to the connection point via an optical fiber and a deformation of a bond formed from bond wire via the optical fiber is printed.
  • the winding die which is used together with the die holder, preferably has two disk-shaped side elements which are detachably connected to a winding core.
  • the side elements if they are made of temperature-stable plastic, for example Polytetrafluoroethylene (PTFE) are used, for example, to be able to thermally fix a coil winding made of baked enamel-coated winding wire without the side elements adhering to the coil winding.
  • PTFE Polytetrafluoroethylene
  • the winding die can also consist solely of a winding core.
  • the winding core can remain as a coil core after the winding process in the winding coil and can consist, for example, of plastic or a ferrite core.
  • the embodiment according to claim 14 offers the advantage of integrating an electronic component or an assembly into the winding spool.
  • Claims 16 and 17 relate to an advantageous combination of the winding die with a gripping and transport device; both in the event that the winding spool is handled as a mounting unit together with a die carrier peripheral element, and also in the event that the winding spool is handled directly while maintaining the relative position of the end areas of the winding wire.
  • the device according to the invention is particularly suitable for large series production.
  • An arrangement in which a plurality of die carriers with radially oriented axes of rotation are arranged on a common turntable is particularly advantageous in such a way that with a wire guide movable radially to the axis of rotation of the turntable, with a correspondingly clocked turntable movement, the dimensions assigned to the individual die carriers are continuously Trizenkerne can be wound to form coil assemblies.
  • the arranged winding bobbin has the following method steps: producing a winding bobbin on a winding device according to one or more of claims 1 to 18 with winding wire end regions oriented in relation to a bobbin and fixed in holding devices of a die carrier circumferential element; Gripping and removing a mounting unit formed from the die carrier circumferential element and the winding spool from the winding device with a gripping and transport device while maintaining the relative position of the end areas of the winding wire with respect to the winding spool; Application of the winding spool on the substrate while maintaining the relative position of the winding wire end areas with respect to the winding spool, connecting the winding wire end areas to connection surfaces of the substrate and detaching the winding wire end areas from the holding devices, preferably by cutting through the winding wire end areas.
  • the method according to the invention for producing a coil arrangement with a winding bobbin arranged on a substrate has the following method steps: Manufacturing a winding bobbin on a winding device according to one or more of claims 1 to 18 with compared to a bobbin in its Orientation-oriented winding wire end areas and fixed in holding devices of a die carrier and / or a counter holder; Gripping the coil body and the winding wire end areas with a gripping and transport device while maintaining the relative position of the winding wire end areas with respect to the winding coil and releasing the winding wire end areas from the holding devices. directions, preferably by cutting the end of the winding wire;
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a winding device for producing a winding spool with radial exit of the winding wire ends in side views
  • FIG. 2 shows the device shown in FIG. 1 in a top view
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a winding device for producing a winding spool with a radial outlet of the winding wire ends in an end view
  • FIG. 4 shows the device shown in FIG. 3 in a top view
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a winding device for producing a winding spool with a radial outlet of the winding wire ends in an end view
  • FIG. 6 shows the device shown in FIG. 5 in a top view
  • FIG. 7 shows a further variant of a winding device for producing a winding spool with radial exit of the winding wire ends in a sectional view and in a state installed in a drive device;
  • FIG. 8 shows the exemplary embodiment of the winding device shown in FIG. 2 in a multiple arrangement on a turntable
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment of a winding device for producing a winding spool with an axial outlet of the winding wire ends, showing a wire deflection device and a gripping and transport device;
  • FIG. 10 shows an embodiment of a winding wire device for producing a winding spool with a radial outlet of the winding wire ends, showing a gripping and transport device;
  • FIG. 11 shows a further exemplary embodiment of a winding coil with a radial outlet of the winding wire ends and with a gripping and transporting device;
  • FIG. 12 shows a schematic representation of a possible variant of a method for producing a coil arrangement with a winding coil arranged on a substrate.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a winding device 10 with a die holder 11, a winding die 12 and two in the here The illustrated embodiment shown diametrically opposite holding devices 13, 14 formed on the die carrier 11.
  • the holding devices 13, 14 are arranged on the peripheral edge of the die carrier 11, which can be formed in one piece, or, as indicated by the dash-dotted lines in FIGS. 1 and 2, a die carrier base 75 with a die carrier circumferential element 76 arranged thereon for receiving the holding devices 13 , 14 can have.
  • the die carrier peripheral element 76 can be fixedly connected to the die carrier base 75 or can be designed to be removable therefrom.
  • the die holder 11 is provided with a drive shaft pin 15 and serves to receive the winding die 12 and a counter-holder 16 which secures the winding die 12 on the die holder 11.
  • the winding die 12 is constructed in three parts and has a tubular winding core 17 and two disk-shaped side plates 18, 19, which are connected to the winding core 17 in a rotationally secure manner and are each arranged at one end of the winding core are such that they form an annular winding space 20 here.
  • a fully formed winding spool 21 made of winding wire 22 is arranged in the winding space 20, for the winding of which a wire guide 24 which is moved translationally in the direction of the axis of rotation 23 of the winding device 10 is used.
  • the wire guide 24 is shown in two positions in FIG. 1, the the left position represents the wire guide 24 in a phase during the coil winding and the right position represents the wire guide 24 after the coil has been wound. This position of the wire guide is also shown in Fig. 2.
  • the holding device 13 is located on the translation axis of the wire guide 24 (as is the holding device 14 in FIG. 1) and the wire guide 24 is coming from the right through the passed through identical to the holding device 14 shown in FIG. 2.
  • the holding device 13, which in this exemplary embodiment has two spring legs 25, 26, is expanded and opened by the wire guide 24 designed as a wire capillary in order to close again after the wire guide 24 has been carried out due to the elastic spring restoring forces.
  • the winding wire 22 is clamped in the holding device 13 with a first winding wire end region 27.
  • the wire guide 24 is now moved back and forth above the winding die 12, as shown by the left position in FIG. 1, in the region of the winding space 20, as indicated by the double arrow 28.
  • This translational movement of the wire guide 24 is superimposed on a rotational movement of the die carrier 11, which is rotated in the holding device 13 after the winding wire end region 27 has been clamped.
  • the winding die 12 rotates so that the winding wire 22 winds up to form the winding spool 21 shown in FIG. 1 on the winding core 17 of the winding die 12.
  • the rotary movement of the die carrier 11 is carried out until after the desired number of turns on the winding core 17, the second holding device 14 is in the position relative to the wire guide 24 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the wire guide 24 is then moved out of the winding area between the spring legs 25, 26 of the holding device 14, so that the winding wire is clamped with a second winding wire end area 29 between the spring legs 25, 26 after the wire guide 24 has passed the holding device 14 .
  • the translational axis of the wire guide can be supplemented by a further one. After the end of the winding wire has been clamped in a holding device, the wire guide can thus not only be moved axially to the axis of rotation of the die carrier but also radially thereto, in order to be able to be moved over the peripheral edge of the winding die.
  • the winding wire 22 in FIG. 2 can be severed on the right by the holding device 14 and the winding spool 21 can be removed from the winding die 12 after the coil winding has been fixed.
  • the winding wire regions 27, 28 can be pulled out of the holding devices 13, 14, and the winding matrix 12, which in this embodiment is formed in several parts, is broken down into its individual parts.
  • FIG. 3 shows a winding device 30 with a die carrier circumferential element 31 which is modified compared to FIGS. 1 and 2 and which is provided with a total of four holding devices 32, 33, 34 and 35.
  • the four holding devices enable training a winding coil 36 with four winding wire end areas 37, 38, 39, 40, which are each arranged in pairs diametrically opposite one another. It is also clear from FIG. 3 that if the winding core of the winding die 12 is appropriately designed, here as an oval winding core 41, any shape of the coil is possible.
  • FIG. 4 shows the die carrier peripheral element 31 without the winding die 12 assigned to it in a plan view.
  • the holding devices 32, 33 separated by a material web 42 can be seen, each of which has a spring leg 43, 44 which is screwed to the die carrier 31.
  • Various deflections of the spring leg 43 are shown for the left holding device 32, which are caused by different positions of the wire guide 24 when sliding through the holding device 32.
  • FIG. 5 shows, in a further variant, a matrix carrier circumferential element 45 with two holding devices 46, 47.
  • a correspondingly shaped winding core 49 is provided to form a rectangular winding spool 48.
  • the dimensions of the winding core 49 as well as the thickness of the winding spool 48 and the spacing of the holding devices 46, 47 from one another are dimensioned such that winding wire end regions 50, 51 are arranged essentially parallel to one another.
  • the abovementioned dimensions can in any case be coordinated with one another in such a way that, as in the case of the coil shapes described above as an example, there is always a desired relative position of the end areas of the winding wire. It is therefore possible, for example, if a positioning receptacle 52 for an electronic component 53 is provided in the side plate 19 of the winding die 12, sufficient for the later connection of the winding wire end regions 50, 51 to create connection surfaces 54, 55 of the component.
  • the die carrier circumferential element 45 which can be removed from a die carrier base, it can be used as a mounting frame of an assembly unit formed from the die carrier circumferential element and the winding spool. If, as in FIG. 3, more than two winding wire end regions are provided, the winding spool can be fixed exactly in its position in the die carrier peripheral element. A coil arranged in this way can be placed together with the die carrier circumferential element on a contact carrier, for example a Flexiprint, in order first to connect the end of the winding wire with contacts and then to release the connection to the holding devices.
  • a contact carrier for example a Flexiprint
  • a fixation can also be carried out, as will be described in more detail below, by means of a correspondingly designed gripping and transport device.
  • FIG. 6 shows a top view of the die carrier circumferential element 45, the holding devices 46, 47 in a partially sectioned illustration.
  • the holding device 46 which holds the end of the winding wire 50 formed at the beginning of the winding process, is here provided with a clamping piece 56 which is supported against a spring 58 received in a bore 57.
  • the bore 57 serves at the same time to guide the clamping piece 56.
  • an active actuator for generating the clamping effect, for example to provide a pneumatic cylinder which acts on the clamping piece 56 and presses it against a material web 77.
  • an actuating signal triggered by an inductive nutrient switch depending on the relative position of the wire guide to the holding device could also be used that acts on the pneumatic cylinder.
  • the further holding device 47 is likewise provided with springs 58 for generating the clamping action.
  • the holding device 47 is provided with a clamping piece 59 which, in addition to a clamping edge 60, has a cutting edge 61 for severing the winding wire 22.
  • the separating function is carried out when the wire guide 24 leaves the region of the holding device 47 after the coil 48 has been completed.
  • the wire guide 24 leaves the region of the holding device 47 after the coil 48 has been completed.
  • the length of the wire guide 24 after the severing protruding wire protrusion is defined by the distance 1 of the cutting edge 61 from the rear edge of the clamping piece 59. This distance is such that the winding wire protrusion protruding from the wire guide 24 for the subsequent winding of a further coil is securely held in the first holding device of the subsequent die carrier.
  • FIG. 7 shows a die carrier 62 arranged in a drive device 80 with a die body base 79 which is provided with a die body circumferential element 63 which can be removed therefrom and which has holding devices which are arranged in any manner and are not shown here.
  • the die carrier circumferential element 63 is secured on the die carrier base 79 via a spring-supported latching device 64.
  • This has a locking pin 65 arranged transversely to the axis of rotation 23, behind which spring-supported pressure bolts 66 snap in.
  • the locking pin 65 can be displaced together with a spring-supported engaging shaft 67 relative to a drive shaft 68 which is connected non-rotatably thereto.
  • a winding die 69 with two side plates 70, 71 and a winding core 72 is arranged on the end face of the die carrier 62.
  • the winding core 72 is non-rotatably connected to the engaging shaft 67.
  • the side plate 70 of the winding die 69 which is arranged facing away from the die holder 62, is finally connected to a support shaft 74 via a coupling part 73 in order to prevent the die holder 62 from being suspended on the fly.
  • FIG. 7 enables a particularly simple and quick removal of a completely wound winding spool 81 from the winding device.
  • the winding core 72 is by means of The engaging shaft 67 is inserted into the die holder 62 so that the winding core is released from the side plate 70 and the winding spool 81 falls out of the winding device after the end of the winding wire end regions 63, not shown, by the holding devices of the die holder peripheral element 63.
  • the multiple arrangement of winding devices 10 on a turntable 82 shown in FIG. 8 enables continuous coil production.
  • the wire guide 24 is constantly moved on one and the same translation axis 83.
  • the turntable 82 is clocked further by a turntable division, so that the next spool on the winding device 10b pivoted with its axis of rotation onto the translation axis 83 of the wire guide 24 can be wrapped.
  • FIG. 9 shows a winding device 84 for producing a winding spool 85 with winding wire end regions 87, 88 extending axially from a spool body 86.
  • the winding die has only one winding core 89, which can be designed as a ferrite core.
  • the winding device has a die carrier 90, which rotates about the axis of rotation 23, for example, analogously to the die carrier shown in FIG. 1, in order to produce a winding spool.
  • the die carrier 90 is provided on one side with a flattening 91 which is oriented here parallel to the axis and extends from a winding core receptacle 92 to a peripheral edge 93 of the die carrier 90 which is formed here as a collar.
  • a wire deflecting device 94 with four deflecting pins 95 is arranged on the flattened portion 91, two deflecting pins each being assigned to a winding wire end area 87 or 88 and for holding devices 96, 97 provided with clamping pieces 98, 99 as holding members by the circumferential positioning ensure independent alignment of the winding wire end areas 87, 88.
  • An dashed line in FIG. 9 shows an arrangement of the holding devices 96, 97, which could replace the function of the wire deflecting device with essentially the same alignment of the winding wire end regions.
  • the winding process for producing the winding spool 85 shown in FIG. 9 takes place analogously to the winding process described with reference to FIG. 1.
  • the required relative movement of the wire guide can be carried out by means of a two-axis wire guide movement or a uniaxial wire guide movement which corresponds to the result, which is related to a corresponding rotation angle adjustment of the die carrier 90 the axis of rotation 23 is superimposed.
  • FIG. 9 also shows a gripping and transport device 100 which is provided with three grippers 101, 102, 103, each of which has two gripping jaws 104 in the embodiment shown here.
  • the gripping function made possible by the grippers can also be achieved by a suction gripper or a magnetic gripper, rather than by "comprehensive” gripping.
  • What is essential is the fact that the coil former 86 and the winding wire end regions 87, 88 are each gripped in such a way that they are fixed in their relative arrangement and without Modification of this quasi “frozen” relative arrangement after being gripped by the gripping and transport device 100 can be removed from the winding device 84 by means of the same and can be transported to an application site as will be described in more detail below.
  • the grippers 102, 103 which grip the winding wire end regions 87, 88 can, for example, by a floating arrangement of the gripping jaws 104, so be designed so that they align themselves automatically when the aligned winding wire end areas are grasped.
  • the gripping and transport device 100 can have a different configuration instead of the winding wire end regions 87 , 88 gripping grippers 102, 103, in addition to the gripper 101 gripping the bobbin 86, have a gripper 125, shown in broken lines in FIG. 9, which grips the die carrier circumferential element.
  • winding coil 105 shows a winding coil 105 with a coil body 106 and with a radial outlet of the winding wire ends 87, 88, which are axially offset from one another.
  • a winding spool 105 can be produced in a winding device 107 which is similar to the winding device 10 shown in FIG. 1.
  • the winding die has only one winding core 89. This is in winding core receptacles 92 between a matrix Center 108 and a counterholder 109 added.
  • the die carrier 108 is formed in one piece; can, however, also consist of a matrix carrier base with a matrix carrier circumferential element arranged thereon.
  • the winding wire end regions 87, 88 are accommodated in holding devices 110, 111, but the holding device 110 is provided on the die carrier 108 and the holding device 111 on the counter holder 109.
  • a stationary carrier can be provided with the holding device 111.
  • the die supports 108 and the counter-holder 109 are each provided on their mutually facing surfaces with at least one gripper anal 112, 113 which grippers grippers 114, 115 access a gripper and gripper which has already been described in detail with reference to FIG Enable transport device 116 to the aligned winding wire end areas 87, 88.
  • corresponding compensation channels 117, 118 are assigned to the gripping channels symmetrically to the axis of rotation 23.
  • FIG. 11 shows, as a further exemplary embodiment, an annular winding coil 119 designed as an air coil, which can also be produced with the winding device 107 shown in FIG. 10, with an arrangement of the die carrier offset by 180 with respect to the axis of rotation 23 108 and the counter-holder 109.
  • FIG. 11 also shows a corresponding configuration of a gripping and transport device 120.
  • 12 shows the manufacture of a coil arrangement 121 using the example of the manufacture and the subsequent application of the winding spool 85 produced in the winding device 84.
  • the gripping of the winding spool 85 by means of the gripping and transport device 100 has already been described with reference to FIG 9 explained in detail.
  • the winding spool 85 is removed together with the winding wire end regions 87, 88 which have not changed in their relative position to one another and to the winding spool 85 after their release from the holding devices 96, 97.
  • the release can be opened by opening the holding devices in the case of active holding devices , or by means of a separating device, not shown here, which cuts through the winding wire end regions 87, 88. If the holding devices are arranged on a die carrier peripheral element, this can be removed together with the winding wire regions 87, 88 by the gripping and transport device 100.
  • the gripping and transport device 100 transports the winding spool 85 to a substrate 122 on which the winding spool 85 is to be applied.
  • This substrate can be, for example, a leadframe provided with connection areas 123, 124. It could also be a chip, the connection surfaces of which are to be contacted with the winding wire end areas of the winding coil 85.
  • the winding coil 85 with its winding wire end areas is positioned above the substrate 122 such that an overlap between the connection surfaces 123, 124 of the substrate 122 and the winding wire end areas 87, 88 for subsequent contacting given is.
  • the gripping and transport device 100 is provided with a connection device, not shown here, for example a thermode or a laser connection device provided with an optical fiber, for example, the position shown in FIG Gripping and transport device 100 also make the same contact.

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Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Spulenanordnung (21) mit einem Matrizenträger (11), einer Wickelmatrize (12) zur Aufnahme von Wickeldrahtwindungen und mindestens zwei am Matrizenträger (11) angeordneten Halteeinrichtungen (13, 14) zum Halten von Wickeldrahtendbereichen (26, 27), wobei die Wickelmatrize (12) eine gemeinsame Drehachse (23) mit dem Matrizenträger (11) aufweist, und die Halteeinrichtungen (13, 14) derart am Umfangsrand des Matrizenträgers angeordnet sind, daß der von einem Drahtführer (24) in Drehachsenrichtung über den Umfangsrand hinweggeführte Wickeldraht durch die Halteeinrichtungen hindurchgeführt und in diesen gehalten wird.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINER SPULENANORDNUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer Spulenanordnung mit einem Ma¬ trizenträger, einer Wickelmatrize zur Aufnahme von Wickeldrahtwindungen und mindestens zwei am Matri¬ zenträger angeordneten Halteeinrichtungen zum Halten von Wickeldrahtendbereichen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Spulen¬ anordnung gemäß den Ansprüchen 19 und 20.
Eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art ist aus der WO 91/00603 bekannt. Bei der bekannten Vor¬ richtung ist der Matrizenträger, der zur Aufnahme der Wickelmatrize dient, plattenförmig ausgebildet, und die Halteeinrichtungen befinden sich jeweils links und rechts der Wickelmatrize in der Matrizen- trägerebene. Zur Ausbildung einer Spulenanordnung mit zwei Wickeldrahtendbereichen wird eine als "Flyer" bezeichnete Wickelvorrichtung zunächst längs einer ersten Translationsachse von der ersten Hal¬ teeinrichtung zur Wickelmatrize, dann zur Ausbildung der Spulenwicklung rotierend um die Wickelmatrize herum und schließlich von der Wickelmatrize wieder translatorisch zur zweiten Halteeinrichtung bewegt. Während der Spulenwicklung wird der Drahtführer zu¬ sätzlich längs einer zweiten Translationsachse be- wegt. Nach Beendigung des WickelVorgangs ist zwi¬ schen den Halteeinrichtungen und der Wickelmatrize jeweils ein radial von der Wickelmatrize abgehender Wickeldrahtendbereich ausgebildet. Da die Halteein¬ richtungen sich in der Ebene des Matrizenträgers und beidseitig zu diesem angeordnet befinden, ist mit der bekannten Vorrichtung nur eine diametrale Aus¬ richtung der Wickeldrahtendbereiche möglich.
Aufgrund der ungünstigen diametralen Ausrichtung der von der Wickelmatrize abgehenden Wickeldrahtendbe¬ reiche ist vor deren Verbindung mit Anschlußflächen eines Substrats, das auch als elektronisches Bauele¬ ments, etwa ein Chip, ausgebildet sein kann, deren völlige Neuorientierung notwendig. Des weiteren ist die bekannte Vorrichtung zum Herstellen einer Spu¬ lenanordnung nur zusammen mit einem "Flyer" verwend¬ bar. Bei dem hiermit durchgeführten Wickelverfahren wird der Wickeldraht durch den um die feststehende Wickelmatrize rotierenden Flyer an die Wickelmatrize angelegt. Dabei gleitet der Wickeldraht durch den rotierenden Drahtführer des Flyers und wird gegen¬ über der Drahtzuführrichtung in ständig wechselnde Richtungen abgelenkt. Hieraus ergibt sich für den Wickeldraht eine dynamische Biegebeanspruchung, die zudem infolge des spiralförmigen Wicklungsverlaufs auf der Wickelmatrize mit einer Torsionsbeanspru¬ chung überlagert wird. Dies führt insgesamt zu einer Beanspruchung des Wickeldrahts beim Wickelvorgang, die zu die Spuleninduktivität beeinflussenden Draht¬ querschnittsänderungen oder gar zu einem Reißen des Wickeldrahts führen können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun- de, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zu schaf¬ fen, die bzw. das eine für die nachfolgende Verbin¬ dung von Wickeldrahtendbereichen mit Anschlußflächen eines elektronischen Bauelements günstige Orientie¬ rung der Wickeldrahtendbereiche sowie die Durchfüh- rung eines Wickelvorgangs mit erheblich geringerer Drahtbeanspruchung ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 19 oder 20 gelöst.
Erfindungsgemäß weist die Wickelmatrize eine gemein¬ same Drehachse mit dem Matrizenträger auf. Hierdurch ist eine Rotationsbewegung der Matrize zusammen mit dem Matrizenträger gegenüber einem Drahtführer mög¬ lich, wodurch der Wickeldraht beim Wickelvorgang auf die Wickelmatrize aufgespult wird. Die hiermit ver¬ bundene Drahtbeanspruchung ist wesentlich geringer als bei dem vorbeschriebenen "Flyer"-Verfahren.
Weiterhin sind erfindungsgemäß die Halteeinrichtun- gen am Umfangsrand des Matrizenträgers angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht es, zur Festlegung der von der Wickelmatrize abgehenden Wickeldrahtendbe¬ reiche den Drahtführer lediglich in Drehachsenrich¬ tung über den Umfangsrand des Matrizenträgers hin- wegzuführen. Damit ist sowohl zur Durchführung des Wickelvorgangs, während dem der Drahtführer trans¬ latorisch hin- und herbewegt wird, als auch zur Festlegung der Wickeldrahtbereiche in den Halteein¬ richtungen lediglich eine translatorische Bewegungs- achse des Drahtführers notwendig. Insgesamt reichen demnach bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung zur Herstellung einer Spulenanordnung le¬ diglich zwei Bewegungsachsen, nämlich die Drehachse des Matrizenträgers und die Translationsachse des Drahtführers aus, um eine Spulenanordnung herzustel¬ len.
Schließlich besteht ein weiterer, erheblicher Vor¬ teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, daß aufgrund der Anordnung der Halteeinrichtungen am Um¬ fangsrand des Matrizenträgers je nach Abstand zwi¬ schen den einzelnen Halteeinrichtungen beliebige Orientierungen der Wickeldrahtendbereiche möglich sind, so daß schon beim Wickelvorgang eine für die spätere Verbindung mit Anschlußflächen geeignete Orientierung der Wickeldrahtendbereiche vorgesehen werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Halteeinrichtungen in einem am Umfangsrand einer Matrizenträgerbasis angeordneten Matrizenträgerum- fangselement vorgesehen. Anders als bei einer ein¬ stückigen Ausführung des Matrizenträgers ist es so¬ mit möglich, eine standardisiert ausgeführte Matri¬ zenträgerbasis mit einem Matrizenträgerumfangsele- ment zu kombinieren, das in seiner Ausführung indi- viduell an die gewünschte Spulenanordnung anpaßbar ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann zumindest eine Halteeinrichtung am Umfangsrand des Matrizen- trägers, in besonders vorteilhafter Weise am Um¬ fangsrand eines auf einer Matrizenträgerbasis ange¬ ordneten Matrizenträgerumfangselements, vorgesehen sein, und mindestens eine weitere Halteeinrichtung kann am Umfangsrand eines Gegenhalters angeordnet sein.
Vorteilhaft ist es auch, wenn der Matrizenträger und/oder der Gegenhalter mit einer Wickeldrahtum- lenkeinrichtung versehen ist, die die Wickeldraht- endbereiche in einem Übergangsbereich zwischen einem Wickelkern und den Halteeinrichtungen entsprechend einer vorgegebenen Orientierung ausrichtet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung sind die Halteeinrichtungen so aus¬ gebildet, daß sie durch den Drahtführer aktiviert werden. Damit ist in jedem Fall ein korrektes Timing der von den Halteeinrichtungen übernommenen Halte¬ funktion sichergestellt, derart, daß die Haltefunk¬ tion nach Durchführung des Drahtführers durch die Halteeinrichtungen gegeben ist und nicht etwa schon vorher, wodurch ein Durchführen des Drahtführers blockiert werden könnte.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Hal¬ teeinrichtungen sind diese mit Klemmelementen ver- sehen, die unter Oberwindung einer elastischen Rück¬ stellkraft durch den Drahtführer zur Durchführung des Wickeldrahts auseinanderbewegbar sind. Neben einer sicheren Klemmfunktion garantieren derartig ausgebildete Halteeinrichtungen aufgrund ihrer ein- fachen Ausführung ein hohes Maß an Betriebs¬ sicherheit.
Eine weitere Möglichkeit, die Halteeinrichtungen auszubilden besteht darin, diese im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen, durch den Drahtführer be¬ tätigten, passiven Halteeinrichtungen aktiv auszu¬ bilden. So können die Halteeinrichtungen auch pneu¬ matisch betätigbar ausgeführt sein. Eine aktive Aus¬ führung der Halteeinrichtungen hat den Vorteil, daß eine Bauteilbeanspruchung des Drahtführers entfällt und dieser lediglich in Abhängigkeit von seiner Re¬ lativposition zur Halteeinrichtung zur Auslösung eines Öffnungs- oder Schließsignals für die Halte¬ einrichtung verwendet wird.
Besonders vorteilhaft wirkt es sich aus, wenn zumin¬ dest der Halteeinrichtung, die zur Aufnahme des von der Wickelmatrize wegführenden Wickeldrahtendbe- reichs dient, eine Trenneinrichtung zugeordnet ist. Die Anordnung einer Trenneinrichtung ermöglicht das kontinuierliche Wickeln einer beliebigen Anzahl von Spulenanordnungen auf einander nachfolgend angeord- neten Matrizenträgern ohne Ausbildung von Drahtbrük- ken, die bei einer nachträglichen Trennung der ein¬ zelnen Spulenanordnungen zu einem unerwünschten Drahtverschnitt führen würden.
Die vorteilhafte Ausbildung der Trenneinrichtung an der Halteeinrichtung selbst ermöglicht es, die von der Halteeinrichtung zur Erreichung der Haltefunk¬ tion ausgeführte Bewegung gleichzeitig zum Durch- trennen des Wickeldrahts zu nutzen. Hierdurch ent¬ fallen gesonderte Stellorgane zur Betätigung der Trenneinrichtung.
In einer besonderen Ausführungsform kann das Matri- zenträgerumfangselement von der Matrizenträgerbasis abnehmbar ausgebildet sein. Hieraus ergeben sich zwei ganz wesentliche Vorteile. Zum einen ermöglicht die von der Matrizenträgerbasis abnehmbare Gestal¬ tung des Matrizenträgerumfangselements es, die fer- tiggestellte Spulenanordnung zusammen mit diesem von der Matrizenträgerbasis abzunehmen, wobei die Wik- keldrahtendbereiche in den im Matrizenträgerbasis- umfangselement angeordneten Halteeinrichtungen ge¬ halten sind. Somit bildet das Matrizenträgeru fangs- element quasi einen Montagerahmen, der dafür sorgt, daß bei einer nachfolgenden Applikation der Wickel¬ drahtendbereiche auf Anschlußflächen eines elektro¬ nischen Bauelements diese ihre Orientierung beibe¬ halten.
Zum anderen ist durch die abnehmbare Gestaltung des Matrizenträgerumfangselements die vorteilhafte Mög¬ lichkeit gegeben, die Halteeinrichtungen bezüglich ihrer Relativanordnung und ihrer Anzahl leicht aus- tauschbar auszubilden. So ist es beispielsweise mög¬ lich, in einem Fall ein Matrizenträgerumfangselement mit zwei Halteeinrichtungen vorzusehen, die so zu- einander angeordnet sind, daß sich die Wickeldraht¬ endbereiche der Spulenanordnung parallel zueinander erstrecken. In einem anderen Fall können drei Hal¬ teeinrichtungen vorgesehen sein, um etwa eine Spu- lenanordnung mit Mittenanzapfung zu ermöglichen.
Wenn der Wickelmatrize oder dem Matrizenträger eine Einrichtung zur positionierenden Aufnahme eines mit mindestens einer Anschlußfläche versehenen elektro- nischen Bauelements zugeordnet ist, derart, daß bei einem in der Einrichtung angeordneten Bauelement ein Überdeckungsbereich zwischen der Anschlußfläche und mindestens einem Wickeldrahtendbereich gebildet ist, kann dem eigentlichen Wickelvorgang unmittelbar nachfolgend eine Verbindung zwischen den Wickel¬ drahtendbereichen und den Anschlußflächen des Bau¬ elements, etwa ein Chip, durchgeführt werden, so daß die Vorrichtung besonders vorteilhaft zur Herstel¬ lung eines Transponders verwendbar ist. Die für die Verbindung zwischen dem Wickeldraht und den An¬ schlußflächen möglichen Schweißverfahren können be¬ liebig gewählt werden. Neben der Anwendung konven¬ tioneller Schweißverfahren, wie das Thermokompres- sionsverfahren, das Thermosonicverfahren oder das Ultraschallschweißverfahren, erweist sich ein Laser¬ schweißverfahren als besonders vorteilhaft, bei dem die Verbindungsstelle über eine Lichtleitfaser mit Laserenergie beaufschlagt wird und eine Verformung eines aus Bonddraht gebildeten Bonds über einen Druck der Lichtleitfaser erfolgt.
Die Wickelmatrize, die zusammen mit dem Matrizenträ¬ ger verwendet wird, weist vorzugsweise zwei schei¬ benförmige Seitenelemente auf, die abnehmbar mit einem Wickelkern verbunden sind. Für die Seitenele¬ mente erweist es sich in jedem Fall als vorteilhaft, wenn diese aus temperaturstabilem Kunststoff, etwa Polytetrafluoräthylen (PTFE) bestehen, um etwa eine thermische Fixierung einer aus backlackbeschichtetem Wickeldraht bestehenden Spulenwicklung durchführen zu können, ohne daß die Seitenelemente an der Spu- lenwicklung haften. Die Wickelmatrize kann auch le¬ diglich aus einem Wickelkern bestehen. Der Wickel¬ kern kann als Spulenkern nach dem Wickelvorgang in der Wickelspule verbleiben und kann etwa aus Kunst¬ stoff oder aus einem Ferritkern bestehen.
Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 14 bietet den Vor¬ teil, ein elektronisches Bauteil oder eine Baugruppe in die Wickelspule zu integrieren.
Die Ansprüche 16 und 17 betreffen eine vorteilhafte Kombination der Wickelmatrize mit einer Greif- und Transporteinrichtung; sowohl für den Fall, daß die Wickelspule zusammen mit einem Matrizenträgerum¬ fangselement als Montageeinheit gehandhabt wird, als auch für den Fall, daß die Wickelspule unter Auf¬ rechterhaltung der Relativposition der Wickeldraht¬ endbereiche unmittelbar gehandhabt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich in be- sonderem Maße für eine Großserienfertigung. Dabei ist eine Anordnung besonders vorteilhaft, bei der mehrere Matrizenträger mit radial ausgerichteten Drehachsen auf einem gemeinsamen Drehteller angeord¬ net sind, derart, daß mit einem radial zur Drehachse des Drehtellers bewegbaren Drahtführer bei entspre¬ chend getakteter Drehtellerbewegung kontinuierlich die den einzelnen Matrizenträgern zugeordneten Ma¬ trizenkerne zur Ausbildung von Spulenanordnungen bewickelt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Spulenanordnung mit einer auf einem Substrat ange- ordneten Wickelspule weist gemäß einer ersten Alter¬ native folgende Verfahrensschritte auf: Herstellen einer Wickelspule auf einer Wickelvor¬ richtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 mit gegenüber einem Spulenkörper in ihrer Orientierung ausgerichteten und in Halteeinrichtun¬ gen eines Matrizenträgerumfangselements fixierten Wickeldrahtendbereichen; Ergreifen und Abnehmen einer aus dem Matrizenträger- umfangselement und der Wickelspule gebildeten Monta¬ geeinheit von der Wickelvorrichtung mit einer Greif- und Transporteinrichtung unter Aufrechterhaltung der Relativosition der Wickeldrahtendbereiche gegenüber der Wickelspule; Applikation der Wickelspule auf dem Substrat unter Aufrechterhaltung der Relativposition der Wickel¬ drahtendbereiche gegenüber der Wickelspule, Verbin¬ dung der Wickeldrahtendbereiche mit Anschlußflächen des Substrats und Lösen der Wickeldrahtendbereiche aus den Halteeinrichtungen, vorzugsweise mittels Durchtrennung der Wickeldrahtendbereiche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Spulenanordnung mit einer auf einem Substrat ange- ordneten Wickelspule weist gemäß einer weiteren Al¬ ternative folgende Verfahrensschritte auf: Herstellen einer Wickelspule auf einer Wickelvor¬ richtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 mit gegenüber einem Spulenkörper in ihrer Orientierung ausgerichteten und in Halteeinrichtun¬ gen eines Matrizenträgers und/oder eines Gegenhal¬ ters fixierten Wickeldrahtendbereichen; Ergreifen des Spulenkörpers und der Wickeldrahtend¬ bereiche mit einer Greif- und Transporteinrichtung unter Aufrechterhaltung der Relativosition der Wik- keldrahtendbereiche gegenüber der Wickelspule und Lösen der Wickeldrahtendbereiche aus den Halteein- richtungen, vorzugsweise mittels Durchtrennung der Wickeldrahtendbereiche;
Abnehmen des Spulenkörpers und der Wickeldrahtendbe¬ reiche von der Wickelvorrichtung mit der Greif- und Transporteinrichtung unter Aufrechterhaltung der Relativposition der Wickeldrahtendbereiche gegenüber der Wickelspule;
Applikation der Wickelspule auf dem Substrat unter Aufrechterhaltung der Relativposition der Wickel- drahtendbereiche gegenüber der Wickelspule, Verbin¬ dung der Wickeldrahtendbereiche mit Anschlußflächen des Substrats.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnungen nä- her erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Wickel- Vorrichtung zur Herstellung einer Wickelspule mit radialem Abgang der Wickeldrahtenden in Seitenan- sieht;
Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung in einer Draufsicht;
Fig. 3 eine weiteres Ausführungsbeispiel einer Wik- kelvorrichtung zu Herstellung einer Wickelspule mit radialem Abgang der Wickeldrahtenden in einer Stirn¬ ansicht;
Fig. 4 die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung in einer Draufsicht;
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Wic¬ kelVorrichtung zur Herstellung einer Wickelspule mit radialem Abgang der Wickeldrahtenden in einer Stirn¬ ansicht; Fig. 6 die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung in einer Draufsicht;
Fig. 7 eine weitere Variante einer WickelVorrichtung zur Herstellung einer Wickelspule mit radialem Ab¬ gang der Wickeldrahtenden in Schnittdarstellung und in einem in eine Antriebsvorrichtung eingebauten Zustand;
Fig. 8 das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbei- spiel der Wickelvorrichtung in einer Mehrfachanord¬ nung auf einem Drehteller;
Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel einer Wickelvorrich- tung zur Herstellung einer Wickelspule mit axialem Abgang der Wickeldrahtenden mit Darstellung einer Drahtumlenkeinrichtung und einer Greif- und Trans- portvorriehtung;
Fig.10 ein Ausführungsbeispiel einer Wickeldraht¬ vorrichtung zur Herstellung einer Wickelspule mit radialem Abgang der Wickeldrahtenden mit Darstellung einer Greif- und Transportvorrichtung;
Fig.11 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Wik- kelspule mit radialem Abgang der Wickeldrahtenden und mit Darstellung einer Greif- und Transportvor¬ richtung;
Fig.12 eine schematische Darstellung einer möglichen Variante eines Verfahrens zur Herstellung einer Spu¬ lenanordnung mit einer auf einem Substrat angeord¬ neten Wickelspule.
Fig. 1 zeigt in einem ersten Ausführungsbeispiel eine Wickelvorrichtung 10 mit einem Matrizenträger 11, einer Wickelmatrize 12 und zwei bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel diametral gegen¬ überliegend am Matrizenträger 11 ausgebildeten Hal¬ teeinrichtungen 13, 14.
Die Halteeinrichtungen 13, 14 sind am Umfangsrand des Matrizenträgers 11 angeordnet, der einstückig ausgebildet sein kann, oder auch, wie durch den strichpunktierten Linienverlauf in den Fig. 1 und 2 angedeutet, eine Matrizenträgerbasis 75 mit einem darauf angeordneten Matrizenträgerumfangselement 76 zur Aufnahme der Halteeinrichtungen 13, 14 aufweisen kann. Das Matrizenträgerumfangselement 76 kann fest mit der Matrizenträgerbasis 75 verbunden oder von dieser abnehmbar ausgebildet sein.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Matrizenträger 11 mit einem Antriebswellen¬ zapfen 15 versehen und dient zur Aufnahme der Wik- kelmatrize 12 und eines Gegenhalters 16, der die Wickelmatrize 12 auf dem Matrizenträger 11 sichert.
Die Wickelmatrize 12 ist in dem in Fig. 1 darge¬ stellten Ausführungsbeispiel dreiteilig ausgebildet und weist einen rohrförmig ausgebildeten Wickelkern 17 und zwei scheibenförmige Seitenplatten 18, 19 auf, die verdrehsicher mit dem Wickelkern 17 verbun¬ den sind und jeweils an einem Ende des Wickelkerns angeordnet sind, derart, daß sie einen hier ringför¬ migen Wickelraum 20 bilden.
In Fig. 1 ist im Wickelraum 20 eine fertig ausge¬ bildete Wickelspule 21 aus Wickeldraht 22 angeord¬ net, zu deren Wicklung ein in Richtung der Drehachse 23 der Wickelvorrichtung 10 translatorisch bewegter Drahtführer 24 verwendet wird. Zur besseren Erläute¬ rung des WickelVorgangs ist der Drahtführer 24 in Fig. 1 in zwei Positionen dargestellt, wobei die linke Position den Drahtführer 24 in einer Phase während des Spulenwickelns und die rechte Position den Drahtführer 24 nach erfolgter Spulenwicklung darstellt. Diese Position des Drahtführers ist auch in Fig. 2 dargestellt.
Zu Beginn des hier in seiner Anfangsphase nicht nä¬ her dargestellten Wickelvorgangs befindet sich die Halteeinrichtung 13 auf der Translationsachse des Drahtführers 24 (so, wie in Fig. 1 die Halteeinrich¬ tung 14) und der Drahtführer 24 wird von rechts kom¬ mend durch die identisch mit der in Fig. 2 darge¬ stellten Halteeinrichtung 14 ausgeführte Halteein¬ richtung 13 hindurchgeführt. Hierbei wird die in diesem Ausführungsbeispiel zwei Federschenkel 25, 26 aufweisende Halteeinrichtung 13 durch den als Draht¬ kapillare ausgebildeten Drahtführer 24 aufgeweitet und geöffnet, um sich aufgrund der elastischen Fe- derrückstellkräfte nach Durchführung des Drahtfüh- rers 24 wieder zu schließen. Hierdurch wird der Wickeldraht 22 mit einem ersten Wikkeldrahtendb- ereich 27 in der Halteeinrichtung 13 geklemmt.
Der Drahtführer 24 wird nun oberhalb der Wickelma- trize 12, wie durch die linke Position in Fig. 1 dargestellt, im Bereich des Wickelraums 20, wie durch den Doppelpfeil 28 angedeutet, hin- und herbe¬ wegt. Diese Translationsbewegung des Drahtführers 24 wird mit einer Rotationsbewegung des nach der Klem- mung des Wickeldrahtendbereichs 27 in der Halteein¬ richtung 13 in Drehung versetzten Matrizenträgers 11 überlagert. Mit diesem zusammen dreht sich die Wik- kelmatrize 12, so daß sich der Wickeldraht 22 zur Ausbildung der in Fig. 1 dargestellten Wickelspule 21 auf den Wickelkern 17 der Wickelmatrize 12 auf¬ wickelt. Die Drehbewegung des Matrizenträgers 11 wird solange ausgeführt, bis nach Erreichen der ge- wünschten Windungsanzahl auf dem Wickelkern 17 sich die zweite Halteeinrichtung 14 in der in den Fig. l und 2 dargestellten Relativlage zum Drahtführer 24 befindet. Der Drahtführer 24 wird dann aus dem Wik- kelbereich heraus zwischen den Federschenkeln 25, 26 der Halteeinrichtung 14 hindurch bewegt, so daß der Wickeldraht mit einem zweiten Wickeldrahtendbereich 29 zwischen den Federschenkeln 25, 26 geklemmt wird, nachdem der Drahtführer 24 die Halteeinrichtung 14 passiert hat.
Bei Bedarf, wenn etwa der Außendurchmesser der Wik- kelmatrize größer ist als der Durchmesser des Teil¬ kreises, auf dem die Halteeinrichtungen angeordnet sind, kann die Translationsachse des Drahtführers um eine weitere ergänzt werden. Somit kann der Draht¬ führer nach Klemmung des Wickeldrahtendbereichs in einer Halteeinrichtung nicht nur axial zur Drehachse des Matrizenträgers sondern auch radial dazu bewegt werden, um über den Umfangsrand der Wickelmatrize hinwegbewegt werden zu können.
Nach Klemmung in der Halteeinrichtung 14 kann der Wickeldraht 22 in Fig. 2 rechts von der Halteein- richtung 14 durchtrennt und die Wickelspule 21 nach Fixierung der Spulenwicklung von der Wickelmatrize 12 abgenommen werden. Hierzu können die Wickeldrah¬ tendbereiche 27, 28 aus den Halteeinrichtungen 13, 14 herausgezogen werden, und die in diesem Ausfüh- rungsbeispiel mehrteilig ausgebildete Wickelmatrize 12 wird in ihre Einzelteile zerlegt.
Fig. 3 zeigt eine Wickelvorrichtung 30 mit einem gegenüber den Fig. 1 und 2 modifizierten Matrizen- trägerumfangselement 31, das insgesamt mit vier Hal¬ teeinrichtungen 32, 33, 34 und 35 versehen ist. Die vier Halteeinrichtungen ermöglichen die Ausbildung einer Wickelspule 36 mit vier Wickeldrahtendberei¬ chen 37, 38, 39, 40, die jeweils paarweise diametral einander gegenüberliegend angeordnet sind. Aus Fig. 3 wird auch deutlich, daß bei entsprechender Ausbil- düng des Wickelkerns der Wickelmatrize 12, hier als ovaler Wickelkern 41, beliebige Formgestaltungen von Spulen möglich sind.
Fig. 4 zeigt das Matrizenträgerumfangselement 31 ohne die ihm zugeordnete Wickelmatrize 12 in einer Draufsicht. Dabei sind die durch einen Materialsteg 42 getrennten Halteeinrichtungen 32, 33 zu erkennen, die jeweils einen Federschenkel 43, 44 aufweisen, der mit dem Matrizenträger 31 verschraubt ist. Für die linke Halteeinrichtung 32 sind verschiedene Aus¬ lenkungen des Federschenkels 43 dargestellt, die durch unterschiedliche Stellungen des Drahtführers 24 beim Hindurchgleiten durch die Halteeinrichtung 32 bewirkt werden.
Fig. 5 zeigt in einer weiteren Variante ein Matri¬ zenträgerumfangselement 45 mit zwei Halteeinrichtun¬ gen 46, 47. Zur Ausbildung einer rechteckförmigen Wickelspule 48 ist ein entsprechend geformter Wik- kelkern 49 vorgesehen. Die Abmessungen des Wickel¬ kerns 49 sowie die Dicke der Wickelspule 48 und der Abstand der Halteeinrichtungen 46, 47 voneinander sind so bemessen, daß sich im wesentlichen parallel zueinander angeordnete Wickeldrahtendbereiche 50, 51 ergeben. Die vorgenannten Abmessungen lassen sich in jedem Fall so aufeinander abstimmen, daß sich ebenso wie bei den vorstehend beispielhaft beschriebenen Spulenformen immer eine gewünschte Relativlage der Wickeldrahtendbereiche ergibt. Daher ist es möglich, wenn etwa in der Seitenplatte 19 der Wickelmatrize 12 eine Positionieraufnahme 52 für ein elektroni¬ sches Bauelement 53 vorgesehen ist, Überdeckungsbe- reiche für die spätere Verbindung der Wickeldraht- endbreiche 50, 51 mit Anschlußflächen 54, 55 des Bauelements zu schaffen.
Aus der Darstellung gemäß Fig. 5 wird auch deutlich, wie im Falle der von einer Matrizenträgerbasis ab¬ nehmbaren Ausbildung des Matrizenträgerumfangsele¬ ments 45 dieses als Montagerahmen einer aus dem Ma¬ trizenträgerumfangselement und der Wickelspule ge- bildeten Montageeinheit verwendet werden kann. Wenn, wie in Fig. 3, mehr als zwei Wickeldrahtendbe¬ reiche vorgesehen sind, läßt sich die Wickelspule genau in ihrer Lage im Matrizenträgerumfangselement fixieren. Eine derart angeordnete Spule kann zusam- mem mit dem Matrizenträgerumfangselement auf einen Kontaktträger, etwa ein Flexiprint, aufgelegt wer¬ den, um zunächst die Wickeldrahtendbereiche mit Kon¬ takten zu verbinden und anschließend die Verbindung mit den Halteeinrichtungen zu lösen. Anstatt eine Fixierung der Wickelspule im Matrizenträgerumfangs¬ element über die ausgerichteten ickeldrahtendberei¬ che vorzusehen, kann auch, wie nachfolgend genauer beschrieben wird, eine Fixierung mittels einer ent¬ sprechend ausgebildeten Greif- und Transportvorrich- tung vorgenommen werden.
Fig. 6 zeigt in einer Draufsicht des Matrizenträger¬ umfangselements 45 die Halteeinrichtungen 46, 47 in teilweise geschnittener Darstellung. Die Halteein- richtung 46, die den zu Beginn des Wickelvorgangs ausgebildeten Wickeldrahtendbereich 50 klemmend festhält, ist hier mit einem Klemmstück 56 versehen, das sich gegenüber einer in einer Bohrung 57 aufge¬ nommenen Feder 58 abstützt. Die Bohrung 57 dient dabei gleichzeitig zur Führung des Klemmstücks 56. Statt zur Erzeugung der Klemmwirkung die Federrück- stellkraft der Feder 58 vorzusehen, ist es auch mög- lieh ein aktives Stellorgan zur Erzeugung der Klemm¬ wirkung, etwa einen Pneumatikzylinder vorzusehen, der auf das Klemmstück 56 wirkt und dieses gegen einen Materialsteg 77 drückt. Statt das Öffnen der Halteeinrichtung durch den hindurchgeführten Draht¬ führer 24 und das Schließen der Halteeinrichtung durch die Rückstellkraft der Feder 58 zu bewirken, könnte auch ein durch einen induktiven Nährungs- schalter in Abhängigkeit von der Relativstellung des Drahtführers zur Halteeinrichtung ausgelöstes Stell¬ signal genutzt werden, das auf den Pneumatikzylinder wirkt.
Die weitere Halteeinrichtung 47 ist in dem darge- stellten Ausführungsbeispiel ebenfalls mit Federn 58 zur Erzeugung der Klemmwirkung versehen. Abweichend von der Halteeinrichtung 46 ist die Halteeinrichtung 47 mit einem Klemmstück 59 versehen, das neben einer Klemmkante 60 eine Schneidkante 61 zum Durchtrennen des Wickeldrahts 22 aufweist.
Wie durch Darstellung des Drahtführers 24 bei der Durchführung durch die Halteeinrichtung 47 deutlich wird, wird die Trennfunktion ausgeführt, wenn der Drahtführer 24 nach Fertigstellung der Spule 48 den Bereich der Halteeinrichtung 47 verläßt. Infolge einer fortschreitenden Schrägstellung des Klemm¬ stücks 59 je mehr sich der Drahtführer 24 dem der Spule 48 abgewandten Ende des Klemmstücks 59 nähert, erfolgt zunächst die Klemmung des Wickeldrahts 22 durch die Klemmkante 60. Wenn der Drahtführer 24 den Bereich der Halteeinrichtung 47 verläßt, schnellt die Schneidkante 61 aufgrund der Federkraft der hin¬ teren Feder 58 gegen eine Anschlagfläche 78 des Ma- trizenträgerumfangselements 45, so daß die Durch¬ trennung des Wickeldrahts 22 erfolgt. Die Länge des nach der Durchtrennung aus dem Drahtführer 24 her- ausragenden Drahtüberstands ist dabei durch den Ab¬ stand 1 der Schneidkante 61 von der Hinterkante des Klemmstücks 59 definiert. Dieser Abstand ist so be¬ messen, daß der aus dem Drahtführer 24 hervorragende Wickeldrahtüberstand zum nachfolgenden Wickeln einer weiteren Spule sicher in der ersten Halteeinrichtung des nachfolgenden Matrizenträgers gehalten wird.
Fig. 7 zeigt einen in einer Antriebsvorrichtung 80 angeordneten Matrizenträger 62 mit einer Matrizen- körperbasis 79, die mit einem von dieser abnehmbaren Matrizenkörperumfangselement 63 versehen ist, das beliebig angeordnete, hier nicht näher dargestellte Halteeinrichtungen aufweist. Das Matrizenträgerum- fangselement 63 ist auf der Matrizenträgerbasis 79 über eine federgestützte Rastklinkeneinrichtung 64 gesichert. Diese weist einen quer zur Drehachse 23 angeordneten Sperrstift 65 auf, hinter dem federge¬ stützte Druckbolzen 66 einrasten. Der Sperrstift 65 kann zusammen mit einer federgestützten Einrückwelle 67 gegenüber einer verdrehsicher mit dieser verbun¬ denen Antriebswelle 68 verschoben werden.
Stirnseitig zum Matrizenträger 62 ist eine Wickelma- trize 69 mit zwei Seitenplatten 70, 71 und einem Wickelkern 72 angeordnet. Der Wickelkern 72 ist ver¬ drehsicher mit der Einrückwelle 67 verbunden. Die zum Matrizenträger 62 abgewandt angeordnete Seiten¬ platte 70 der Wickelmatrize 69 ist schließlich über ein Kopplungsteil 73 zur Vermeidung einer fliegenden Lagerung des Matrizenträgers 62 mit einer Stützwelle 74 verbunden.
Die in Fig. 7 dargestellte Anordnung ermöglicht eine besonders einfache und schnelle Entnahme einer fer¬ tig gewickelten Wickelspule 81 aus der Wickelvor¬ richtung. Hierzu wird der Wickelkern 72 mittels der Einrückwelle 67 in den Matrizenträger 62 eingerückt, so daß sich der Wickelkern aus der Seitenplatte 70 löst und die Wickelspule 81 nach Freigabe der nicht näher dargestellten Wickeldrahtendbereiche durch die Halteeinrichtungen des Matrizenträgerumfangselements 63 nach unten aus der Wickelvorrichtung herausfällt.
Die in Fig. 8 dargestellte Mehrfachanordnung von Wickelvorrichtungen 10 auf einem Drehteller 82 er- möglicht eine kontinuierliche Spulenherstellung. Dabei wird der Drahtführer 24 ständig auf ein und derselben Translationsachse 83 bewegt. Nach Fertig¬ stellung einer Spule auf einer in Fig. 8 in der obe¬ ren Position dargestellten WickelVorrichtung 10a wird der Drehteller 82 um eine Drehtellerteilung weitergetaktet, so daß die nächste Spule auf der mit ihrer Drehachse auf die Translationsachse 83 des Drahtführers 24 geschwenkten Wickelvorrichtung 10b gewickelt werden kann.
Fig. 9 zeigt eine Wickelvorrichtung 84 zur Herstel¬ lung einer Wickelspule 85 mit axial von einem Spu¬ lenkörper 86 abgehenden Wickeldrahtendbereichen 87, 88. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Wickelmatrize lediglich einen Wickelkern 89 auf, der als Ferritkern ausgeführt sein kann. Die Wickelvorrichtung weist einen Matrizenträger 90 auf, der beispielweise analog zu dem in Fig. 1 darge¬ stellten Matrizenträger zur Herstellung einer Wik- kelspule um die Drehachse 23 rotiert. Der Matrizen¬ träger 90 ist auf einer Seite mit einer hier dreh¬ achsenparallel ausgerichteten Abflachung 91 verse¬ hen, die sich von einer Wickelkernaufnahme 92 bis zu einem hier als Bund ausgebildeten Umfangsrand 93 des Matrizenträgers 90 erstreckt. Auf der Abflachung 91 ist eine Drahtumlenkeinrich¬ tung 94 mit vier Umlenkstiften 95 angeordnet, wobei jeweils zwei Umlenkstifte einem Wickeldrahtendbe¬ reich 87 bzw. 88 zugeordnet sind und für eine von der Umfangspositionierung von hier mit Klemmstücken 98, 99 als Halteorgane versehenen Halteeinrichtungen 96, 97 unabhängige Ausrichtung der Wickeldrahtendbe¬ reiche 87, 88 sorgen. In Fig. 9 gestrichelt darge¬ stellt ist eine Anordnung der Halteeinrichtungen 96, 97, die bei im wesentlichen gleicher Ausrichtung der Wickeldrahtendbereiche die Drahtumlenkeinrichtung in ihrer Funktion ersetzen könnte.
Der Wickelvorgang zur Herstellung der in Fig. 9 dar- gestellten Wickelspule 85 erfolgt analog zu dem un¬ ter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen WickelVor¬ gang. In dem Fall, daß die Drahtumlenkeinrichtung 94 vorgesehen ist, kann die erforderliche Relativbewe¬ gung des hier nicht näher dargestellten Drahtführers über eine zweiachsige Drahtführerbewegung oder eine damit im Ergebnis übereinstimmende einachsige Draht¬ führerbewegung, die mit einer entsprechenden Dreh¬ winkelverstellung des Matrizenträgers 90 bezogen auf die Drehachse 23 überlagert ist, erfolgen.
Fig. 9 zeigt darüber hinaus eine Greif- und Trans¬ porteinrichtung 100, die mit drei Greifern 101, 102, 103 versehen ist, welche in der hier dargeteilten Ausführungsform jeweils zwei Greifbacken 104 aufwei- sen. Die durch die Greifer ermöglichte Greiffunktion kann auch abweichend von der Darstellung in Fig. 9 nicht durch ein "umfassendes" Greifen sondern etwa auch durch einen Sauggreifer oder einen Magnet¬ greifer erfolgen. Wesentlich ist allein die Tatsa- ehe, daß der Spulenkörper 86 und die Wickeldrahtend¬ bereiche 87, 88 jeweils so gegriffen werden, daß sie in ihrer Relativanordnung fixiert sind und ohne Ver- änderung dieser quasi "eingefrorenen" Relativanord¬ nung nach dem Ergreifen durch die Greif- und Trans¬ porteinrichtung 100 mittels derselben von der Wik- kelvorrichtung 84 abgenommen und wie nachfolgend noch näher beschrieben wird zu einen Applikations¬ stelle transportiert werden können. Um das vorste¬ hend erwähnte Einfrieren der Relativposition ohne Veränderungen infolge der durch die Greifer ausge- übteb Greikräfte sicherzustellen, können insbesonde- re die die Wickeldrahtendbereiche 87, 88 erfassenden Greifer 102, 103, beispielsweise durch eine schwim¬ mende Anordnung der Greifbacken 104, so ausgebildet sein, daß sie sich beim Erfassen der ausgerichteten Wickeldrahtendbereiche entsprechend diesen selbst- tätig ausrichten.
In dem Fall, daß der in Fig. 9 dargestellte Matri¬ zenträger 90 nicht einstückig, sondern der Umfangs¬ rand 93 als abnehmbares Matrizenträgerumfangselement ausgebildet ist, kann die Greif- und Transportein¬ richtung 100 in einer abweichenden Konfiguration an¬ statt der die Wickeldrahtendbereiche 87, 88 erfas¬ senden Greifer 102, 103 neben dem den Spulenkörper 86 erfassenden Greifer 101 einen in Fig. 9 strich- punktiert dargestellten Greifer 125 aufweisen, der das Matrizenträgerumfangselement erfasst.
Fig.10 zeigt eine Wickelspule 105 mit einem Spulen¬ körper 106 und mit radialem Abgang der Wickeldrah- tenden 87, 88, die axial zueinander versetzt sind. Eine derartige Wickelspule 105 läßt sich in einer Wickelvorrichtung 107 herstellen, die der in Fig. 1 dargestellten WickelVorrichtung 10 ähnlich ist. Ab¬ weichend von der Wickelvorrichtung 10 weist die Wic- kelmatrize, wie bei dem vorhergehenden Ausführungs¬ beispiel lediglich einen Wickelkern 89 auf. Dieser ist in Wickelkernaufnahmen 92 zwischen einem Matri- zenträger 108 und einem Gegenhalter 109 aufgenommen. Im vorliegenden Fall ist der Matrizenträger 108 ein¬ stückig ausgebildet; kann jedoch auch aus einer Ma¬ trizenträgerbasis mit einem darauf angeordneten Ma- trizenträgerumfangselement bestehen. Analog zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Wickeldrahtendbereiche 87, 88 in Halteeinrichtungen 110, 111 aufgenommen, wobei jedoch die Halteeinrich¬ tung 110 am Matrizenträger 108 und die Halteeinrich- tung 111 am Gegenhalter 109 vorgesehen ist. Alterna¬ tiv zum Gegenhalter 109, der beim Wickelvorgang zu— sammen mit dem Matrizenträger 108 rotiert, kann ein hier nicht näher dargestellter stationärer Träger mit der Halteeinrichtung 111 versehen sein.
Der Matrizenträge 108 und der Gegenhalter 109 sind auf ihren einander zugewandten Oberflächen mit min¬ destens jeweils einen Greif anal 112, 113 versehen, die den Zugriff von Greifern 114, 115 einer unter Bezugnahme auf Fig. 9 bereits ausführlich in ihrer Funktion beschriebenen Greif- und Transporteinrich¬ tung 116 auf die ausgerichteten Wickeldrahtendberei¬ che 87, 88 ermöglichen. Um die Ausbildung einer Mas¬ senunwucht bei Rotation der Wickelvorrichtung 107 zu verhindern, sind symmetrisch zur Drehachse 23 den Greifkanälen entsprechende Ausgleichskanäle 117, 118 zugeordnet.
Fig.11 zeigt als weiteres Ausführungssbeispiel eine als Luftspule ausgebildete, ringförmige Wickelspule 119, die auch mit der in Fig.10 dargestellten Wik- kelVorrichtung 107 herstellbar ist, bei einer bezo¬ gen auf die Drehachse 23 zueinander um 180 ver¬ setzten Anordnung des Matrizenträgers 108 und des Gegenhalters 109. Fig.11 zeigt auch eine entspre¬ chende Konfiguration einer Greif- und Transportein¬ richtung 120. Fig.12 zeigt die Herstellung einer Spulenanordnung 121 am Beispiel der Herstellung und der nachfolgend- den Applikation der in der Wickelvorrrichtung 84 hergestellten Wickelspule 85. Das Ergreifen der Wik- kelsspule 85 mittels der Greif- und Transportvor¬ richtung 100 wurde bereits unter Bezugnahme auf Fig. 9 eingehend erläutert. Das Abnehmen der Wickelspule 85 zusammen mit den in ihrer Relativposition unter- einander und zur Wickelspule 85 unveränderten Wik- keldrahtenddbereichen 87, 88 erfolgt nach deren Freigabe aus den Halteeinrichtungen 96, 97. Die Freigabe kann mittels einer Öffnung der Halteein¬ richtungen im Fall aktiver Halteeinrichtungen, oder mittels einer hier nicht näher dargestellten Trenn¬ einrichtung, die die Wickeldrahtendbereiche 87, 88 durchtrennt, erfolgen. Bei Anordnung der Halteein¬ richtungen an einem Matrizenrägerumfangselement kann diese zusammen mit den Wickeldrahtenbereichen 87, 88 durch die Greif- und Transporteinrichtung 100 abge¬ nommen werden.
Die Greif- und Transporteinrichtung 100 transpor¬ tiert die Wickelspule 85 zu einem Substrat 122, auf dem die Wickelspule 85 appliziert werden soll. Bei diesem Substrat kann es sich beispielsweise um einen mit Anschlußflächen 123, 124 versehenen leadframe handeln. Auch könnte es sich um einen Chip handeln, dessen Anschlußflächen mit den Wickeldrahtendberei- chen der Wickelspule 85 kontaktiert werden sollen.
Bei dem in Fig.12 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Wickelspule 85 mit ihren Wickeldrahtendbe¬ reichen derart über dem Substrat 122 positioniert, daß eine Überdeckung zwischen den Anschlußflächen 123, 124 des Substrats 122 und den Wickeldrahtendbe¬ reichen 87, 88 für eine nachfolgende Kontaktierung gegeben ist. In dem Fall, daß die Greif- und Trans¬ sporteinrichtung 100 mit einer hier nicht näher dar¬ gestellten Verbindungseinrichtung, beispielsweise eine Thermode oder eine etwa mit einer Lichtleitfa- ser versehene Laεerverbindungseinrichtung, versehen ist, kann in der in Fig.12 gezeigten Stellung der Greif- und Transporteinrichtung 100 auch gleich die Kontaktierung erfolgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum Herstellen einer Spulenanord¬ nung mit einem Matrizenträger, einer Wickelma- trize zur Aufnahme von Wickeldrahtwindungen und mindestens zwei am Matrizenträger angeordneten Halteeinrichtungen zum Halten von Wickeldraht¬ endbereichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelmatrize (12; 69) eine gemeinsame
Drehachse (23) mit dem Matrizenträger (11; 62) aufweist, und die Halteeinrichtungen (13, 14; 32 bis 35; 46, 47) derart am Umfangsrand des Matrizenträgers angeordnet sind, daß der von einem Drahtführer (24) in Drehachsenrichtung über den Umfangsrand hinweggeführte Wickeldraht durch die Halteeinrichtungen hindurchgeführt und in diesen gehalten wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen (13, 14; 32 bis 35; 46, 47) an einem am Umfangsrand des Matrizen¬ trägers (11; 62) auf einer Matrizenträgerbasis (75) angeordneten Matrizenträgerumfangselement
(31; 45; 63, 76) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Halteeinrichtung (110) am
Umfangsrand des Matrizenträgers (108), vor¬ zugsweise am Umfangsrand eines auf einer Matri¬ zenträgerbasis angeordneten Matrizenträgerum¬ fangselements, vorgesehen ist, und mindestens eine weitere Halteeinrichtung (111) am Umfangs rand eines Gegenhalters (109).
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vor¬ angegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, der Matrizenträger (90, 108) und/oder der Gegenhalter (109) mit einer Wickeldrahtumlenk- einrichtung (94) versehen ist, die die Wickel¬ drahtendbereiche (87, 88) in einem Übergangs¬ bereich zwischen einem Wickelkern (89) und den Halteeinrichtungen (96, 97) entsprechend einer vorgegebenen Orientierung ausrichtet.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vor¬ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen (13, 14; 32 bis 35;
46, 47) derart ausgebildet sind, daß sie durch den Drahtführer (24) aktiviert werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen (13, 14; 32 bis 35; 46, 47) mit Klemmelementen (25, 26; 43, 44; 56, 59) versehen sind, die unter Überwindung einer elastischen Rückstellkraft durch den Drahtfüh- rer (24) zur Durchführung des Wickeldrahts aus¬ einanderbewegbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen aktiv, vorzugsweise pneumatisch, betätigbar ausgeführt sind.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vor¬ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Halteeinrichtung (47) zur Aufnahme des von der Wickelmatrize (12) wegfüh- renden Wickeldrahtendbereichs (51) eine Trenn¬ einrichtung (61) zugeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (61) an der Halteein¬ richtung (47) ausgebildet ist, derart, daß eine Durchtrennung des Wickeldrahts bei Betätigung der Halteeinrichtung (47) erfolgt.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vor¬ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrizenträgerumfangselement (31; 45; 63; 76) von der Matrizenträgerbasis (75) ab¬ nehmbar ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vor¬ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelmatrize (12; 69) oder dem Matri¬ zenträger (11; 62) zugeordnet eine Einrichtung (52) zur positionierenden Aufnahme eines mit mindestens einer Anschlußfläche (54, 55) ver- sehenen elektronischen Bauelements (53) vorge¬ sehen ist, derart, daß bei einem in der Ein¬ richtung (52) angeordneten Bauelement ein Über¬ deckungsbereich zwischen der Anschlußfläche und mindestens einem Wickeldrahtendbereich (50, 51) zur Kontaktierung in der Wickelvorrichtung ge¬ bildet ist.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vor¬ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelmatrize (12; 69) zwei scheiben¬ förmig ausgebildete Seitenelemente (18, 19; 70, 71) und einen Wickelkern (17; 41; 49; 72) auf¬ weist, wobei die Seitenelemente vom Wickelkern abnehmbar ausgebildet sind.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An¬ sprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelmatrize lediglich aus einem Wik- kelkern (89) gebildet ist, der vorzugsweise gleichzeitig einen in der Wickelspule verblei¬ benden Spulenkern bildet .
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkern oder ein damit verbundenes
Substrat mit einem elektronischen Bauteil oder einer Baugruppe bestückbar ist, derart, daß ein Wickelvorgang auf dem bestückten Wickelkern er¬ folgt.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vor¬ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkern (89) aus einem Ferritkern gebildet ist.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vor¬ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelmatrize eine Greif- und Trans¬ portvorrichtung zugeordnet ist, zum Ergreifen und Abnehmen einer aus dem Matrizenträgerum¬ fangselement und der Wickelspule gebildeten Montageeinheit von der WickelVorrichtung unter Aufrechterhaltung der Relativposition der Wik- keldrahtendbereiche gegenüber der Wickelspule.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An¬ sprüche 1 bs 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelmatrize (89) eine Greif- und Transportvorrichtung (100, 116, 120) zugeordnet ist, zum Ergreifen und Abnehmen der Wickelspule (85) und der Wickeldrahtendbereiche (87, 88) unter Aufrechterhaltung der Relativposition der Wickeldrahtendbereiche gegenüber der Wickelspu- le.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der voran¬ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Matrizenträger (11; 62) mit radial ausgerichteten Drehachsen (23) auf einem ge¬ meinsamen Drehteller (82) angeordnet sind, der¬ art, daß mit einem radial zur Drehachse des Drehtellers bewegbaren Drahtführer (24) bei entsprechend getakteter Drehtellerbewegung kon¬ tinuierlich die den einzelnen Matrizenträgern zugeordneten Wickelkerne zur Ausbildung von Spulenanordnungen bewickelbar sind.
19. Verfahren zum Herstellen einer Spulenanordnung mit einer auf einem Substrat angeordneten Wik- kelspule mit den Verfahrensschritten: Herstellen einer Wickelspule auf einer Wickel¬ vorrichtung nach einem oder mehreren der An- sprüche 1 bis 18 mit gegenüber der Wickelspule in ihrer Orientierung ausgerichteten und in Halteeinrichtungen eines Matrizenträgerumfangs¬ elements fixierten Wickeldrahtendbereichen; Ergreifen und Abnehmen einer aus dem Matrizen- trägerumfangselement und der Wickelspule gebil¬ deten Montageeinheit von der Wickelvorrichtung mit einer Greif- und Transporteinrichtung unter Aufrechterhaltung der Relativposition der Wik- keldrahtendbereiche gegenüber der Wickelspule; Applikation der Wickelspule auf dem Substrat unter Aufrechterhaltung der Relativposition der Wickeldrahtendbereiche gegenüber der Wickelspu¬ le, Verbindung der Wickeldrahtendbereiche mit Anschlußflächen des Substrats und Lösen der Wickeldrahtendbereiche aus den Halteeinrichtun¬ gen, vorzugsweise mittels Durchtrennung der Wickeldrahtendbereiche.
20. Verfahren zum Herstellen einer Spulenanordnung mit einer auf einem Substrat (122) angeordneten Wickelspule (85) mit den Verfahrensschritten: Herstellen einer Wickelspule auf einer Wickel¬ vorrichtung (84) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 mit gegenüber der Wickelspu¬ le (85) in ihrer Orientierung ausgerichteten und in Halteeinrichtungen (96, 97) eines Matrizenträgers (90, 108) und/oder eines Gegen¬ halters (109) fixierten Wickeldrahtendbereichen (87, 88);
Ergreifen der Wickelspule (85) und der Wickel¬ drahtendbereiche mit einer Greif- und Trans- porteinrichtung (100) unter Aufrechterhaltung der Relativposition der Wickeldrahtendbereiche gegenüber der Wickelspule und Lösen der Wickel¬ drahtendbereiche aus den Halteeinrichtungen, vorzugsweise mittels Durchtrennung der Wickel- drahtendbereiche;
Abnehmen der Wickelspule und der Wickeldraht¬ endbereiche von der Wickelvorrichtung mit der Greif- und Transporteinrichtung unter Aufrech¬ terhaltung der Relativposition der Wickeldrah- tendbereiche gegenüber der Wickelspule;
Applikation der Wickelspule auf dem Substrat (122) unter Aufrechterhaltung der Relativposi- tion der Wickeldrahtendbereiche gegenüber der Wickelspule, Verbindung der Wickeldrahtendbe¬ reiche mit Anschlußflächen (123, 124) des Sub¬ strats.
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