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DE19541854C1 - Contacting the winding wire of a spool onto a connection pin - Google Patents

Contacting the winding wire of a spool onto a connection pin

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DE19541854C1
DE19541854C1 DE19541854A DE19541854A DE19541854C1 DE 19541854 C1 DE19541854 C1 DE 19541854C1 DE 19541854 A DE19541854 A DE 19541854A DE 19541854 A DE19541854 A DE 19541854A DE 19541854 C1 DE19541854 C1 DE 19541854C1
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DE
Germany
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pin
arc
electrode
winding wire
solder
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DE19541854A
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German (de)
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Horst Dipl Ing Hendel
Erich Vojta
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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Abstract

A process for contacting the winding wire of a spool onto a connection pin, comprises placing the end section (3) of the wire around the connection pin (4) in the form of a winding, applying a solder material (5) and then soldering by applying an arc between the pin and an opposing electrode (7). The arc (11) is produced by connecting the electrode to the anode and the pin to the cathode of a tungsten inert gas direct current source.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontaktierung des Wicklungsdrahtes einer Spule an einem Anschlußstift, wobei ein Endabschnitt des Wicklungsdrahtes in mehreren Windungen um den Anschlußstift geschlungen, mit einem Lotmaterial in Kontakt gebracht und durch kurzzeitiges Zünden eines Lichtbo­ gens zwischen dem Anschlußstift und einer gegenüberstehenden Elektrode verlötet wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for contacting the Winding wire of a coil on a pin, where an end portion of the winding wire in several turns wrapped around the pin, with a solder material in Contacted and by briefly igniting a Lichtbo gens between the pin and an opposite Electrode is soldered. The invention also relates to a Device for performing this method.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der EP 0 651 407 A1 bekannt. Dabei wird ursprünglich zum Schwei­ ßen eingesetzte WIG-Lichtbogen (DE-PS 0 63 535) durch Redu­ zierung der Energie zu einem Lötverfahren gestaltet, bei dem also im wesentlichen nur das zusätzlich aufgebrachte Lötmate­ rial, Hartlot oder Weichlot, aufgeschmolzen wird. Bei diesem WIG-Lichtbogen-Verfahren wird normalerweise der Pluspol bzw. die Anode mit dem Werkstück, also im vorliegenden Fall mit dem Anschlußstift, verbunden, um möglichst viel Wärme dort zu erzeugen. Bei der Anwendung auf immer kleiner werdende An­ schlußstifte, etwa von Spulen für Miniaturrelais, läßt sich die Lichtbogenenergie jedoch nicht beliebig verkleinern, da sonst bei den zulässigen Spannungen der Lichtbogen nicht mehr sicher gezündet werden könnte. Es ist bei diesen herkömmli­ chen WIG-Schweißgeräten somit kaum zu vermeiden, daß auch beim Lötverfahren die Spitze des Anschlußstiftes in uner­ wünschter Weise etwas aufgeschmolzen wird.Such a method is for example from the EP 0 651 407 A1 known. It originally becomes sweat TIG arc used (DE-PS 0 63 535) by Redu design of the energy to a soldering process in which essentially only the additionally applied solder mat rial, hard solder or soft solder, is melted. With this TIG arc process is usually the positive pole or the anode with the workpiece, in this case with the pin, connected to as much heat as possible produce. When applying to increasingly smaller types locking pins, such as coils for miniature relays, can be however, do not arbitrarily reduce the arc energy because otherwise the arc will no longer operate at the permissible voltages could be ignited safely. It is conventional with these Chen TIG welding machines can hardly be avoided when soldering the tip of the pin in un something is melted.

Bei der erwähnten herkömmlichen Polung ist außerdem ein ge­ wisser Abbrand der Elektrode, die mit der Kathode verbunden ist, nicht zu vermeiden. Durch diesen Abbrand wird die Geome­ trie der Elektrodenspitze verändert, so daß gerade bei klei­ nen Stromstärken der Lichtbogen nicht mehr definiert und si­ cher an der Spitze der Elektrode zündet. Man hat für diese Fälle vorgeschlagen, teuere Spezialelektroden zu verwenden, die an der Spitze einen Einsatz von Ceroxid tragen, der die sichere Zündung des Lichtbogens verbessert.In the conventional polarity mentioned is also a ge white erosion of the electrode connected to the cathode is not to be avoided. Because of this erosion, the geome Trie of the electrode tip changed, so that just small arc current no longer defined and si  ignites at the tip of the electrode. One has for this Cases suggested using expensive special electrodes, that have an insert of cerium oxide at the top that improved ignition of the arc.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Kontaktierverfahren sowie die zugehörige Vorrichtung anzugeben, wobei das eingangs genannte WIG-Lötverfahren so modifiziert ist, daß bei gleicher Stromstärke die thermische Belastung der Anschlußstifte verringert und die Sicherheit der Lichtbogenzündung verbessert wird. Dabei soll mit geringem Aufwand die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens verbessert werdden.The object of the present invention is to specify a contacting method and the associated device, the above mentioned TIG soldering process is modified so that at the same current the thermal load on the pins is reduced and the safety of arcing is improved. Here the cost-effectiveness of the process should be with little effort be improved.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6.This problem is solved by a method with the Features of claim 1 and by a device with the features of claim 6.

Das erfindungsgemäße Verfahren bedeutet eine Abkehr von der bisherigen Übung der Fachwelt, die Anode mit dem Werkstück zu verbinden. Tatsächlich würde die Anwendung dieses Verfahrens bei größeren Werkstücken auch zu einem unbefriedigenden Er­ gebnis führen, weil in diesem Fall die Elektrode zu stark er­ hitzt würde, bevor das Werkstück genügend Schweißenergie er­ halten hätte. Für den hier vorliegenden Fall sehr dünner An­ schlußdrähte erweist sich aber gerade diese Umkehrung der Po­ larität, auch RP (Reverse Polarity)-Lichtbogen genannt, als vorteilhaft, weil durch den sehr kurzen und möglichst ener­ giearmen Lichtbogen die Erhitzung der Elektrode in Grenzen bleibt, zugleich aber der Anschlußstift genügend Energie für die beabsichtigte Weichlötung des Wicklungsdrahtes erhält. Wie erwähnt, wird mit der Gleichstromquelle gerade so viel Energie angelegt, daß der Lichtbogen noch einwandfrei zündet.The method according to the invention means a departure from previous practice of the professional world, the anode with the workpiece connect. Indeed, the application of this method would with larger workpieces also to an unsatisfactory Er result, because in this case the electrode is too strong would heat before the workpiece has enough welding energy would have held. For the present case very thin end wires, however, turns out to be precisely this reversal of the Po larity, also called RP (Reverse Polarity) arc, as advantageous because of the very short and possible low-arc arc limits the heating of the electrode remains, but at the same time the connector pin has enough energy for receives the intended soft soldering of the winding wire. As mentioned, the DC source does just that much Energy applied so that the arc ignites properly.

So kommen für die Anwendung des Verfahrens Lichtbogenströme zwischen 1 und 2 A, vorzugsweise etwa 1,5 bis 1,7 A, in Be­ tracht, wobei der Lichtbogen für die Dauer von ca. 80 bis 120 im gezündet wird. Damit können Anschlußstifte gelötet werden, die weniger als 1 mm Durchmesser besitzen; in einem vorteil­ haften Anwendungsfall wurde ein Anschlußstift mit einem Quer­ schnitt von etwa 0,08 mm² gelötet.This is how arcing currents come for the application of the method between 1 and 2 A, preferably about 1.5 to 1.7 A, in Be costume, the arc for a duration of approx. 80 to 120 is ignited. This can be used to solder pins  which are less than 1 mm in diameter; in an advantage use case was a pin with a cross cut of about 0.08 mm² soldered.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail.

In der Zeichnung ist in einer einzigen Figur schematisch die Anordnung eines Relais-Spulenkörpers in einer WIG- Lötvorrichtung gezeigt.In the drawing, the is shown schematically in a single figure Arrangement of a relay coil body in a TIG Soldering device shown.

Dargestellt ist dort der Flansch eines Spulenkörpers 1, in welchem ein Anschlußstift 2 verankert ist. Von der auf dem Spulenkörper befindlichen Wicklung ist nur ein Endabschnitt 3 sichtbar, der mit einigen Windungen um den oberen Endab­ schnitt 4 des Anschlußstiftes geschlungen ist. Das freie Ende dieses Abschnittes 4 ist mit einem Tropfen 5 eines Lotmateri­ als versehen. Dieses Lot kann beispielsweise durch Eintauchen in ein Bad gemäß der EP 0 651 407 A1 aufgebracht worden sein.The flange of a coil former 1 is shown there, in which a connecting pin 2 is anchored. From the winding located on the bobbin, only one end section 3 is visible, which is looped with a few turns around the upper Endab 4 of the connector pin. The free end of this section 4 is provided with a drop 5 of a solder material. This solder can be applied, for example, by immersion in a bath according to EP 0 651 407 A1.

Zum Verlöten des Wicklungsendes 3 an dem Anschlußstift- Abschnitt 4 wird der Spulenkörper 1 in eine Aufnahme 6 ge­ setzt, so daß das freie Ende des Abschnittes 4 der Spitze ei­ ner Elektrode 7 in einem vorgegebenen Abstand gegenübersteht. Es handelt sich dabei um eine handelsübliche Elektrode aus Wolfram, die in einer Halterung 8 auf nicht gezeigte Weise befestigt ist. Um die Elektrode 7 herum bildet diese Halte­ rung 8 einen Schutzgas-Zufuhrkanal 9, über den Schutzgas, beispielsweise Argon oder ein Gemisch mit Argon, auf die Löt­ stelle geblasen wird.To solder the winding end 3 to the pin section 4 , the bobbin 1 is placed in a receptacle 6 ge, so that the free end of section 4 of the tip egg ner electrode 7 faces at a predetermined distance. It is a commercially available electrode made of tungsten, which is fastened in a holder 8 in a manner not shown. Around the electrode 7 , this holding tion 8 forms a protective gas supply channel 9 , via which protective gas, for example argon or a mixture with argon, is blown onto the soldering point.

Eine WIG-Stromquelle 10 wird nun derart angeschlossen, daß die Elektrode 7 als Anode mit dem Pluspol und der Anschluß­ stift 2 als Kathode mit dem Minuspol der WIG-Stromquelle ver­ bunden wird. Zum Löten wird kurzzeitig ein Lichtbogen 11 zwi­ schen dem Anschlußstift 2 und der Elektrode 7 gezündet, wobei durch die Lichtbogenwärme der Tropfen 5 des Lotes verfließt und eine innige Verbindung zwischen dem Wicklungsende 3 und dem Endabschnitt 4 des Anschlußstiftes 2 herstellt. Durch die geschilderte Polarität des Lichtbogens kann die Wärme an dem Anschlußstift so dimensioniert werden, daß eine reine Weichlötung erfolgt, ohne daß das Ende des Anschlußstiftes 2 aufgeschmolzen wird. Soweit ein gewisser Materialübertrag durch das Zünden des Lichtbogens vom Anschlußstiftende 4 zur Elektrode 7 erfolgt, hat dies keine Folge, da für jeden Lichtbogen ein neuer Anschlußstift zur Verfügung steht. Ande­ rerseits brennt die Elektrode 7 nur sehr wenig ab, so daß die verwendeten preiswerten Wolframelektroden auch eine hohe Standmenge erhalten. Damit wird auch die Wirtschaftlichkeit des Lichtbogen-Lötverfahrens noch verbessert.A TIG current source 10 is now connected such that the electrode 7 as an anode with the positive pole and the connector pin 2 as a cathode with the negative pole of the TIG current source is connected ver. For soldering, an arc 11 is briefly ignited between the connecting pin 2 and the electrode 7 , the drops 5 of the solder flowing through the arc heat and producing an intimate connection between the winding end 3 and the end section 4 of the connecting pin 2 . Due to the polarity of the arc described, the heat at the connection pin can be dimensioned such that pure soft soldering takes place without the end of the connection pin 2 being melted. Insofar as a certain material transfer takes place by igniting the arc from the connector pin end 4 to the electrode 7 , this has no consequence, since a new connector pin is available for each arc. On the other hand, the electrode 7 burns very little, so that the inexpensive tungsten electrodes used also have a long service life. This also improves the economy of the arc soldering process.

Auf diese Weise lassen sich Kupferlack-Wicklungsdrähte mit Mikro-Anschlußstiften weichlöten, ohne daß die Anschlußstifte selbst aufgeschmolzen werden. Der Lichtbogen wird sicher ge­ zündet, ohne daß der Anschlußstift und der Spulenkörper ther­ misch zu stark belastet werden.In this way, copper enamel winding wires can be used Solder the micro connector pins without the connector pins be melted yourself. The arc is sure ignites without the pin and the coil former ther be mixed too heavily.

Claims (6)

1. Verfahren zur Kontaktierung des Wicklungsdrahtes einer Spule an einem Anschlußstift, wobei ein Endabschnitt (3) des Wicklungsdrahtes in mehreren Windungen um den Anschlußstift (4) geschlungen, mit einem Lotmaterial (5) in Kontakt ge­ bracht und durch kurzzeitiges Zünden eines Lichtbogens (11) zwischen dem Anschlußstift (2, 4) und einer gegenüberstehen­ den Elektrode (7) verlötet wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Erzeugung des Lichtbogens (11) die Elektrode (7) mit der Anode und der Anschlußstift (2) mit der Kathode einer WIG(Wolfram-Inert-Gas)-Gleichstromquelle (10) verbunden wird.1. A method of contacting the winding wire of a coil on a connecting pin, wherein an end portion ( 3 ) of the winding wire is wound in several turns around the connecting pin ( 4 ), brought into contact with a solder material ( 5 ) and by briefly igniting an arc ( 11 ) between the pin ( 2 , 4 ) and a face the electrode ( 7 ) is soldered, characterized in that to generate the arc ( 11 ), the electrode ( 7 ) with the anode and the pin ( 2 ) with the cathode one TIG (tungsten inert gas) direct current source ( 10 ) is connected. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Endabschnitt (4) des bewickelten Anschlußstif­ tes (2) zum Aufbringen des Lotmaterials (5) in ein Lotbad ge­ taucht wird, dessen Temperatur nur wenige Grad über dem Schmelzpunkt des Weichlotes (5) liegt.2. The method according to claim 1, characterized in that an end portion ( 4 ) of the wound terminal pin ( 2 ) for applying the solder material ( 5 ) is immersed in a solder bath, the temperature of which is only a few degrees above the melting point of the soft solder ( 5th ) lies. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Anschlußstift (2) mit einem Durchmesser von weniger als 1 mm², vorzugsweise von etwa 0,1 mm² und we­ niger, verwendet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a connecting pin ( 2 ) with a diameter of less than 1 mm², preferably of about 0.1 mm² and we niger, is used. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtbogenstrom in der Größen­ ordnung von etwa 1,5 A verwendet wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized that an arc current in sizes order of about 1.5 A is used. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtbogen für die Dauer von etwa 80 bis 120 ms gezündet wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized that the arc for the duration of about 80 to 120 ms is ignited. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche aufweist:
  • - eine Halterung (8) für eine stabförmige Elektrode (7),
  • - eine Zuführeinrichtung (9) für Schutzgas,
  • - eine Aufnahme (6) für die Spule (1) zur Positionierung des freien Endes (4) des jeweiligen Anschlußstiftes (2) in einem vorgegebenen Abstand zum freien Ende der Elek­ trode (7) und
  • - eine Gleichstromquelle (10), deren Pluspol mit der Elek­ trode (7) und deren Minuspol in der Spulenaufnahme (6) mit einer Kontaktvorrichtung für den Anschlußstift (2) verbunden sind.
6. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, which comprises:
  • - a holder ( 8 ) for a rod-shaped electrode ( 7 ),
  • - A feed device ( 9 ) for protective gas,
  • - A receptacle ( 6 ) for the coil ( 1 ) for positioning the free end ( 4 ) of the respective pin ( 2 ) at a predetermined distance from the free end of the electrode ( 7 ) and
  • - A DC power source ( 10 ), the positive pole with the elec trode ( 7 ) and the negative pole in the coil holder ( 6 ) with a contact device for the pin ( 2 ) are connected.
DE19541854A 1995-11-09 1995-11-09 Contacting the winding wire of a spool onto a connection pin Expired - Fee Related DE19541854C1 (en)

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Citations (2)

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DE2063535C3 (en) * 1970-12-23 1975-01-02 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Method and device for welding a thin insulated wire to a connector embedded in an electrical component, Siemens AG, 1000 Berlin and 8000 Munich
EP0651407A1 (en) * 1993-10-21 1995-05-03 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for connecting a winding wire of a coil with a connector pin

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