Stets gut auf Draht

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Herausforderung: Abisolieren und Verzinnen von Kupferlackdrähten

Immer höhere Leistungsdichten bei Elektroantrieben, insbesondere auch für die Elektromobilität, verlangen nach Wicklungen mit immer höherer Temperaturfestigkeit. Für diese Wicklungen sind Kupferlackdrähte mit hoher Temperaturbeständigkeit der Lackschicht gefordert. Denn bei Wicklungen für Elektroantriebe ist es nötig, die Lackdrähte an Lötstützpunkten anzulöten, weshalb hierfür das Drahtende vorher abisoliert werden muss. Durch Tauchen bzw. Umspülen mit flüssigem Lot kann das Abisolieren des Lackdrahtes und Verlöten mit dem Lötstützpunkt in einem Schritt erfolgen.

Um den Lackdraht sicher abzuisolieren und einen schnellen Lötprozess zu ermöglichen sind jedoch hohe Löttemperaturen von bis zu 500 °C erforderlich. In der Regel sind die Lötstützpunkte in einem aus Kunststoff bestehendem und damit wärmeempfindlichen Spritzgießteil verankert. Da die Schmelztemperatur von Kunststoffen meist unter 250 °C liegt, muss der Lötprozess extrem schnell innerhalb etwa einer Sekunde erfolgen.

Daher hat Wolf Produktionssysteme ein auf hohe Temperaturen ausgelegtes Miniwellen-Lötsystem entwickelt. Um einen reproduzierbaren Lötprozess sicher zu stellen, sind einige Parameter von großer Bedeutung. Das sind die Wellenhöhe, die Löttemperatur und schließlich auch die Stickstoffbegasung. Deshalb ist es notwendig, die Löttemperatur exakt zu regeln und zu überwachen. Dies gilt auch für die Stickstoffbegasung, die durch einen Durchflusswächter überwacht wird. Die Wellenhöhe wird durch einen speziellen Laser-Lichtvorhang im Leerlaufbetrieb zwischen zwei Lötungen überwacht. Durch Verwendung moderner lagegeregelter NC-Bewegungstechnik ist eine exakte Positionierung der zu lötenden Teile relativ zur Miniwelle bei reproduzierbaren Geschwindigkeiten sichergestellt.

Strom ohne Kabel

Spulen wickeln ist eine Kunst: Ob Elektromotor, Transformator, Generator oder Magnetfeldsensor. Die Wickelgüterfertigung ist "Magnetfelddesign" auf höchstem Niveau: Je nach Anwendung sind geringer Materialeinsatz oder geringe Verluste, hohe Füllfaktoren oder hohe Energieeffizienz erfolgskritisch. Volumen- und Gewichtsreduzierung bei Hochenergie-Komponenten erhöhen bei gleicher Leistung den abzuführenden Wärmestrom – eine Herausforderung, die sich nur durch perfekt abgestimmtes Material, Design und Prozesstechnik lösen lässt.

In nahezu allen Bereichen der industriellen Technik kommen daher magnetische Hochleistungswerkstoffe in Form von Induktivitäten oder Magnetsystemen als Kern oder als Schichtsystem zum Einsatz. Sie sind dabei vielfach Ausgangspunkt wesentlicher technischer Innovationen. Der optimierte Einsatz magnetischer Bauteile in der Technik setzt heute die Kenntnis der Gefüge-Eigenschaftsbeziehungen, der Auswahlkriterien in Abhängigkeit von der vorgesehenen Anwendung und Beanspruchung, die Berechnung magnetischer Kreise und der Bauteilgeometrie, die optimale Auslegung elektrischer Schaltungen sowie Grundkenntnisse der Eigenschaftsbewertung magnetischer Werkstoffe voraus.

Diese Erkenntnisse fließen in die induktive Energieübertragung. Da Elektroautos ihre Batterien häufiger aufladen müssen als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor ihren Tank füllen, braucht es unterschiedliche Lademöglichkeiten, die an den Bedarf von Fahrer und Fahrzeug angepasst sind. Immer mehr Autobauer wie Mitsubishi, Nissan oder Peugeot setzen auf die kabellose Stromzufuhr. Denn anders als beim kabelgebundenen Batterieaufladen ist es beim induktiven Laden sogar möglich, während der Fahrt Strom zu tanken. Dabei wird der Ladestrom elektromagnetisch und damit berührungslos von einer Spule auf eine andere Spule übertragen.

productronica 2013: Wickelgüter als Highlight-Thema

Wachstumsmotor für Wickelgüter sind vor allem die zukunftsträchtigen Branchen Energieeffizienz und Elektromobilität. Bereits 2011 hat der Veranstalter einen Schwerpunkt auf dieses Thema gelegt - die Resonanz der Fachbesucher war groß: 88 Prozent der Besucher bewerteten den Bereich „Wickelgüter und LED-Fertigung“ mit „gut“ bis „ausgezeichnet“.

Flankiert wird das Highlight-Thema Wickelgüter durch eine Sonderschau, welche die gesamte Wertschöpfungskette der Wickelgüterfertigung darstellt: von der Raffinerie über Materialien, Distributoren, Maschinen bis hin zur Endanwendung. Die in Zusammenarbeit mit dem Fachverband Electrical Winding & Insulation Systems (EWIS) im ZVEI (Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V.) organisierte Sonderschau zeigt Live-Demonstrationen von Produktionsschritten und will das Technologieverständnis durch filmische und graphische Darstellungen vermitteln. Ziel ist es ein tiefergehendes Verständnis zu den Produktionsschritten zu vermitteln. Am Donnerstag, 14. November 2013, wird das Highlight-Thema Wickelgüterfertigung im productronica Forum in der Halle A1 in zahlreichen Vorträgen intensiv beleuchtet und diskutiert – organisiert vom ZVEI EWIS.

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