DE102013012514A1 - Method for manufacturing inductor, involves transferring solid material in fluid state by chemical and/or physical bending of material, and removing solid material from induction coil - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Induktors gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing an inductor according to the preamble of
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Induktors zu schaffen, welches die genannten Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll es mithilfe des Verfahrens möglich sein, auch komplizierte, insbesondere spiral-, spulen- oder mäanderförmige Induktionsspulen herzustellen, wobei eine Gefahr einer Riss- oder Bruchbildung vermieden und zugleich ein zu diesem Zweck vorgesehenes Material möglichst rückstandsfrei entfernt werden kann.The invention has for its object to provide a method for producing an inductor, which does not have the disadvantages mentioned. In particular, it should be possible using the method to produce even complicated, in particular spiral, coil or meandering induction coils, whereby a risk of cracking or breakage avoided and at the same time provided for this purpose material can be removed as residue-free.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 geschaffen wird. Das Verfahren zeichnet sich, dadurch aus, dass ein vor dem Biegen zur Verhinderung von Rissen oder Brüchen in das Rohr eingefülltes Material nach dem Biegen chemisch und/oder physikalisch in einen fluiden Zustand überführt und in diesem Zustand aus der Induktionsspule entfernt wird. Dabei zeigt sich, dass es auch bei sehr komplizierten Biegeformen möglich ist, das Material in dem fluiden Zustand ohne Weiteres aus der Induktionsspule zu entfernen. Somit sind im Rahmen des Verfahrens komplizierte, insbesondere spulen-, spiral- oder mäanderförmige Induktionsspulen mit einem Hohlquerschnitt herstellbar, ohne dass einerseits Risse oder Brüche beim Biegen eines Rohres, aus dem die Induktionsspule hergestellt wird, auftreten, und ohne dass andererseits ein zur Vermeidung von Rissen oder Brüchen eingefülltes, festes Material im Anschluss an den Biegevorgang nicht mehr aus der Induktionsspule entfernt werden kann.The object is achieved by providing a method with the steps of
Vorzugsweise wird das Material chemisch und/oder physikalisch in eine flüssige oder in eine gasförmige Form überführt und in dem flüssigen oder in dem gasförmigen Zustand aus der Induktionsspule entfernt. Dabei ist es möglich, dass das Material chemisch aufgelöst, chemisch umgesetzt, geschmolzen, sublimiert oder verdampft wird.Preferably, the material is chemically and / or physically converted into a liquid or gaseous form and removed from the induction coil in the liquid or gaseous state. It is possible that the material is chemically dissolved, chemically reacted, melted, sublimed or evaporated.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass ein lösliches Material verwendet wird, welches nach dem Biegen mithilfe eines Lösemittels aufgelöst und so in eine flüssige Form überführt wird. Als lösliches Material kann bei einer Ausführungsform des Verfahrens ein Salz oder ein anderer Stoff verwendet werden, welcher in einem polaren Lösemittel, insbesondere in Wasser, löslich ist. Alternativ ist es möglich, dass bei einer Ausführungsform des Verfahrens ein Material verwendet wird, welches in einem unpolaren Lösemittel löslich ist. Durch Auflösen des löslichen Materials in einem geeigneten Lösemittel wird das Material in eine fluide Form überführt, nämlich in eine Lösung, in der es als Gelöstes in dem Lösemittel vorliegt. Es kann somit ohne Weiteres gemeinsam mit dem Lösemittel aus der Induktionsspule ausgegossen werden. Auf diese Weise ist es ohne Weiteres möglich, das Material auch aus sehr komplizierten Biegeformen der Induktionsspule zu entfernen.A method is preferred which is characterized in that a soluble material is used which, after being bent, is dissolved by means of a solvent and thus converted into a liquid form. As a soluble material, in one embodiment of the method, a salt or other substance which is soluble in a polar solvent, especially in water, may be used. Alternatively, it is possible that in one embodiment of the method a material is used which is soluble in a non-polar solvent. By dissolving the soluble material in a suitable solvent, the material is converted into a fluid form, namely a solution in which it is dissolved in the solvent. It can thus be readily poured together with the solvent from the induction coil. In this way, it is readily possible to remove the material even from very complicated bending forms of the induction coil.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass ein schmelzbares Material verwendet wird, welches nach dem Biegen durch Wärmezufuhr geschmolzen und somit in einen flüssigen Zustand überführt wird. Es wird also vorzugsweise ein Material gewählt, welches bei Raumtemperatur oder bei der Temperatur, bei welcher das Rohr gebogen wird, fest ist. Zugleich wird das Material so gewählt, dass sein Schmelzpunkt bei einer Temperatur liegt, bei welcher die durch Biegen hergestellte Induktionsspule nicht thermisch in einer Weise belastet wird, die zu Beschädigungen führen könnte. Im Anschluss an das Biegen kann daher die Induktionsspule beschädigungsfrei erwärmt werden, wodurch das in ihr angeordnete, feste Material geschmolzen und somit in eine flüssige Form, mithin in einen fluiden Zustand überführt wird. Es ist dann möglich, das Material ohne Weiteres auch aus sehr komplizierten Biegeformen der Induktionsspule auszugießen.A method is also preferred, which is characterized in that a fusible material is used, which is melted after bending by supplying heat and thus converted into a liquid state. It is therefore preferable to choose a material which is solid at room temperature or at the temperature at which the tube is bent. At the same time, the material is chosen so that its melting point is at a temperature at which the induction coil made by bending is not thermally stressed in a manner that could lead to damage. After bending, therefore, the induction coil can be heated without damage, whereby the solid material arranged in it is melted and thus converted into a liquid form, and thus into a fluid state. It is then possible to easily pour the material from very complicated bending forms of the induction coil.
Alternativ ist es möglich, dass ein verdampfbares Material verwendet wird, welches nach dem Biegen durch Wärmezufuhr verdampft und somit ein einen gasförmigen Zustand überführt wird. Auch in diesem Fall wird ein Material verwendet, welches bei Raumtemperatur oder bei der beim Biegen des Rohr herrschenden Temperatur fest ist, wobei ein Siedepunkt oder ein Sublimationspunkt des Materials so gewählt ist, dass das Material bei einer Temperatur siedet oder sublimiert, bei welcher die durch Biegen gebildete Induktionsspule nicht beschädigt wird. Es ist dann möglich, das feste Material in der Induktionsspule nach dem Biegen – ohne diese zu beschädigen – durch Sieden oder Sublimieren in die Dampfphase, mithin in einen gasförmigen Zustand zu überführen, wobei das gasförmige Material ohne Weiteres auch aus sehr komplizierten Biegeformen der Induktionsspule entfernt werden kann. Weist das Material im gasförmigen Zustand eine Dichte auf, die größer ist als die von Luft, kann es aus der Induktionsspule ausgegossen werden. Weist dagegen das Material eine Dichte auf, die kleiner ist als die Dichte von Luft, entweicht es ohne Weiteres aus der Induktionsspule, wobei diese gegebenenfalls gedreht wird, um das Material vollständig auch aus innen liegenden Windungen zu entfernen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, insbesondere wenn das Material eine Dichte aufweist, die nahe der Dichte von Luft liegt, das Material aus der Induktionsspule durch einen Fluidstrom, insbesondere einen durch den Hohlquerschnitt gesandten Luftstrom, auszutreiben. Auch auf diese Weise ist es ohne Weiters möglich, das Material rückstandsfrei aus der Induktionsspule zu entfernen.Alternatively, it is possible to use a vaporizable material which evaporates after being bent by heat supply and thus becomes a gaseous state. Also in this case a material is used which is at room temperature or when bending the tube prevailing temperature, wherein a boiling point or a sublimation point of the material is selected so that the material boils or sublimates at a temperature at which the induction coil formed by bending is not damaged. It is then possible to convert the solid material in the induction coil after bending - without damaging it - by boiling or sublimation in the vapor phase, thus in a gaseous state, wherein the gaseous material easily removed even from very complicated bending shapes of the induction coil can be. If the material in the gaseous state has a density which is greater than that of air, it can be poured out of the induction coil. If, on the other hand, the material has a density which is less than the density of air, it escapes readily from the induction coil, this optionally being rotated in order to completely remove the material even from internal turns. Alternatively or additionally, it is possible, in particular if the material has a density which is close to the density of air, to expel the material from the induction coil by a fluid flow, in particular an air flow sent through the hollow cross section. Also in this way it is readily possible to remove the material without residue from the induction coil.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass ein mittels Kleber gebundener Werkstoff als Material verwendet wird. Dieser Werkstoff wird vorzugsweise durch eine Wasser-Kochsalz-Lösung als Lösemittel aufgelöst. Alternativ ist es möglich, einen solchen Werkstoff durch ein polares, insbesondere organisches Lösemittel aufzulösen und somit in eine fluide Form zu überführen.A method is preferred which is characterized in that an adhesive-bonded material is used as the material. This material is preferably dissolved by a water-sodium chloride solution as a solvent. Alternatively, it is possible to dissolve such a material by a polar, in particular organic solvent and thus to convert it into a fluid form.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass als Material Eis verwendet wird. Dabei spricht der Begriff „Eis” ein Material an, welches bei einer Temperatur unterhalb der Raumtemperatur fest ist, während es bei Raumtemperatur flüssig ist. Das Rohr wird in diesem Fall bei einer Temperatur gebogen, bei welcher das Material fest ist, sodass das in dem Hohlquerschnitt angeordnete, feste Material eine Riss- oder Bruchbildung wirksam vermeiden kann. Besonders bevorzugt wird als Material Wassereis, also gefrorenes Wasser, verwendet.A method is also preferred which is characterized in that ice is used as the material. The term "ice" refers to a material which is solid at a temperature below room temperature, while it is liquid at room temperature. In this case, the tube is bent at a temperature at which the material is solid, so that the solid material arranged in the hollow cross-section can effectively prevent cracking or breakage. Water ice, ie frozen water, is particularly preferably used as the material.
Alternativ ist es möglich, ein Material zu verwenden, welches bei Raumtemperatur fest ist, jedoch oberhalb der Raumtemperatur, insbesondere bei einer Temperatur, bei welcher die Induktionsspule nicht beschädigt wird, schmilzt. Als solches Material wird vorzugsweise Wachs verwendet. Dieses ist bei Raumtemperatur hinreichend fest, um wirksam eine Riss- oder Bruchbildung beim Biegen des Rohres zur Herstellung der Induktionsspule zu vermeiden. Zugleich ist Wachs leicht bei einer nicht zu weit oberhalb der Raumtemperatur liegenden Temperatur schmelzbar, sodass es in einen flüssigen Zustand überführt und in diesem ohne Weiteres aus dem Hohlquerschnitt der Induktionsspule entfernt werden kann, wobei diese nicht beschädigt wird.Alternatively, it is possible to use a material which is solid at room temperature but melts above room temperature, especially at a temperature at which the induction coil is not damaged. As such material, wax is preferably used. This is sufficiently strong at room temperature to effectively prevent cracking or breakage when bending the tube to make the induction coil. At the same time wax is easily melted at a not too high temperature above the room temperature, so that it can be converted into a liquid state and in this easily removed from the hollow section of the induction coil, which is not damaged.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Material in festem Zustand rieselfähig ist. Dies spricht insbesondere an, dass das Material in festem Zustand, indem es vor dem Biegen in das Rohr eingeführt wird, einen hohen Verteilungsgrad aufweist, sodass es in das Rohr geschüttet werden kann. Dadurch, dass das Material rieselfähig ist, passt es seine Form ohne Weiteres der Biegung des Rohres beim Herstellen der Induktionsspule an, wobei es zugleich ausreichende Stützkräfte auf eine Rohrwandung ausübt, um die Ausbildung von Rissen oder Brüchen zu verhindern. Als in festem Zustand rieselfähiges Material wird bevorzugt fein verteiltes Eis, ein fein verteiltes Wachs, ein Salz oder insbesondere ein kristalliner, organischer Stoff verwendet, der in polaren oder unpolaren Lösemitteln löslich ist. Als rieselfähiges organisches Material kommen insbesondere Zucker, vor allen Glukose, insbesondere herkömmlicher Speisezucker, in Frage. Als anorganisches Material kann beispielsweise Kochsalz verwendet werden.A method is also preferred which is characterized in that the material is free-flowing in the solid state. In particular, this indicates that the material in the solid state, by being introduced into the pipe before bending, has a high degree of distribution, so that it can be poured into the pipe. The fact that the material is pourable, it adapts its shape readily to the bending of the tube in the manufacture of the induction coil, while it exerts sufficient support forces on a pipe wall to prevent the formation of cracks or fractures. As a free-flowing material in the solid state is preferably used finely divided ice, a finely divided wax, a salt or in particular a crystalline organic material which is soluble in polar or nonpolar solvents. In particular sugar, above all glucose, in particular conventional edible sugar, comes into consideration as free-flowing organic material. As the inorganic material, for example, common salt may be used.
Um die Löslichkeit des Materials in dem Lösemittel zu erhöhen, wird dieses vorzugsweise bei erhöhter Temperatur, insbesondere heiß, in die Induktionsspule eingeleitet. Hierdurch ist es möglich, die Auflösung des Materials zu beschleunigen.To increase the solubility of the material in the solvent, this is preferably introduced at elevated temperature, in particular hot, in the induction coil. This makes it possible to accelerate the dissolution of the material.
Schließlich wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Material nach dem Biegen in flüssiger oder gasförmiger Form rückstandsfrei entfernt wird. Insbesondere werden bevorzugt Reste des Materials aus dem Hohlquerschnitt der Induktionsspule ausgeblasen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, insbesondere Rückstände eines Lösemittels zu trocknen, indem bevorzugt Heißluft durch den Hohlquerschnitt geleitet wird. Eine rückstandsfreie Entfernung des Materials ist insbesondere wichtig für eine nachfolgende Durchleitung von Kühlmittel durch den Hohlquerschnitt der Induktionsspule bei einer Verwendung des Induktors. Rückstände des Materials könnten in diesem Fall Elemente eines Kühlmittelkreislaufs beschädigen oder zu einer Verstopfung des Hohlquerschnitts oder anderer Teile des Kühlmittelkreislaufs führen.Finally, a method is preferred which is characterized in that the material is removed without residue after bending in liquid or gaseous form. In particular, residues of the material are preferably blown out of the hollow cross-section of the induction coil. Alternatively or additionally, it is possible, in particular to dry residues of a solvent by hot air is preferably passed through the hollow cross-section. A residue-free removal of the material is particularly important for a subsequent passage of coolant through the hollow cross section of the induction coil when using the inductor. Residues of the material could in this case damage elements of a coolant circuit or lead to clogging of the hollow section or other parts of the coolant circuit.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Induktors.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. The single figure shows a schematic representation of an embodiment of an inductor.
Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Induktors
Es ist offensichtlich, dass die Induktionsspule
Sie wird vorzugsweise aus einem geraden Rohr durch Biegen hergestellt, wobei vor dem Biegen ein festes Material in den Hohlquerschnitt
Das feste, vorzugsweise rieselfähige Material wird so gewählt, dass es nach dem Biegen chemisch und/oder physikalisch in einen fluiden Zustand, insbesondere in eine flüssige oder gasförmige Form überführt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, das Material auch aus komplizierten Biegeformen des Induktors
Insgesamt zeigt sich, dass es mithilfe des Verfahrens möglich ist, beliebige, auch sehr komplizierte Formen einer Induktionsspule
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