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Title:
CONNECTION OF A CONNECTION WIRE AND A CONNECTION ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/025611
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the electrical and mechanical connection comprising windings of a sectionally insulated and sectionally isolated connection wire about a connection element, about which the connecting wire is wound.

Inventors:
SCHERER WILFRIED (DE)
LUX HERBERT (DE)
NEMETH BALAZS (HU)
Application Number:
PCT/EP2018/071181
Publication Date:
February 07, 2019
Filing Date:
August 03, 2018
Export Citation:
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Assignee:
TDK ELECTRONICS AG (DE)
International Classes:
H01F27/29; H01F5/04; H01R4/14
Domestic Patent References:
WO2015011960A12015-01-29
Foreign References:
EP0651407A11995-05-03
DE2508532A11976-08-26
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Verbindung eines eine Isolierung aufweisenden

Anschlussdrahtes mit einem stiftförmigen metallischen Anschlusselement,

- bei der der Anschlussdraht in mehreren Windungen um das Anschlusselement (M) gewickelt ist,

- bei der die Windungen einen ersten Drahtabschnitt (A) , in dem der Anschlussdraht abisoliert ist, und einen zweiten Drahtabschnitt (I), in dem die

Isolierung vorhanden ist, umfassen.

Verbindung nach dem vorherigen Anspruch, wobei der erste und der zweite Drahtabschnitt jeweils eine

Windung umfassen.

Verbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Drahtabschnitt (A) mit dem Anschlusselement (M) verlötet oder verschweisst ist.

Verbindung nach einem der vorherigen Ansprüche,

bei dem das Anschlusselement (M) über den

Anschlussdraht mit einem elektrischen Bauteil (B) verbunden ist, wobei die Windungen in einer Reihe um das Anschlusselement (M) herum angeordnet sind,

wobei sich eine Windung aus isoliertem Drahtabschnitt (I) an demjenigen Ende der Reihe von Windungen

befindet, an der der Anschlussdraht vom

Anschlusselement weg zum elektrischen Bauteil (B) führt .

5. Verbindung nach dem vorherigen Anspruch, bei der der zweite Drahtabschnitt (I) zwei Windungen umfasst, die sich an demjenigen Ende der Reihe der Windungen befinden, an dem der Anschlussdraht vom

Anschlusselement weg hin zum elektrischen Bauteil (B) führt . 6. Verbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Anschlussdraht eine hochtemperaturbeständige

Drahtisolierung umfasst.

7. Verbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Anschlussdraht Kupfer oder Aluminium als

Leitermaterial umfasst.

8. Verbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich der abisolierte Drahtabschnitt (A) an einem Ende des Drahtes befindet.

9. Verbindung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das elektrische Bauteil (B) eine Induktivität (Spule) ist .

Description:
Beschreibung

Verbindung eines Anschlussdrahtes mit einem Anschlusselement Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine elektrische Verbindung zwischen einem Draht und einem stiftförmi- gen metallischen Anschlusselement, z.B. zwischen dem

Wickeldraht einer Spule und einem Anschlusspin. Bei der Herstellung einer solchen elektrischen Verbindung kann es zu Drahtbrüchen kommen, insbesondere an der Verbindungsstelle. Die Ursache sind Zugkräfte, die aufgrund

mechanischer oder thermischer Einwirkung bei der Schneid/- Klemmverbindung beziehungsweise der Löt- oder

Schweissverbindung entstehen.

Mit der Erfindung nach Anspruch 1 werden die oben genannten Nachteile vermieden und die Aufgabe der Herstellung einer zuverlässigen elektrischen Verbindung gelöst. Des Weiteren wer- den spezielle Anforderungen bezüglich der Temperaturwechsel- Beständigkeit erfüllt.

Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungen an. Bei der Erfindung wird von einem Anschlussdraht ausgegangen, der eine Isolierung aufweist, und einem metallischen stift- förmigen Anschlusselement. Dabei ist der Anschlussdraht in mehreren Windungen um das Anschlusselement gewickelt. Die Windungen beinhalten einen ersten Drahtabschnitt, in dem der Anschlussdraht abisoliert ist, und einen zweiten Drahtab ¬ schnitt, in dem der Anschlussdraht isoliert ist. Durch das Umwickeln des Anschlusselements mit dem Anschlussdraht kommt es zu einer großflächigen Verbindung zwischen dem Anschlussdraht und dem Anschlusselement. Eine großflächige Verbindung wirkt sich im Allgemeinen vorteilhaft auf die Stabilität der Verbindung aus. In die Wicklung ist ein abisolierter Drahtabschnitt einbezogen, der mit einem

Schweiss- oder Lötverfahren direkt mit dem Anschlusselement verbunden werden kann. Das Abisolieren kann durch einen mechanischen Vorgang, wie z.B. durch Bürsten/Abfräsen mit diamantbesetzten Werkzeug, oder durch Laserstrahlung

erfolgen .

Um von einer ausreichenden großflächigen Verbindung zu sprechen, kann sowohl der isolierte, als auch der abisolierte Ab ¬ schnitt des Anschlussdrahtes je eine Windung umfassen. Durch die Mehrzahl an Windungen ist die Bewegungsfreiheit des An- schlussdrahtes in senkrechter Richtung zum Anschlusselement eingeschränkt und durch den abisolierten Abschnitt liegt ein Abschnitt mit niederohmigem Kontakt vor, der direkt mit einem Schweiss- oder Lötverfahren mit dem Anschlusselement

verbunden werden kann.

Um die Verbindung auch noch parallel zum Anschlusselement stabil zu gestalten und um einen besseren elektrischen Kontakt zu erhalten, kann die Verbindung eine Löt- oder

Schweissstelle umfassen. Dabei ist der abisolierte

Drahtabschnitt mit dem Anschlusselement verlötet oder

verschweisst . Das Lot oder der Schweisszusatz stellen eine feste Verbindung zwischen dem abisolierten Drahtabschnitt des Anschlussdrahtes und dem Anschlusselement her. Die oben beschriebenen Windungen können in einer Reihe auf dem Anschlusselement angeordnet sein. Die Windungen lassen sich in zwei Gruppen unterscheiden: Windungen bestehend aus einem isolierten Drahtabschnitt und Windungen bestehend aus einem abisolierten Drahtabschnitt. Die Länge der entsprechenden Drahtabschnitte muss aber nicht genau einem ganzzahligen Vielfachen einer Wicklung entsprechen. Eine Windung kann auch zu unterschiedlichen Teilen aus beiden Drahtabschnitten be- stehen.

In einer vorteilhaften Ausführung befindet sich die Windung aus dem isolierten Drahtabschnitt an demjenigen Ende der Wicklung um das Anschlusselement, an dem der Anschlussdraht von außen, also z.B. von einem elektrischen Bauteil zu dem Anschlusselement, hin führt. Somit ist eine erste Windung, nachdem der Anschlussdraht das Anschlusselement erreicht hat, Bestandteil des isolierten Drahtabschnittes. Da der isolierte Drahtabschnitt nicht mit dem Anschlusselement verlötet oder verschweisst ist, weist eine daraus bestehende Windung eine gewisse Flexibilität auf. Dies wird unterstützt durch eine nachgiebige bzw. verformbare Isolierung des Anschlussdrahts. Durch die flexible Windung als Bestandteil der Verbindung werden sowohl thermische, als auch mechanische Verformungen oder Zugspannungen des Anschlussdrahtes ausgeglichen. So wird eine Belastung auf die z.B. mit Lot fixierten Bestandteile der Verbindung reduziert und die Gesamtstabilität der Verbin ¬ dung optimiert. Der isolierte Drahtabschnitt kann eine zweite Windung umfas ¬ sen. Diese ist in der Reihe der Windungen neben der ersten Windung des isolierten Drahtabschnitts platziert und befindet sich somit auch an demjenigen Ende der Wicklung, wo der isolierte Anschlussdraht zu seinem zugehörigen elektrischen Bau- teil führt. Durch die zweite und gegebenenfalls weitere

Windungen, die aus isoliertem Drahtabschnitt ausgebildet sind, ist eine noch höhere Stabilität gegenüber thermischer oder mechanischer Verformung oder gegen eine Zugspannung des Anschlussdrahtes bzw. der Verbindung gegeben.

Der isolierte Abschnitt des Anschlussdrahtes kann mit einer hochtemperaturbeständigen Isolierung versehen sein, die als Lackisolierung ausgeführt sein kann. Dabei definiert sich die Eigenschaft „hochtemperaturbeständig" durch die Stabilität der Isolierung bis zu einer Erhitzung auf 300°C. Ebenso geeignet ist eine Isolierung, die bis zu einer Temperatur von 400°C ihre Funktionalität behält, oder priorisiert bis 500°C. Diese hochtemperaturbeständige Isolierung bleibt auch stabil, wenn der Anschlussdraht mit dem Anschlusselement verlötet o- der verschweisst wurde. Dadurch ist eine metallische Verbin ¬ dung zwischen dem Anschlussdraht und dem Anschlusselement im isolierten Drahtabschnitt ausgeschlossen.

Das Leitermaterial des Anschlussdrahtes kann Kupfer oder Alu ¬ minium bestehen umfassen oder daraus bestehen. Beide Materialien sind preiswert und weisen zugleich eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf.

Der abisolierte Drahtabschnitt kann sich am Ende des An ¬ schlussdrahtes befinden. Das bedeutet, dass bei einer solchen Ausführung kein Drahtabschnitt vorhanden ist, der im Verlauf des Anschlussdrahtes vom elektrischen Bauelement her zum An ¬ schlusselement führend auf den abisolierten und gegebenen ¬ falls verlöteten oder verschweissten Drahtabschnitt folgen würde . Bei einem der erwähnten Bauteile kann es sich um eine Induktivität z.B. um eine Spule, handeln. Solch eine Spule mit Verbindung zu einem Anschlusselement wird häufig in der

Autoindustrie oder Sensorik eingesetzt. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt sondern kann vielmehr bei allen elektrischen Bauelementen angewandt werden, bei denen es notwendig ist, dass eine Verbindung eines Anschluss ¬ drahtes mit einem Anschlusselement erfolgt.

Dabei ist es vorteilhaft für die Herstellung der Verbindung, wenn der Anschlussdraht im Bereich der Windungen bereits über eine herstellungsbedingte Zugspannung verfügt, wie z.B. die Zugspannung bei der Herstellung einer Spule.

Zur besseren Veranschaulichung der Anordnungen sind in den Figuren 1 und 2 schematische Darstellungen des Anschlussele ¬ ments mit dem Anschlussdraht und einer Lötverbindung gezeigt. Diese sind beispielhafte Ausführungen und erläutern die Er- findung anhand eines funktionellen Ausschnitts ohne Einhal ¬ tung eines Maßstabs.

Figur 1 zeigt die Verbindung von Anschlussdraht und Anschlus ¬ selement in einer Schnittansicht.

Figur 2 zeigt die Verbindung von Anschlussdraht und Anschlus ¬ selement in perspektivischer Ansicht.

Figur 1 zeigt eine Schnittansicht der Verbindung eines An- schlussdrahtes A, I mit einem stiftförmigen metallischen Anschlusselement M. Um das Anschlusselement M ist der An ¬ schlussdraht gewickelt, der sowohl isolierte Drahtabschnitte I als auch abisolierte Drahtabschnitte A aufweist. In der Fi ¬ gur sind die Windungen mit isoliertem Drahtabschnitt I am un- teren Ende des Anschlusselements M dargestellt. Zum Erhalt einer zuverlässigen elektrischen Verbindung sind die Windungen des abisolierten Drahtabschnitts A mit dem Anschlussele ¬ ment M verlötet. Beim Verlöten verteilt sich das Lot L über den oberen Teil des Anschlusselements M und bedeckt dabei alle Windungen des abisolierten Drahtabschnittes A. Der iso ¬ lierte Drahtabschnitt I hingegen liegt nur auf dem Anschlus ¬ selement auf und kann durch möglicherweise auftretende Zug ¬ spannungen verformt werden. Eine solche Zugspannung kann durch den Temperaturwechsel an der Lötverbindung auftreten. Durch die Windungen mit isoliertem Drahtabschnitt weist die Verbindung ausreichend Flexibilität auf, um einer thermischen Verformung des Anschlussdrahtes Stand zu halten. Hinzu kommt, dass die Isolierung im isolierten Drahtabschnitt I eine ge ¬ wisse Flexibilität aufweist und durch Querschnittsveränderung ebenfalls Zugspannungen ausgleichen kann.

Figur 2 veranschaulicht die Verbindung zwischen dem An- schlussdraht und dem Anschlusselement M in perspektivischer Ansicht. Der Anschlussdraht weist jeweils eine Windung mit einem abisolierten Drahtabschnitt A und einem isoliertem Drahtabschnitt I auf. Die Windung mit dem abisolierten Draht ¬ abschnitt A ist zur Herstellung einer zuverlässigen Verbin- dung mit dem Anschlusselement M verlötet. Dabei bedeckt das

Lot alle Windungen im abisolierten Drahtabschnitt A sowie das darunter liegende Anschlusselement M. Die Windungen des iso ¬ lierten Drahtabschnittes I sind nicht mit dem Lot L bedeckt. Der isolierte Drahtabschnitt I führt nach der letzten Windung zu einem elektrischen Bauteil B, das sich in Pfeilrichtung P befindet. Dort ist der Anschlussdraht elektrisch mit dem Bau ¬ teil verbunden. Die möglicherweise auftretende Zugspannung ist parallel zu der eingezeichneten Pfeilrichtung P orientiert . Die Ausführung der Verbindung zwischen dem Anschlussdraht und dem Anschlusselement ist nicht auf die in den Figuren darge ¬ stellten oder anderweitig beschriebenen Ausführungen beschränkt .

Bezugs zeichenliste :

A abisolierter Drahtabschnitt

B elektrisches Bauteil

I isolierter Drahtabschnitt

L Lot/Schweissmaterial

M stiftförmiges metallisches Anschlusselement

P Pfeilrichtung zum elektrischen Bauteil