DE3615809C2 - Verfahren zum Befestigen von Metalldrähten an metallischen Anschlußträgern - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Befestigen von Metalldrähten an metallischen Anschlußträgern nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist durch die DE 34 04 008 bekannt. Dort wird das Drahtende einmal durch eine im Anschlußträger vorgesehene Aussparung geführt und der Träger anschließend einer Verformung zum Festklemmen des Drahtendes in der Aussparung unterzogen, wobei die Verformung in erwärmtem Zustand bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Trägerwerkstoffes erfolgt. Dadurch wird auf einfache Weise eine mechanisch feste und elektrisch gut leitende Verbindung zwischen Draht und Anschlußträger hergestellt, ohne daß der Draht einer Strukturveränderung ausgesetzt ist oder eine wesentliche Veränderung, insbesondere Verengung seiner Querschnittsfläche durch Kerbung erfährt.

Aus der GB-PS 883 203 ist ein Verfahren zum Befestigen von Metalldrähten an einem metallischen Anschlußträger bekannt, bei dem der Anschlußträger eine Aussparung aufweist, die mittels eines Schlitzes nach außen hin geöffnet ist, so daß beiderseits des Schlitzes der Anschlußträger federnde Finger aufweist. Der Durchmesser der Aussparung ist dabei so gewählt, daß der Metalldraht festgeklemmt wird und vorher beim Einführen des Drahtes die beiden Finger federnd gespreizt werden. Eine bleibende Verformung des Anschlußträgers ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Befestigen von sehr dünnen Drähten an metallischen Anschlußelementen anzugeben, bei dem bei der Verformung des Anschlußelements eine Beschädigung des Drahtes durch eine Kerbwirkung vermieden wird.

Vorteile der Erfindung

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die Bruchgefahr des dünnen Drahtes beim Verformen des Anschlußelements beseitigt ist. Die Qualität der Verbindung wird somit verbessert. Die beim Befestigungsvorgang auftretenden Kräfte werden auf mehrere Drähte verteilt, was bedeutet, daß der einzelne Draht einer geringeren Verformung und Verdichtung unterworfen wird als ein einzelnes Drahtende, das nur einmal durch die Aussparung des Anschlußelements hindurchgeführt ist. Außerdem wird die leitende Querschnittsfläche zwischen Draht und Anschlußträger im Bereich der Befestigungsstelle vergrößert, wodurch sich ein kleiner Übergangswiderstand ergibt.

Zeichnung

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Anschlußträger mit eingelegtem Metalldraht sowie ein Werkzeug zum Warmverformen des Anschlußträgers in vergrößerter Darstellung, Fig. 2 einen stark vergrößerten Aus­ schnitt des Anschlußträgers nach seiner Verformung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der Anschlußträger 1 besteht aus einer flachen Metallzunge oder Me­ tallfahne, die mit ihrem einen Ende an einem Halter 2, beispielswei­ se einem Spulenträger, befestigt ist. An seinem freien Ende hat der Träger 1 eine schlitzförmige Aussparung 3, in die das Ende 4 eines Anschlußdrahtes 5 der Spulenwicklung eingelegt und durch Verengung des Schlitzes 3 festgeklemmt werden kann. Der Schlitz 3 ist zum freien Ende des Trägers 1 hin offen, um das Einlegen des Drahtendes zu erleichtern. Die Kanten des Schlitzes verlaufen parallel zuein­ ander in einem Abstand, der etwas größer ist als der Durchmesser des Drahtes 5. Dieser ist zu einer Spirale 6 mit mehreren Windungen ge­ formt, die auf den Anschlußträger 1 aufgewickelt sind. Der von der Drahtspirale 6 umschlungene Teil des Trägers 1 hat eine geringere Breite als derjenige Teil, in welchem der Schlitz 3 ausgebildet ist. Der Übergang an der oberen Kante des Anschlußträgers 1 ist als rechtwinkelige Schulter 7 ausgebildet, an der sich die letzte Windung der Spirale 6 abstutzt. Das Drahtende 4 erhält dadurch eine Vorspannung in Richtung des Schlitzendes, die es in seiner Sollage fixiert.

Der Schlitz 3 hat an seinem dem Halter 2 zugekehrten Ende eine kreisförmige Erweiterung 3a zur Aufnahme des Drahtendes 4. Das das Drahtende bildende Drahtstück ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, mehrfach durch die Erweiterung 3a hindurchgeführt.

Ausgehend von der letzten, an der Schulter 7 anliegenden Windung der Spirale 6 wird das Drahtende 4 zweimal so durch den Schlitz 3 in dessen Erweiterung 3a eingezogen, daß sich eine erste geschlossene Windung 4a und eine zweite, offene Windung 4b mit dem aus Fig. 1 ersichtlichen Verlauf bilden. Die beiden Windungen umschlingen den Anschlußträger im Bereich seiner Schulter 7 und der Erweiterung 3a und liegen spiralförmig übereinander. Das freie Ende der zweiten Windung 4b ist im Bereich der Erweiterung 3a, bedingt durch deren Form und Größe gegenüber der Windung 4a etwas in Richtung des offe­ nen Endes des Schlitzes 3 versetzt. Dadurch legen sich die Windungen beim Befestigungsvorgang in Verlaufsrichtung des Schlitzes hinter­ einander, wie dies nachstehend anhand der Fig. 2 erläutert wird.

Um eine elektrisch leitende, unlösbare Verbindung zwischen Anschluß­ träger 1 und Draht 5 herzustellen, werden die Windungen 4a und 4b des Drahtendes 4 im Bereich der Erweiterung 3a im Anschlußträger 1 festge­ klemmt. Dies geschieht dadurch, daß auf die Schlitzbacken 8, 9 des Trägers 1 eine Kraft einwirkt, die so bemessen und gerichtet ist, daß eine Verengung des Schlitzes 3, 3a stattfindet, wobei die Schlitzkanten einander angenähert bzw. in Berührung miteinander ge­ bracht werden. Wesentlich ist dabei, daß diese Verformung des Anschlußträgers 1 nicht kalt, sondern in erwärmtem Zustand erfolgt, bei Tempe­ raturen, die unterhalb der Schmelztemperatur des Trägerwerkstoffes liegen. Die Weichverformung des Anschlußträgers 1 geschieht vorzugs­ weise durch Widerstandserwärmung mittels einer festen Elektrode 10 und einer beweglichen Elektrode 11. Die untere, fest angeordnete Elektrode 10 hat eine plane Stirnfläche 12, auf welcher der Schlitz­ backen 9 des Anschlußträgers 1 aufgelegt wird. Die obere Elektrode 11 ist in Richtung des Doppelpfeils 13 beweglich. Ihre Stirnfläche 4 kann mit einer vorwählbaren Kraft auf den Schlitzbacken 8 des An­ schlußträgers 1 einwirken.

Sobald die Elektrode 11 mit ihrer Stirnfläche 14 auf dem Backen 8 aufliegt erfolgt die Stromfreigabe in die Elektroden 10, 11, wobei Stromstärke und Zeit 50 gewählt sind, daß das Metall des Anschluß­ trägers 1, insbesondere im Bereich der Schlitzbacken 8, 9 eine Er­ weichung durch Widerstandserhitzung erfährt. Überschreitet der Er­ weichungsgrad des Materials einen bestimmten Punkt so geben die Schlitzbacken 8, 9 dem Druck der Elektroden 10, 11 nach und legen sich unter Schließung des Schlitzes 3 aneinander an (Fig. 2). Dabei werden die Drähte der Windungen 4a und 4b eingeklemmt und außerdem der Draht der Windung 4b gegenüber dem Draht der Windung 4a in Rich­ tung auf das offene Ende des Schlitzes 3 hin verschoben, so daß die Drähte nunmehr in Verlaufsrichtung des Schlitzes hintereinander lie­ gen. Infolge der Erweiterung 3a erfolgt die Klemmung der Drähte nicht sofort, sondern setzt erst dann ein, wenn die Kanten beider Hälften der Schlitzerweiterung 3a die Drähte berühren. Zu diesem Zeitpunkt hat sich die Breite des Schlitzes 3 um etwa die Hälfte verringert.

Fig. 2 zeigt den stark vergrößerten Anschlußträger 1 und die darin eingebetteten Drähte der Windungen 4a und 4b nach vollzogener Warm­ verformung. Die ursprünglich kreisförmige Erweiterung 3a hat die Form einer langgestreckten Ellipse angenommen. Die beiden hinterein­ ander liegenden Drähte weisen im Bereich der Klemmstelle eiförmige Querschnitte auf, wobei der Radius der einander berührenden Flächen etwa dem ursprünglichen Radius des Drahtes entspricht. Die Drähte füllen den durch die Erweiterung 3a gebildete Ellipse nicht voll­ ständig aus. Sie behalten ihre ursprüngliche Querschnittsgröße weit­ gehend bei, weil sie ihrer Verdichtung und Verformung beim Befesti­ gungsvorgang einen größeren Widerstand entgegensetzen als dies ein einzelner Draht vermag. Die Kanten des Schlitzes 3 liegen einander im Abstand von wenigen Mikrometern gegenüber, d. h. der Schlitz 3 ist praktisch geschlossen.

Die Warmverformung wurde unter Verwendung von Wolfram-Flachform- Elektroden mit einer Elektrodenkraft von 120 N und einer ersten Stromzeit von 6 Perioden sowie einer zweiten Stromzeit von 8 Perio­ den einer Wechselstromfrequenz von 50 Hz durchgeführt. Zwischen den beiden Stromzeiten lag eine Strompause von 5 Perioden. Die Strom­ stärke I_eff über die erste Stromzeit betrug 0,74 KA, diejenige über die zweite Stromzeit 1,40 KA. Die Elektroden lagen dabei in ei­ ner Länge von 2,4 mm auf den Schlitzbacken 8, 9 auf. Die Quetschhöhe beträgt 1,2 mm bei einer Schlitzbreite von 0,5 mm, einer Schlitzlän­ ge von 1,5 mm und einem Lochdurchmesser der Erweiterung 3a von 0,60 mm. Der 4,5 mm lange Anschlußträger besteht aus 0,8 mm dicken Bandmessing CuCn37. Als Anschlußdraht 5 wurde ein Cu-Lackdraht mit einem Durchmesser von 0,18 mm verwendet. Die Zugfestigkeit der Ver­ bindung liegt bei 10 Versuchen im Durchschnitt bei 6,4 N. Die durch­ schnittliche Zugfestigkeit bei einem Lochdurchmesser von 0,70 mm und sonst gleichen Parametern beträgt annähernd 5,5 N.

Abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel könnte das Draht­ ende 4 im Bereich der Erweiterung 3a auch so gewickelt sein, daß die Windungen über einen der Schlitzbacken 8 oder 9 laufen. Außerdem wäre es denkbar, daß das Drahtende mäanderförmig gebogen und der Mä­ ander von der Seite her in den Schlitz 3 bzw. die Erweiterung 3a eingeschoben wird. Wesentlich ist, daß das Drahtende stets mehrfach durch den Schlitz geführt wird, um starke Quetschungen und Formver­ änderungen des Anschlußdrahtes, welche die Qualität der Verbindung, insbesondere bei Verwendung sehr dünner Drähte beeinträchtigen, zu verhindern.

Anstelle von widerstandserhitzten Elektroden könnten zur Warmverfor­ mung des Anschlußträgers 1 auch Stempel verwendet werden, die eine eingebaute Heizung haben oder von außen beheizt werden. Die Wider­ standserhitzung hat jedoch den Vorteil, daß die dem Anschlußträger 1 zugeführte Wärmemenge sehr genau dosierbar ist.

Claims (1)

1. Verfahren zum Befestigen/Kontaktieren von Metalldrähten, insbesondere sehr dünnen Drähten, an metallischen Anschlußelementen, bei welchem das eine Drahtende über eine am Anschlußelement befindliche Schulter und durch eine im Anschlußelement vorgesehene schlitzförmige Aussparung (Schlitz) gewickelt wird und dieser Teil des Anschlußelements anschließend einer Warmverformung zum Festklemmen des Drahtes unterzogen wird, wobei die Verformung des hinteren Teiles des Anschlußelements bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Anschlußelement-Werkstoffs erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtende mehrfach durch den Schlitz (3) eingezogen und in dessen kreisförmigen Erweiterung (3a) fixiert wird, wobei die Wickellagen des Drahtes in Richtung des freien Endes des Schlitzes seitlich versetzt angeordnet werden, so daß sie nach der Verformung des Anschlußelements in Verlaufsrichtung des Schlitzes hintereinander zu liegen kommen.