WO2008025626A1 - Elektrischer kontakt zwischen einem anschlussstift und einem anschlussdraht sowie verfahren zur herstellung - Google Patents

Elektrischer kontakt zwischen einem anschlussstift und einem anschlussdraht sowie verfahren zur herstellung Download PDF

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    • Y10T29/49208—Contact or terminal manufacturing by assembling plural parts

Definitions

  • the invention relates to an electrical contact between a connecting pin and a connecting wire to be connected according to the preamble of claim 1 and to a method for producing an electrical connection between a connecting pin and a connecting wire according to claim 11.
  • the invention is based on the object of providing an electrically conductive connection between a connecting pin and a connecting wire with simple measures and without supplying heat.
  • the electrically conductive connection between the connecting pin and the connecting wire which is provided with an electrical insulation, in that the connecting wire including insulating jacket, so without removing the insulation, is wound around the connecting pin, which is an edge has, so that the wire winding is applied directly to this edge.
  • a Anpressteil is provided, which surrounds the connecting pin in the region of the wire winding and exerts a radial contact force on the wire winding, wherein the radial contact pressure is directed inwardly in the direction of the connecting pin.
  • the wire winding is acted upon by a radially outwardly inwardly directed contact force and pressed against the edge on the outer jacket of the connecting pin, whereby the insulating jacket injured and the conductive core in the wire comes into direct contact with the conductive pin.
  • a cold welding between the wire and the lateral surface of the pin in the region of the contact points is achieved due to the continuing, high contact pressure.
  • a sufficiently high contact normal force is generated by the pressing part, which ensures the electrically conductive contact between the wire and the pin.
  • a second aspect of the invention which relates to the method for producing the electrically conductive connection, first the connecting wire including the electrical insulating jacket is wound around the edge on the connecting pin, then the pressing part is placed around the wire winding on the connecting pin and it is about this Anpressteil a generated radially in the direction of the pin acting pressing force.
  • This is done according to an advantageous embodiment in such a way that the pressing part is pushed axially onto the connecting pin, wherein already during the pushing on the wire winding can be pressed radially against the connecting pin.
  • the cutting of the insulating jacket on the connecting wire is carried out solely on the basis of the static pressure which is exerted in the radial direction by the pressing part.
  • the Anpressteil executed in such a way that with the pushing of the pressing already the radial pressure is exerted expediently at least a portion of the Anpressteils, which is preferably designed as a sleeve, an inner diameter which is less than at least a portion of the order Pin laid wire winding, so that already by pushing on the pressure sleeve, the radial contact force is generated.
  • Another alternative is a longitudinally slotted sleeve into consideration, which can be opened radially due to their spring action and then exerts a radially inwardly directed pressure.
  • the Anpressteil is also cup-shaped, i. it is provided a bottom which limits the pushing of the pressing on the front side of the pin.
  • the pressing part may also be expedient to carry out the pressing part with a diameter larger than the wire winding and postpone it onto the pin with the wire winding. Only after the pressing part has reached the desired axial position, this is pressed mechanically and thereby pressed radially against the wire winding.
  • Fig. 1 is a view of a terminal pin, which is wrapped with a lead wire, which is to be electrically connected to the pin, wherein a sleeve-shaped pressing member is pressed end face on the pin, whereby the wire winding is pressed radially against the edges of the square in cross-section pin .
  • Fig. 2 is a section through the pin including wire winding and attached Anpressteil.
  • a pin 1 which consists of electrically conductive material and is part of an electrical component 2, for example, a winding support or the like and electrically connected to a lead wire 3 is connected, which branches off from a coil winding, not shown.
  • the electrical connection wire 3 is placed including its insulating jacket around the lateral surface of the connecting pin 1 and forms a wire winding 4.
  • the connecting pin 1 has a rectangular, in particular a square cross section and has a total of four sharp edges 5, against which the core of the connecting wire 3 rests in electrically conductive contact.
  • This electrical contact is made by mechanical joining.
  • a sleeve-shaped and conically shaped Anpressteil 6 is axially mounted on the end face of the connecting pin 1 under pressure or train. During the axial pushing on the Anpress presses 6 this exerts due to its cone shape an increasing, radially inwardly directed contact pressure on the wire winding 4, so that it is pressed against the outer surface and in particular against the edges 5 of the connecting pin.
  • the connecting wire 3 has an insulating jacket 7, which is expediently designed as an insulating lacquer layer in coil wire and is injured or severed by the radial contact pressure in the region of the relatively sharp edges 5.
  • the contact pressure generated by the Anpressteil 6 is high enough that the insulating jacket 7 is severed and the edges 5 protrude into the core of the lead wire 3. Due to the ongoing pressure generated by the Anpressteil 6 is formed between the edges 5 of the pin 1 and the core of the lead wire 3, a permanent electrical connection.
  • the axial displacement of the wire winding 4 along the lateral surface of the connecting pin 1 may be limited by a stop on the connecting pin, for example a circumferential shoulder or the like.
  • a sleeve can be provided with a longitudinal slot.
  • the advantage of the slotted sleeve is that the sleeve can exert a radial compressive force over a greater range of internal diameters than an unslotted sleeve because the slotted sleeve has lower rigidity. However, the maximum radial compressive force is greater in the non-slotted sleeve.
  • the slotted sleeve is bent in the resilient portion, loosely slipped over the wire coil and then partially relaxed so that the sleeve radially presses the wire onto the edges of the terminal pin.
  • the methods described for the non-slotted sleeve for making the electrical contact are also applicable to the slotted sleeve.
  • the dimensioning and the shape of the Anpress presses 6 is chosen so that they produce without a radial contact force on the pin including the wire winding. 4 can be deferred.
  • the radial contact force is achieved only after reaching the final axial position in that the pressing member 6 is mechanically compressed and pressed against the pin and the wire winding 4.

Landscapes

  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

Ein elektrischer Kontakt zwischen einem Anschlussstift und einem Anschlussdraht wird dadurch hergestellt, dass der Stift eine Kante besitzt, gegen die der Draht einschließlich des Isoliermantels am Draht radial gepresst wird. Die radiale Anpresskraft wird über ein Anpressteil erzeugt, welches den Anschlussstift umgreift.

Description

Beschreibung
Elektrischer Kontakt zwischen einem Anschlussstift und einem Anschlussdraht sowie Verfahren zur Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kontakt zwischen einem Anschlussstift und einem zu verbindenden Anschlussdraht nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Anschlussstift und einem Anschlussdraht nach Anspruch 11.
Stand der Technik
In der DE 30 46 630 Al wird eine elektrische Leiterplatte mit mehreren, im Abstand voneinander angeordneten Anschlussstiften beschrieben, die senkrecht aus der Leiterplatte herausragen und jeweils mit einem Anschlussdraht elektrisch verbunden sind. Hierfür ist der Anschlussdraht um den Anschlussstift gewickelt, wobei der elektrische Kontakt zwischen Stift und Draht in Wire- Wrap-Verbindungstechnik hergestellt wird, bei der der Anschlussdraht mit solch starkem Längszug um den Stift gewickelt wird, dass eine scharfkantige Ecke am Anschlussstift mit dem Draht eine kaltverschweißte, elektrisch leitfähige Verbindung eingeht.
Voraussetzung für die Durchführung des Wire-Wrap-Verfahrens ist jedoch die vorherige Abisolierung des Anschlussdrahtes sowie der Einsatz spezieller Wickelwerkzeuge, mit denen der Anschlussdraht mit der erforderlichen Zugspannung um den Anschlussstift gewickelt wird.
Offenbarung der Erfindung
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Maßnahmen und ohne Wärmezufuhr eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Anschlussstift und einem Anschlussdraht zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem elektrischen Kontakt zwischen Anschlussstift und Anschlussdraht mit den Merkmalen des Anspruches 1 und bei einem Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen Anschlussstift und Anschlussdraht mit den Merkmalen des Anspruches 11 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Gemäß eines ersten Aspektes der Erfindung erfolgt die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Anschlussstift und dem Anschlussdraht, der mit einer elektrischen Isolierung versehen ist, dadurch, dass der Anschlussdraht einschließlich Isoliermantel, also ohne die Isolation zu entfernen, um den Anschlussstift gewickelt ist, der eine Kante aufweist, so dass die Drahtwicklung unmittelbar an dieser Kante anliegt. Des Weiteren ist ein Anpressteil vorgesehen, welches den Anschlussstift im Bereich der Drahtwicklung umgreift und eine radiale Anpresskraft auf die Drahtwicklung ausübt, wobei die radiale Anpresskraft nach innen in Richtung auf den Anschlussstift gerichtet ist. Auf diese Weise wird die Drahtwicklung mit einer radial von außen nach innen gerichteten Anpresskraft beaufschlagt und auf die Kante am Außenmantel des Anschlussstiftes angedrückt, wodurch der Isoliermantel verletzt wird und der leitfähige Kern im Draht in unmittelbaren Kontakt mit dem leitfähigen Anschlussstift gelangt. Gegebenenfalls wird aufgrund des fortdauernden, hohen Anpressdruckes eine Kaltverschweißung zwischen dem Draht und der Mantelfläche des Stiftes im Bereich der Kontaktstellen erreicht. Über das Anpressteil wird über die Lebensdauer des Produktes eine ausreichend hohe Kontaktnormalkraft erzeugt, die den elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen Draht und Stift sicherstellt.
Gemäß eines zweiten Aspektes der Erfindung, der das Verfahren zur Herstellung der elektrisch leitfähigen Verbindung betrifft, wird zunächst der Anschlussdraht einschließlich des elektrischen Isoliermantels um die Kante am Anschlussstift gewickelt, anschließend wird das Anpressteil um die Drahtwicklung am Anschlussstift gelegt und es wird über dieses Anpressteil eine radial in Richtung auf den Anschlussstift wirkende Anpresskraft erzeugt. Dies erfolgt gemäß einer vorteilhaften Ausführung in der Weise, dass das Anpressteil axial auf den Anschlussstift aufgeschoben wird, wobei bereits während des Aufschiebens die Drahtwicklung radial gegen den Anschlussstift gepresst werden kann. Hierbei kann es zweckmäßig sein, dass die Drahtwicklung während des Aufschiebens axial verschoben wird, so dass die scharfe Kante am Anschlussstift den Isoliermantel durchschneidet. Durch diese Schneidebewegung wird der Isoliermantel durchtrennt, so dass der Draht in unmittelbaren Kontakt mit der Mantelfläche an der Kante des Stiftes gelangt.
Gemäß einer alternativen Ausführung kann aber auf die axiale Verschiebung der Drahtwicklung verzichtet werden; in diesem Fall erfolgt das Durchtrennen des Isoliermantels am Anschlussdraht allein aufgrund des statischen Druckes, der in Radialrichtung von dem Anpressteil ausgeübt wird. Ist das Anpressteil in der Weise ausgeführt, dass mit dem Aufschieben des Anpressteils bereits der radiale Druck ausgeübt wird, weist zweckmäßig zumindest ein Abschnitt des Anpressteils, das bevorzugt als Hülse ausgebildet ist, einen Innendurchmesser auf, der geringer ist als wenigstens ein Abschnitt der um den Stift gelegten Drahtwicklung, so dass bereits durch das Aufschieben der Anpresshülse die radiale Anpresskraft erzeugt wird. Dies kann noch durch eine konische Innengeometrie des Anpressteils unterstützt werden, welche zum einen ein erleichtertes Aufsetzen des Anpressteils auf die Stirnseite des Stiftes ermöglicht und zum andern mit zunehmendem axialen Aufschieben automatisch eine erhöhte radiale Anpressung bewirkt. Die Konusform hat zudem den Vorteil, dass das Maß des axialen Aufschiebens die Höhe der radialen Anpresskraft bestimmt.
Als weitere Alternative kommt eine in Längsrichtung geschlitzte Hülse in Betracht, die sich aufgrund ihrer Federwirkung radial öffnen lässt und dann einen radial nach innen gerichteten Druck ausübt .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das Anpressteil auch topfförmig ausgebildet, d.h. es ist ein Boden vorgesehen, der das Aufschieben des Anpressteils auf die Stirnseite des Stiftes begrenzt.
Gemäß einer alternativen Ausführung kann es aber auch zweckmäßig sein, das Anpressteil mit einem Durchmesser größer als die Drahtwicklung auszuführen und auf den Stift mit der Drahtwicklung aufzuschieben. Erst nachdem das Anpressteil die gewünschte axiale Position erreicht hat, wird dieses mechanisch verpresst und dadurch radial gegen die Drahtwicklung gedrückt. Um Reibungskräfte zu vermindern, die beim Aufschieben des Anpressteils zwischen der Innenwand des Anpressteils und dem Isoliermantel auftreten können, welcher den Anschlussdraht umgibt, kann es vorteilhaft sein, die Innenwand des Anpressteils mit einer reibungsmindernden Beschichtung zu versehen. Möglich ist auch der Einsatz eines Schmiermittel, insbesondere auf organischer Basis.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht auf einen Anschlussstift, der mit einem Anschlussdraht umwickelt ist, welcher elektrisch mit dem Anschlussstift zu verbinden ist, wobei ein hülsenförmiges Anpressteil stirnseitig auf den Anschlussstift gedrückt wird, wodurch die Drahtwicklung radial gegen die Kanten des im Querschnitt quadratischen Stiftes gedrückt wird,
Fig. 2 einen Schnitt durch den Anschlussstift einschließlich Drahtwicklung und aufgesetztem Anpressteil.
Ausführungsform (en) der Erfindung
Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Anschlussstift 1, der aus elektrisch leitfähigem Material besteht und Bestandteil eines elektrischen Bauteiles 2 ist, beispielsweise eines Wicklungsträgers oder dergleichen und elektrisch mit einem Anschlussdraht 3 zu verbinden ist, der von einer nicht dargestellten Spulenwicklung abzweigt. Der elektrische Anschlussdraht 3 ist einschließlich seines Isoliermantels um die Mantelfläche des Anschlussstiftes 1 gelegt und bildet eine Drahtwicklung 4. Um einen elektrischen Kontakt zwischen dem Anschlussdraht und dem Anschussstift 1 herzustellen und auch über die Lebensdauer des Bauteils einen dauerhaften Kontakt sicherzustellen, wird der Kern des Anschlussdrahtes 3 ohne Zusatz von Wärme dauerhaft auf den Anschlussstift 1 gepresst. Dabei kann es auch zur Kaltverschweißung kommen. Der Anschlussstift 1 besitzt einen rechteckförmigen, insbesondere einen quadratischen Querschnitt und weist insgesamt vier scharfe Kanten 5 auf, an denen der Kern des Anschlussdrahtes 3 in elektrisch leitendem Kontakt anliegt .
Dieser elektrische Kontakt wird durch mechanisches Fügen hergestellt. Hierzu wird ein hülsenförmiges und konisch ausgebildetes Anpressteil 6 axial auf die Stirnseite des Anschlussstiftes 1 unter Druck oder Zug aufgesetzt. Während des axialen Aufschiebens des Anpressteiles 6 übt dieses aufgrund seiner Konusform einen zunehmenden, radial nach innen gerichteten Anpressdruck auf die Drahtwicklung 4 aus, so dass diese gegen die Mantelfläche und insbesondere gegen die Kanten 5 des Anschlussstiftes gedrückt wird. Der Anschlussdraht 3 besitzt einen Isoliermantel 7, der bei Spulendraht zweckmäßig als isolierende Lackschicht ausgeführt ist und durch den radialen Anpressdruck im Bereich der verhältnismäßig scharfen Kanten 5 verletzt bzw. durchtrennt wird. Die von dem Anpressteil 6 erzeugte Anpresskraft ist hoch genug, dass der Isoliermantel 7 durchtrennt wird und die Kanten 5 bis in den Kern des Anschlussdrahtes 3 einragen. Aufgrund des andauernden, von dem Anpressteil 6 erzeugten Druckes entsteht zwischen den Kanten 5 des Anschlussstiftes 1 und dem Kern des Anschlussdrahts 3 eine dauerhafte elektrische Verbindung. Hierbei kann es zweckmäßig sein, Anpressteil 6 und Anschlusspin 1 in der Weise zu wählen, dass mit dem Aufschieben des Anpressteils die Drahtwicklung 4 zumindest teilweise axial verschoben wird, wobei diese Verschiebebewegung ein Durchschneiden des Isoliermantels 7 entlang der Kante 5 zur Folge hat. Die axiale Verschiebung der Drahtwicklung 4 entlang der Mantelfläche des Anschlussstiftes 1 kann durch einen Anschlag am Anschlussstift, beispielsweise eine umlaufende Schulter oder dergleichen, begrenzt sein.
Als weitere Alternative kann eine Hülse mit Längsschlitz vorgesehen sein. Der Vorteil der geschlitzten Hülse liegt darin, dass die Hülse über einen größeren Bereich an Innendurchmessern eine radiale Druckkraft ausüben kann als eine ungeschlitzte Hülse, weil die geschlitzte Hülse eine geringere Steifigkeit besitzt. Die maximale radiale Druckkraft ist jedoch bei der nicht-geschlitzten Hülse größer.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Anschlussstift und dem Anschlussdraht wird die geschlitzte Hülse im elastisch federnden Bereich aufgebogen, lose über die Drahtwicklung geschoben und dann teilweise entspannt, so dass die Hülse den Draht radial auf die Kanten des Anschlusspins presst.
Grundsätzlich sind die für die nicht-geschlitzte Hülse beschriebenen Verfahren zur Herstellung des elektrischen Kontakts auch mit der geschlitzten Hülse anwendbar.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass die Dimensionierung und die Form des Anpressteiles 6 so gewählt wird, dass diese ohne eine radiale Anpresskraft zu erzeugen auf den Stift einschließlich der Drahtwicklung 4 aufgeschoben werden kann. Die radiale Anpresskraft wird erst nach dem Erreichen der endgültigen axialen Position dadurch erreicht, dass das Anpressteil 6 mechanisch verpresst und gegen den Anschlussstift sowie die Drahtwicklung 4 gedrückt wird.
Im Rahmen der Erfindung kommen alle möglichen
Querschnittsformen für den Anschlussstift 1 in Betracht, wobei ggf. die Gestalt des Anpressteils 6 auf die Querschnittsform des Anschlussstiftes 1 anzupassen ist.
Um das Anpressteil 6 fest und dauerhaft am Anschlussstift zu sichern, kann es zweckmäßig sein, eine Fixierung zum Stift am unteren Rand des Anpressteils, also an dem der Stirnseite des Stiftes abgewandten Rand vorzusehen.

Claims

Ansprüche
1. Elektrischer Kontakt zwischen einem Anschlussstift (1) und einem Anschlussdraht (3), der zumindest abschnittsweise mit einem elektrischen Isoliermantel (7) versehen ist, wobei zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung der Anschlussdraht (3) um eine Kante (5) des Anschlussstiftes (1) gewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussdraht (3) im Bereich der Drahtwicklung (4) um den Anschlussstift (1) mit dem Isoliermantel (7) versehen ist und dass ein den Anschlussstift (1) umgreifendes Anpressteil (6) vorgesehen ist, das die Drahtwicklung (4) mit einer radialen Anpresskraft in Richtung auf die Kante (5) des Anschlussstifts (1) beaufschlagt.
2. Kontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpressteil (6) als Hülse ausgebildet ist.
3. Kontakt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) einen Längsschlitz aufweist.
4. Kontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innengeometrie des Anpressteils (6) Konusform aufweist .
5. Kontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpressteil (6) topfförmig ausgebildet und auf die freie Stirnseite des Anschlussstiftes (1) aufgestülpt ist.
6. Kontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass über die axiale Länge des Anpressteils (6) eine unterschiedlich hohe, radiale Anpresskraft wirkt.
7. Kontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Anschlussstift (1) ein Anschlag für die axiale Sicherung der Drahtwicklung (4) vorgesehen ist.
8. Kontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand des Anpressteils (6) mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen ist.
9. Kontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussdraht (3) als Lackdraht ausgebildet ist, wobei der Lack den Isoliermantel (7) bildet.
10. Kontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstift (1) einen rechteckförmigen, insbesondere quadratischen Querschnitt aufweist.
11. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Anschlussstift (1) eines elektrischen Bauteils (2) und einem Anschlussdraht (3), der mit einem elektrischen Isoliermantel (7) versehen ist, wobei der Anschlussdraht (3) mit dem elektrischen Isoliermantel (7) um eine Kante (5) des Anschlussstiftes (1) gewickelt wird, ein Anpressteil (6) um die Drahtwicklung (4) am Anschlussstift (1) gelegt und über das Anpressteil (6) eine radial in Richtung auf den Anschlussstift (1) wirkende Anpresskraft erzeugt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpressteil (6) axial auf den Anschlussstift (1) aufgeschoben wird und hierbei die Drahtwicklung (4) radial gegen den Anschlussstift (1) presst.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass während des AufSchiebens des Anpressteils (6) auf den Anschlussstift (1) die Drahtwicklung (4) axial verschoben wird.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial federndes Anpressteil aufgebogen und lose auf den Anschlussstift (1) aufgeschoben wird und nach Erreichen der gewünschten axialen Position sich aufgrund seiner Eigenspannung radial andrückt.
15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpressteil (6) lose auf den Anschlussstift (1) aufgeschoben und nach Erreichen der gewünschten axialen Position durch mechanisches Verpressen radial angedrückt wird.
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