CN115541948A - 用于测量电流强度的装置的制造方法及用于测量电流强度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及使用电阻器布置(2)测量电流强度的装置(1)的制造方法，包括步骤：a)提供电阻器布置(2)，包括连接元件(3，3’)以及电阻器元件(4)，b)从连接元件(3、3’)的材料或从电阻器元件(4)的材料模制接触元件(5)，所述接触元件(5)具有端面(52)，以及在远离电阻器布置(2)的端面(52)上开放的空腔(53)，c)提供电路板(8)，具有通孔(9)，d)将电路板(8)定位在电阻器布置(2)上，具有上侧(81)，使得接触元件(5)伸入到通孔(9)中，e)使用膨胀装置(14)，膨胀接触元件(5)，在接触元件(5)与通孔(9)之间建立导电连接。本发明还包括用于测量电流强度的装置。

Description

用于测量电流强度的装置的制造方法及用于测量电流强度的 装置

技术领域

本发明涉及一种用于测量电流强度的装置的制造方法，以及涉及这种装置。

背景技术

为了测量电子电路中的电流，使用与待监测的部件串联连接的测量电阻器。在这种情况下，由跨测量电阻器(称为分流电阻器)下降的电压来确定电流强度。正确地和可靠地测量电流强度例如，在电动车辆或混合动力车辆的电池管理系统中是特别地重要的。由纵向接缝焊接的复合材料能够制造电阻器布置，该电阻器布置包括约10μohm至50μohm的这种低值测量电阻器和用于将电阻器布置连接至电路的连接元件。例如，这从文献EP 0 605800A1中是已知的。使用电子束或激光焊接工艺，在每个情况下经由纵向接缝，通过将各个金属条带彼此连接，由三个金属条带制造复合材料。

经由布置在测量电阻器两侧上连接元件上的触针或类似元件，分接跨测量电阻器下降的电压。这种触针可被锡焊、按压或焊接到电阻器布置的连接元件上。通过测量和评估电子器件进一步获取和处理电压。提供电子部件被用于此目的，并且可以被布置在电路板上。在这种情况下，电路板可以位于紧邻电阻器布置处。

文献DE 10 2009 031 408 A1披露了一种具有低值电流测量电阻器的电阻器布置。在该电阻器布置中，为了分接电压，提供通过在板形子部件中压花和形成螺纹所形成的连接触点，其用于将电阻器布置连接到外部电路。通过电缆接线头和紧固螺钉来实现测量线与用于电压测量的连接触点的连接。

此外，文献US 10 163 553 B2披露了一种电阻器布置，该电阻器布置具有用于将该电阻器布置连接到外部电路上的两个板形元件和条带形电阻器元件。相应的孔存在于两个连接元件中的电阻器元件的两侧上，相应的触针被插入所述孔中。触针是单独的部件，该部件必须被单独地制造，并且被添加至电阻器布置中。

在从现有技术已知的装置中，必须使用附加部件，以便分接跨测量电阻器下降的电压。这需要额外的费用和成本。接触电压可以进一步出现在各个部件的触点处，且可使电压信号失真。

发明内容

本发明是基于下述目的：详细说明一种用于测量电流强度的装置的改进的、特别地更简单和更便宜的制造方法，以及这种装置。

基于通过权利要求1特征的方法的术语，并且通过权利要求9特征的装置的术语表示本发明。其他从属权利要求涉及本发明的有利实施方式和发展。

本发明涉及一种使用电阻器布置用于测量电流强度的装置的制造方法，其中该方法包括以下步骤：

a)提供电阻器布置，该电阻器布置包括限定电流方向的至少两个连接元件，以及相对于电流方向布置在连接元件之间的至少一个电阻器元件，其中，一方面至少一个电阻器元件和另一方面连接元件由不同的导电材料构成，

b)从至少一个连接元件的材料或从电阻器元件的材料模制至少一个接触元件，其中，接触元件具有纵向轴线，该纵向轴线限定轴向方向以及与该轴向方向垂直的径向方向，并且其中，接触元件模制成使得其具有远离电阻器布置的端面和在接触元件的远离电阻器布置的端面上开放的空腔，

c)提供具有至少一个通孔的电路板，该通孔具有在其上存在导电材料的内表面，

d)将电路板定位在电阻器布置上，使得电路板具有远离电阻器布置的上侧，并且使得至少一个接触元件至少伸入到通孔中，

e)使用膨胀装置，在径向方向上膨胀接触元件，该膨胀装置在轴向方向上插入到接触元件的空腔中，以便在接触元件与通孔的内表面上的导电材料之间建立导电连接。

测量电流强度还应理解为意指测量可能地随时间改变的电流的强度。上述电阻器布置可以包括具有10μohm到15μohm的电阻的分流电阻器作为电阻器元件。电阻器元件和连接元件两者都由导电材料构成。在这种情况下，电阻器元件的材料的比电阻显著大于连接元件的材料的比电阻，通常是至少10倍大。另一方面，连接元件的材料的电阻的温度系数的绝对值比电阻器元件的材料的电阻的温度系数的绝对值大得多，通常至少80倍大。电阻器元件的材料的电阻的温度系数通常小于±5·10^-51/K，而连接元件的材料的电阻的温度系数约为±4·10^-31/K。电阻器布置的连接元件可以特别地由铜、优选地低合金的铜合金、铝或优选地低合金的铝合金构成，或包括这些材料中的至少一种。电阻器元件可以由通常用作电阻器合金的铜合金制成。

连接元件可以是电阻器布置的端子连接元件。然而，还有可能使至少一个连接元件相对于可能的电流路径被布置在两个电阻器元件之间。电阻器布置可以形成为平面布置。在这种情况下，连接元件和至少一个电阻器元件形成为板形或条带形元件，并且在一个平面中彼此相邻布置，优选地成行布置。在这种情况下，一个电阻器元件的厚度或一些电阻器元件的厚度可以是任意的。然而，它通常不大于连接元件的厚度。

接触元件被理解为是指材料突出部，该材料突出部在连接元件或电阻器元件的其他未变形表面上方上升。通过使连接元件的材料或电阻器元件的材料基本上在垂直于该连接元件或该电阻器元件的表面的方向上移位来模制接触元件。材料移位的方向限定了平行于接触元件的纵向轴线的轴向方向，以及与该轴向方向垂直的径向方向。该接触元件被模制成使得它具有远离电阻器布置的端面，以及在接触元件的远离电阻器布置的端面上开放的空腔。因此，接触元件至少部分地是中空的，并且空腔从接触元件的端面开始在轴向方向上延伸到接触元件中。空腔在径向方向上由连接元件或电阻器元件的移位材料制成的环绕闭合壁界定。在这个区域中，因此，接触元件具有在至少一个侧面上开放的套筒的形状。空腔优选地在直径上相对的侧上是闭合的，这样在这个区域中，使得接触元件具有类似于杯子的形状。接触元件的高度是至少0.5mm、优选地至少1mm。

接触元件的外部形状可以是任意的，优选地是圆形的、矩形的、正方形的或六边形的。接触元件优选地在空腔的区域中具有圆形截面。接触元件的截面的形状和/或大小可以是恒定的或沿着接触元件的纵向轴线以连续或非连续的方式改变。举例而言，接触元件可以具有稍微地锥形的轮廓，也就是说，具有相对于连接元件或电阻器元件的表面稍微地倾斜的界定表面的轮廓。此外，接触元件可以被模制成使得它具有凸部。凸部应理解为是指接触元件的截面形状和/或截面大小的不连续(即，突然改变)。凸部可以用作电路板的支撑件。

接触元件可以优选地与另一接触元件一起用作用于测量跨电阻器元件下降的电压的电压分接头。当接触元件是由电阻器元件的材料模制而成的时，它可以被用作用于测量跨电阻器元件的部分下降的电压的电压分接头。作为替代方案，接触元件还可以用于将电阻器布置接地。一个或多个这种接触元件优选地被模制在电阻器布置的所有连接元件中。在这种情况下，用于电压测量的接触元件被定位成尽可能靠近电阻器元件，旨在确定跨电阻器元件的电压下降。

在本发明的背景下，电路板应理解为是指平坦的、板形的或条带形的部件，该部件适合于在导电材料中携带电信号。当部件的两个相对表面是彼此平面平行时，平坦部件是板形或条带形的。这两个表面之间的间距限定了部件的厚度。例如，电路板可以为金属条带或由非导电材料制成的板，板的表面施加有导体轨。这种板也被称为术语“印刷电路板”。电路板具有至少一个通孔，该通孔具有在其上存在导电材料的内表面。这还包括其中电路板是金属条带或金属板的情况，使得导电材料固有地存在于通孔的内表面上。

如果电路板是由非导电材料制成的板，板的表面施加有导体轨，则通孔的内表面上的导电材料可以连接到导体轨，该导体轨优选地布置在远离电阻器布置的电路板的那侧上。电气部件可以进一步布置在这种电路板上，并且用于测量和评估电信号。术语通孔用于表示在电路板中的凹部，该凹部延伸穿过电路板的整个厚度。通孔可具有柱形形状。作为替代方案，锥形形状也是可能的。

电路板被定位在电阻器布置上，其方式为使得至少一个接触元件至少伸入到通孔中。在这种情况下，电路板被定位成基本上平面平行于电阻器布置，这样使得电路板具有远离电阻器布置的上侧以及面向电阻器布置的下侧。在电路板与电阻器布置之间可以存在间距。然而，电路板也可以直接位于电阻器布置上。接触元件应该在至少高达电路板厚度的一半上、优选地在至少高达电路板厚度的70％上伸入到电路板的通孔中。

然后，使用合适的膨胀装置，在径向方向上膨胀接触元件。为此目的，膨胀装置在轴向方向上从电路板的上侧开始被插入到接触元件的空腔中。膨胀装置被设计为使得它能够在空腔的区域中在径向方向上膨胀接触元件。为此目的，在径向方向上界定空腔的接触元件的材料在径向方向上向外移位到其与电路板的通孔的内表面相接触的程度。这在接触元件与通孔的内表面上的导电材料之间建立导电连接。由膨胀引起的接触元件的外部尺寸的扩大优选地是在该膨胀之前其外部尺寸的2％与15％之间。该膨胀进一步减小了接触元件的壁厚度。减小原始壁厚的至少20％是有利的。膨胀装置可以是在膨胀之后再次从接触元件的空腔移除的合适的工具。

所描述的方法的优点是不需要附加的部件和/或材料来建立电阻器布置与电路板之间的连接。因为由连接元件或电阻器元件的材料直接地模制接触元件，所以不需要将接触元件单独地安装在电阻器布置上或电路板上。可以省去为此所需要的工作步骤和所需要的材料，例如像焊料。可以同时模制多个接触元件。接触元件与连接元件之间的整体连接，或者接触元件与电阻器元件之间的整体连接避免了可能使测量失真的不希望的接触电压。

所提出的方法的特别一个有利的方面是通过适当的膨胀装置，接触元件的径向膨胀。由于膨胀装置被插入到接触元件的空腔中，接触元件与电路板之间的连接基本上在通孔的区域中发生。因此，接触元件不必在电路板上方突出，也就是说，在电路板的上侧上方具有突出部。为了模制接触元件，因此，连接元件或电阻器元件的材料仅必须在小程度上变形。所要求的力是小的。这在工具使用寿命和工艺速度方面是有利的。当意图从电阻器元件模制一个或多个接触元件时，所提出的方法可以应用于特定优点。电阻器元件的材料通常比连接元件的材料更难变形。它必须变形得越少，该工艺就越容易。

膨胀装置还可以是本体，该本体永久地保持在接触元件的空腔中。例如，这种本体可以是插塞或铆钉。这种本体在接触元件与电路板的通孔的内表面之间建立了特别地可靠且永久的接触。

如果通过从纵向地接缝焊接的带形复合材料，将其切割成一定长度来制造电阻器布置，则接触元件可以优选地在将复合材料切割成一定长度的同时被模制。因此，在这种情况下，该方法的步骤a)和b)同时进行。因此，不需要用于模制接触元件的单独的附加工作步骤。因此，与仅在复合材料被切割成长度之后才模制接触元件相比，该方法更快且更便宜。这进一步实现了接触元件的高定位精确性。

在本发明的一个实施方式的背景下，膨胀装置可以被设计成使得通过膨胀装置的插入膨胀接触元件。因此，在膨胀装置插入到空腔中期间，接触元件已经在径向方向上膨胀。为此目的，膨胀装置至少部分地具有锥形的外部轮廓。当膨胀装置插入到空腔中时，这个外部轮廓导致接触元件的材料的径向移位。这使得能够缩短机械加工时间。

在本发明的一个替代实施方式的背景中，膨胀装置可以被设计成使得接触元件在膨胀装置的插入之后被膨胀。因此，仅在膨胀装置插入到空腔中之后，接触元件在径向方向上膨胀。为此目的，膨胀装置具有区段，该区段的外径小于空腔的内径。膨胀装置的这个区段然后被插入到空腔中而没有任何显著的阻力，并且因此也没有接触元件的不希望的变形。然后，在插入膨胀装置之后，使用合适的机构发生接触元件的径向膨胀。如果膨胀装置是工具，则这可以例如，通过扩展该工具、通过偏心地旋转该工具或通过电磁力来实现。

在本发明的一个优选实施方式的背景中，在方法步骤e)中的膨胀还可以同时在电路板的通孔的内表面与接触元件之间建立摩擦连接。为此目的，接触元件被膨胀到这种程度，使得材料被按压到电路板的通孔的内表面上到形成压配合的程度那么大。在这种情况下，接触元件的壁厚优选地减少至少40％。通过形成压配合，可以节省用于将电路板机械地紧固至电阻器布置的其他装置。

在本发明的该实施方式的一个特定改进的背景下，方法步骤e)中的膨胀还可以同时在电路板的通孔的内表面与接触元件之间建立形状配合连接。举例来讲，电路板的通孔可以具有锥形形状，并且被设计成使得内径从电路板的下侧朝向其上侧增加。当使用具有适当锥形外部轮廓的膨胀装置时，接触元件的膨胀导致形状配合连接。这种连接构成特别地安全类型的连接。

在本发明的一个优选实施方式的背景下，接触元件可以具有高度，该高度被选择为使得在电路板已经被定位之后，接触元件的远离电阻器布置的端面位于电路板的通孔内或者终止为与电路板的上侧齐平。在这种情况下，高度表示从连接元件或电阻器元件的未变形表面测量的接触元件在轴向方向上的范围。因此，高度被定尺寸为使得接触元件进入电路板的通孔的穿透深度最多等于电路板的厚度。换言之，在这个实施方式中，接触元件在电路板的上侧上方不具有突出部。能够特别方便地模制这种小高度的接触元件。在本发明的该实施方式的一个特定改进的背景下，接触元件进入电路板的通孔中的穿透深度可以是电路板的厚度的80％至100％。这在模制接触元件时所要求的努力与在接触元件和电路板之间的接触品质之间构成了最佳。

在本发明的又一实施方式的背景中，在方法步骤b)中，通过压花步骤或通过挤出，可以模制接触元件。压花和挤出特别适用于模制接触元件，这些接触元件整体地连接至连接元件或电阻器元件的材料，并且基本上垂直于连接元件或电阻器元件的表面延伸。在这种情况下，使用冲模和合适的凹模来模制材料。

在本发明的该实施方式的一个特定改进的背景下，为了成形接触元件，可以使用具有与接触元件的外部轮廓相对应的至少一个凹部以及被定位在凹部中的至少一个内部工具的凹模形成空腔，其中，在方法步骤b)的期间，使内部工具在接触元件的纵向轴线的方向上相对于凹部移动。这已经被证明在重新成形方面是特别有利的工艺控制，这意味着有可能制造具有大高度的接触元件。

在本发明的另一个特定改进的背景下，通过使用超声或使用激光加热接触元件的材料可以辅助方法步骤e)中接触元件的膨胀。由于方法步骤b)中的变形，接触元件的材料被固化和硬化。这对步骤e)中的后续变形是不利的。使用激光或使用超声引入热量使得有可能将接触元件的材料加热到使得它至少部分地去固化的程度，即，变得更软。然后，可能步骤e)中的变形更容易。

关于根据本发明的方法的进一步的技术特征和优点，特此明确地参考以下与用于测量电流强度的装置相关的解释以及附图和附图的描述。

本发明的另一方面涉及一种用于测量电流强度的装置。这还应理解为是指测量可能随时间改变的电流的强度。该装置包括电阻器布置以及机械地且电气地连接到电阻器布置的电路板。电阻器布置包括限定电流方向的至少两个连接元件、以及相对于电流方向布置在连接元件之间的至少一个电阻器元件，其中，一方面至少一个电阻器元件和另一方面连接元件由不同的导电材料构成。电路板具有至少一个通孔，该通孔具有在其上存在导电材料的内表面。电阻器布置具有至少一个具有纵向轴线的接触元件，该接触元件整体地连接到连接元件之一上，并且由连接元件的材料机械加工而成，或者整体地连接到电阻器元件上，并且由电阻器元件的材料机械加工而成。借助于接触元件至少伸入到电路板的通孔中和被摩擦地连接到通孔的内表面上的导电材料上，通过该接触元件，电阻器布置被导电地和机械地连接到电路板上。为此目的，接触元件具有远离电阻器布置的端面以及在接触元件的远离电阻器布置的端面上开放的空腔。接触元件在从其端面到空腔的过渡处具有锥形轮廓。

关于用于描述装置的术语，特此明确地参考以上关于用于测量电流强度的装置的制造方法的说明的这些术语的解释。

所描述的装置的特别的优点在于由于接触元件与连接元件或电阻器元件之间的整体连接而避免了可以使测量失真的不希望的接触电压。此外，由于接触元件直接地由连接元件或电阻器元件的材料模制而成，因此可以便宜地且高精度地制造装置。所描述的装置的一个特别有利的方面是在电路板与电阻器布置之间的摩擦连接。由接触元件建立该连接，该接触元件通过膨胀过程与电路板的通孔的内表面进行电和机械的接触。为了进行这种膨胀过程，接触元件具有远离电阻器布置的端面以及在接触元件的远离电阻器布置的端面上开放的空腔。接触元件在从其端面到空腔的过渡处具有锥形轮廓。这种锥形轮廓是膨胀过程的结果，并且它可以用于将膨胀装置更容易地插入到接触元件的空腔中。

在本发明的一个实施方式的背景中，接触元件可以具有高度，该高度被选择为使得接触元件的远离电阻器布置的端面位于电路板的通孔内或者终止为与电路板的上侧齐平。在这种情况下，高度表示从连接元件或电阻器元件的未变形表面测量的接触元件在其纵向轴线方向上的范围。因此，高度被定尺寸为使得接触元件进入电路板的通孔的穿透深度最多等于电路板的厚度。换言之，接触元件在电路板的上侧上方不具有突出部。能够特别方便地模制这种小高度的接触元件。在本发明的该实施方式的一个特定改进的背景下，接触元件进入电路板的通孔中的穿透深度可以是电路板的厚度的80％至100％。这在模制接触元件时所要求的努力与在接触元件和电路板之间的接触品质之间构成了最佳。

在本发明的一个替代性实施方式的背景下，在电路板的远离电阻器布置的那侧上的接触元件可以具有在电路板上方的突出部，并且在该突出部的区域中被侧向地加宽、优选锥形地膨胀，以便紧固电路板。由于侧向加宽，特别地由于接触元件在该电路板上方的该突出部的区域中的锥形膨胀，电路板至少在接触元件的轴向方向的一个方向上，即，在朝向电阻器布置的连接元件的方向上，以形状配合的方式被紧固。可以通过锥形膨胀，包括通过接触元件的其他变形，外部地发生侧向加宽。这些的实施例是使用球形、柱形或球状的工具的卷曲、卷边、部分弯曲和膨胀。

在本发明的该替代实施方式的一个特别改进的背景下，接触元件可以具有在连接元件与电路板之间的具有锥形外部轮廓的区段。在这种情况下，锥形区段被选择为使得接触元件的截面表面积朝向连接元件增加。具有锥形轮廓的区段直接地邻接电路板。由于锥形外部轮廓，接触元件的截面表面面积连续地增加，并且至少增加到其大于电路板的通孔的截面表面面积的程度。与接触元件在其突出部的区域中的锥形膨胀一起，因此有可能在接触元件的轴线的方向上并且与其垂直的方向上实现电路板的形状配合和摩擦紧固。电路板通过接触元件被双锥形地楔入。本发明的这种改进特别地抵抗机械负载，例如像振动。

在装置的另一个有利实施方式的背景下，至少一个接触元件可以具有凸部，电路板以这种方式位于凸部上，该方式使得电路板与连接元件间隔开，并且因此与该电阻器布置间隔开。电路板与电阻器布置之间的间距实现电路板与电阻器布置的改善的热解耦。在这种情况下，当电流流经电阻器元件时所产生的热量不能直接地从电阻器元件或从连接元件传递到电路板，而是热量必须流经接触元件。接触元件由于其相对小的截面而构成了大的热阻。因此，减少从电阻器布置到电路板的热流，并且电路板保持在比电路板直接地位于连接元件上时更低的温度水平。当电阻器元件的厚度不小于连接元件的相应厚度时，该实施方式是特别有利的。

此外，在该装置的一个特别有利的实施方式的背景下，可以提供第一接触元件具有在连接元件与电路板之间的锥形区段，而第二接触元件具有在连接元件与电路板之间的凸部，并且电路板位于凸部上。在这种情况下，两个接触元件可以特别地在电路板的远离电阻器布置的那侧上在电路板上方具各自的突出部，并且在突出部的区域中被侧向地加宽。具有不同形状和功能的接触元件的这种组合的特定优点是，在由振动和温度变化构成的叠加负载的情况下，第一接触元件在横向方向上紧固电路板，而第二接触元件允许电路板在垂直于电路板的方向上被紧固，而在该过程中不对在横向方向上的移动自由度产生额外的限制。因此，减小了在温度变化的情况下由于电路板和电阻器布置的不同膨胀而可能产生的应力。因此，装置是特别稳固的。

在本发明的一个有利的改进中，至少一个接触元件的表面可以具有金属涂层，特别地含有锡、银或镍的涂层。这种涂层防止腐蚀，因而可以确保接触元件与通孔的内表面上的导电材料之间的电接触在装置的整个使用寿命期间具有高质量。在这种情况下，可以在步骤b)中模制接触元件之前已经施加了涂层，或者可以在方法步骤b)和c)之间的单独步骤中已经涂覆了接触元件。

关于根据本发明的装置的另外的技术特征和优点，特此明确地参考结合根据本发明的上述方法的解释以及附图和附图的描述。

参考示意图，更详细地解释本发明的示例性实施方式。

附图说明

图1示出了电阻器布置的斜视图；

图2示出了电阻器布置的侧视图；

图3示出了在方法步骤b)结束时，电阻器布置的部分的截面图；

图4示出了具有模制的接触元件的电阻器布置的部分的截面图；

图5示出了具有定位在其上的电路板的电阻器布置的部分的截面图；

图6示出了在方法步骤e)期间的电阻器布置的部分的截面图；

图7示出了具有紧固到其上的电路板的电阻器布置的部分的截面图；

图8示出了具有紧固到其上的电路板和具有凸部的接触元件的电阻器布置的部分的截面图；

图9示出了具有紧固到其上的电路板和具有锥形区段的接触元件的电阻器布置的部分的截面图；

其中附图标记表示：

1 装置

2 电阻器布置

3、3’ 连接元件

4 电阻器元件

5 接触元件

51 凸部

52 端面

53 空腔

55 区段

56 突出部

8 电路板

81 上侧

9 通孔

91 内表面

92 导电材料

11 冲模

12 凹模

121 凹部

122 内部工具

14 膨胀装置

A 纵向轴线

H 高度

T 穿透深度

D 厚度

在所有附图中，彼此对应的部件设置有相同的参考标记。

具体实施方式

图1示出了尚未具有接触元件的电阻器布置2的斜视图。电阻器布置2具有两个端子连接元件3、3’和定位在两个连接元件3、3’之间的电阻器元件4。连接元件3、3’和电阻器元件4各个都是板形的。电阻器元件4的厚度稍微地小于两个连接元件3、3’的分别的厚度。电阻器布置2可在两个连接元件3、3’处连接至电路。为此目的，两个连接元件3、3’可具有连接装置(未示出)，例如钻孔。这些连接装置各个安装在连接元件3、3’的远离电阻器元件4的区域中。电阻器元件4相对于电流的方向位于连接元件3、3’之间。当电流流动时，跨电阻器元件4的电压下降，基于该电压能够确定流经电阻器布置2的电流的强度。

图2示出了根据图1的电阻器布置2的侧视图。如已知的，通过纵向接缝焊接三个条带，以形成一种复合材料，然后将焊接的复合材料切割成一定长度，可以制造如图1和2所示的电阻器布置2。

图3示出了在方法步骤b)结束时，根据图1和图2的电阻器布置2的放大部分的截面图。具有凹部121和布置在凹部121中的内部工具122的凹模12已经被定位在连接元件3的上侧上。冲模11在连接元件3的下侧已穿透到连接元件3的材料中，这通过向上指向的箭头表示。冲模11被定位成使得其位于与凹模12的凹部121相对。冲模11的穿透已经使连接元件3的材料基本上垂直于连接元件3的表面变形，并且将其移位到由凹部121和内部工具122所限定的凹模12的空闲空间中。这已经形成了材料突出部，该材料突出部形成接触元件5。内部工具122具有这种效果：接触元件5具有空腔，该空腔在移除内部工具122后在一侧上是开放的。

图4示出了在方法步骤b)之后具有模制的接触元件5的电阻器布置2的放大部分的截面视图。已经移除了冲模11和凹模12。为了有利于冲模11和凹模12的移除，冲模11、凹模12中的凹部121和内部工具122可以各个具有斜面的脱模轮廓。因此，模制的接触元件5可以相应地同样具有斜面的轮廓。由脱模斜面与连接元件3的表面的法线形成的角度通常约为2°。由于与法线的这种小的偏差，在图中未明确地示例斜面。

接触元件5具有纵向轴线A，该纵向轴线被定向为垂直于连接元件3的表面。此外，接触元件5具有远离连接元件3以及因此远离电阻器布置2的端面52。从这个端面52开始，空腔53沿着接触元件5的纵向轴线A延伸。在所示的情况下，该空腔53约延伸到连接元件3的未变形表面。然而，出于制造原因，可能有利的是模制接触元件5，这样使得空腔53较少地延伸到接触元件5中，或者作为替代方案，使得空腔53延伸远至连接元件3的材料中。由于空腔53，接触元件5具有套筒的形状，该套筒在一侧是闭合的，并且在另一侧是开放的。接触元件5的高度由符号H表示。从连接元件3的未变形表面开始到接触元件5的端面52测量高度H。

提供接触元件5，以便分接跨电阻器元件4下降的电压。为了使测量值的失真最小化，接触元件5已经从连接元件3模制成使得它被定位成靠近连接元件3与电阻器元件4之间的连接点。

图5示出了根据图4的电阻器布置2的放大部分的截面视图，该电阻器布置附加地具有被定位在电阻器布置2上并且具有厚度D的电路板8。因此，图5示出了遵循方法步骤d)的电阻器布置2和电路板8。电路板8具有通孔9。导电材料92存在于电路板8的通孔9的内表面91上，并且为了清楚起见未更详细地示出。电路板8已经被定位成使得接触元件5伸入到通孔9中达到穿透深度T。在所示情况下，穿透深度T稍微地小于电路板8的厚度D，使得接触元件5的端面52不终止为与电路板8的上侧81齐平，而是仍稍微地位于通孔9内。穿透深度T为电路板8的厚度D的约90％。通孔9的薄宽度稍微地大于接触元件5的外部尺寸。在所示的示例性实施方式中，电路板8不直接地位于连接元件3上，例如，这可以使用间隔件(未示出)来实现。电路板8与电阻器元件4之间的大间距是有利的，因为由此能够快速地消散电阻器元件中产生的热量。为了清楚起见，未示出可能存在于电路板8上的电子部件。

图6示出了在方法步骤e)期间的电阻器布置2的放大部分的截面图。锥形膨胀装置14在箭头的方向上被插入到接触元件5的空腔53中。膨胀装置14的外部尺寸被选择为使得膨胀装置14的锥形形状在径向方向上向外地，也就是说朝向通孔9的内表面91移位接触元件5的材料。接触元件5由此与通孔9的内表面91上的导电材料92接触，从而形成导电连接。图6中示出的膨胀装置14可以是保持在接触元件5的空腔53中的本体，或者可以是工具的工作区域，该工具在膨胀之后再次从接触元件5的空腔53移除。

图7示出了在移除用于膨胀的工具之后，根据图6的电阻器布置2的放大部分的截面图。图7同时表示使用电阻器布置2用于测量电流强度的装置1的部分的截面图。

图8示出了作为另一示例性实施方式，用于测量电流强度的装置1的部分的截面图，该装置具有电阻器布置2和定位在电阻器布置2上的电路板8。接触元件5具有环绕凸部51，电路板8位于该环绕凸部上。为此目的，接触元件5被设计为使得接触元件5的外部尺寸在直接地邻接连接元件3的子区域中大于电路板8的通孔9的薄宽度。因此，电路板8既不位于连接元件3上也不位于电阻器元件4上，即使没有附加的间隔件。当从连接元件3的材料模制接触元件5时，已经考虑了凸部51的高度。电路板8通过接触元件5接触，其方式与图6所示并结合图6说明的示例性实施方式相同。

图9示出了作为另一示例性实施方式，用于测量电流强度的装置1的部分的截面图，该装置具有电阻器布置2和定位在电阻器布置2上的电路板8。在连接元件3与电路板8之间的接触元件5具有区段55，该区段具有直接地邻接电路板8的锥形外部轮廓。此外，接触元件5在电路板8上方具有突出部56。接触元件5在这个突出部56的区域中已经呈锥形膨胀。接触元件5由此在横向方向上在电路板8的上侧81上方突出。由于接触元件5在其突出部56的区域中的锥形膨胀，电路板8已经在朝向连接元件3的方向上移动，并且因此被按压到位于电路板8与连接元件3之间的接触元件5的锥形区段55上。由此，以摩擦方式在接触元件的纵向轴线A的方向上紧固电路板8。

为了更好的易读性，在图1至图9中，已经基于电阻器布置2通过实施例的方式说明了本发明，该电阻器布置2仅包括一个电阻器元件4和两个端子连接元件3、3’。还可以将上述方法应用于具有两个或更多个电阻器元件以及至少一个另外的连接元件的电阻器布置，所述至少一个另外的连接元件相对于可能的电流路径布置在两个电阻器元件之间。在这种情况下，电阻器布置可以被配置成使得相同的电流流经至少两个电阻器元件，由此允许冗余电流测量，或者不同的电流流经至少两个电阻器元件，由此允许测量部分电流。如参照以上说明，参见图1至9，并且参照这些示例性实施方式所解释的，用于模制接触元件5和用于建立与电路板8的电连接的方法在这些情况下还可以用于由布置在两个电阻器元件之间的连接元件的材料模制一个或多个接触元件5。

Claims (14)

1.一种使用电阻器布置(2)用于测量电流强度的装置(1)的制造方法，其中该方法包括以下步骤：

a)提供电阻器布置(2)，所述电阻器布置包括至少两个连接元件(3，3’)以及相对于电流方向布置在连接元件(3，3’)之间的至少一个电阻器元件(4)，其中，一方面至少一个电阻器元件(4)和另一方面连接元件(3，3’)由不同的导电材料构成，

b)从至少一个连接元件(3、3’)的材料或从电阻器元件(4)的材料模制至少一个接触元件(5)，其中，所述接触元件(5)具有纵向轴线(A)，所述纵向轴线限定轴向方向以及与轴向方向垂直的径向方向，并且其中，所述接触元件(5)模制成使得接触元件具有远离电阻器布置(2)的端面(52)，以及在接触元件(5)的远离电阻器布置(2)的端面(52)上开放的空腔(53)，

c)提供电路板(8)，所述电路板具有至少一个通孔(9)，所述通孔具有在其上存在导电材料(92)的内表面(91)，

d)将电路板(8)定位在电阻器布置(2)上，使得电路板(8)具有远离电阻器布置(2)的上侧(81)，并且使得至少一个接触元件(5)至少伸入到通孔(9)中，

e)使用膨胀装置(14)，在径向方向上膨胀接触元件(5)，所述膨胀装置在轴向方向上插入到接触元件(5)的空腔(53)中，以便在接触元件(5)与通孔(9)的内表面(91)上的导电材料(92)之间建立导电连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，膨胀装置(14)被设计为使得接触元件(5)通过膨胀装置(14)的插入而被膨胀。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，膨胀装置(14)被设计成使得接触元件(5)在插入膨胀装置(14)之后被膨胀。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在方法步骤e)中的膨胀在电路板(8)的通孔(9)的内表面(91)与接触元件(5)之间建立摩擦连接。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，接触元件(5)具有高度(H)，所述高度被选择成使得在电路板(8)已被定位之后，接触元件(5)的远离电阻器布置(2)的端面(52)位于电路板(8)的通孔(9)内或者终止为与电路板(8)的上侧(81)齐平。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在方法步骤b)中，通过压花步骤或通过挤出，模制接触元件(5)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，为了成形接触元件(5)，使用具有对应于接触元件(5)的外部轮廓的至少一个凹部(121)和定位在凹部(121)中的至少一个内部工具(122)的凹模(12)来模制空腔(53)，并且，在方法步骤b)期间，内部工具(122)在接触元件(5)的纵向轴线(A)的方向上相对于凹部(121)移动。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在方法步骤e)中，通过使用超声或使用激光加热接触元件(5)的材料来辅助接触元件(5)的膨胀。

9.一种用于测量电流强度的装置(1)，所述装置包括电阻器布置(2)和电路板(8)，所述电路板机械地且电连接至电阻器布置(2)，其中，所述电阻器布置(2)包括至少两个连接元件(3、3’)以及相对于电流方向布置在连接元件(3、3’)之间的至少一个电阻器元件(4)，其中，一方面至少一个电阻器元件(4)和另一方面连接元件(3、3’)由不同的导电材料构成，

并且其中，电路板(8)具有至少一个通孔(9)，所述通孔具有在其上存在导电材料(92)的内表面(91)，

其特征在于，所述电阻器布置(2)具有至少一个接触元件(5)，所述至少一个接触元件具有纵向轴线(A)，接触元件整体地连接至连接元件(3、3’)中的一个，并且由连接元件(3、3’)的材料机械加工，或者整体地连接至电阻器元件(4)，并且由电阻器元件(4)的材料机械加工，

并且借助于接触元件(5)至少伸入到电路板(8)的通孔(9)中，并且摩擦地连接到通孔(9)的内表面(91)上的导电材料(92)上，电阻器布置(2)导电地和机械地连接到电路板(8)，

其中，接触元件(5)具有远离电阻器布置(2)的端面(52)，以及在接触元件(5)的远离电阻器布置(2)的端面(52)上开放的空腔(53)，并且其中，接触元件(5)在从其端面(52)到空腔(53)的过渡处具有锥形轮廓。

10.根据权利要求9所述的装置(1)，其特征在于，接触元件(5)具有的高度(H)，所述高度被选择为使得接触元件(5)的远离电阻器布置(2)的端面(52)位于电路板(8)的通孔(9)内或者终止为与电路板(8)的上侧(81)齐平。

11.根据权利要求9所述的装置(1)，其特征在于，在电路板(8)的远离电阻器布置(2)的那侧上的接触元件(5)具有位于电路板(8)上方的突出部(56)，并且在该突出部(56)的区域中被侧向地加宽，以便紧固电路板(8)。

12.根据权利要求11所述的装置(1)，其特征在于，在连接元件(3，3’)与电路板(8)之间的接触元件(5)具有区段(55)，所述区段具有锥形的外部轮廓，使得接触元件(5)的截面表面面积朝向连接元件(3，3’)增加。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的装置(1)，其特征在于，至少一个接触元件(5)具有凸部(51)，电路板(8)以电路板(8)与电阻器布置(2)间隔开的方式位于凸部上。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的装置(1)，其特征在于，至少一个接触元件(5)具有表面，所述表面具有金属涂层，特别地包含锡、银或镍的涂层。

Images