DE102009029589A1

DE102009029589A1 - Electrical series resistor for use in resistor unit for speed control of air in blower or air conditioning system of motor vehicle, has contact elements electrical connected with metallic coating in force-fit and/or material fit manner

Info

Publication number: DE102009029589A1
Application number: DE200910029589
Authority: DE
Inventors: Thomas Bielesch; Palph-Peter Dipl.-Phys. Reinhardt; Eckhard Dipl.-Ing. Munkow
Original assignee: Behr GmbH and Co KG; Pantrac GmbH
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2011-04-21

Abstract

The resistor has a resistor body (10) with carbon and a metallic coating (20) at one of two ends (11, 12) for producing or discharging electric current. Contact elements are electrical connected with the metallic coating in a force-fit and/or material fit manner by soldering or clamping. The metallic coating with the contact elements is provided at each end of the resistor body. The contact element is designed as a U-profile, where legs of the U-profile sectionally include the resistance body. Independent claims are also included for the following: (1) a method for manufacturing a series resistor (2) a connection element for connecting and electrical contacting of a set of resistors (3) a method for manufacturing a resistor unit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Vorwiderstand sowie ein Verfahren zur Herstellung des Vorwiderstandes und ein Verbindungselement zur Verbindung und elektrischen Kontaktierung einer Mehrzahl von Widerständen, insbesondere der erfindungsgemäßen Vorwiderstände, sowie eine Widerstandseinheit, welche eine Mehrzahl der erfindungsgemäßen Vorwiderstände umfasst und ein Verfahren zur Herstellung der Widerstandseinheit. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Widerstandssteckeinheit, welche vorzugsweise erfindungsgemäße Vorwiderstände umfasst. Ergänzt wird die vorliegende Erfindung durch die Verwendung der Widerstandssteckeinheit zur Drehzahlsteuerung.The present invention relates to an electrical series resistor and to a method for producing the series resistor and a connecting element for connecting and electrically contacting a plurality of resistors, in particular the series resistors according to the invention, as well as a resistance unit which comprises a plurality of series resistors according to the invention and a method for producing the resistance unit , Moreover, the present invention relates to a resistance plug-in unit, which preferably comprises series resistors according to the invention. The present invention is supplemented by the use of the resistance plug-in unit for speed control.

Elektrische Vorwiderstände dienen zur Beeinflussung der Stromstärke, die bestimmten, elektrische Energie verbrauchenden Aggregaten zuzuführen ist. Je höher dabei der elektrische Widerstand ist, umso geringer ist die Stromstärke. Bekannte übliche Vorwiderstände umfassen zur Widerstandserhöhung angeordnete Drähte, die in mehreren Windungen auf einem Träger angeordnet sind. Nachteilig an diesen Vorwiderständen ist, dass sich diese bei kurzzeitiger elektrischer Überlast, z. B. aufgrund hoher Anlaufströme, außerordentlich stark erwärmen können und dadurch zu einer Gefährdung von angrenzenden Bauteilen führen können. Das heißt, dass bei diesen Drahtwindungen umfassenden Vorwiderständen eine ausreichende Wärmeabfuhr in einem bestimmten Zeitintervall ggf. nicht realisierbar ist. Außerdem ist die Formgebung des Vorwiderstandes bzw. der Drahtwindungen im Wesentlichen durch die Materialzusammensetzung des Drahtes bestimmt, die wiederum abhängig ist von der gewünschten Wärmeleitfähigkeit und dem zu realisierenden Widerstandswert und der erforderlichen Leistung bzw. Stromstärke.Electrical series resistors are used to influence the current that is to be supplied to certain, electrical energy consuming units. The higher the electrical resistance, the lower the current. Known common series resistors comprise wires arranged to increase the resistance, which are arranged in a plurality of windings on a carrier. A disadvantage of these series resistors is that these short-term electrical overload, z. B. due to high start-up currents, can heat extremely high, thereby leading to a threat from adjacent components. This means that in these wire windings comprehensive series resistors sufficient heat dissipation in a certain time interval may not be feasible. In addition, the shape of the Vorwiderstandes or the wire windings is essentially determined by the material composition of the wire, which in turn is dependent on the desired thermal conductivity and the resistance value to be realized and the required power or current.

Zur Überwindung dieser Probleme wurden Widerstände aus einem Karbon-haltigen Material hergestellt, die üblicherweise an Sockelelementen zur Kontaktierung mit Stromleitern befestigt werden. Die Befestigung erfolgt dabei durch Niet- oder Schraubverbindungen. Die Herstellung eines solchen Karbonwiderstandes bedingt somit einen relativ hohen Fertigungsaufwand. Hinsichtlich des Übergangswiderstandes zwischen der Niet- oder Schraubverbindung und dem Widerstandskörper müssen aufgrund von Fertigungstoleranzen und ggf. auftretenden Korrosionen unterschiedliche Widerstandswerte in Kauf genommen werden.To overcome these problems, resistors have been fabricated from a carbon-containing material, which are typically attached to pedestals for contacting with conductors. The attachment is carried out by rivet or screw. The production of such a carbon resistor thus requires a relatively high production cost. With regard to the contact resistance between the rivet or screw connection and the resistance body, different resistance values must be accepted due to manufacturing tolerances and possibly occurring corrosion.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Vorwiderstand sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Verbindungselement zur Verbindung mehrerer erfindungsgemäßer Vorwiderstände sowie eine daraus hergestellte Widerstandseinheit und ein Verfahren zur Herstellung der Widerstandseinheit sowie eine geeignete Widerstandssteckeinheit zur Steckkontaktierung mit elektrischen Leitern zur Verfügung zu stellen, wobei die genannten Bauteile in einer einfachen, kostengünstigen Fertigung herzustellen sein sollen und unanfällig gegen Korrosion sowie Fertigungstoleranzen sein sollen.The present invention is therefore based on the object, an electrical resistor and a method for its preparation and a connecting element for connecting a plurality of series resistors and a resistance unit made therefrom and a method for producing the resistance unit and a suitable resistance plug-in unit for plug contacting with electrical conductors available provide, said components should be produced in a simple, inexpensive production and should be immune to corrosion and manufacturing tolerances.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den elektrischen Vorwiderstand gemäß Anspruch 1 sowie durch das Verfahren zur Herstellung des Vorwiderstandes gemäß Anspruch 8 gelöst. Außerdem wird zur Lösung der Aufgabe ein Verbindungselement gemäß Anspruch 9 sowie eine Widerstandseinheit, welche erfindungsgemäße Vorwiderstände und das Verbindungselement umfasst, zur Verfügung gestellt. Ergänzt wird die Lösung der Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung der Widerstandseinheit sowie durch eine Widerstandssteckeinheit, in welcher die Vorwiderstände angeordnet sind. Außerdem wird erfindungsgemäß die Verwendung der Widerstandssteckeinheit angegeben.This object is achieved by the electrical series resistor according to claim 1 and by the method for producing the series resistor according to claim 8. In addition, to solve the problem, a connecting element according to claim 9 and a resistance unit, which inventive Vorwiderstände and the connecting element comprises, provided. The solution to the problem is supplemented by a method for producing the resistance unit and by a resistance plug-in unit in which the series resistors are arranged. In addition, the use of the resistance plug-in unit according to the invention is indicated.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des elektrischen Vorwiderstandes sind in Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben.Advantageous embodiments of the electrical series resistor are specified in subclaims 2 to 7.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Widerstandssteckeinheit sind in den Unteransprüchen 13 und 14 angegeben.Advantageous embodiments of the resistance plug-in unit are specified in the subclaims 13 and 14.

Es wird erfindungsgemäß ein elektrischer Vorwiderstand mit einem zum Zweck der Stromstärkenänderung stromdurchfließbaren Widerstandskörper zur Verfügung gestellt, wobei der Widerstandskörper Karbon umfasst und an wenigstens einem seiner Enden lediglich bereichsweise eine metallische Beschichtung aufweist zur Ein- oder Ableitung des elektrischen Stromes, und der wenigstens ein Kontaktelement aufweist, welches mit der metallischen Beschichtung elektrisch kontaktierend verbunden ist, wobei das Kontaktelement auf der metallischen Beschichtung kraft- und/oder stoffschlüssig befestigt ist. Der erfindungsgemäße Vorwiderstand dient zur Minderung der Stromstärke aufgrund seines Ohmschen Widerstandes. Die am Widerstandskörper befestigten Kontaktelemente dienen zur Kontaktierung von stromleitenden Bauelementen wie z. B. Leitungen, an die der Vorwiderstand anzuschließen ist. Der Karbonanteil sollte wenigstens 50% betragen, bevorzugt ist jedoch der Widerstandskörper aus reinem Karbon zu fertigen. Der Vorwiderstand kann dabei ein NTC- oder PTC-Verhalten aufweisen. Die metallische Beschichtung sollte derart am Widerstandskörper angeordnet sein, dass lediglich an den beiden Enden, die zur Stromein- bzw. zur Stromableitung dienen, bereichsweise eine metallische Schicht aufgebracht ist. Das heißt, dass zwischen den beiden Enden des Widerstandskörpers bevorzugt keine Beschichtung auf dem Widerstandskörper vorhanden ist, so dass der Stromfluss alleine nur durch den Karbon-Körper erfolgt.According to the invention, an electrical series resistor is provided with a resistance body which is flow-current-flowable for the purpose of amending the current. The resistance body comprises carbon and only partially has a metallic coating on at least one of its ends for introducing or removing the electric current, and has at least one contact element , which is electrically connected to the metallic coating, wherein the contact element on the metallic coating force and / or materially secured. The series resistor according to the invention serves to reduce the current due to its ohmic resistance. The attached to the resistor body contact elements are used for contacting current-carrying components such. B. lines to which the series resistor is to be connected. The carbon content should be at least 50%, but it is preferable to make the pure carbon body. The series resistor can have an NTC or PTC behavior. The metallic coating should be arranged on the resistor body in such a way that a metallic layer is applied in regions only at the two ends which serve for the current input or the current discharge. This means that between the two ends of the resistor body preferably no coating on the resistor body is present, so that the Current flow only occurs through the carbon body.

In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass an jedem Ende des Widerstandskörpers die metallische Beschichtung mit dem darauf befestigten Kontaktelement vorhanden ist. Das Material der metallischen Beschichtung kann dabei Kupfer, Zink, Nickel, Beryllium, Aluminium, Silber, Gold oder insbesondere Zinn oder ein geeignetes Gemisch aus diesen Elementen sein. Die metallische Beschichtung dient bei Lötverfahren, insbesondere bei Ofenerwärmung, gleichzeitig als Lotmittel bzw. als Flussmittel für ein extra aufzubringendes Lotmittel zur Befestigung des jeweiligen Kontaktelementes. Bei Verwendung von Zinn kann in diesem gleich ein geeignetes extra Flussmittel für die Lötung enthalten sein. Dabei kann es auch sein, dass mehrere Schichten an einem Ende des Widerstandskörpers vorhanden sind, so z. B. dass eine Zink-Schicht auf dem Widerstandskörper angeordnet ist und darüber als Lotmaterial eine Zinn-Schicht. Die metallische Beschichtung kann auch derart ausgestaltet sein, dass an Jedem Ende des Widerstandskörpers die metallische Beschichtung ein anderes Material enthält und/oder eine andere Art der Befestigung der Kontaktelemente realisiert ist.In a preferred embodiment it is provided that at each end of the resistor body, the metallic coating with the contact element mounted thereon is present. The material of the metallic coating may be copper, zinc, nickel, beryllium, aluminum, silver, gold or in particular tin or a suitable mixture of these elements. The metallic coating is used in soldering, especially in furnace heating, at the same time as solder or as a flux for an extra applied solder for fixing the respective contact element. When tin is used, a suitable extra flux for the soldering may be included in it immediately. It may also be that several layers are present at one end of the resistor body, such. B. that a zinc layer is disposed on the resistor body and about it as a solder material, a tin layer. The metallic coating can also be designed such that at each end of the resistor body the metallic coating contains a different material and / or a different way of fastening the contact elements is realized.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass wenigstens eines der Kontaktelemente mit der metallischen Beschichtung mittels Lötung verbunden ist. Zur Realisierung eines effizienten, automatisierten Herstellungsprozesses ist natürlich die Lötung beider Kontaktelemente an den beiden Enden des Vorwiderstandes vorgesehen.It is preferably provided that at least one of the contact elements is connected to the metallic coating by means of soldering. To realize an efficient, automated manufacturing process, of course, the soldering of both contact elements is provided at the two ends of the series resistor.

In alternativer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Kontaktelemente mit der metallischen Beschichtung mittel Klemmung verbunden ist. Die Befestigung mittels Klemmung, die eine kraftschlüssige Verbindung realisiert, kann ggf. auch mit einer Lötverbindung kombiniert werden, so dass ein bereits geklemmtes Kontaktelement anschließend noch mit der metallischen Beschichtung verlötet und somit stoffschlüssig verbunden wird.In an alternative embodiment, it can be provided that at least one of the contact elements is connected to the metallic coating by means of clamping. The attachment by means of clamping, which realizes a non-positive connection, can optionally also be combined with a solder joint, so that an already clamped contact element is subsequently soldered to the metallic coating and thus connected in a materially bonded manner.

Zur Realisierung eines zumindest geringfügigen Formschlusses neben der stoffschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen Kontaktelement und metallischer Beschichtung ist vorgesehen, dass das Kontaktelement die Form eines U-Profils hat, wobei die Schenkel des U-Profils den Widerstandskörper abschnittsweise umfassen. Das heißt, dass das Kontaktelement vorzugsweise die Form eine länglichen Metallkappe hat, so dass der Widerstandskörper zwischen den Schenkeln des U-Profils gelagert ist und dort von diesem eingeklemmt ist und/oder mit der metallischen Schicht auf dem Widerstandskörper verlötet ist. Das U-Profil bietet ein erhöhtes Flächenträgheitsmoment und somit eine erhöhte Torsionsund Biegesteifigkeit, neben dem Vorteil der Herstellung des Formschlusses. Dabei kann das Kontaktelement im Bereich der U-Profilschenkel mit Schlitzen ausgeführt sein, so dass im Wesentlichen kammförmige Schenkel den Widerstandskörper umfassen, die aufgrund ihrer Flexibilität besonders gut unterschiedliche Wärmeausdehnungen des Widerstandskörpers in seinem Breiten- und Höhenmaß kompensieren können. Dabei ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausgestaltung der Kontaktelemente als U-Profil eingeschränkt, sondern es können dagegen auch einfache Blechstreifen eingesetzt werden, die mit der metallischen Beschichtung verlötet werden.To realize an at least slight form fit in addition to the cohesive and / or non-positive connection between the contact element and metallic coating is provided that the contact element has the shape of a U-profile, wherein the legs of the U-profile sections comprise the resistor body. That is, the contact element preferably has the shape of an elongated metal cap, so that the resistance body is mounted between the legs of the U-profile and is clamped by the latter and / or soldered to the metallic layer on the resistance body. The U-profile provides an increased area moment of inertia and thus an increased torsional and bending stiffness, in addition to the advantage of producing the positive connection. In this case, the contact element in the region of the U-profile legs can be designed with slots, so that essentially comb-shaped legs comprise the resistance body, which can compensate for its flexibility particularly well different thermal expansions of the resistance body in its width and height dimensions. In this case, the present invention is not limited to the configuration of the contact elements as a U-profile, but it can also be used on the other hand, simple metal strips, which are soldered to the metallic coating.

Bei der Verlötung des Kontaktelementes weist das Kontaktelement vorzugsweise ebenfalls eine Beschichtung mit Lot auf, so dass bei Erwärmung im Durchlaufofen oder auch unter Ausnutzung anderer Wärmequellen das Kontaktelement auf einfache Weise mit der metallischen Beschichtung verlötet werden kann.When soldering the contact element, the contact element preferably also has a coating with solder, so that when heated in a continuous furnace or by utilizing other heat sources, the contact element can be easily soldered to the metallic coating.

In bevorzugter Ausgestaltung umfasst das Kontaktelement wenigstens ein Durchgangsloch, welches bei Verlötung des Kontaktelementes mit der metallischen Beschichtung zur Zuführung von Lot und/oder zur Bereitstellung von wenigstens einer Kante dient, mit der sich das Lot verbinden kann. Vorteilhafterweise sind mehr als ein Loch, z. B. drei Löcher in jedem Schenkel eines U-Profilförmigen Kontaktelements angeordnet. Alternativ zur Nutzung des Durchgangsloches zur Herstellung einer Lötverbindung kann dieses auch zur Einbringung einer Niete oder Schraube dienen.In a preferred embodiment, the contact element comprises at least one through-hole, which serves in soldering the contact element with the metallic coating for supplying solder and / or for providing at least one edge, with which the solder can connect. Advantageously, more than one hole, z. B. three holes arranged in each leg of a U-shaped contact element. As an alternative to using the through hole for producing a solder joint, this can also be used to introduce a rivet or screw.

Der Widerstandskörper des elektrischen Vorwiderstandes sollte vorzugsweise die Form eines Quaders aufweisen, wobei allerdings auch andere geometrische Formen wie z. B. eine Stabform oder auch eine Rohrform, ggf. auch eine Form mit Querschnitt einer Tragfläche oder Ellipse zur Strömungsminimierung, verwendet werden kann.The resistor body of the electrical series resistor should preferably have the shape of a cuboid, although other geometric shapes such. B. a rod shape or a tube shape, possibly also a shape with a cross-section of a wing or ellipse to minimize flow can be used.

Erfindungsgemäß wird außerdem ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Vorwiderstandes zur Verfügung gestellt, wobei der Widerstandskörper an wenigstens einem seiner Enden mit einer lediglich bereichsweisen metallischen Beschichtung zur Ein- oder Ableitung des elektrischen Stromes versehen wird, und auf dieser metallischen Beschichtung wenigstens ein Kontaktelement die metallische Beschichtung elektrisch kontaktierend befestigt wird, wobei das Kontaktelement mit der metallischen Beschichtung kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden wird. Die Aufbringung der metallischen Beschichtung erfolgt dabei vorzugsweise mittels eines Sprühverfahrens oder bei Verwendung von Zinn als Material für die metallische Beschichtung und/oder Lot auch mittels einer Tauchverzinnung.According to the invention, a method for producing the series resistor according to the invention is also provided, wherein the resistor body is provided at least at one of its ends with a metallic metallic coating for introducing or removing the electrical current, and on this metallic coating at least one contact element, the metallic coating is fixed electrically contacting, wherein the contact element with the metallic coating force and / or materially connected. The application of the metallic coating is preferably carried out by means of a spraying process or during use of tin as a material for the metallic coating and / or solder also by means of an immersion tinning.

Vorteilhafterweise wird das Kontaktelement auf der metallischen Beschichtung wie erwähnt mittels Löten befestigt. Das Lötverfahren kann z. B. mittels Laser, Infrarotlichtquelle oder eines Durchlaufofens als Wärmequelle erfolgen. Dabei kann die Fertigung auch derart erfolgen, dass ein Kontaktelement nur auf einer Seite bzw. an nur einem Ende des Widerstandskörpers angelötet wird und auf der anderen Seite ein Kontaktelement mittels Klemmung befestigt wird.Advantageously, the contact element on the metallic coating is fixed as mentioned by means of soldering. The soldering can z. B. by laser, infrared light source or a continuous furnace as a heat source. In this case, the production can also be such that a contact element is soldered only on one side or at only one end of the resistor body and on the other side a contact element is fixed by means of clamping.

Zur Verbindung und elektrischen Kontaktierung einer Mehrzahl von Widerständen, insbesondere einer Mehrzahl der erfindungsgemäßen Vorwiderstände, wird außerdem erfindungsgemäß ein Verbindungselement zur Verfügung gestellt, wobei das Verbindungselement einen Blechstreifen umfasst, der zumindest einen durchgängigen Bereich über seine Länge aufweist und daran angeordnet eine Mehrzahl von Blechlaschen, die jeweils paarweise als ein Kontaktelement mit U-Profil-Form zur Klemmung und/oder Lötung mit der metallischen Beschichtung ausgestaltet bzw. formbar sind. Ein solcher Blechstreifen hat somit im Wesentlichen eine Kammform, wobei seine einzelnen Blechlaschen derart gebogen bzw. biegbar sind, dass sie jeweils ein U-Profil des Kontaktelementes herstellen bzw. herstellen können.For connecting and electrically contacting a plurality of resistors, in particular a plurality of series resistors according to the invention, a connecting element is also provided according to the invention, wherein the connecting element comprises a metal strip having at least one continuous region over its length and arranged thereon a plurality of metal tabs, each configured in pairs or formable as a contact element with a U-profile shape for clamping and / or soldering with the metallic coating. Such a metal strip thus has essentially a comb shape, wherein its individual metal tabs are bent or bendable such that they can each produce or produce a U-profile of the contact element.

Es lässt sich somit eine erfindungsgemäße Widerstandseinheit zur Verfügung stellen, die wenigstens zwei der erfindungsgemäßen Vorwiderstände, miteinander parallel oder in Reihe geschaltet, umfasst, wobei die Vorwiderstände mittels des Verbindungselementes verbunden sind. Bevorzugt ist eine Vielzahl von Kontaktelementen aus dem Blechstreifen geformt, wobei bei Verbindung eines ersten Blechstreifens mit den jeweiligen ersten Enden der Widerstandskörper und Verbindung eines zweiten Blechstreifens mit den jeweils zweiten Enden der Widerstandskörper die Widerstandskörper in Parallelschaltung angeordnet sind. Bei Unterbrechung des jeweiligen Blechstreifens ist auch eine Reihenschaltung der Vorwiderstände möglich.A resistance unit according to the invention can thus be provided which comprises at least two of the series resistors according to the invention, connected in parallel with one another or in series, the series resistors being connected by means of the connecting element. Preferably, a plurality of contact elements is formed from the sheet metal strip, wherein when connecting a first metal strip with the respective first ends of the resistor body and connection of a second sheet metal strip with the respective second ends of the resistor body, the resistor bodies are arranged in parallel. When the respective metal strip is interrupted, it is also possible to connect the series resistors in series.

Es wird außerdem ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Widerstandseinheit zur Verfügung gestellt, wobei eine Mehrzahl der erfindungsgemäßen Vorwiderstände und wenigstens ein erfindungsgemäßes Verbindungselement zur Verfügung gestellt werden und die Vorwiderstände an dem Verbindungselement elektrisch leitfähig befestigt werden. Die Befestigung der Vorwiderstände am Verbindungselement bzw. die Befestigung der Widerstandskörper an den Blechlaschen des Verbindungselementes kann, wie bereits beschrieben, mittels Klemmung und/oder Lötung erfolgen. Bei Ausgestaltung des Verbindungselementes als Endlosband können eine Vielzahl der Vorwiderstände am Endlosband befestigt werden und anschließend durch Zerschneiden des Endlosbandes die gewünschte Anzahl von Vorwiderständen, die dann bereits in elektrischer Verbindung zueinander vorliegen, zur Verfügung gestellt werden. Es lässt sich auch derart die beschriebene Reihen- oder Parallelschaltung in einfacher Weise realisieren. Der Vorteil dieser Herstellung der Widerstandseinheit liegt insbesondere in der Verminderung der Anzahl der Schweißstellen und somit generell in der Minimierung der Fertigungskosten. Außerdem lässt sich die Widerstandseinheit mit verringertem bzw. genauer bestimmbarem Übergangswiderstand zwischen den einzelnen Vorwiderständen realisieren und die Spaltkorrosionsgefahr mindern.In addition, a method for producing the resistance unit according to the invention is made available, wherein a plurality of the series resistors according to the invention and at least one connecting element according to the invention are made available and the series resistors are electrically conductively fixed to the connecting element. The attachment of the series resistors on the connecting element or the attachment of the resistance body to the metal tabs of the connecting element can, as already described, be effected by means of clamping and / or soldering. In the embodiment of the connecting element as an endless belt a plurality of the series resistors can be attached to the endless belt and then by cutting the endless belt, the desired number of series resistors, which are then already in electrical connection to each other, are provided. It is also possible to realize the described series or parallel connection in a simple manner. The advantage of this production of the resistance unit lies in particular in the reduction of the number of welds and thus generally in the minimization of the manufacturing costs. In addition, the resistance unit can be realized with reduced or more precisely determinable contact resistance between the individual series resistors and reduce the risk of crevice corrosion.

Zur Lösung der Aufgabe wird außerdem eine Widerstandssteckeinheit mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Vorwiderstand und einem Sockelelement, in dem Steckkontakte angeordnet sind, zur Verfügung gestellt, wobei die Steckkontakte mit Stromleitern verbunden sind, an denen der Vorwiderstand zwei der Stromleiter elektrisch kontaktierend befestigt ist. Das Sockelelement kann auch als Steckergehäuse bezeichnet werden. Die Befestigung des Kontaktelementes an den Stromleitern erfolgt vorzugsweise mittels Schweißen. Durch die Unterbrechung der Stromleiter an geeigneter Stelle lässt sich eine Reihenschaltung realisieren, wobei der Stromfluss mäanderförmig verläuft. Stromleiter und Steckkontakte können ggf. auch einstückig ausgebildet sein.To solve the problem, a resistance plug-in unit with at least one series resistor according to the invention and a base element, are provided in the plug contacts, provided, wherein the plug contacts are connected to conductors, where the resistor two of the conductors is electrically contacted. The base element may also be referred to as a plug housing. The attachment of the contact element to the conductors is preferably carried out by welding. By interrupting the conductor at a suitable location, a series connection can be realized, wherein the current flow is meandering. If necessary, current conductors and plug-in contacts can also be formed in one piece.

In bevorzugter Ausgestaltung sind mehrere der erfindungsgemäßen Vorwiderstände mit dem Sockelelement verbunden, wobei die Vorwiderstände als erfindungsgemäße Widerstandseinheit angeordnet sind. In besonderer Ausgestaltung sind dabei zwei U-Profile als Kontaktelemente übereinander angeordnet, wobei das direkt mit der metallischen Beschichtung verbundene Kontaktelement an diesem fest angelötet ist, und das zweite, mit dem ersten Kontaktelement direkt verbundene Kontaktelement vor allem zur Montage und zum Ausgleich von Fertigungsund Montagetoleranzen dient.In a preferred embodiment, a plurality of the series resistors according to the invention are connected to the base element, wherein the series resistors are arranged as a resistance unit according to the invention. In a particular embodiment, two U-profiles are arranged one above the other as contact elements, wherein the contact element connected directly to the metallic coating is soldered to this fixed, and the second, directly connected to the first contact element contact element mainly for mounting and to compensate for manufacturing and assembly tolerances serves.

In bevorzugter Ausgestaltung umfasst die Widerstandssteckeinheit mindestens eine Temperatur-Sicherung, die zwischen wenigstens zwei der Vorwiderstände geschaltet ist. Diese Temperatur-Sicherung ist bei kleiner Bauweise der Widerstandssteckeinheit vorzugsweise eine Mikro-Temperatur-Sicherung zum Schutz des Systems vor Überhitzung. Die Temperatur-Sicherung kann vorzugsweise in Bohrungen oder Lochungen des erfindungsgemäßen Verbindungselementes befestigt sein. Zur optimierten Abführung von Wärme vom Vorwiderstand kann dieser auch ggf. mit einer aufgerauten Oberfläche, wie sie z. B. durch Sandstrahlen erreichbar ist, ausgestaltet sein. Daneben können auch konvexe und/oder konkave Bereiche an der Oberfläche des Widerstandskörpers vorhanden sein, die eine Vergrößerung dessen Gesamtoberfläche bewirken. Derartige konkave oder konvexe Bereiche lassen sich z. B. durch eine entsprechende Profilierierung der formgebenden Fläche eines Presswerkzeuges herstellen, mittels dessen der Vorwiderstand in die gewünschte Form gepresst wird.In a preferred embodiment, the resistance plug-in unit comprises at least one temperature fuse, which is connected between at least two of the series resistors. This temperature fuse is preferably a micro-temperature fuse to protect the system from overheating in small construction of the resistance plug-in unit. The temperature fuse may preferably be fastened in bores or perforations of the connecting element according to the invention. For optimized dissipation of heat from the series resistor this can also possibly with a roughened surface, as z. B. can be reached by sandblasting, be configured. In addition, can also convex and / or concave areas may be present on the surface of the resistor body, which cause an increase in the total surface area. Such concave or convex areas can be z. B. by an appropriate profiling of the forming surface of a pressing tool, by means of which the series resistor is pressed into the desired shape.

Die Erfindung ergänzend wird zudem die Verwendung der erfindungsgemäßen Widerstandssteckeinheit zur Verfügung gestellt, wobei die Widerstandssteckeinheit zur Drehzahlsteuerung, insbesondere zur Drehzahlsteuerung von Lüftern in Gebläsen oder Klimaanlagen von Fahrzeugen verwendet werden soll.The invention additionally provides the use of the resistance plug-in unit according to the invention, wherein the resistance plug-in unit is to be used for speed control, in particular for speed control of fans in fans or air conditioning systems of vehicles.

Der Karbon umfassende Widerstand bzw. das System von Widerständen verbindet hervorragende mechanische Eigenschaften mit der Möglichkeit der vielfältigen Formgebung und demzufolge Anpassung an unterschiedliche Anforderungen, wie z. B. Strömungsverhalten oder durch angrenzende Bauteile vorgegebene geometrische Restriktionen. Anwendungsgebiete sind insbesondere die Verwendung in Fahrzeugen, Sportgeräten oder allgemein im Maschinen- und Gerätebau. Der erfindungsgemäße Vorwiderstand kann somit gleichzeitig die Funktion eines elektrischen Bauteiles sowie die eines mechanisch statisch und/oder dynamisch belasteten Bauteils übernehmen.The carbon-comprising resistor or the system of resistors combines excellent mechanical properties with the possibility of diverse shaping and consequently adaptation to different requirements, such. B. flow behavior or predetermined by adjacent components geometric restrictions. Areas of application are in particular the use in vehicles, sports equipment or in general in mechanical engineering and equipment. The series resistor according to the invention can thus simultaneously assume the function of an electrical component as well as a component subject to mechanical static and / or dynamic loading.

Die Erfindung soll im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert werden.The invention will be explained below with reference to the accompanying drawings.

Es zeigt dabeiIt shows

1 einen Widerstandskörper in Ansicht von der Seite, 1 a resistance body in view from the side,

2 einen Widerstandskörper in Ansicht von der Seite mit einem daran befestigten Kontaktelement, 2 a resistance body in the view from the side with a contact element attached thereto,

3 einen Widerstandskörper in Ansicht von der Seite mit zwei daran befestigten Kontaktelementen, 3 a resistance body in the view from the side with two contact elements attached thereto,

4 einen Widerstandskörper in Ansicht von der Seite mit zwei befestigten Kontaktelementen, von denen eines in Kammbauweise gefertigt ist, 4 a resistance body in side view with two fixed contact elements, one of which is made in comb construction,

5 einen Widerstandskörper in Ansicht von der Seite mit Schlitzen, 5 a resistor body in view from the side with slots,

6 ein Verbindungselement in Ansicht von vorne und Ansicht von der Seite, 6 a fastener in front view and view from the side,

7 ein Blechstreifen, 7 a metal strip,

8 ein Blechstreifen zur Herstellung von Verbindungselementen mit daran angeordneten Kontaktelementen, 8th a sheet metal strip for producing connecting elements with contact elements arranged thereon,

9 eine Widerstandssteckeinheit in perspektivischer Darstellung ohne Vorwiderstände und 9 a resistance plug-in unit in perspective view without series resistors and

10 die Widerstandssteckeinheit in perspektivischer Ansicht mit daran befestigten Vorwiderständen. 10 the resistance plug-in unit in perspective view with attached resistors.

Insbesondere in den 1 bis 5 sind Widerstandskörper 10 erkennbar, an deren erstem Ende 11 und zweitem Ende 12 metallische Beschichtungen 20 angeordnet sind. Den 2 bis 4 ist entnehmbar, dass im Bereich der metallischen Beschichtung 20 auf dieser ein Kontaktelement bzw. ein U-Profil 30 befestigt ist. Die Befestigung des Kontaktelementes 30 auf der metallischen Beschichtung kann wie bereits beschrieben mittels Lötung und/oder Klemmung erfolgen. Das Kontaktelement kann wie in 4 dargestellt eine Kammstruktur 32 aufweisen, so dass eine Mehrzahl von Kammzinken den Widerstandskörper 10 umfassen. Zur Realisierung einer Lötverbindung zwischen dem Kontaktelement 30 und der metallischen Beschichtung 20 kann insbesondere zwischen diesen Kammzinken der Kammstruktur 32 oder auch zwischen dem Kontaktelement 30 im Bereich seines Durchgangsloches 33 die Erwärmung vorgenommen werden und ggf. zusätzliches Lot aufgebracht werden. Daneben können die Durchgangslöcher 33 auch zur Realisierung einer Niet- oder Schraubverbindung dienen.Especially in the 1 to 5 are resistance bodies 10 recognizable, at the first end 11 and second end 12 metallic coatings 20 are arranged. The 2 to 4 is removable, that in the range of the metallic coating 20 on this a contact element or a U-profile 30 is attached. The attachment of the contact element 30 on the metallic coating can be done by soldering and / or clamping as already described. The contact element can as in 4 illustrated a comb structure 32 have, so that a plurality of comb teeth the resistance body 10 include. To realize a solder joint between the contact element 30 and the metallic coating 20 especially between these comb teeth of the comb structure 32 or between the contact element 30 in the area of its through hole 33 the heating be made and possibly additional solder are applied. In addition, the through holes 33 also serve for the realization of a rivet or screw connection.

In 5 ist eine gesonderte Ausführungsform des Widerstandskörpers 10 dargestellt, bei der dieser Schlitze 13 aufweist und somit mehrere Parallelwiderstände ausbildet. Die Schlitze können dabei unterschiedliche Längen haben, wodurch Einfluss auf den Widerstandswert des Vorwiderstandes sowie auf sein Kühlverhalten genommen werden kann.In 5 is a separate embodiment of the resistor body 10 shown at these slots 13 has and thus forms a plurality of parallel resistances. The slots may have different lengths, which can influence the resistance of the series resistor and its cooling behavior can be taken.

Wie in 2 bis 4 ersichtlich, ist an der Unterseite eines jeweiligen Kontaktelementes 30 von diesem umfasst eine Justierfahne 34 angeordnet. Diese Justierfahne 34 dient zur Justierung und/oder Befestigung des Kontaktelementes und somit des gesamten Vorwiderstandes an elektrischen Leitern.As in 2 to 4 can be seen, is at the bottom of a respective contact element 30 this includes an adjusting flag 34 arranged. This adjustment banner 34 used for adjustment and / or attachment of the contact element and thus the entire series resistor to electrical conductors.

In 6 ist dargestellt, dass die Justierfahne 34 eine unterschiedliche Ausprägung haben kann, nämlich indem z. B. ein Federelement in ihr eingearbeitet ist und/oder dass sie weitere Bohrungen aufweist. Das Federelement dient vorteilhafterweise zur formschlüssigen Einrastung in komplementär ausgestalteten Steckgehäusen. Die Bohrungen der Justierfahne dienen bevorzugt zur Befestigung einer Temperatur-Sicherung und/oder weiterer elektronischer Bauelemente und/oder der Befestigung des Kontaktelementes an einem Stromleiter mittels Schraub- oder Nietverbindung.In 6 is shown that the adjustment flag 34 may have a different expression, namely by z. B. a spring element is incorporated in it and / or that it has more holes. The spring element is advantageously used for positive engagement in complementarily designed plug housings. The holes in the Justierfahne are preferably used to attach a temperature fuse and / or other electronic components and / or the attachment of the contact element to a conductor by means of screw or rivet.

In 7 ist das Verbindungselement 40 mit seinem durchgängigen Bereich 41 dargestellt, wobei sich die Blechlaschen 42 vom durchgängigen Bereich erstrecken und bei entsprechender Abwinklung das U-Profil des Kontaktelementes 30 zur Verfügung stellen.In 7 is the connecting element 40 with its continuous area 41 shown, with the metal tabs 42 extend from the continuous area and with a corresponding bend the U-profile of the contact element 30 provide.

In 8 ist das dadurch hergestellte Verbindungselement detaillierter dargestellt. Zur Verbindung einer Vielzahl der Vorwiderstände wird das Verbindungselement 40 gemäß 8 benutzt, wobei ein jeder Widerstandskörper 10 zwischen den beiden Profilschenkeln 31 festgeklemmt werden kann. Es ist ersichtlich, dass sich somit mittels des Verbindungselementes 40 in einfacher Weise eine Parallelschaltung mehrerer Vorwiderstände realisieren lässt. Die Verbindung zwischen den einzelnen Vorwiderständen übernimmt der durchgängige Bereich 41 des Verbindungselementes 40. An diesem angeschlossen sind die Blechlaschen 42, aus denen das U-Profil des Kontaktelementes 30 sowie der Justierfahne 34 geformt werden bzw. bereits geformt sind. Bei Trennung des durchgängigen Bereiches 41 an geeigneten Stellen lässt sich in einfacher Weise auch eine Reihenschaltung der Vorwiderstände realisieren; bei Trennung zwischen jeder zweiten Blechlasche auch eine mäanderförmige Reihenschaltung, da dann jeweils immer nur ein Vorwiderstand in Reihe mit einem benachbarten Vorwiderstand geschaltet ist.In 8th the connecting element produced thereby is shown in more detail. For connecting a plurality of series resistors is the connecting element 40 according to 8th used, with each resistance body 10 between the two profile legs 31 can be clamped. It can be seen that thus by means of the connecting element 40 can easily realize a parallel connection of multiple series resistors. The connection between the individual series resistors takes over the continuous area 41 of the connecting element 40 , Attached to this are the metal tabs 42 that make up the U-profile of the contact element 30 as well as the adjustment flag 34 are formed or already formed. With separation of the continuous area 41 At appropriate points can be realized in a simple manner, a series connection of the series resistors; at separation between each second sheet metal tab and a meandering series connection, since then always only one series resistor is connected in series with an adjacent resistor.

Ebenfalls von der Erfindung umfasst ist das in 9 dargestellte Sockelelement 50, an welchem an der Unterseite nicht dargestellte Steckkontakte angeordnet sind, die über Stromleiter 52 miteinander verbunden sind. An die Stromleiter 52 lassen sich wie in 10 dargestellt die Vorwiderstände, wie z. B. in 3 gezeigt, parallel anschließen. Mittels Schweißstellen 53 zwischen den Justierfahnen 34 der Kontaktelemente 30 und den Stromleitern 52 lassen sich die Vorwiderstände fest mit dem Sockelelement 50 verbinden und somit die erfindungsgemäße Widerstandssteckeinheit zur Verfügung stellen.Also included in the invention is the in 9 illustrated base element 50 , are arranged at which on the underside plug contacts, not shown, via the current conductor 52 connected to each other. To the power conductors 52 can be like in 10 represented the series resistors, such as. In 3 shown, connect in parallel. By means of welds 53 between the adjusting flags 34 the contact elements 30 and the conductors 52 let the series resistors be fixed to the base element 50 connect and thus provide the resistance plug-in unit according to the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Widerstandskörperresistance body
1111: Erstes EndeFirst end
1212: Zweites EndeSecond end
1313: Schlitzslot
2020: metallische Beschichtungmetallic coating
3030: Kontaktelement, U-ProfilContact element, U-profile
3131: Profilschenkelprofile leg
3232: Kammstrukturcomb structure
3333: DurchgangslochThrough Hole
3434: JustierfahneJustierfahne
4040: Verbindungselementconnecting element
4141: Durchgängiger BereichContinuous area
4242: Blechlaschesheet tab
5050: Sockelelementbase element
5151: Steckkontaktplug contact
5252: Stromleiterconductor
5353: Schweißstelleweld

Claims

Electric resistor with a current-flowable for the purpose of amending current resistance body comprising carbon, the resistance body at least one of its ends only partially a metallic coating for input or output of the electric current, and with at least one contact element, which with the metallic coating electrically is connected contact, characterized in that the contact element on the metallic coating force and / or is firmly bonded.

Electric series resistor according to claim 1, characterized in that at each end of the resistor body, the metallic coating with the contact element mounted thereon is present.

Electrical series resistor according to at least one of claims 1 or 2, characterized in that at least one of the contact elements is connected to the metallic coating by means of soldering.

Electrical series resistor according to at least one of claims 1 or 2, characterized in that at least one of the contact elements is connected to the metallic coating by means of clamping.

Electrical series resistor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the contact element has the shape of a U-profile, wherein the legs of the U-profile comprise the resistor body in sections.

Electrical series resistor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the contact element has at least one through hole, which serves in soldering the contact element with the metallic coating for supplying solder and / or for providing at least one edge with which solder can connect ,

Electrical series resistor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the resistance body has the shape of a cuboid.

A method for producing the series resistor according to at least one of claims 1 to 7, wherein the resistor body is provided at least at one of its ends with only a portion metallic coating for input or discharge of the electric current, and on this metallic coating at least one contact element, the metallic coating is fixed electrically contacting, wherein the contact element with the metallic coating force and / or materially connected.

Connecting element for connecting and electrically contacting a plurality of resistors, in particular the series resistors according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the connecting element comprises a metal strip having at least one continuous region over its length and arranged thereon a plurality of sheet metal tabs, which are each designed in pairs or formable as a contact element with a U-profile shape for clamping and / or soldering with the metallic coating.

Resistance unit comprising at least two of the series resistors according to at least one of claims 1 to 7, which are connected in parallel or in series with each other, wherein the series resistors are connected by means of the connecting element according to claim 9.

A method of manufacturing the resistance unit according to claim 10, wherein a plurality of the series resistors according to at least one of claims 1 to 7 and at least one connecting element according to claim 9 are provided and the series resistors are electrically conductively attached to the connecting element.

Resistance plug-in unit with at least one series resistor according to at least one of claims 1 to 7 and a base element, in which plug contacts are arranged, which are connected to conductors, to which the series resistor two of the conductors is fixed electrically contacting.

Resistance plug-in unit according to claim 12, characterized in that a plurality of the series resistors are connected to the base element, wherein the series resistors are arranged as a resistance unit according to claim 10.

Resistance plug-in unit according to at least one of claims 12 or 13, characterized in that the resistance plug-in unit further comprises at least one temperature fuse, which is connected between at least two of the series resistors.

Use of the resistance plug-in unit according to at least one of claims 12 to 14 for speed control, in particular for speed control of fans in blowers or air conditioning systems of motor vehicles.