DE102010007583A1

DE102010007583A1 - Elektrisch leitfähiger Draht für ein elektrisches Bauelement sowie Herstellungsverfahren hierfür

Info

Publication number: DE102010007583A1
Application number: DE201010007583
Authority: DE
Inventors: Klaus 93047 Bauer
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2011-08-11

Abstract

Ein elektrisch leitfähiger Draht für ein elektrisches Bauelement weist mindestens einen ersten Teilbereich auf. Der Teilbereich hat an einer ersten Stelle einen ersten Durchmesser und an einer zweiten Stelle einen zweiten Durchmesser. Der erste und der zweite Durchmesser sind voneinander verschieden. Der Durchmesser des Drahts ändert sich kontinuierlich innerhalb des Teilbereichs von der ersten Stelle mit dem ersten Durchmesser zu der zweiten Stelle mit dem zweiten Durchmesser. Ein elektrisches Bauelement mit Anschlussdrähten weist als Anschlussdraht ein Drahtstück des Drahts auf. Somit umfasst der Anschlussdraht mindestens einen konisch verlaufenden Bereich.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch leitfähigen Draht für ein elektrisches Bauelement, ein elektrisches Bauelement mit einem ersten und einem zweiten Anschlussdraht, ein elektrisches Bauteil sowie ein Herstellungsverfahren eines elektrisch leitfähigen Drahts für ein elektrisches Bauelement.
Elektrisch leitfähige Drähte werden als Anschlussdraht für elektrische Bauelemente verwendet. Die Anschlussdrähte werden hergestellt, in dem von einem Endlosdraht Drahtstücke mit einer vorgegebenen Länge abgetrennt werden. Der Endlosdraht weist vor dem Trennvorgang üblicherweise einen sehr dünnen konstanten Durchmesser auf, beispielsweise zwischen 0,15 mm und 0,2 mm.
Zwei der abgetrennten Drahtstücke werden an ihrem ersten axialen Ende, beispielsweise an einer Stirnseite oder an einer Mantelfläche nahe dem Ende, mit dem elektrischen Bauelement verbunden und stellen somit den Anschlussdraht des elektrischen Bauelements dar. Das elektrische Bauelement, beispielsweise ein Kondensator, wird in einem elektrischen Bauteil verwendet und mit diesem mechanisch sowie elektrisch verbunden. Da der Durchmesser der Anschlussdrähte, wie eingangs beschrieben, sehr dünn ist, stellen die Anschlussdrähte für eine Befestigung des elektrischen Bauelements an dem elektrischen Bauteil keine ausreichende mechanische Stabilität bereit. Daher kann das elektrische Bauelement nicht direkt und ohne sonstige Vorrichtungen mittels der Anschlussdrähte an dem elektrischen Bauteil befestigt werden.
Aus diesem Grund wird das elektrische Bauelement mit einer Haltevorrichtung versehen. Die Haltevorrichtung ist aus Kunststoff und umgibt die Anschlussdrähte entlang ihrer axialen Länge. An einem dem elektrischen Bauelement gegenüberliegenden Ende ist die Haltevorrichtung offen. Die Anschlussdrähte sind beispielsweise in die Haltevorrichtung eingeklemmt oder eingeklebt. Weiterhin weist die Haltevorrichtung Zapfen, Vorsprünge oder ähnliches auf, um an dem elektrischen Bauteil befestigt zu werden. Eine Verbindung der Haltevorrichtung mit dem Gehäuse kann daher mittels Stecken und/oder Kleben erfolgen.
Zusätzlich wird an einem dem elektrischen Bauelement gegenüberliegenden Ende der Anschlussdrähte ein elektrisch leitendes Zwischenelement wie beispielsweise ein Leadframe-Abschnitt oder ein dickerer Draht befestigt. Die Befestigung des Zwischenelements erfolgt beispielsweise mittels Widerstandsschweißen. Durch das Zwischenelement wird eine Querschnittsvergrößerung der Anschlussdrähte erzeugt, was wiederum eine höhere mechanische Stabilität bereitstellt im Vergleich zu den Anschlussdrähten ohne Zwischenelement. Das elektrisch leitende Zwischenelement wird mit dem Hauptbauteil mittels Stecken, Schweißen oder Löten verbunden und stellt die elektrische Verbindung zwischen elektrischem Bauteil und elektrischem Bauelement bereit.
Ein Nachteil dieser Anordnung ist, dass aufgrund der sehr dünnen Anschlussdrähte des elektrischen Bauelements Zwischenelemente für eine Verbindung mit dem elektrischen Bauteil erforderlich sind. Weiterhin ist nachteilig, dass eine Haltevorrichtung zur Erhöhung der mechanischen Stabilität bei der Befestigung des elektrischen Bauelements notwendig ist. Dies macht ein entsprechendes Herstellungsverfahren aufwendig und teuer.
Die technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Verbindung zwischen einem elektrischen Bauteil und einem elektrischen Bauelement im Vergleich zum Stand der Technik zu vereinfachen, bei gleichzeitiger Erhöhung der mechanischen Stabilität.
Die obige Aufgabe wird gelöst durch einen elektrisch leitfähigen Draht für ein elektrisches Bauelement gemäß Anspruch 1, ein elektrisches Bauelement mit einem ersten und einem zweiten Anschlussdraht gemäß Anspruch 12, ein elektrisches Bauteil gemäß Anspruch 14 sowie ein Herstellungsverfahren eines Drahts gemäß Anspruch 15. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den abhängigen Ansprüchen.
Ein elektrisch leitfähiger Draht für ein elektrisches Bauelement weist mindestens einen ersten Teilbereich auf, der an einer ersten Stelle einen ersten Durchmesser aufweist und an einer zweiten Stelle einen zweiten Durchmesser, der von dem ersten Durchmesser verschieden ist, während sich ein Durchmesser des Drahts innerhalb des Teilbereichs von der ersten Stelle mit dem ersten Durchmesser kontinuierlich zu der zweiten Stelle mit dem zweiten Durchmesser ändert.
Ein Drahtstück des elektrisch leitfähigen Drahts, das den ersten Teilbereich aufweist, wird beispielsweise als Anschlussdraht eines elektrischen Bauelements verwendet. Mit diesem Anschlussdraht ist das elektrische Bauelement mit einem elektrischen Bauteil verbunden. Der Draht ist rund, kann aber auch ein Profildraht sein.
Durch den sich kontinuierlich ändernden Durchmesser innerhalb des ersten Teilbereichs weist der Draht im ersten Teilbereich eine konische Form auf. In axialer Richtung vor und hinter dem Teilbereich kann der Draht einen konstanten Durchmesser aufweisen. Dies wird unter Bezugnahme auf weitere vorteilhafte Ausführungsformen später detailliert beschrieben.
Beispielhaft entspricht das erste axiale Ende des Anschlussdrahts der ersten Stelle des ersten Teilbereichs mit einem ersten Durchmesser. Das zweite axiale Ende des Anschlussdrahts entspricht in diesem Fall der zweiten Stelle mit dem zweiten Durchmesser des ersten Teilbereichs. Der erste Durchmesser ist kleiner als der zweite Durchmesser und liegt insbesondere zwischen 0,15 mm und 0,2 mm. Der zweite Durchmesser liegt bevorzugt zwischen 0,5 mm und 0,6 mm.
Eine Verbindung zwischen elektrischem Bauelement und dem Anschlussdraht wird an der Stelle mit dem kleineren Durchmesser des Anschlussdrahts bereitgestellt. Die Verbindung kann mittels Löten ausgeführt sein. Gemäß dem Beispiel wäre somit die erste Stelle des ersten Teilbereichs mit dem elektrischen Bauelement verbunden. Der Anschlussdraht erstreckt sich dann von dem elektrischen Bauelement weg und ist mit dem zweiten axialen Ende mit dem elektrischen Bauteil verbunden, beispielsweise einer Leiterbahn des elektrischen Bauteils. Das zweite axiale Ende wird bevorzugt mittels Schweißen oder Löten mit dem elektrischen Bauteil verbunden.
Aufgrund der konischen Form des Anschlussdrahts kann eine Verbindung zwischen elektrischem Bauteil und dem zweiten axialen Ende insbesondere ohne Zwischenelement erfolgen. Ein Vorteil dieser konischen Form ist somit, dass ein den ersten Teilbereich aufweisender Anschlussdraht an dem ersten Ende direkt mit dem elektrischen Bauelement und an dem zweiten Ende direkt mit dem elektrischen Bauteil verbindbar ist. Weiterhin stellt die konische Form des Anschlussdrahts an dem zweiten Ende einen größeren Durchmesser des Anschlussdrahts bereit, was wiederum eine im Vergleich zum Stand der Technik höhere mechanische Stabilität bereitstellt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Draht mindestens einen zweiten Teilbereich auf, der spiegelsymmetrisch in axialer Richtung des Drahts zu dem mindestens einen ersten Teilbereich ausgebildet ist. Auf diese Weise können mehrere erste und zweite Teilbereiche im Wechsel in axialer Richtung entlang des Drahts angeordnet werden. Der erste Teilbereich stellt beispielsweise eine konische Verbreiterung des Drahts bereit, während der zweite Teilbereich eine konische Verjüngung bereitstellt. Der Draht wird auf diese Weise optimal entlang seiner axialen Länge genutzt. Insbesondere ist eine Drahtlänge optimal ausgenutzt, wenn mindestens ein erster und ein zweiter Teilbereich im Wechsel angeordnet sind und aneinander angrenzen. Somit verändert der Draht von der ersten Stelle mit dem ersten Durchmesser seinen Durchmesser kontinuierlich zu der zweiten Stelle mit dem zweiten Durchmesser und von dort aus direkt wieder zu dem ersten Durchmesser.
Weiterhin kann der Draht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einen dritten Teilbereich mit dem ersten Durchmesser aufweisen. Innerhalb des dritten Teilbereichs ist der Durchmesser des Drahts konstant. Der dritte Teilbereich verbindet beispielsweise einen ersten Teilbereich mit einem zweiten Teilbereich. Da der dritte Teilbereich den ersten Durchmesser aufweist, verbindet er die erste Stelle des ersten Teilbereichs mit der ersten Stelle des zweiten Teilbereichs.
Eine Trennung des Drahts zur Herstellung von Anschlussdrähten erfolgt beispielsweise einmal innerhalb des dritten Teilbereichs und einmal an der zweiten Stelle des ersten bzw. zweiten Teilbereichs. Somit steht ein Teil des dritten Teilbereichs für eine Verbindung mit dem elektrischen Bauelement bereit. Dies vereinfacht eine Anordnung des Anschlussdrahts an dem elektrischen Bauelement.
Ebenso kann der Draht einen vierten Teilbereich mit dem zweiten Durchmesser aufweisen. Der vierte Teilbereich verbindet, wie der dritte Teilbereich, einen ersten Teilbereich mit einem zweiten Teilbereich. Allerdings verbindet der vierte Teilbereich die zweiten Stellen des ersten und des zweiten Teilbereichs miteinander. Innerhalb des vierten Teilbereichs weist der Draht einen konstanten Durchmesser auf, der dem zweiten Durchmesser entspricht.
Eine Trennung des Drahts zur Herstellung von Anschlussdrähten erfolgt beispielsweise einmal innerhalb des vierten Teilbereichs und einmal an der ersten Stelle des ersten bzw. zweiten Teilbereichs. Somit steht ein Teil des vierten Teilbereichs für eine Verbindung mit dem elektrischen Bauteil bereit. Dies vereinfacht eine Anordnung des Anschlussdrahts an dem elektrischen Bauteil.
Mittels des ersten bis vierten Teilbereichs sind somit unterschiedliche Variationen des Drahtdurchmessers entlang seiner axialen Länge realisierbar. In Abhängigkeit von den Trennstellen, an denen während des Herstellungsverfahrens für die Anschlussdrähte der Draht getrennt wird, kann der Anschlussdraht einen konisch verlaufenden Mittelteil in Form des ersten oder zweiten Teilbereichs aufweisen. Weiterhin kann in axialer Richtung vor und/oder hinter dem Mittelteil ein Bereich konstanten Durchmessers, entweder mit dem ersten Durchmesser oder mit dem zweiten Durchmesser, vorhanden sein. Somit ist auf der einen Seite eine sichere Verbindung mit einem elektrischen Bauelement erzielbar und auf der anderen Seite eine Verbindung mit erhöhter mechanischer Stabilität zwischen dem Anschlussdraht und dem elektrischen Bauteil gegeben.
Weiterhin bevorzugt ist, dass der Draht mit mindestens einem ersten und einem zweiten Teilbereich als eine elektrische Schmelzsicherung dient. Ein erstes axiales Ende der Schmelzsicherung entspricht beispielsweise der zweiten Stelle des zweiten Teilbereichs und ein zweites axiales Ende der Schmelzsicherung entspricht der zweiten Stelle des ersten Teilbereichs. Der erste und der zweite Teilbereich weisen eine gemeinsame erste Stelle mit dem ersten Durchmesser auf.
Auf diese Weise kann die Schmelzsicherung an ihren axialen Enden einfach an einen Draht angeschlossen werden. Weiterhin stellt sie aufgrund des ersten Durchmessers in ihrer Mitte eine effektive Schmelzsicherung dar.
Zwischen der ersten Stelle des ersten Teilbereichs und der ersten Stelle des zweiten Teilbereichs kann ein dritter Teilbereich mit konstantem erstem Durchmesser angeordnet sein. Ebenso kann an den axialen Enden ein vierter Teilbereich angeordnet sein. Dies vereinfacht einen Einbau der Schmelzsicherung weiterhin.
Ein elektrisches Bauelement weist einen ersten und einen zweiten Anschlussdraht auf, während der erste und der zweite Anschlussdraht einen ersten Teilbereich des erfindungsgemäßen Drahts aufweist.
Bei dem elektrischen Bauelement handelt es sich insbesondere um einen Sensor oder einen Kondensator. Der Sensor ist beispielsweise ein Temperatursensor. Als Anschlussdraht wird ein Drahtstück des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Drahts verwendet, das einen konisch verlaufenden Bereich aufweist. Die Vorteile eines Anschlussdrahts mit einem konisch verlaufenden Bereich sowie die möglichen Ausgestaltungen mit weiteren Teilbereichen wurden oben beschrieben und werden daher an dieser Stelle nicht wiederholt.
Zur weiteren Verbesserung der mechanischen Stabilität des elektrischen Bauelements bei der Verwendung des elektrischen Bauelements in einem elektrischen Bauteil kann das elektrische Bauelement weiterhin eine Haltevorrichtung aufweisen. Diese Haltevorrichtung umgibt beispielsweise die Anschlussdrähte und dient ausschließlich zur mechanischen Befestigung, beispielsweise mittels Zapfen oder Vorsprüngen.
Ein elektrisches Bauteil weist mindestens ein erfindungsgemäßes elektrisches Bauelement auf. Durch die Verwendung des elektrischen Bauelements mit dem zumindest teilweise konischen Anschlussdraht ist eine stabile mechanische Verbindung direkt zwischen dem Anschlussdraht und dem Bauteil realisierbar. Es müssen somit keine Zwischenelemente verwendet werden. Insbesondere bei einem Einsatz in einem automobilen Bereich ist diese erhöhte mechanische Stabilität der Verbindung zwischen elektrischem Bauelement und elektrischem Bauteil vorteilhaft.
Ein Herstellungsverfahren eines erfindungsgemäßen Drahts weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines elektrisch leitfähigen Drahts für ein elektrisches Bauelement, Führen des Drahts durch eine Formvorrichtung mit einem variablen Öffnungsquerschnitt und Variieren des Öffnungsquerschnitts der Formvorrichtung während des Durchführens des Drahts, so dass mindestens ein Teilbereich gebildet wird, der eine erste Stelle mit einem ersten Durchmesser und eine zweite Stelle mit einem zweiten Durchmesser aufweist, der von dem ersten Durchmesser verschieden ist, während sich ein Durchmesser des Drahts von der ersten Stelle mit dem ersten Durchmesser kontinuierlich zu der zweiten Stelle mit dem zweiten Durchmesser ändert.
Mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ist sowohl ein erster Teilbereich des Drahts als auch ein zweiter Teilbereich des Drahts herstellbar. Der erste und zweite Teilbereich würde eingangs ausführlich beschrieben, so dass eine erneute Darstellung an dieser Stelle nicht erfolgt.
Die Formvorrichtung ist ein Ziehstein mit variablem Öffnungsquerschnitt oder es handelt sich um Schleppwalzen mit variablem wirksamem Querschnitt bei der Verwendung eines Profildrahts. Der Öffnungsquerschnitt des Ziehsteins oder zwischen den Schleppwalzen wird so verändert, dass sich der Durchmesser des Drahts zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle des Teilbereichs kontinuierlich ändert.
Insbesondere erfolgt das Variieren des Öffnungsquerschnitts der Formvorrichtung in Abhängigkeit von einer auf den Draht wirkenden Kraft, beispielsweise einer auf den Draht wirkenden Zugkraft. Der Öffnungsquerschnitt der Formvorrichtung ist auf diese Weise in Abhängigkeit von der Zugkraft steuerbar.
Nach dem Durchlaufen der Formvorrichtung weist der Draht eine Mehrzahl an Teilbereichen auf, die jeweils spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind. In diesem Fall weist das Verfahren die weiteren Schritte auf: Durchtrennen des Drahts in einem Bereich mit erstem Durchmesser und/oder einem Bereich mit zweitem Durchmesser, so dass sich ähnliche Drahtstücke ergeben und Ausrichten der ähnlichen Drahtstücke, so dass sie jeweils gleich ausgerichtet sind.
Wird der Draht ausschließlich an den zweiten Stellen mit dem zweiten Durchmesser getrennt, ist eine oben beschriebene Schmelzsicherung herstellbar. Alternativ kann ein Trennen auch in einem vierten Teilbereich vorgenommen werden, da der vierte Teilbereich konstant den zweiten Durchmesser aufweist.
Beim Trennen jeweils an der ersten und an der zweiten Stelle ist ein Anschlussdraht eines elektrischen Bauelements herstellbar, wie es oben beschrieben wurde. Da die ersten und zweien Teilbereiche jeweils im Wechsel entlang der Länge des Drahts angeordnet sind, ist ein Ausrichten der getrennten Drahtstücke erforderlich. Auf diese Weise können die getrennten und ausgerichteten Drahtstücke in einem automatisierten Vorgang verwendet werden.
Weist der Draht weiterhin die oben beschriebenen dritten und/oder vierten Teilbereiche auf, kann ein Trennen auch innerhalb des dritten und/oder vierten Teilbereichs erfolgen. Somit sind auch Anschlussdrähte herstellbar, die an einem ersten und/oder zweiten axialen Ende einen Bereich mit einem konstanten Durchmesser aufweisen, die über einen konisch verlaufenden Mittelbereich verbunden sind.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen jeweils gleiche Elemente oder Stellen. Es zeigen:
1: einen Bereich des Drahts mit einem ersten Teilbereich,
2: einen Bereich des Drahts mit einer Mehrzahl aneinander angrenzender erster und zweiter Teilbereich,
3: einen Bereich des Drahts mit erstem, zweitem, drittem und viertem Teilbereich,
4a: zeigt eine erste Ausführungsform einer Schmelzsicherung,
4b: zeigt eine zweite Ausführungsform einer Schmelzsicherung,
5a: zeigt eine erste Ausführungsform eines elektrischen Bauelements mit Anschlussdrähten,
5b: zeigt ein elektrisches Bauelement mit Anschlussdrähten in einer zweiten Ausführungsform,
6: zeigt ein elektrisches Bauteil mit einem elektrischen Bauelement,
7: zeigt einen Draht während des Herstellungsverfahrens und
8: zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens.
Der elektrisch leitfähige Draht wird in elektrischen Bauelementen verwendet. Insbesondere ist der elektrisch leitfähige Draht ein Anschlussdraht des elektrischen Bauelements. Weiterhin kann der Draht als Schmelzsicherung dienen. Eine Form des Drahts ist rund oder der Draht ist als Profildraht ausgebildet.
In 1 ist ein Bereich des elektrisch leitfähigen Drahts 1 dargestellt. Der elektrisch leitfähige Draht 1 weist einen ersten Teilbereich 10 auf. Der erste Teilbereich 10 beginnt bevorzugt an einer ersten Stelle 12 und endet an einer zweiten Stelle 14. Ein Durchmesser d des Drahts 1 entspricht an der ersten Stelle 12 einem ersten Durchmesser d₁. An der zweiten Stelle 14 entspricht der Durchmesser d des Drahts 1 einem zweiten Durchmesser d₂. Der erste Durchmesser d₁ und der zweite Durchmesser d₂ sind voneinander verschieden. Gemäß 1 ist der erste Durchmesser d₁ kleiner als der zweite Durchmesser d₂. Bevorzugt liegt der erste Durchmesser d₁ zwischen 0,15 mm und 0,2 mm und der zweite Durchmesser d₂ zwischen 0,5 mm und 0,6 mm. Der Durchmesser d des Drahts 1 verändert sich in axialer Richtung des Drahts 1 von der ersten Stelle 12 zu der zweiten Stelle 14 kontinuierlich. Somit weist der Draht 1 im ersten Teilbereich 10 eine konische Form auf.
2 zeigt einen weiteren Bereich des elektrisch leitfähigen Drahts 1. Hierbei weist der Draht 1 neben dem ersten Teilbereich 10 einen zweiten Teilbereich 20 auf. Der zweite Teilbereich 20 ist spiegelsymmetrisch in axialer Richtung des Drahts 1 zu dem ersten Teilbereich 10 ausgebildet. Der erste 10 und zweite Teilbereich 20 beginnt jeweils an der ersten Stelle 12 mit dem ersten Durchmesser d₁ und endet an der zweiten Stelle 14 mit dem zweiten Durchmesser d₂. Gemäß 2 grenzen der erste 10 und zweite Teilbereich 20 aneinander an und sie sind im Wechsel angeordnet.
Nun Bezug nehmend auf 3 weist der Draht 1 neben dem ersten 10 und zweiten Teilbereich 20 einen dritten Teilbereich 30 sowie einen vierten Teilbereich 40 auf. Der dritte Teilbereich 30 weist den ersten Durchmesser d₁ auf und der vierte Teilbereich 40 den zweiten Durchmesser d₂. Sowohl der dritte 30 als auch der vierte Teilbereich 40 haben somit einen konstanten Durchmesser. Der in 3 dargestellte Draht 1 beginnt demnach an einer ersten Seite, hier links, mit dem dritten Teilbereich 30, der den ersten Durchmesser d₁ aufweist. Der dritte Teilbereich 30 grenzt an die erste Stelle 12 des ersten Teilbereichs 10 an. Von der ersten Stelle 12 mit dem Durchmesser d₁ verändert sich der Durchmesser d des Drahts 1 kontinuierlich innerhalb des ersten Teilbereichs 10 bis zu der zweiten Stelle 14. Hier weist der Draht 1 den Durchmesser d₂ auf. An die zweite Stelle 14 des ersten Teilbereichs 10 grenzt der vierte Teilbereich 40 an. Der vierte Teilbereich 40 grenzt an seinem anderen Ende an die zweite Stelle 14 des zweiten Teilbereichs 20 an und weist über seine gesamte Länge den zweiten Durchmesser d₂ auf. Der Durchmesser d des Drahts 1 ändert sich innerhalb des zweiten Teilbereichs 20 von der zweiten Stelle 14 kontinuierlich bis zu der ersten Stelle 12 des zweiten Teilbereichs 20. An der ersten Stelle 12 des zweiten Teilbereichs 20 weist der Draht den ersten Durchmesser d₁ auf. An die erste Stelle 12 des zweiten Teilbereichs 20 grenzt wiederum der dritte Teilbereich 30 an. Das Muster des Drahts wiederholt sich von dieser Stelle an. Alternativ sind Muster realisierbar, die nur den dritten 30 oder nur den vierten Teilbereich 40 aufweisen. Dies hängt insbesondere von einer jeweiligen Anwendung ab.
In 4a ist eine erste Ausführungsform des Drahts in Form einer Schmelzsicherung 3 dargestellt. Die Schmelzsicherung 3 besteht aus einem ersten Teilbereich 10 und einem zweiten Teilbereich 20. Somit weist die Schmelzsicherung an einem ersten und einem zweiten axialen Ende die zweite Stelle 14 mit dem zweiten Durchmesser d₂ auf. Von dort verändert sich der Durchmesser d des Drahts bzw. der Schmelzsicherung 3 kontinuierlich zu der ersten Stelle 12 mit dem ersten Durchmesser d₁. Diese Stelle befindet sich in der Mitte der Schmelzsicherung 3. Mittels der zweiten Stelle 14 kann die Schmelzsicherung 3 in einer Leitung angeordnet werden. Insbesondere kann der zweite Durchmesser d₂ an einen entsprechenden Leitungsdurchmesser angepasst werden. Somit ist eine einfache, effektive und individuell angepasste Schmelzsicherung realisierbar.
4b zeigt eine zweite Ausführungsform der Schmelzsicherung 3. Hierbei ist zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich 20 ein dritter Teilbereich 30 mit dem ersten Durchmesser d₁ angeordnet. Weiterhin befindet sich an den beiden axialen Enden der Schmelzsicherung 3 jeweils ein vierter Teilbereich 40, der den zweiten Durchmesser d₂ entlang seiner gesamten Länge aufweist. Mittels des Teilbereichs 40 kann eine Befestigung der Schmelzsicherung 3 in einer elektrischen Leitung weiter vereinfacht werden und durch den dritten Teilbereich 30 kann eine axiale Länge der Schmelzsicherung 3 variiert werden, bei gleichbleibendem erstem und zweitem Teilbereich.
5a zeigt ein elektrisches Bauelement 50 mit einem ersten Anschlussdraht 52 und einem zweiten Anschlussdraht 54. Der erste 52 und zweite Anschlussdraht 54 weisen einen ersten oder einen zweiten Teilbereich auf oder bestehen aus diesem. Gemäß 5a ist der erste 52 und zweite Anschlussdraht 54 mit einer ersten Stelle 12 mit dem elektrischen Bauelement 50 verbunden. Diese Verbindung erfolgt beispielsweise mittels Löten. Alternativ weist der jeweilige Anschlussdraht 52, 54 auch den dritten Teilbereich 30 auf. In diesem Fall ist das elektrische Bauelement 50 an den dritten Teilbereich 30 gekoppelt. An die zweite Stelle 14 kann ein vierter Teilbereich 40 mit einem konstanten zweiten Durchmesser d₂ angrenzen.
Eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Bauelements 50 mit einem ersten 52 und zweiten Anschlussdraht 54 ist in 5b dargestellt. Gemäß 5b sind die Anschlussdrähte 52, 54 L-förmig. Ein Vorteil dieser Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
6 zeigt ein elektrisches Bauteil 5 mit einem elektrischen Bauelement 50. Das elektrische Bauteil 5 besteht aus einem Hauptbauteil, wie beispielsweise einem Gehäuse 60. Innerhalb des Gehäuses 60 sind eine erste Leiterbahn 70 und eine zweite Leiterbahn 72 angeordnet. Weiterhin weist das elektrische Bauteil 5 das elektrische Bauelement 50 mit erstem 52 und zweiten Anschlussdraht 54 in L-Form gemäß 5b auf.
Eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen der ersten Leiterbahn 70 und dem ersten Anschlussdraht 52 sowie der zweiten Leiterbahn 72 und dem zweiten Anschlussdraht 54 ist mit 80 gekennzeichnet. Die Verbindung 80 kann mittels Löten oder Schweißen hergestellt werden. Im Vergleich zu sich gerade herunter erstreckenden Anschlussdrähten 52, 54 (5a) ist eine vergrößerte Kontaktfläche durch die L-förmigen Anschlussdrähte 52, 54 (5b) in 6 deutlich erkennbar. Somit ist eine zusätzlich Stabilität bei der Anordnung eines elektrischen Bauelements 50 an einem elektrischen Bauteil bereitgestellt.
Um die Stabilität der Verbindung zwischen dem elektrischen Bauelement 50 und dem elektrischen Bauteil 5 weiter zu erhöhen, kann eine Haltevorrichtung die Anschlussdrähte 52 und 54 umgeben. Die Haltevorrichtung ist beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt und weist Zapfen oder Vorsprünge auf. Entsprechend weist das Gehäuse 60 in diesem Fall Aussparungen oder Öffnungen auf, die zu den Vorsprüngen und Zapfen passen.
Anhand der 7 und 8 wird im Folgenden ein Herstellungsverfahren eines elektrisch leitfähigen Drahts für ein elektrisches Bauelement beschrieben. In einem Schritt A wird der elektrisch leitfähige Draht 1 bereitgestellt. Das Führen des Drahts 1 durch eine Formvorrichtung 90 erfolgt in Schritt B. Die Formvorrichtung 90 weist einen variablen Öffnungsquerschnitt auf und umfasst beispielsweise bei einem runden Draht einen Ziehstein oder bei einem Profildraht Schleppwalzen.
Während des Durchführens des Drahts 1 wird der Öffnungsquerschnitt der Formvorrichtung 90 variiert. Durch das Variieren des Öffnungsquerschnitts wird mindestens ein konisch verlaufender Teilbereich 10, 20 gebildet, der eine erste Stelle 12 mit einem ersten Durchmesser d₁ und eine zweite Stelle 14 mit einem zweiten Durchmesser d₂ aufweist. Der erste Durchmesser d₁ und der zweite Durchmesser d₂ sind voneinander verschieden. Somit ändert sich der Durchmesser d des Drahts 1 von der ersten Stelle 12 mit dem ersten Durchmesser d₁ kontinuierlich zu der zweiten Stelle 14 mit dem zweiten Durchmesser d₂. Insbesondere wird der Öffnungsquerschnitt der Formvorrichtung 90 in Abhängigkeit von einer auf den Draht wirkenden Kraft verändert. Die auf den Draht wirkende Kraft ist durch den Pfeil 100 dargestellt. Bei der Kraft handelt es sich beispielsweise um die Zugkraft. Mittels dieses Verfahrens werden somit die in den 1 bis 3 dargestellten Bereiche bzw. Muster erzeugt.
Insbesondere bei der Verwendung des Drahts 1 als Anschlussdraht eines elektrischen Bauelements 50 ist es bevorzugt, dass der Draht 1 eine Mehrzahl an konisch verlaufenden ersten und zweiten Teilbereichen 10, 20 aufweist, die jeweils spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind. In diesem Fall umfasst das Verfahren das Durchtrennen des Drahts 1 in einem Bereich mit ersten Durchmesser d₁ und/oder in einem Bereich mit zweitem Durchmesser d₂ (Schritt D). Mittels des Durchtrennens werden insbesondere ähnliche Drahtstücke erzeugt. Um eine automatisierte Verarbeitung der hergestellten Drahtstücke bereitzustellen, erfolgt in Schritt E ein Ausrichten der ähnlichen Drahtstücke, so dass sie jeweils gleich ausgerichtet sind. Daher ist nach dem Trennen und Ausrichten der Drahtstücke ein erster Teilbereich 10 nicht mehr von einem zweiten Teilbereich 20 unterscheidbar. Allgemein sind diese Bereiche nur noch als konisch verlaufende Teilbereiche erkennbar.
Bezugszeichenliste

1: Draht
10: erster Teilbereich
12: erste Stelle
d1: erster Durchmesser
14: zweite Stelle
d2: zweiter Durchmesser
d: Durchmesser
20: zweiter Teilbereich
30: dritter Teilbereich
40: vierter Teilbereich
3: Schmelzsicherung
50: elektrisches Bauelement
52: erster Anschlussdraht
54: zweiter Anschlussdraht
5: elektrisches Bauteil
60: Gehäuse
70: erste Leiterbahn
72: zweite Leiterbahn
80: Verbindung
90: Formvorrichtung
100: Pfeil

Claims

Elektrisch leitfähiger Draht (1) für ein elektrisches Bauelement (50), der aufweist: a) mindestens einen ersten Teilbereich (10), der b) an einer ersten Stelle (12) einen ersten Durchmesser (d₁) aufweist und c) an einer zweiten Stelle (14) einen zweiten Durchmesser (d₂), der von dem ersten Durchmesser (d₁) verschieden ist, während sich d) ein Durchmesser (d) des Drahts (1) innerhalb des ersten Teilbereichs (10) von der ersten Stelle (12) mit dem ersten Durchmesser (d₁) kontinuierlich zu der zweiten Stelle (14) mit dem zweiten Durchmesser (d₂) ändert.
Draht (1) gemäß Anspruch 1, der mindestens einen zweiten (20) Teilbereich aufweist, der spiegelsymmetrisch in axialer Richtung des Drahts (1) zu dem mindestens einen ersten Teilbereich (10) ausgebildet ist.
Draht (1) gemäß Anspruch 2, während mindestens ein erster (10) und ein zweiter Teilbereich (20) im Wechsel angeordnet sind und aneinander angrenzen.
Draht (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, der einen dritten Teilbereich (30) mit dem ersten Durchmesser (d₁) aufweist.
Draht (1) gemäß Anspruch 2 in Kombination mit Anspruch 4, während der dritte Teilbereich (30) einen ersten Teilbereich (10) mit einem zweiten Teilbereich (20) verbindet.
Draht (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, der einen vierten Teilbereich (40) mit dem zweiten Durchmesser (d₂) aufweist.
Draht (1) gemäß Anspruch 2 in Kombination mit Anspruch 6, während der vierte Teilbereich (40) einen ersten Teilbereich (10) mit einem zweiten Teilbereich (20) verbindet.
Draht (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen erster Durchmesser (d₁) zwischen 0,15 mm und 0,2 mm liegt.
Draht (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen zweiter Durchmesser (d₂) zwischen 0,5 mm und 0,6 mm liegt.
Draht (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Draht (1) ein Profildraht ist.
Draht (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 2, der als eine elektrische Schmelzsicherung (3) dient.
Elektrisches Bauelement (50) mit einem ersten (52) und einem zweiten Anschlussdraht (54), während der erste (52) und der zweite Anschlussdraht (54) mindestens einen ersten Teilbereich (10) des Drahts gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.
Elektrisches Bauelement (50) gemäß Anspruch 12, während das elektrische Bauelement (50) ein Sensor oder ein Kondensator ist.
Elektrisches Bauteil (5), das mindestens ein elektrisches Bauelement (50) gemäß Anspruch 12 oder 13 aufweist.
Herstellungsverfahren eines Drahts (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, das die folgenden Schritte aufweist: a) Bereitstellen (A) eines elektrisch leitfähigen Drahts (1) für ein elektrisches Bauelement (50), b) Führen (B) des Drahts (1) durch eine Formvorrichtung (90) mit einem variablen Öffnungsquerschnitt und c) Variieren (C) des Öffnungsquerschnitts der Formvorrichtung (90) während des Durchführens des Drahts (1), so dass mindestens ein Teilbereich (10, 20) gebildet wird, der eine erste Stelle (12) mit einem ersten Durchmesser (d₁) und eine zweite Stelle (14) mit einem zweiten Durchmesser (d₂) aufweist, der von dem ersten Durchmesser (d₁) verschieden ist, während sich ein Durchmesser (d) des Drahts (1) von der ersten Stelle (12) mit dem ersten Durchmesser (d₁) kontinuierlich zu der zweiten Stelle (14) mit dem zweiten Durchmesser (d₂) ändert.
Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 15, während das Variieren des Öffnungsquerschnitts der Formvorrichtung (90) in Abhängigkeit von einer auf den Draht (1) wirkenden Kraft erfolgt, insbesondere einer auf den Draht wirkenden Zugkraft.
Herstellungsverfahren eines Drahts (1) gemäß Anspruch 15 oder 16, der eine Mehrzahl an Teilbereichen (10, 20) aufweist, die jeweils spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind, und das die weiteren Schritte aufweist: d) Durchtrennen (D) des Drahts (1) in einem Bereich mit erstem Durchmesser (d₁) und/oder in einem Bereich mit zweitem Durchmesser (d₂), so dass sich ähnliche Drahtstücke ergeben und e) Ausrichten (E) der ähnlichen Drahtstücke, so dass sie jeweils gleich ausgerichtet sind.