DE2613677A1

DE2613677A1 - Elektrischer drahtwiderstand

Info

Publication number: DE2613677A1
Application number: DE19762613677
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Kuehl; Eberhard Ing Grad Muranka; Bernhard Ing Grad Schulz; Asmund Dipl Ing Tielens
Original assignee: Vitrohm GmbH and Co KG
Current assignee: Vitrohm GmbH and Co KG
Priority date: 1976-03-31
Filing date: 1976-03-31
Publication date: 1977-10-06
Also published as: FR2346828A1; JPS52120362A; BE852981A; NO771127L; GB1541822A; DK143277A; ES457364A1; LU77043A1; US4121189A; BR7702012A; NL7703255A; SE7702675L; IT1113531B

Description

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DH. ing. II. NIiGIiNDANK <·ΐ073> · dimming. II. HAUCK · dipl-phys. W. SCHMITZ dimming. E. GRAALFS · dipi.-ing. W. WEHNERT · DIPL-PIIYS-W-CARSTENS

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Deutsche Vitrohm ' ^8OO° München 2 · mozartstr. 23

GmbH & Co. K.G. mmwmt «raw össoose

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2080 Pinneberg/Holst.

Siemensstr. 7-9 Hamburg. 2k, März I976

Elektrischer Drahtwiderstand

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Drahtwiderstand, insbesondere Hochlastwiderstand, mit einem länglichen
Widerstandselement und quer dazu verlaufenden Anschlußorganen, die auf die Enden des Widerstandselements kappenförmig aufgepreßt sind und die Widerstandswicklung kontaktieren.

Drahtwiderstände für elektronische Schaltungen werden normalerweise in "axialer" oder "radialer" Ausführung eingesetzt.
Die Bezeichnung axial bzw. radial richtet sich nach der Erstreckung der Anschlußorgane im Hinblick auf die Achse des
Widerstandselements. Bei der axialen Ausführung ist es üblich, die Anschlußorgane, zumeist Drähte, umbzubiegen, zu kröpfen oder allgemein zu "konfektionieren", damit der Widerstand im
Anschluß daran an der dafür vorgesehenen Stelle in der Schaltung

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eingelötet werden kann. Bei radial ausgeführten Widerständen werden die Anschlüsse nicht "konfektioniert", sondern der Sitz des Bauelementes in der Platine ist von vornherein auf die Abmessungen des Bauelements abgestimmt. Der Vorteil hierbei liegt darin, daß die Bauelemente ohne Bearbeitung gleich an der richtigen Stelle in richtiger Anordnung montiert werden können. Bei beiden Ausführungsformen ist man jedoch bestrebt, für einen ausreichenden Festsitz des Bauelements nach dem Aufstecken Sorge zu tragen, so daß es für den Lötvorgang nicht besonders gehalten zu werden braucht.

Die axiale Ausführung ist insbesondere bei schwereren Drahtwiderständen mit Nachteilen behaftet, weil die üblichen Anschlußdrähte die Bauelemente oft nicht mehr allein tragen können. Muß darüberhinaus bei der Ausführung als Hochlastwiderstand eine gewisse Entfernung des Widerstands von der Platine gewährleistet sein, um Wärme Schädigungen zu vermeiden, ergeben sich besondere MontageSchwierigkeiten. Um daher solche Widerstände sicher zu befestigen und mechanisch gegen Erschütterungen, Vibration usw. zu schützen, ist bekannt, Bügel, Federn u_#ä. Elemente zu Halterungszwecken einzusetzen.

Vor allem aus Platzgründen sind längliche Drahtwiderstände erwünscht, die parallel zur Platine eingesetzt werden können, was eine radiale Abführung der Anschlüsse bedeutet, wobei die Anschlüsse verhältnismäßig steif sein sollen, nichtsdestoweniger jedoch keine Beeinträchtigung in der Kontaktierung auf-

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weisen dürfen. Hinsichtlich, des Fertigungsaufwandes sind die bisher senkrecht zur Platine angeordneten Hochlastwiderstände, die mittels gesonderter Halteelemente befestigbar sind, denen der radialen Ausführung überlegen« Im Zusammenhang mit letzterer ist bekannt geworden, einstückige Anschlußorgane vorzusehen, wobei das eine Ende als Kappe ausgebildet ist und auf das Ende des Widerstandselements aufgeschoben und hier aufgepresst wird, der nahezu senkrecht von der Kappe abstehende übrige Teil des Anschlußorgans in Form einer steifen Fahne dient zur Befestigung und Herstellung der elektrischen Verbindung mit einem Anschlußpunkt einer Schaltplatine. Derartige Anschlußorgane sind außerordentlich aufwendig in der Herstellung, weil zum einen das hierfür erforderliche Werkzeug kompliziert und kostenaufwendig ist, und zum anderen die erreichbare Stückzahl proZeiteinheit aus Fertigungsgründen verhältnismäßig niedrig ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Güte der Kontaktierung nicht bestmöglich ist, weil die Kappen nicht völ&ig symmetrisch sind und damit ein gleichmäßiger Kontaktdruck auf die Drahtwicklung nicht gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drahtwiderstand, insbesondere Hochlastwiderstand für "Steckbauweise¹¹ zu schaffen, der einen geringstmöglichen Herstellungsaufwand erfordert bei gleich guter oder verbesserter Kontaktierung.

Bei einem ¥iderstand der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Anschlußorgan aus einer Kappe

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und einer davon getrennten ABchlußfahne besteht, die mit einem umgebogenen Endabschnitt zwischen Kappe und Widerstandraaterial eingepreßt ist·

Bei der Erfindung ist von der grundlegenden Erkenntnis ausgegangen worden, daß sich erhebliche Vorteile erzielen lassen, wenn man die mechanische Funktion eines Anschlußorgans von seiner elektrischen trennt und umgekehrt. Zu diesem Zweck ist beim erfindungsgemäßen Drahtwiderstand die Kappe ein von der die elektrische Verbindung herstellenden Anschlußfahne separates Bauteil, das ausschließlich eine mechanische Funktion hat, indem es den Endabschaitt der AnschluGfahne gegen die Drahtwicklung des Widerstandes anpreßt.

Die Trennung von Anschlußfahne und Kappe bringt eine Reihe von außerordentlichen Vorteilen mit sich. Für die Kappe kann das Material verwendet werden, das am besten für eine mechanische Befestigung geeignet ist. Das Werkzeug zur Herstellung der Kappe kann auf bekannte Art und Weise hergestellt werden, ist nicht kostenaufwendig und ermöglicht die Verwendung von Stanzvorrichtungen, die als Schnelläufer bezeichnet werden. Die auf die Kappe aufbringbare Klemmkraft kann außerordentlich hoch sein, so daß eine wirksame Kontaktierung der Drahtwiderstandswicklung gleichmäßig über den Umfang des Widerstands erzielt wird.

Wie für die Kappe kann auch für die Widerstandsfahne das günstigste Material herangezogen werden, beispielsweise verhältnismäßig kostenaufwendiges elektrolytisches Kupfer. Die

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Herstellung der Anschlußfahnen gestaltet sich einfach, wie wohl nicht näher ausgeführt zu werden braucht. Durch die Trennung von Kappe und Anschlußfahne entsteht minimaler Abfall bei der Herstellung der Teile im Gegensatz zu den vorher erwähnten bekannten einstückigen Anschlußorganen.

Es ist zwar grundsätzlich denkbar, Kappe und Anschlußfahne getrennt herzustellen und getrennt aufzubringen, indem beispielsweise die Fahne im Anschluß an die aufgepreßte Kappe an diese angeschweißt wird. Durch das nachträgliche Schweißen wird die Qualität der Kontaktierung nachteilig beeinflußt (¥ärmedehnung, u.a.). Bei der Erfindung hingegen erfolgt die Kontaktierung gleichzeitig mit dem Aufpressen der Kappe, was zum einen eine Verringerung des Fertigungsaufwändes und zum anderen eine besser reprodzierbare Kontaktierung zur Folge hat.

Wie bereits erwähnt, besteht die Kappe vorzugsweise aus mechanisch festem, jedoch gut verformbarem Material und die Anschlußfahne aus elektrisch gut leitendem Material. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Kappe aus Tiefziehstahl und die Anschlußfahne aus hochprozentiger Kupferlegierung besteht (z. B. Tombak, CuZinn 90/10, Phospforbronze).

Da die Kappe mit hohen Kräften aufgepreßt wird, ist ohne weiteres denkbar, den Endabschnitt der Anschlußfahne nicht besonders zu formen, ihn beispielsweise flach wie den übrigen Abschnitt zu lassen. In diesem Zusammenhang sieht eine Ausge-

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staltung der Erfindung jedoch vor, daß der umgebogene Endabschnitt gerundet ist und in seinem Radius etwa dem des Widerstandselements entspricht. Auf diese Weise werden unerwünschte Verformungen des Endabschnitts vermieden und ein Höchstmaß an Kontaktierung erreicht. Ein kleinerer Radius als der des Elements ist aber nicht zulässig wogen der Gefahr von Abtrennen des Widerstandsdrahtes.

Voraussetzung für eine wirksame Kontaktierung des Endabschnitts zwischen Kappe und Widerstandswicklung ist, daß der Endabschnitt sich um eine gewisse Länge in die Kappe hineinerstreckt. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das freie Ende des umgebogenen Endabschnitts wiederum abgebogen ist und gegen die Stirnseite des Widerstandselements anliegt. Das freie Ende trägt nicht zur Kontaktierung bei, sondern dient als Anschlag für eine vorläufige Fixierung der Anschlußfahne bzw. des abgebogenen Endabschnitts innerhalb der Kappe, bevor der Preßvorgang stattgefunden hat.

Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kappe mit einem derart hohen Druck aufgepreßt wird, daß eine Kaltschweißverbindung zwischen Widerstandsmaterial und Endabschnitt erfolgt. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn die Anschlußfahne mit einer eine Kaltschweißverbindung begünstigenden Metallschicht, vorzugsweise mit Zinn oder einer Blei-Zinnlegierung überzogen ist. Im letzteren Fall enthält die Legierung etwa 70 % Blei und 30 ^cß> Zinn. Die Kaltschweißverbindung - also eine Preßschweißverbindung ohne externe Wärmezufuhr - sichert zum einen eine hervorragende Kontaktie-

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rung bei gleichzeitiger wirksamer Verankerung der Anschlußfahne am Widerstand.

Hochlastdrahtwiderstände der beschriebenen Art werden häufig mit einem Überzug aus Schutzlack, Zement oder Glasur versehen. In vielen Fällen werden sie jedoch in Keramikgehäusen untergebracht, die mit einer axialen Durchbohrung versehen sind, in der das Widerstandselement eingebracht wird. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Anschlußfahne einen eingeschnürten Abschnitt aufweist, der durch einen mit der Längsbohrung in Verbindung stehenden Längsschlitz des Keramikgehäuses durchgeführt ist. Der Längsschlitz im Keramikgehäuse ermöglicht das Einführen des Widerstandselements bei radial abstehenden Anschlußfahnen, wobei er in seiner Breite so bemessen ist, daß der eingeschnürte Abschnitt der

hin-Fahne/durchgeführt werden kann, ohne das Gefahr besteht, daß das gesamte Element herausfällt, bevor es mit entsprechendem Material in der Durchbohrung des Keraraikgehäuses eingebettet ist. Um die Festigkeitseinbuße die mit einem Ausstanzen von Ausnehmungen zur Erzielung der Einschnürung verbunden sind, zu vernäden, sieht in diesem Zusammenhang eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der eingeschnürte Abschnitt durch ein- oder zweiseitiges Umbördeln der flachen Anschlußfahne gebildet ist. Dadurch wird die Steifigkeit der Anschlußfahne in diesem Bereich erheblich heraufgesetzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nachfolgend anhand

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von Zeichnungen näher beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt perspektivisch eine Kappe.

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht einer Anschlußfahne.

Fig. 3 zeigt eine weitere Seitenansicht der Anschlußfahne nach Fig. 2.

Fig. 4 zeigt einen Drahtwiderstand teilweise im Schnitt mit Kappe und Anschlußfahne.

Fig. 5 zeigt einen Teil eines in einem Keramikgehäuse eingebetteten Drahtwiderstandes in Perspektive.

Fig. 1 zeigt eine Kappe 10 aus tiefgezogenem Stahl. Sie wird durch Pressverformung aus einem flachen Rohling hergestellt mit Hilfe herkömmlicher Werkzeuge und Pressen. Fign. 2 und 3 zeigen eine Anschlußfahne 11, z.B. aus elektrolyt!schem Kupfer. Die Anschlußfahne 11 ist ebenfalls mit Hilfe einfacher Stanz- und Biegevorgänge hergestellt und setzt sich zusammen aus einem geraden flachen Stützabschnitt 12 mit einer Einführspitze 13 am unteren Ende für den Einsatz in vorgeformte Löcher einer Schaltplatine. Am oberen Ende .des Stützabschnitts 12 ist annähernd rechtwinklig ein Endabschnitt 14 abgebogen, der gleichzeitig, wie Fig. 3 zeigt, gewölbt ist. Am freien Ende des Endabschnitts 14 ist ein Anschlag 15 nach oben, wiederum etwa im rechten Winkel, abgebogen. In Fig. 4 ist ein Hochlastdrahtwider-

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• ft.

stand 16 dargestellt mit einem Tragkörper 17 aus etwas elastischem Material, auf den eine Drahtwicklung 18 aufgewickelt ist. Zur besseren Darstellung ist das linke Ende des Widerstandselementes 16 geschnitten dargestellt. Über das Ende des Widerstands 16 ist die Kappe 10 gestülpt, und zwischen Kappe 10 und Widerstandselement 16 befinden sich Endabschnitt 14 und Anschlag 15. Der Anschlag 15 liegt gegen die Stirnfläche des Widerstands an. Dadurch bestimmt die Länge des Endabschnitts 14, wie weit die Kappe 10 aufgeschoben wird. Nachdem dies erfolgt ist, wird die Kappe 10 mit Hilfe eines geeigneten Presswerkzeugs aufgepresst, so daß sich bei 19 eine Verschweißung zwischen Kappe 10 und Endabschnitt 14 ergibt infolge des hoichen Pressdruckes. Dadurch ist der Endabschnitt 14 wirksam mit der Drahtwicklung 18 kontaktiert.

Die in Fig. 4 gezeigte Widerstandsanordnung kann, wie in Fig. 5 gezeigt, in ein Keramikgehäuse 20 eingesetzt werden, das eine axiale Durchbohrung 21 besitzt. Eine Seite 22 des Gehäuses 10 ist mit einem Längsschlitz 23 versehen, durch die Einschnürungen 24 des Stützabschnitts 12 (siehe Fig. 3) hindurchgeführt werden können. Der mit der Durchbohrung 21 in Verbindung stehende Längsschlitz 23 ermöglicht das axiale Einführen der Widerstandsanordnung, ohne dass der Widerstand vor dem Einfüllen des Verankerungsmaterials 25 herausfällt.

Es sei erwähnt, daß die Einschnürungen 24 nicht nur durch Ausstanzen oder Ausschneiden hergestellt werden können, sondern auch durch Umbördeln des betreffenden Teils des Stützabschnitts

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12, wodurch eine erhöhte Festigkeit erzielt wird.

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7? Leerseite

Claims

2613R77

Ansprüche:

1·] Elektrischer Drahtwiderstand, insbesondere Hochlastwiderstand, mit einem länglichen Widerstandselement und quer dazu verlaufenden Anschlußorganen, die auf die Enden des Tfiderstandselements kappenförmig aufgepreßt sind und die Yiderstandswicklung kontaktieren, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußorgan aus einer Kappe (1O) und einer davon getrennten Anschlußfahne (11) besteht, die mit einem umgebogenen Endabschnitt (i4) zwischen Kappe (1O) und Widerstandsmaterial eingepreßt ist.
2. Drahtwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (1O) aus mechanisch festem, gut verformbarem Material und die Anschlußfahne (11) aus elektrisch gut leitendem Material bestehen.
3« Drahtwiderstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (1O) aus Tiefziehstahl und die Anschlußfahne (ii) aus einer hochprozentigen Kupferlegierung besteht.
4. Drahtwiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der umgebogene Endabschnitt (i4) gerundet ist und in seinem Radius etwa dem Außenradius des Widerstandselements (i6) entspricht, jedoch nicht kleiner ist als dieser.

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ORIGINAL INSPECTED

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5. Drahtwiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des umgebogenen Endabschnitts (14) wieder abgebogen ist und gegen die Stirnseite des Widerstandselements(16) anliegt.
6. Drahtwiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Keramikgehäuses (20) das Widerstandselement in einer durchgehenden Längsbohrung (21) des Gehäuses aufgenommen ist und die Anschlußfahne (11) einen eingeschnürten Abschnitt (24) aufweist, der.durch einen mit der Längsbohrung (21) in Verbindung stehenden Längsschlitz (23) des Keramikgehäuses (20) hindurchgeführt ist.
7. Drahtwiderstand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschnürte Abschnitt (24) durch Ausstanzen mindestens einer Aussparung aus der flachen Anschlußfahne (11) gebildet ist.
8. Drahtwiderstand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschnürte Abschnitt durch ein- oder zweiseitiges Umbördeln der flachen Anschlußfahne gebildet ist.
9. Drahtwiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (1O) mit einem derart hohen Druck aufgepresst wird, daß eine Kaltschweißverbindung (19) zwischen Widerstandsmaterial (18) und Endabschnitt

(14) erfolgt.

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10. Drahtwiderstand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfahne (11) mit einer eine Kaltschweißverbindung begünstigenden Metallschicht, vorzugsweise mit Zinn oder Blei-Zinnlegierung, überzogen ist.
11. Drahtwiderstand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (17) des WiderStandselementes (16) aus in begrenztem Maße elastischem Material besteht.

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