DE2720446A1 - Verfahren zur herstellung einer loetfreien anschluss-stelle eines drahtes an eine spule, nach dem verfahren hergestellte anschluss-stelle und deren verwendung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung einer lötfreien Anschluss-Stelle
• eines Drahtes an eine Spule, nach dem Verfahren hergestellte Anschluss-Stelle und deren Verwendung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer lötfreien Anschluss-Stelle eines Drahtes an eine Spule, auf eine nach dem Verfahren hergestellte Anschluss-Stelle und deren Verwendung.
• Die Herstellung von Spannungsspulen der elektrischen Feinwerktechnik stellt besondere Anforderungen nicht nur an die Isolation der Spule, sondern auch an die Anschluss-Stellen für die Anschlussdröhte. Um den Isolationsanforderungen genügen zu können, hat man deshalb Spulenschachteln aus wdrmehUrtbarem Kunststoff hergestellt und die Anschluss-Stellen als Lötstifte ausgeführt. Bei diesen Spulenschachteln musste jedoch zur Verhinderung von Wechselstrombrumm eine Feder zwischen die Spule und den Eisenkern eingeführt werden, was bei einer Automatisierung bedeutende fabrikatorische Aufwendungen erforderte. Zudem waren die Standzeiten der Werkzeuge wegen der besonderen Abrasionsneigung der für die Herstellung dieser Kunststoffartikel benötigten pulverförmigen Mischungen ausgesprochen klein. Die naheliegende Idee, thermoplastische Kunststoffe für die Spulenschachteln zu verwenden, hat den Nachteil, dass der die Lötstifte der Anschluss-Stellen umgebende Thermoplast wegen der grossen zuzuführenden Wärmemenge beim Verlöten mit den relativ dicken Anschlussdrähten schmilzt und dass sich die Lötstifte aus ihrer Verankerung lösen. Andererseits war zu erwarten, dass bei Verwendung von Spulenschachteln aus thermoplastischem Werkstoff das Brummen durch geeignete Gestaltung der den Kern aufnehmenden Teile verhindert werden kann.
• Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein in Bezug auf Arbeits- und Materialaufwand günstiges Verfahren zur Herstellung einer lötfreien Anschluss-Stelle eines Drahtes an eine Spule zu schaffen, das zudem alle Anforderungen an eine genügende Isolation zwischen den Anschlussdröhten selbst und gegenüber Masse erfüllt und hohe Standzeiten der dazu notwendigen Werkzeuge sowie eine feste, dauerhafte Verankerung der Anschlussdröhte ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Spulenschachtel mit integriertem Anschlussgehäuse mit einem beiden gemeinsamen, einseitig vorspringenden Rand aus thermoplastischem Werkstoff geformt wird, dass eine eine Klemmfeder enthaltende Anschlussklemme dichtend in das Anschlussgehäuse eingepresst und je ein über den Rand hinausragendes Ende der Anschlussklemme mit je einem Drahtende einer in die Spulenschachtel eingesetzten Spule verlötet und senkrecht zur Spule hin abgebogen wird, so dass es in geringer Distanz zum freien Spulenende parallel zu dessen Stirnfläche zu liegen kommt, und dass die Spulenschachtel und das mit ihrer Oeffnung verbundene Ende des Anschlussgehäuses bis zum vorspringenden Rand in Giessharz eingebettet wird.
• Das Schutzbegehren umfasst ferner die nach dem Verfahren hergestellte Anschluss-Stelle, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Spulenschachtel und das Anschlussgehäuse aus einem thermoplastischen Werkstoff besteht und dass die Seitenwände der eingepressten Anschlussklemme an ihrem zur Einführung des Anschlussdrahtes bestimmten Ende L-förr1iig gestaltet und zu einem die Klemmfedern aufnehmenden Gehäuse mit viereckigem Querschnitt zusammengebogen sind.
• Es wird ferner die Verwendung der Anschluss-Stelle für eine Spannungsspule in der elektrischen Feinwerktechnik beansprucht.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
• Die Figuren der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Anschluss-Stelle im Schnitt; Fig. 2 verschiedene Ansichten einer Anschlussklemme; Fig. 3 eine Spule mit zwei Anschluss-Stellen vor dem Vergiessen; Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Anschluss-Stelle und Fig. 5 zwei verschiedene Anschluss-Stellen mit je zwei Anschlussklemmen.
• In der Fig. 1 ist eine in einer Spulenschachtel 1 aus thermoplastischem Werkstoff angeordnete Spule 2 dargestellt. Ein Anschlussgehäuse 3 aus dem gleichen Werkstoff ist mit der Spulenschachtel 1 integriert. Es hat einen viereckigen Querschnitt und ist mit einer Dichtungslippe 4 versehen, in welche eine in Fig. 2 detailliert dargestellte Anschlussklemme 5 eingepresst ist, welche eine Klemmfeder 6 enthält. Die Anschlussklemme 5 ist etwas ausserhalb der Mitte der Breitseite geschnitten gezeichnet, damit ihr oberer Teil 5a klarer sichtbar wird. Ein Ende 7 der Anschlussklemme 5 ist L-förmig umgebogen und besitzt nahe der Umbiegestelle eine Bohrung 8, durch welche ein Anschlussdraht 9 eingeführt und durch die Klemmfeder 6 in bekannter Weise herauszugssicher festgehalten werden kann.
• Die Anschlussklemme 5 ist zwecks Fixierung nach dem Einpressen in die Dichtungslippe 4 mit einem Butzen 10 versehen. Ihr freies Ende weist eine vorbereitete Lötstelle 11 für ein Ende des Spulendrahtes auf. Es ist ferner so lang gehalten, dass es in geradem Zustand über einen der Spulenschachtel 1 und dem Anschlussgehäuse 3 gemeinsamen Rand 12 hinausragt. Die Trennwand 13 zwischen den beiden ist gegenüber dem Rand 12 verkürzt und als Abbiegekante für das freie Ende der Anschlussklemme 5 ausgeführt.
• In der Fig. 2 ist die Anschlussklemme 5 in verschiedenen Ansichten Fig. 2a, 2b, 2c und 2d dargestellt, wobei Fig. 2a einen Schnitt entlang der Linie L - L der Fig. 2b zeigt. Die mit der Fig. 1 gemeinsamen Teile sind dabei mit gleichen Kennziffern bezeichnet.
• Die Anschluss-Stelle nach der Fig. 1 wird dadurch hergestellt, dass vorerst die Spulenschachtel 1 mit dem integrierten Anschlussgehäuse 3 aus einem thermoplastischen Werkstoff in einer Form gespritzt wird. Die Anschlussklemme 5 wird aus einem entsprechenden Formstück, beispielseise aus Messing oder einer lötbaren Spezialbronze, welche keine Oberflächenbehandlung erfordert, durch Abbiegen der Seitenwände je zu einem L-förmigen Stück, durch Zusammenbiegen dieser beiden L-förmigen Stücke zu einem Gehäuse mit viereckigem Querschnitt (siehe Fig. 2a) und durch Abbiegen des Endes 7 in Querrichtung geformt. Das kann in einem automatisierten Stanz/Biegeprozess auf wirtschaftliche Weise erfolgen. Vor dem Abbiegen wird die Bohrung 8 im Ende 7 und der Butzen 10 angebracht und bei Verwendung von Messing als Ausgangsmaterial gegebenenfalls eine Versilberung oder Verzinnung vorgenommen. In dem dadurch entstandenen Gehäuse wird die U-förmige Klemmfeder 6 aus Federstahl derart eingesetzt, dass deren dem L-förmigen abgebogenen Ende 7 der Anschlussklemme 5 entgegengesetzter Schenkel 14 senkrecht auf dieser steht. Der zweite, zum Festklemmen des Anschlussdrahtes 9 bestimmte Schenkel 15 ist in der Einsteckrichtung dieses Anschlussdrahtes 9 in spitzem Winkel zur Einsteckseite angeordnet. Die derart vorbereitete Anschlussklemme 5 wird dann in die QMcAhaunaslippe 4 gepresst und durch den Butzen 10 lagefixiert.
• Im darauffolgenden Arbeitsgang wird das durch die Dichtungslippe 4 durchgesteckte Ende der Anschlussklemme 5 an der vorbereiteten Lötstelle 11 mit einem Drahtende der Spule 2, vorzugsweise im Tauchlötverfahren verlötet. Da die Kontaktstelle zwischen Draht und Anschlussklemme 5 klein ist und der Draht eine geringe Wärmekapazitot hat, ist bei diesem Vorgang keine Lockerung der Anschlussklemme 5 in der Dichtungslippe 4 zu befürchten. Das verlötete Ende wird dann, wie in der Fig. 1 gestrichelt gezeichnet ist, rechtwinklig um die Biegestelle der Trennwand 13 zwischen der Spulenschachtel 1 und dem Anschlussgehäuse 3 umgebogen (siehe Fig. 3 in der Aufsicht).
• Dadurch kommt dieses Ende in geringer Distanz zum freien Ende der Spule 2 parallel zu deren benachbarter Stirnfläche zu liegen. Schliesslich wird die Spulenschachtel 2 und das vorspringende Ende des Anschlussgehäuses bis zum Rande 12 mit Giessharz gefüllt und dieses erhärten gelassen. Man erhält somit eine vollkommen gegen die Masse des Spulenkerns isolierte Anschluss-Stelle. In diese kann der Anschlussdraht 9 in Richtung gegen den ausweichenden schiefen Schenkel 15 der Klemmfeder 6 bis zum Anschlag an den senkrecht auf der Anschlussklemme 5 stehenden Schenkel 14 eingeführt werden. Der Anschlussdraht 9 ist damit gegen das Herausziehen durch Sperrhackenwirkung gesichert. Er kann notfalls durch leichtes Ziehen bei gleichzeitigem Hin- und Herdrehen gelöst werden. Dazu braucht es also eine bewusste Handlung.
• Die Anpressfläche der Feder ist klein. Der Federdruck an dieser Fläche kann genügend gross gehalten werden, dass ein Herausziehen des Anschlussdrahtes 9 verunmöglicht, dieser aber durch eine solche versuchte oder veranlasste Handlung nicht abgeklemmt wird. Zu diesem Zweck genügt ein Druck von wenig über 2 N um einen -korrosionsfesten Kontakt herzustellen.
• Der Winkel des schiefen Schenkels 15 der Klemmfeder 6 kann ca. 10 Grad betragen. Damit wird die beste Sperrhackenwirkung erzielt. Gegebenenfalls kann der Rand dieses Schenkels V-förmig eingeschnitten sein, so dass an der Klemmstelle ein Kontakt über zwei Punkt Ans b)nS1XSsdrahtes 9 entsteht. Die Klemmfeder 6 kann auch zwei in gleicher Richtung schief stehende Schenkel aufweisen, welche zwei gleiche Klemnstellen bilden.
• Die Dichtungslippe 4 kann auch derart gestaltet sein, dass zwei nachgiebige Dichtungsränder entstehen. Im allgemeinen genügt aber eine einfache Dichtungslippe 4 gemäss der Fig. 1, in welcher die Anschlussklemme 5 vorzugsweise mit Press-Sitz festgehalten werden kann.
• Bei der Ausführungsform der Anschluss-Stelle für den Anschlussdraht 9 gemäss der Fig. 4 ist das L-förmig abgebogene Ende 7 der Anschlussklemme 5 mit der Führungsbohrung 8 für den Anschlussdraht 9 durch eine besondere Führungshülse 16 aus einem isolierenden Werkstoff, die in das Anschlussgehäuse 3 eingesprengt ist, ersetzt. Zweckmässigerweise ist das Anschlussgehäuse 3 zu diesem Zweck mit einem kleinen endständigen Wulst versehen.
• In der Fig. 5 sind zwei verschiedene Arten von Anschluss-Stellen für Anschlussdrähte 9 dargestellt. Bei der links gezeichneten Ausführungsform besitzt das Anschlussgehäuse die doppelte Breite einer Anschlussklemme 5 und ist somit für die Aufnahme von zwei nicht voneinander isolierten Anschlussklemmen 5 vorgesehen. Diese können vorzugsweise durch ein Verbindungsplättchen miteinander leitend verbunden sein. Sie können beispielsweise als Zwischenklemme für weitere Anschlussdrähte 9 dienen.
• Bei der Ausführungsform rechts besitzt das Anschlussgehäuse 3 eine Trennwand 17 für die Aufnahme von zwei voneinander isolierten Anschlussklemmen 5. In ähnlicher Weise können Anschlussgehäuse 3 nach Bedarf mit mehreren Kammern und Trennwänden 17 zur Aufnahme von mehreren voneinander isolierten Anschlussklemmen 5 vorgesehen werden.
• Bei den Ausführungsformen der Fig. 3 und 5 mit rechteckigen Spulen und Spulenkörpern sind die Anschlussgehäuse in mindestens einer Ecke angebracht. Das hat sich besonders bei auf einem Schenkel von mehrschenkligen Magnetkernen mit Kurzschlussbügel bei Zählern anzubringenden Spulen 2 aus Platzgründen als günstig erwiesen. Bei anderen Ausführungsformen der Spule 2 ist die Anordnung der Anschluss-Stellen nicht kritisch.
• Die beschriebenen Anschluss-Stellen lassen sich mit wenig Material- und Zeitaufwand aus lange Standzeiten der Formwerkzeuge garantierenden thermoplastischen Werkstoffen und aus billigen und kleinen, leicht herzustellenden Metallteilen fertigen. Ein Brummen durch Vibration der Spulen auf den Magnetkernen kann durch Passitz Mit Hilfe von auf der dem Kern zugewandten Innenseiten der Spulenschachtel vorgesehenen Wülsten vermieden werden. Die Anschlussdrähte sind gegen unbeabsichtigtes Herausziehen geschiitzt und durch den thermoplastischen Werkstoff gegeneinander, sowie durch das Giessharz gegen Masse allen Anforderungen entsprechend isoliert. Durch die geringe für das Anlöten der dünnen Drähte der Spulen aufzuwendende Wärmemenge können sich keine Verankerungen der Anschlussklemmen lockern, wornit dadurch verursachte Störungen vermieden werden können.
• Die beschriebenen Anschluss-Stellen können bei Spannungsspulen von Elektrizitätszählern nach dem Ferrarisprinzip oder bei Spulen von Synchronmotoren und ähnlichem Verwendung finden. Sie machen den Anschluss von Apparatedröhten an diese Spulen sehr zeitsparend, was sie gegenüber den bisherigen Ausführungsformen vorteilhaft erscheinen lässt.
• Leerseite

Claims (15)

1. PATENTANSPRUECHE Verfahren zur Herstellung einer lötfreien Anschluss-Stelle eines Drahtes an eine Spule (2), dadurch gekennzeichnet, dass eine Spulenschachtel (1) mit integriertem Anschlussgehäuse (3) mit einem beiden gemeinsamen, einseitig vorspringenden Rand (12) aus thermoplastischem Werkstoff geformt wird, dass eine eine Klemmfeder (6) enthaltende Anschlussklemme (5) dichtend in das Anschlussgehäuse (3) eingepresst und je ein über den Rand (12) hinausragendes Ende der Anschlussklemme (5) mit je einem Drahtende einer in die Spulenschachtel (1) eingesetzten Spule (2) verlötet und senkrecht zur Spule (2) hin abgebogen wird, so dass es in geringer Distanz zum freien Spulenende parallel zu dessen Stirnfläche zu liegen kommt, und dass die Spulenschachtel (1) und das mit ihrer Oeffnung verbundene Ende des Anschlussgehäuses (3) bis zum vorspringenden Rand (12) in Giessharz eingebettet wird.
2. 2. Anschluss-Stelle gemäss dem Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenschachtel (1) und das Anschlussgehäuse (3) aus einem thermoplastischen Werkstoff besteht und dass die Seitenwände der eingepressten Anschlussklemme (5) an ihrem zur Einführung des Anschlussdrahtes (9) bestimmten Ende L-förmig gestaltet und zu einem die Klemmfeder (6) aufnehmenden Gehäuse mit viereckigem Querschnitt zusammengebogen sind.
3. 3. Verwendung der Anschluss-Stelle nach dem Anspruch 2 für eine Spannungsspule in der elektrischen Feinwerktechnik.
4. 4. Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussklemme (5) vor dem Einführen in das Anschlussgehäuse mit einem Butzen (10) und einer vorbereiteten Lötstelle und an dem dieser gegenüberliegenden Ende mit einer Bohrung versehen und das mit der Bohrung versehene Ende L-förmig abgewinkelt wird.
5. 5. Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschlussgehäuse eine Durchführung mit nachgiebigen Lippenrändern für die Anschlussklemme erzeugt wird.
6. 6. Anschluss-Stelle nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand der Trennwand (13) zwischen Spulenschachtel (1) und dem Anschlussgehäuse (3) gegenüber dem restlichen Rand (12) zurückversetzt und als Abbiegekante für das Ende der Anschlussklemme (5) ausgebildet ist.
7. 7. Anschluss-Stelle nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine oder mehrere Trennwande (17) zur Aufnahme mehrerer voneinander isolierter Anschlussklemnen (5) aufweist.
8. 8. Anschluss-Stelle nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine einzige Ausnehmung von der doppelten Breite einer Anschlussklemme (5) und zwei nebeneinanderliegende, durch ein Verbindungsplättchen miteinander leitend verbundene Anschlussklemmen (5) aufweist.
9. 9. Anschluss-Stelle nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer einen Schenkel eines mehrschenkligen Magnetkerns anzubringenden Spule mindestens ein Anschlussgehduse (3) in einer Ecke der Spulenschachtel (1) angeordnet ist.
10. 10. Anschluss-Stelle nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussgehäuse (3) am Ende der Einführseite eines Anschlussdrahtes (9) eine in Pres.-Sitz angebrachte Führungshülse (16) aufweist.
11. 11. Anschluss-Stelle nach dem Anspruch 2, dadurch gekennt zeichnet, dass in einem zur Aufnahme einer Klemmfeder (6) vorgesehenen Raum der Anschlussklemme (5) im Anschlussgehäuse (3) eine passende U-förmige Klemmfeder (6) angebracht ist, deren erster Schenkel (14) senkrecht auf der Anschlussklemme (5) steht und einen Anschlag für den einzuführenden Anschlussdraht (9) bildet und deren zweiter zum Festklemmen des Anschlussdrahtes (9) bestimmter, in dessen Einsteckrichtung ausweichender Schenkel (15) in spitzem Winkel zur Einsteckseite und kraftschlüssig zur Anschlussklemme (5) gerichtet ist.
12. 12. Anschluss-Stelle nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schenkel einer U-förmigen Klemmfeder (6) im gehäuseförmigen Teil der Anschlussklemme (5) derart in Einsteckrichtung des Anschlussdrahtes (9) schief stehen, dass beide Schenkel eine Klemmstelle für diesen bilden können.
13. 13. Anschluss-Stelle nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkanten der Klemmfeder (6) V-förmig sind, so dass sie je zwei Berührungsstellen mit dem eingeführten Anschlussdraht (9) bilden.
14. 14. Verwendung der Anschluss-Stelle nach dem Anspruch 3 für die Spannungsspule eines Elektrizitätszählers nach dem Ferraris-Prinzip.
15. 15. Verwendung der Anschluss-Stelle nach dem Anspruch 3 für eine Spule eines Synchronmotors.