DE3130634C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Pa­ tentanspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE-OS 24 45 304 bekannt. Dabei wird ein Abschnitt eines Drahtes an ein Werkstück durch zwei Elektroden angepreßt und an diesen Ab­ schnitt Lotmaterial herangeführt. Durch zeitlich begrenztes Schließen eines die beiden Elektroden beinhaltenden Stromkreises werden Draht sowie Werkstück so weit erwärmt, daß herangeführtes Lotmaterial abschmilzt. Hierbei ist insbesondere nachteilig, daß das Lotmaterial durch eine Führung jeweils an die Lötstelle herangeführt und wieder weggeschwenkt werden muß. Durch Ungleichmäßigkeiten in der Lotmaterialführung kommt es dabei dazu, daß einmal zuviel und andermal zu wenig Lotmaterial abgeschmolzen wird, wodurch eine aus­ reichende Festigkeit der Lötstelle nicht immer gewährleistet ist.

Bekannt ist ebenfalls eine Kontaktiervorrichtung mit einem durch Wi­ derstandserwärmung beheizten U-förmigen Kontaktierungsstempel (DE-OS 30 17 448), der einen kerbformartigen Einschnitt hat. Der Kontaktie­ rungsstempel übergreift mit dem kerbformatigen Einschnitt einen an einer Metallfläche anliegenden Anschlußdraht und bewirkt durch vor­ gegebenen Druck und vorgegebene Temperatur, daß die Metallfläche in plastische oder schmelzflüssige Phase gebracht und der Anschlußdraht darin eingebettet wird. Die Eindringtiefe des Kontaktierungsstempels wird durch geregelt eingebrachte Wärme und geregelten Druck be­ grenzt. Dabei kann die Wärme leistungs-, temperatur- oder zeitab­ hängig gesteuert werden.

Es ist weiterhin ein Verfahren zur Kontaktierung elektrisch leiten­ der Drähte vorgeschlagen worden, bei dem ein Hitzdraht an in einem Sondenring befestigten Haltedrähten dadurch kontaktiert wird, daß durch eine Knallgasflamme die Drähte erhitzt und ein die Verbindung herstellendes Goldlot zum Schmelzen gebracht wird. Bei einem derar­ tigen Verfahren besteht die Gefahr, daß an den relativ dünnen Dräh­ ten unerwünschte Überhitzungen auftreten. Außerdem ist das Zuführen von kleinen Goldlotmengen relativ schwierig und läßt sich das Ver­ fahren schwer automatisieren.

Aufgabe der Erfindung ist, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart zu verbessern, daß auf einfache Art und Weise eine Kontaktierung möglich wird, die den mechanischen und elektrischen Anforderungen genügt und eine Automatisierung bei einer Anwendung auf einen in einem Trägerkörper befindlichen Haltedraht und einen mit diesem zu kontaktierenden Draht erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ermöglichen vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patent­ anspruch 1 angegebenen Verfahrens.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft erreicht, daß trotz Automatisierung Überhitzungen der Drähte vermieden werden und außerdem das als Schicht auf einem Draht aufgebrachte Lotmaterial eine gesonderte Zuführung des Lotmaterials erübrigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung ver­ einfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Trägerkörper mit einem daran aufgespannten Hitzdraht zur Messung einer strömenden Mediummasse,

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beispiels­ weise zur Kontaktierung eines Hitzdrahtes an Haltedrähten, die in einem Trägerkörper entsprechend Fig. 1 befestigt sind.

In Fig. 1 ist ein ringförmiger Trägerkörper 1, der natürlich auch eine andere zweckmäßige Form haben kann, mit vier Haltedrähten 2, 3, 4, 5 dargestellt. Die Haltedrähte sind aus elektrisch leitendem Material, beispielsweise 0,4 mm dickem Platindraht oder einem Platinmanteldraht mit einem Kern aus einer Eisen-Nickel- Legierung und einem Platinmantel gefertigt und zur Wär­ meisolation und elektrischen Isolation über Glaseinschmel­ zungen 7 im Trägerkörper 1 befestigt. Die Haltedrähte 2, 3, 4, 5 weisen einen in radialer Richtung ins Innere des Trägerkörpers 1 gerichteten Radialabschnitt 8 auf, an dem die Befestigung durch Glaseinschmelzung 7 erfolgt. Die Haltedrähte 2 und 5 weisen überdies sich an die Radial­ abschnitte 8 anschließende und die Glaseinschmelzung 7 durchgreifende Anschlußabschnitte 9 auf, die zu einem nicht dargestellten bekannten elektronischen Steuergerät führen. Im Innern des Trägerkörpers 1 schließen sich an die Radial­ abschnitte 8 jedes Haltedrahtes 2, 3, 4, 5 Winkelab­ schnitte 10 an, die gegenüber den Radialabschnitten 8 um ca. 90° abgewinkelt sind und etwa parallel zur Strömungsrichtung 11 einer den Trägerkörper 1 durch­ strömenden Mediummasse verlaufen. Die Winkelabschnitte 10 der Haltedrähte 2, 3, 4, 5 können dabei über eine Stirnfläche 12 des Trägerkörpers 1 herausragen. An diesen über die Stirnfläche 12 herausragenden Winkel­ abschnitten 10 der Haltedrähte 2, 3, 4, 5 ist ein so­ genannter Hitzdraht 14 derart ausgespannt, daß er vom Haltedraht 2 zum Haltedraht 3 und von dort über den Haltedraht 4 zum Haltedraht 5 verläuft, wobei der Hitzdraht 14 mit den Winkelabschnitten 10 der Halte­ drähte 2 und 5 verlötet ist, während er über die Win­ kelabschnitte 10 der Haltedrähte 3 und 4 nur lose je­ weils in Form einer Schlaufe 15 geführt ist. Die sich kreuzenden Drahtabschnitte der Schlaufe 15 sind jeweils in einem Berührungsbereich 16 elektrisch lei­ tend miteinander verbunden. Dadurch wird die Schlaufe 15 stromlos und nicht durch Strom erwärmt. Der Hitz­ draht 14 kann ebenfalls aus Platindraht gefertigt sein und hat etwa eine Dicke von 0,07 mm. Die Verwendung eines temperaturabhängigen Widerstandes in Form eines Hitzdrahtes zur Messung der Masse eines strömenden Me­ diums ist bereits bekannt, beispielsweise zur Ermitt­ lung der von einer Brennkraftmaschine angesaugten Luft­ masse, wozu der Trägerkörper 1 mit dem ausgespannten Hitzdraht 14 im Luftansaugrohr der Brennkraftmaschine angeordnet wird. Über die Anschlußabschnitte 9 wird da­ bei der Hitzdraht 14 durch ein nicht dargestelltes elektronisches Steuergerät mit Strom versorgt und der­ art die Stromzufuhr geregelt, daß sich der Hitzdraht 14 auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt, die über der mittleren Lufttemperatur der angesaugten Luftmasse liegt. Nimmt nun die Strömungsgeschwindigkeit, d. h. die pro Zeiteinheit angesaugte Luftmasse zu, so kühlt sich der Hitzdraht 14 stärker ab. Diese Abkühlung wird dem elektronischen Steuergerät zurückgemeldet, das darauf­ hin einen höheren Strom zum Hitzdraht 14 einregelt, bis der festgelegte Temperaturwert am Hitzdraht 14 sich wie­ der eingestellt hat. Diese Stellgröße des elektronischen Steuergerätes stellt gleichzeitig ein Maß für die ange­ saugte Luftmasse dar, das als Meßgröße einem Zumeßkreis der Brennkraftmaschine zur Anpassung der erforderlichen Kraftstoffmasse an die pro Zeiteinheit angesaugte Luft­ masse zugeführt werden kann.

Die Fig. 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung mit der erfindungsgemäß die Kontaktierung des Hitzdrahtes 14 an den Haltedrähten 2, 5 erfolgen kann. Dabei ist ein Werkzeug 18 vorgesehen, das einen elektrisch leitenden Aufnahmepol 19 hat, der über eine elektrische Anschluß­ leitung 20 mit einer Stromquelle 21 in Verbindung steht. In der Stromquelle 21 ist gleichzeitig ein Zeitglied, beispielsweise ein RC-Glied enthalten. Andererseits führt über einen Schalter 22 eine elektrische Anschlußleitung 23 zu einem federnden Pol 24. Zur Durchführung des er­ findungsgemäßen Verfahrens wird nun in einem ersten Arbeitsgang jeder Haltedraht 2, 3, 4, 5 in dem Träger­ körper 1 befestigt. Dabei sind die Haltedrähte 2 und 5 zumindest in ihrem Winkelabschnitt 10 in einem Bereich mit einer Lötmaterialschicht 26, bei Drähten aus Platin dient vorzugsweise Reingold als Lotmaterial, versehen. Die Lotmaterialschicht 26 kann als ca. 0,003 bis 0,005 mm dicke Schicht galvanisch auf die Haltedrähte 2, 5 auf­ gebracht sein. Der Trägerkörper 1 wird nun in einem zweiten Arbeitsgang so in das Werkzeug 18 eingelegt, daß die Haltedrähte 2, 5 in entsprechenden Aussparungen 27 der Aufnahmepole 19 zu liegen kommen, während die federnden Pole 24 am freien Ende 28 der Haltedrähte 2, 5 angreifen. In einem dritten Arbeitsgang wird nun der zu kontaktierende Hitzdraht 14 an den Haltedraht 2 und 5 an jeden Winkelabschnitt 10 mit entsprechender Löt­ materialschicht 26 angelegt, der einerseits durch den Aufnahmepol 19 und andererseits durch den federnden Pol 24 begrenzt wird. Durch Schließen des Stromkreises 20, 21, 23 mittels des Schalters 22 erwärmt sich nach dem Prinzip der Widerstandserwärmung der Winkelabschnitt 10 der Haltedrähte 2, 5 auf eine Temperatur, die aus­ reicht, um das Lotmaterial 26 zu schmelzen, bei Rein­ gold etwa 1060°C, so daß das Lotmaterial 26 eine korrosiven Angriffen sowie Temperaturen von etwa 900°C standhaltende Verbindung zwischen den Haltedrähten 2, 5 und dem Hitzdraht 14 herstellt. Die genaue Einstel­ lung der erforderlichen elektrischen Spannung an der Stromquelle 21 und die zeitliche Begrenzung des Erwär­ mungsvorganges durch das Zeitglied gewährleisten eine Lotverbindung ohne die Gefahr von Überhitzung der zu verbindenden Drähte. Das erfindungsgemäße Verfahren hat außerdem den Vorteil, daß es eine Automatisierung erlaubt.

Claims (4)

1. Verfahren zur Kontaktierung elektrischer Leiter, insbesondere ei­ nes an einem Trägerkörper (1) zur Messung einer strömenden Medium­ masse ausgespannten Hitzdrahtes (14) an Haltedrähten (2-5), mit­ tels Erwärmung und einem Lotmaterial (26),

• - wobei ein zu kontaktie­ render Leiter (2-5) in einem Abschnitt (10) durch die Pole (19, 24) eines der Erwärmung des Lotmaterials (26) dienenden Stromkreises begrenzt wird und
• - der Stromkreis zeitlich begrenzt geschlossen wird, bis die Schmelztemperatur des Lotmaterials (26) erreicht und eine sichere Lotverbindung zwischen beiden elektrischen Leitern (2-5; 14) gewährleistet ist,

dadurch gekennzeichnet,

• daß zunächst mindestens ein zumindest teilweise am Umfang mit einer Lotmaterial­ schicht (26) versehener Haltedraht (2-5) an einem Trägerkörper (1) befestigt wird,
• - dann jeder Haltedraht (2-5) in einem Werk­ zeug (18, 19, 24) derart gelagert wird, daß der durch die Pole (19, 24) begrenzte Abschnitt (10) mit mindestens einer Lotmaterial­ schicht (26) versehen ist und
• - dann der zu kontaktierende Draht (14) an jeden Haltedraht (2-5) in dem Abschnitt (10) mit der Lotmate­ rialschicht (26) angelegt und der Stromkreis geschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung des Drahtes (14) an einem Winkelabschnitt (10) des Haltedrahtes (2-5) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu kontaktierende Draht (14) aus Platin und der Haltedraht (2-5) aus Platin ausgebildet oder mit einem Platinmantel versehen ist und die auf dem Haltedraht (2-5) aufgebrachte Lotmaterialschicht (26) aus Gold besteht.