DE3911027C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Anschlußelementen mit lackisolierten Drähten mittels eines Schutzgasschweißverfahrens.

Bei der Verdrahtung von elektrischen Bauelementen werden im allgemeinen lackisolierte Kupferdrähte oder Bänder eingesetzt. Bei höherer Wärmebelastung sind dies warmfest lackisolierte Drähte. Die Verbindungen werden zwischen Anschlüssen und Anschlußelementen der elektrischen Bauelemente hergestellt. Diese Verbindungen wurden bisher durch Löten nach vorheriger Abisolierung oder durch Schweißen hergestellt. Eine Lötverbindung erfordert somit eine aufwendige Vorbereitung, und eine Schweißverbindung hat bedingt durch den endlichen Sauerstoffgehalt im Kupfer nachteilige Werkstoffeigenschaften, da Kupferoxyd die Bruchgefahr erhöht.

Aus der DE-B 20 63 535 ist ein Verfahren zum Verbinden von Anschlußelementen mit isolierten Drähten bekannt. Dabei werden Anschlußstifte mit auf diesen gewickelten Drahtenden durch ein Schmelzschweißverfahren verbunden. Ein dabei verwendeter Schutzgasschweißbrenner wird axial in Richtung auf das Anschlußelement ausgerichtet.

In der DE-A 25 39 122 wird eine elektrische Verbindung für Aluminiumleiter und ein Verfahren zu deren Herstellung beschrieben. Nach der mechanischen Einspannung der elektrischen Leiter durch einen elektrisch leitenden Ring, wobei sich mehrere Leiter überlappen, wird mittels eines Schutzgasschweißverfahrens eine Schmelzschweißung erzeugt.

Aus der amerikanischen Patentschrift US-A 32 43 501 ist weiterhin eine Verbindung von isolierten Drähten mit einem elektrisch leitenden Anschlußstift bekannt. über die um den Anschlußstift gewickelten Drähte wird eine Schweißhülse gestülpt und zur mechanischen Arretierung verformt. Die Verbindung wird durch den Einsatz eines Widerstandsschweißverfahrens hergestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden von lackisolierten Drähten mit Anschlußelementen zur Verfügung zu stellen, das mittels eines Schutzgasschweißverfahrens reproduzierbare Verbindungen erzeugt, die mechanisch stabil und trotz der Lackisolation der Drähte elektrisch gut leitend sind.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Einsatz einer Metallhülse eine einfache und zuverlässige elektrische Kontaktierung bei der Verbindung durch Schweißen ermöglicht. Der Lichtbogen im Schweißverfahren kann bei der Kontaktierung über die Hülse stabil gezündet werden. Der lackisolierte Draht ist innerhalb der entstehenden Schweißperle teilweise eingebettet und teilweise aufgeschmolzen. Die Schweißperle besteht aus Materialien der Metallhülse, vom Anschlußelement und vom lackisolierten Draht. Die Einbettung des lackisolierten Drahtes bzw. seiner aufgeschmolzenen Teile in eine relativ große Schweißperle, bewirkt eine gute mechanische Stabilität der Schweißverbindung, vor allem in bezug auf schwingende Beanspruchung.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteran­ sprüchen beschrieben.

Im folgenden wird anhand von schematischen Figuren ein Ausfüh­ rungsbeispiel beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht mit den zu verbindenden Teilen.

Die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht einer Anordnung.

Die Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Anordnung entsprechend Fig. 2.

In der Fig. 1 ist ein Grundkörper 5 dargestellt, in den ein Anschlußelement 2 eingebettet ist. Der lackisolierte Draht 4 ist entweder teilweise im Grundkörper 5 eingebettet oder wird durch diesen hindurchgeführt und nach seinem Austreten mehrmals um den senkrecht stehenden Teil des Anschlußelementes 2 herum­ gewickelt. Die Metallhülse 3 wird annähernd konzentrisch zum Anschlußelement 2 darüber gestülpt und seitwärts durch eine kammförmig ausgebildete Kontaktschiene 1 kontaktiert und gleichzeitig auf den Grundkörper 5 angedrückt. Dabei ist eine Kontaktierung der Metallhülse 3 erwünscht, eine gleichzeitige Kontaktierung des Anschlußelementes 2 im Bereich seines unteren waagerecht gezeichneten Teiles ist nicht notwendig, aber nicht nachteilig. Das Schweißverfahren wird mittels eines Schutzgas­ schweißbrenners 7 durchgeführt, der von oben auf die Anordnung von Anschlußelement 2, lackisoliertem Draht 4 und Metallhülse 3 zeigt. Durch die Verschweißung wird die angedeutete Schweißperle 6 erzeugt. Die elektrische Kontaktierung für die Verschweißung sieht in der Regel eine Minuspolung der Schweiß­ elektrode vor. Genausogut ist jedoch eine Pluspolung der Schweißelektrode möglich, wobei die Kontaktschiene 1 und somit auch das Anschlußelement 2 kathodisch geschaltet wären. Hierbei würde eine kathodische Reinigung des lackisolierten Drahtes 4, bei der durch die austretenden Zonen die Lackschicht auf dem Draht beseitigt wird, zusätzlich ausgenutzt.

Der Grundkörper 5 besteht in der Regel aus Kunststoff, das An­ schlußelement 2 ist vorzugsweise aus Neusilber hergestellt oder aus einer Legierung, z. B. CuSn6. Der lackisolierte Draht ist ein Kupferlackdraht. Die Metallhülse 3 kann entweder aus Stahl, aus einer Kupferbasis-Legierung oder aus einer Nickelbasis-Legierung bestehen.

Derartige Kunststoffgrundkörper 5 mit eingebetteten und ange­ schlossenen Anschlußelementen 2 werden häufig als Spulenkörper eingesetzt.

Die Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf eine Kontaktschiene 1, die kammförmig mehrere nebeneinanderliegende Metallhülsen 3 mit darin sichtbaren Anschlußelementen 2 kontaktiert und auf den Grundkörper 5 andrückt. Die Lage des Schnittes entsprechend der Fig. 1 ist angedeutet.

Die Fig. 3 zeigt eine bezüglich der Fig. 2 um 90° gedrehte Ansicht des Grundkörpers 5 mit der Kontaktschiene 1 und den An­ schlußelementen 2. Die Metallhülsen 3 sind hier von der Seite sichtbar. Die Gestaltung der Kontaktschiene 1 mit an ihrer Unterseite vorhandenen V-Nuten zur Aufnahme oder Kontaktierung der Anschlußelemente 2 sorgt ebenso wie die kammförmige Aus­ bildung der Kontaktschiene für einen lagegenauen Sitz. Neben der Kontaktierung und der Fixierung der Metallhülsen 3 dient die Kontaktschiene dazu den aus Kunststoff bestehenden Grund­ körper 5 vor Verschmutzungen durch Verbrennungsrückstände zu schützen.

Das Verfahren kann grundsätzlich bei allen lackisolierten Drähten 4 eingesetzt werden. Wesentliche zusätzliche Vorteile ergeben sich für die Verarbeitung von warmfest lackisolierten Drähten 4. Die bei Lötungen auftretenden Temperaturen reichen in der Regel nicht für die notwendige Entfernung der warmfesten Lackschicht aus. Dieser Nachteil wird durch Einsatz eines Schweißverfahrens behoben, da hier Temperaturen von ausreichen­ der Höhe entstehen. Damit verbundene andere Nachteile werden durch den Einsatz der Metallhülse 3 behoben. So werden z. B. die mittlerweile bis zu 20 µm dünnen Kupferlackdrähte 4 während der Verschweißung vor Beschädigungen durch direktes Auftreffen des Schweißlichtbogens geschützt.

Zur sicheren elektrischen Kontaktierung der Verbindung zwischen Anschlußelement 2 und Draht 4 wird das Anschlußelement 2 verzinnt. Die unterhalb der Schweißperle 6 auftretenden Tempe­ raturen sind hoch genug, um die warmfeste Lackschicht am Draht 4 zu zerstören. Somit wird zusätzlich zur Verschweißung eine Lötung zwischen Kupferdraht und verzinnten Anschlußelement hergestellt.

Claims (6)

1. Verfahren zum Verbinden von Anschlußelementen mit isolierten Drähten mittels eines Schutzgasschweißverfahrens, wobei mindestens ein isolierter Draht mehrmals um das Ende eines teilweise in einem Grundkörper eingebetteten Anschlußelementes gewickelt ist und mittels eines axial in Richtung des Anschlußelementes ausgerichteten Schutzgasschweißbrenners verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, daß über das mit einem lackisolierten Draht (4) umwickelte Anschlußelement (2) eine mit einem umbördelten Rand (8) versehene Metallhülse (3) zumindest annähernd konzentrisch derart plaziert wird, daß der Bördelrand (8) auf dem Grundkörper aufliegt und daß eine Kontaktschiene (1) die Metallhülse (3) elektrisch kontaktiert und den Bördelrand (8) der Hülse (3) gegen den Grundkörper (5) andrückt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (2) und der lackisolierte Draht (4) im Grundkörper (5) eingebettet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein lackisolierter Draht (4) mit einer warmfesten Lackschicht eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschiene (1) zum seitlichen Aufstecken auf die Metallhülse (3) kammförmig ausgebildet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschiene (1) zur Aufnahme und Kontaktierung mehrerer im gleichen Abstand nebeneinander plazierter Metallhülsen (3) ausgebildet ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußelemente (2) verzinnt sind.