EP0889544B1 - Elektrische Kontaktierung von Feinstdrähten, mit einem Nenndurchmesser von 100 Mikrometer oder weniger - Google Patents

Elektrische Kontaktierung von Feinstdrähten, mit einem Nenndurchmesser von 100 Mikrometer oder weniger Download PDF

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EP0889544B1
EP0889544B1 EP98109731A EP98109731A EP0889544B1 EP 0889544 B1 EP0889544 B1 EP 0889544B1 EP 98109731 A EP98109731 A EP 98109731A EP 98109731 A EP98109731 A EP 98109731A EP 0889544 B1 EP0889544 B1 EP 0889544B1
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wire
plates
clamping area
contact
contacting
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
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    • H01R4/2495—Insulation penetration combined with permanent deformation of the contact member, e.g. crimping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H01R4/023—Soldered or welded connections between cables or wires and terminals

Definitions

  • wire thickness of the Wires to the electro-acoustic transducer are often smaller than 100 ⁇ m and, moreover, often aluminum as a wire material is used, which is not always reliable with such wire thicknesses and can be easily connected to a contact socket.
  • electrical contacting is used to achieve the object with the features of claims 1 and 10 proposed.
  • the invention electrical contacting of the fine wire which has a nominal diameter of 100 ⁇ m or less consists of a contact socket with two opposite plates, in which a plate clamping area is provided, in which the plate spacing is smaller than in the other plate areas and in Clamping area, the wire is clamped between the plates and with at least one of the plates is electrically connected.
  • Advantageous further training are described in the subclaims.
  • an electro-acoustic transducer with a contact with the above Features described as well as an electrical device with a such electro-acoustic transducer and a method for producing the electrical contacting of the fine wire.
  • the contacting or by the inventive method for producing this contact Connection is established, which is mechanically sufficiently firm and electrical is very good conductor.
  • the contacting according to the invention also means that Wire in the clamping area is automatically protected because the opposite one Cover the wire of the contact socket in the clamping area.
  • the contact is stabilized when the plates are together in the clamping area be connected, e.g. by applying a spot weld from the outside.
  • Such welding automatically turns any insulation or baking varnish on the wire in the clamping area even more effectively than by the clamping itself on the side displaced and the displaced lacquer then seals the contact area.
  • the wire By clamping the wire in the clamping area, the wire is through the Clamping force deformed so that there is a spreading of the wire in the clamping area established. As a result, the surface of the wire and thus the contact area becomes closed the plates enlarged.
  • Fig. 1 shows a perspective view of a contact socket, which as a U-shaped Contact plate 1 with two substantially opposite plate legs 2 and 3 is formed.
  • a contact socket which as a U-shaped Contact plate 1 with two substantially opposite plate legs 2 and 3 is formed.
  • In the middle area 4 of the two opposite Plates 2 and 3 are smaller by clamping from the outside Spaced apart than in the plate areas outside of the clamped Range.
  • Within the contact socket between the opposite plates a fine wire 5 is arranged in the longitudinal direction of the contact socket and in Clamping area 4 clamped between the plates 2 and 3 of the contact socket.
  • the fine wire 5 undergoes deformation, preferably one Spreading so that the fine wire has a larger outer surface in the clamping area has as outside the clamping range.
  • the Fine wire in the clamping area is also baked and / or insulating varnish, which surrounds the wire pushed to the edge area of the sheet-wire contact, so that the sheet-wire contact through the insulation and / or baking varnish after is protected on the outside.
  • Fig. 1 shows a plan view of an elongated weld 6, which runs essentially perpendicular to the wire 5.
  • Fig. 2 shows the top view of the contact plate 1.
  • the plate areas also protect outside the clamping area there the wire, so that even if the wire is arranged differently from the wire longitudinal direction shown no wire tear through a kink fear.
  • the spreading angle between the opposite plates should be between 1 ° and 30 °, but it is also a larger radius conceivable, as indicated by the dashed line in Fig. 2.
  • the pull-out forces that are required can be small enough angles to pull the wire out of the contact plate, greater than the tensile strength of the wire itself.
  • Fig. 3 shows a section along the line A-A in Fig. 2. Here is particularly good the spreading of the wire in the clamping area can be seen. By spreading of the wire, the contact surface between wire and sheet is increased so that unwanted transition resistances cannot arise at all.
  • Any conventional wire material, in particular aluminum or CuSn can be used.
  • a CuSn material can also be used as the contact material be used, which is provided with a nickel, silver or gold layer is.

Landscapes

  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connections By Means Of Piercing Elements, Nuts, Or Screws (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)

Description

Die Kontaktierung von sehr feinen Drähten, wie sie beispielsweise in den elektro-akustischen Wandlern von Kopfhörern oder Mikrophonen Verwendung finden, ist häufig sehr problematisch und sehr arbeitsintensiv, weil die Drahtstärken der Drähte zum elektro-akustischen Wandler, z.B. zum elektrodynamischen Wandler, häufig kleiner als 100 µm sind und darüber hinaus als Drahtmaterial häufig Aluminium verwendet wird, welches sich bei solchen Drahtstärken nicht immer zuverlässig und einfach mit einer Kontaktbuchse verbinden läßt.
Bislang - wie z.B. in WO 81/00328 offenbart - wird zur elektrischen Kontaktierung von Feinstdrähten mit einer Kontaktbuchse im Kontaktbereich zwischen Draht und einer rohrförmigen Kontaktbuchse ein Keil so eingebracht, daß der Draht mit der Kontaktbuchse verklemmt ist und ein elektrischer Kontakt entsteht. Die bisherige elektrische Kontaktierung von Feinstdrähten ist jedoch sehr arbeitsintensiv, weil eine Automatisierung bislang praktisch nicht möglich ist und somit die Herstellung des Kontakts manuell durchgeführt werden muß.
Aus US-A-4,877,936 ist eine elektrische Kontaktierung von Feinstdrähten bekannt, bei welcher ein Feinstdraht auf einen Kontakt gelötet wird.
Zum Verständnis, welche Draht-Zuleitungen eines elektro-akustischen Wandlers mit der Kontaktbuchse verbunden werden müssen, sei auch auf DE A 42 43 308 hingewiesen, in welche ein elektro-akustischer Wandler offenbart ist, insbesondere von Kopfhörern, mit einer Schwingspule des Wandlers tragenden Membran und mit zwei über die Membran bis zur Schwingspule geführten Draht-Zuleitungen. Diese Draht-Zuleitungen führen einerseits zur Membran und müssen andererseits mit einer Kontaktbuchse elektrisch verbunden werden.
Es ist Ziel der Erfindung, die elektrische Kontaktierung von Feinstdrähten mit der Kontaktbuchse zu vereinfachen und sicherer zu machen, so daß auch eine Automatisierung möglich ist und die Herstellungskosten für die elektrische Kontaktierung verringert werden.
Erfindungsgemäß wird zur Lösung der gestellten Aufgabe eine elektrische Kontaktierung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und 10 vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße elektrische Kontaktierung des Feinstdrahtes, der einen Nenndurchmesser von 100 µm oder weniger aufweist, besteht aus einer Kontaktbuchse mit zwei gegenüberliegenden Platten, bei der ein Plattenklemmbereich vorgesehen ist, in dem der Plattenabstand geringer ist als in den anderen Plattenbereichen und im Klemmbereich ist der Draht zwischen den Platten eingeklemmt und mit wenigstens einer der Platten elektrisch kontaktierend verbunden. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ferner wird ein elektro-akustischer Wandler mit einer Kontaktierung mit den vorstehenden Merkmalen beschrieben wie auch ein elektrisches Gerät mit einem solchen elektro-akustischen Wandler sowie ein Verfahren zur Herstellung der elektrischen Kontaktierung des Feinstdrahtes.
Es hat sich herausgestellt, daß mit der Verklemmung des zu kontaktierenden Drahtes zwischen den Platten eine sehr einfache und zuverlässige Kontaktverbindung hergestellt werden kann. Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kontaktes braucht der zu kontaktierende Draht nur zwischen den Platten positioniert zu werden und die Platten werden dann durch Aufbringung einer Kraft von außen im Klemmbereich aufeinander gedrückt und hierbei wird der Draht im Klemmbereich zwischen den Platten eingeklemmt.
Es wurde auch gefunden, daß durch die erfindungsgemäße Kontaktierung bzw. durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung dieser Kontaktierung eine Verbindung hergestellt wird, welche mechanisch ausreichend fest und elektrisch sehr gut leitend ist. Auch wird durch die erfindungsgemäße Kontaktierung der Draht im Klemmbereich automatisch geschützt, weil die gegenüberliegenden Platten der Kontaktbuchse den Draht im Klemmbereich abdecken.
Die Kontaktierung wird stabilisiert, wenn im Klemmbereich die Platten miteinander verbunden werden, z.B. durch Aufbringen einer Punktschweißung von außen. Durch eine solche Schweißung wird automatisch etwaiger Isolations- oder Backlack am Draht im Klemmbereich noch effektiver als durch die Klemmung selbst seitlich verdrängt und der verdrängte Lack dichtet dann den Kontaktbereich ab.
Durch die Einklemmung des Drahtes im Klemmbereich wird der Draht durch die Klemmkraft verformt, so daß sich eine Aufspreizung des Drahtes im Klemmbereich einstellt. Hierdurch wird die Oberfläche des Drahtes und somit die Kontaktfläche zu den Platten vergrößert.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:
Fig. 1
eine perspektivische Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Kontaktierung eines Drahtes und einer Kontaktbuchse;
Fig. 2
eine Aufsicht von oben auf die Kontaktierung nach Fig. 1;
Fig. 3
einen Schnitt gemäß der Ebene A-A in Fig. 3;
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Aufsicht einer Kontaktbuchse, welche als U-förmiges Kontaktblech 1 mit zwei im wesentlichen gegenüberliegenden Plattenschenkeln 2 und 3 ausgebildet ist. Im mittleren Bereich 4 der zwei gegenüberliegenden Platten 2 und 3 sind die Platten durch Klemmung von außen in geringerem Abstand angeordnet als in den Plattenbereichen außerhalb des geklemmten Bereichs. Innerhalb der Kontaktbuchse zwischen den gegenüberliegenden Platten ist in Längsrichtung der Kontaktbuchse ein Feinstdraht 5 angeordnet und im Klemmbereich 4 zwischen den Platten 2 und 3 der Kontaktbuchse eingeklemmt.
Im Klemmbereich 4 erfährt der Feinstdraht 5 eine Verformung, vorzugsweise eine Aufspreizung, so daß der Feinstdraht im Klemmbereich eine größere Außenoberfläche aufweist als außerhalb des Klemmbereichs. Durch die Einklemmung des Feinstdrahtes im Klemmbereich wird darüber hinaus Back- und/oder Isolationslack, welcher den Draht umgibt an den Randbereich des Blech-Draht-Kontakts gedrängt, so daß der Blech-Draht-Kontakt durch den Isolations- und/oder Backlack nach außen hin geschützt ist.
Zur Fixierung der Blechplatten sind diese im Klemmbereich miteinander verbunden, sei es durch eine Verklebung oder durch eine Verschweißung, z.B. Punktschweißung von außen. Fig. 1 zeigt eine Aufsicht eine längliche Schweißnaht 6, welche im wesentlichen senkrecht zum Draht 5 verläuft.
Fig. 2 zeigt in Obenaufsicht des Kontaktblechs 1. Hierbei ist gut zu erkennen, daß durch die Klemmung der gegenüberliegenden Platten 2 oder 3 im Klemmbereich 4 der Plattenabstand zueinander deutlich geringer ist als in den Bereichen außerhalb des Klemmbereichs. Auch schützen die Plattenbereiche außerhalb des Klemmbereichs dort den Draht, so daß auch bei Anordnung des Drahts abweichend von der dargestellten Drahtlängsrichtung kein Drahtabriß durch eine Knickstelle zu befürchten ist. Der Aufspreizwinkel zwischen den gegenüberliegenden Platten sollte etwa zwischen 1° und 30° liegen, es ist jedoch auch ein größerer Radius denkbar, wie durch die in Fig. 2 gestrichelte Linie angedeutet wird. Bei einem genügend kleinen Winkel können teilweise die Auszugskräfte, welche benötigt werden um den Draht vom Kontaktblech auszuziehen, größer als die Zugfestigkeit des Drahtes selbst sein.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2. Hierbei ist besonders gut die Aufspreizung des Drahtes im Klemmbereich erkenntlich. Durch die Aufspreizung des Drahtes wird die Kontaktoberfläche zwischen Draht und Blech erhöht, so daß unerwünschte Übergangswiderstände erst gar nicht entstehen können.
Bei der Herstellung des Kontakts zwischen einem Draht und Kontaktbuchse wird zunächst einmal der zu kontaktierende Draht zwischen den gegenüberliegenden Platten positioniert. Dann wird von außen auf die Platten im Klemmbereich eine entsprechende Klemmkraft aufgebracht, wodurch der Plattenabstand im Klemmbereich soweit verringert wird, daß der Draht zwischen den beiden Platten eingeklemmt wird. Damit ist bereits die Kontaktierung hergestellt. Zur besseren Fixierung der Platten gegeneinander können diese noch miteinander verschweißt, verklebt oder mit entsprechenden Klemmmitteln verklemmt werden.
Mit der beschriebenen Kontaktierung konnte eine zufriedenstellende elektrische Verbindung eines Drahtes mit einem Nenndurchmesser von etwa 100 µm oder weniger, z.B. 40 µm mit der Kontaktbuchse erreicht werden. Sämtliche Arbeitsschritte konnten maschinell ausgeführt werden, was bei den überaus geringen Abmaßen der einzelnen Bauteile der Draht- und Kontaktbuchse sehr hilfreich ist.
Als Drahtmaterial kann jedes übliche Drahtmaterial, insbesondere Aluminium oder CuSn verwendet werden. Als Kontaktmaterial kann ebenfalls ein CuSn-Material verwendet werden, welches mit einer Nickel-, Silber- oder Goldschicht versehen ist.

Claims (11)

  1. Elektrische Kontaktierung eines Drahtes mit einem Nenndurchmesser von etwa 100 µm oder weniger mit:
    einem Kontaktblech (1) mit zwei gegenüberliegenden Platten (2, 3);
    einem Platten-Klemmbereich (4), in dem der Plattenabstand geringer ist als in den anderen Plattenbereichen; und
    im Klemmbereich (4) ist der Draht zwischen den Platten (2, 3) eingeklemmt und steht mit wenigstens einer Platte in einem elektrischen Kontakt.
  2. Kontaktierung nach Anspruch 1, bei dem der Draht (5) im Klemmbereich (4) eine größere Außenoberfläche aufweist als außerhalb des Klemmbereichs (4).
  3. Kontaktierung nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Draht (5) im Klemmbereich (4) aufgespreizt ist.
  4. Kontaktierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Verschweißung oder Verklebung der Platten (2, 3) im Klemmbereich (4).
  5. Kontaktierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Platten (2, 3) Schenkel eines im wesentlichen U- oder V-förmig gebogenen Kontaktbleches (1) sind.
  6. Kontaktierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Platten (2, 3) eine vom Klemmbereich (4) wesentlich in Längsrichtung des Drahtes (5) verlaufende nach außen gerichtete Krümmung aufweisen.
  7. Kontaktierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Draht mit einem Nenndurchmesser von weniger als 100 µm, z.B. 40 µm.
  8. Elektro-akustischer Wandler mit einem Zuleitungsdraht (5) und einer Kontaktierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  9. Elektrisches Gerät, insbesondere Kopfhörer oder Mikrophon, mit einem elektrischen Wandler nach Anspruch 9.
  10. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes eines Drahtes mit einem Nenndurchmesser von etwa 100µm oder weniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit folgenden Verfahrensschritten:
    a) Der zu kontaktierende Draht (5) wird zwischen den zwei gegenüberliegenden Platten (2, 3) Positioniert.
    b) In dem Bereich (4), in dem ein elektrischer Kontakt zwischen dem Draht und wenigstens einer der Platten hergestellt werden soll, wird der Plattenabstand durch eine Klemmung von außen soweit verringert, daß der Draht (5) zwischen den zwei Platten (2, 3) eingeklemmt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Platten (2, 3) im Klemmbereich (4) miteinander verbunden werden.
EP98109731A 1997-07-02 1998-05-28 Elektrische Kontaktierung von Feinstdrähten, mit einem Nenndurchmesser von 100 Mikrometer oder weniger Expired - Lifetime EP0889544B1 (de)

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