DE3234059C2

DE3234059C2 - Lötverbindung

Info

Publication number: DE3234059C2
Application number: DE19823234059
Authority: DE
Inventors: Ewald Dipl.-Ing. 8546 Thalmässing Polinski; Peter Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Tschirner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-09-14
Filing date: 1982-09-14
Publication date: 1986-04-10
Also published as: DE3234059A1

Abstract

Bei der Herstellung einer Lötverbindung zwischen einer Leitung (1, 2) eines elektrischen Elementes (S), insbesondere einer Signalleitung eines elektrischen Sensors, und dem Ende (6, 7) eines Anschlußkabels (8) ist es schwierig, die miteinander zu verbindenden Leiter vor dem eigentlichen Lötvorgang in der richtigen relativen Lage zueinander zu fixieren. Darüber hinaus besteht die Gefahr der Lötbrückenbildung zu benachbarten Leitungen. Nach dem Verlöten wird zur Isolation üblicherweise ein Isolierschlauch als Isolierhohlkörper (5a, 5b) über die Lötstelle (9, 10) geschoben. Diese Schwierigkeiten werden dadurch beseitigt, daß ein Isolierhohlkörper (5a, 5b) auf einem Teil seiner Länge eine die vorgesehene Lötstelle (9, 10) freilegende Ausnehmung (13, 14) aufweist, wobei der Isolierhohlkörper (5a, 5b) an seinen beiden Enden Leitung (1, 2) und Anschlußkabelende (6, 7) am gesamten Umfang umschließt. Durch das Einführen der Leitung (1, 2) und des Anschlußkabelendes (6, 7) in den Isolierhohlkörper (5a, 5b) erfolgt vor dem Lötvorgang bereits eine vorläufige Fixierung, wobei anschließend am Ort der Ausnehmung (13, 14) das Verlöten bequem und sauber vorgenommen werden kann. Damit ist auch die Ausbildung störender Lötbrücken erschwert. Durch mechanisch starre Ausbildung des Isolierhohlkörpers (5a, 5b) wird eine hohe mechanische Steifigkeit der Lötverbindung in der Umgebung der Lötstelle (9, 10) erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lötverbindung zwischen zwei Leitungen, wobei jede Lötverbindung zumindest teilweise durch einen langgestreckten Hohlkörper überdeckt ist, der auf einem Teil seiner Länge eine, die vorgesehene Lötstelle freilegende Ausnehmung aufweist, wobei der Hohlkörper an seinen beiden Enden die Leitungen am gesamten Umfang umschließt.

Eine derartige Lötverbindung ist aus der CH-PS 19 189 bekannt. Das aus dieser Patentschrift bekannte Verbindungselement für elektrische Leiter besteht aus einer rohrförmigen Hülse, in die die zu verbindenden Leiter gesteckt werden. Die Hülse weist eine Ausnehmung auf, durch die die sich in der Hülse überlappenden Leiter verlötet werden können. Die Hülse besteht aus Metall, und zwar bevorzugt aus demselben Metall wie die Leiter. Diese Art der Verbindung hat den Nachteil, daß eine zusätzliche Isolierung erforderlich ist, wenn mehrere Leiter nebeneinander liegen. Ferner muß darauf geachtet werden, daß sich zwischen den einzelnen Muffen beim Lötvorgang keine Lötbrücken bilden. Diese bekannte Verbindungsart ist daher fertigungstechnisch recht ungünstig.

Aus der US-PS 3 55 611 ist ein hülsenförmiges Verbindungselement für elektrische Leiter bekannt, das mit Lötzinn gefüllt ist. Zur Verbindung zweier Leiter wird das Lötzinn in der Hülse aufgeschmolzen und die zu verbindenden Leiter werden eingeführt. Eine Öffnung in der Hülse zum nachträglichen Einbringen von Lötzinn ist nicht vorgesehen. Diese Lötverbindung hat den Nachteil, daß die Hülse wegen der benötigten Zinnfüllung aufwendig herzustellen ist. Außerdem ist keinerlei Kontrolle des Lötvorgangs möglich, so daß das Risiko, kalte Lötstellen zu erhallen, hoch ist.

Aus der US-PS 28 45 521 ist es bekannt, elektrische Leitungen mit Hilfe von Keramikhülsen zu verbinden, die eine öffnung zum Einbringen von Lötzinn aufweisen. Dabei kommt es vor allem darauf an, die Leitungen stumpf, d. h. überlappungsfrei und möglichst ohne Ver-

dickung an der Lötstelle zu verbinden. Dies ist beispielsweise bei Koaxialkabeln wichtig. Die Keramikhülse wird nach Herstellung der Verbindung zerstör!.

Schließlich sind bei handelsüblichen Geräten Lötverbindungen bekannt, bei deren Herstellung jeweils ein

ίο Leitungsende eines elektrischen Elements in eine Überlappungslage mit dem zugehörigen Ende eines Anschlußkabels gebracht und daraufhin verlötet wird. Anschließend werden dann vorher aufgefädelte Isolierhihlkörper in Form flexibler Isolierschläuche über die

Lötstelle geschoben, um die Lötstelle zu isolieren. Hierbei erfordert es einen gewissen Aufwand, jedes Leitungsende und das dazugehörige Ende des Anschlußkabels vor dem Verlöten in die richtige Lage zueinander zu bringen und dort bis zum Abschluß des Lötvorgan-

gcs zu fixieren. Darüber hinaus besteht bei mehreren Leitungen die Gefahr der Bildung unerwünschter Lötbrücken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lötverbindung der eingangs genannten Art anzugeben, die

eine Fixierung der zu verbindenden Enden vor dem Lötvorgang ermöglicht u.'d bei der die Gefahr einer Lötbrückenbildung verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hohlkörper ein Isolierhohlkörper ist und daß eine Leitung zu einem elektrischen Element, insbesondere einem elektrischen Sensor und die andere Leitung zu einem Anschlußkabel gehört.

Damit wird es möglich, das Leitungsende und das Anschlußkabelende vor dem Lötvorgang in den Isolierhohlkörper einzuschieben, bis sie sich am Ort der Ausnehmung überlappen. Dadurch, daß der Isolierhohlkörper an beiden Enden Leitung und Anschlußkabel am gesamten Umfang umschließt, wird o^!-ne weitere Maßnahmen eine zuverlässige Halterung und Fixierung der zu verbindenden Enden erreicht. Am Ort der Ausnehmung erfolgt nun das Verlöten der beiden sich überlappenden Enden. Da durch die Ausnehmung die Lötstelle nicht am gesamten Umfang freigegeben ist, ist auch die Gefahr der Lötbrückenbildung verringert.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Isolierhohlkörper mechanisch starr. Damit wird eine hohe mechanische Steifigkeit am Ort der Lötstelle und auf der vom Isolierkörper umschlossenen Länge der Leitung bzw. des Anschlußkabels erreicht.

Als Isolierhohlkörper kann ein Keramikrohr dienen. Sc'che Keramikrohre werden beispielsweise zur Isolation und Führung von Signalleitungen von Thermoelementen verwendet. Ein solches, mit Ausnehmungen versehenes Keramikrohr ermöglicht Lötverbindungen zwisehen einer Signalleitung eines Thermoelements und einem Anschlußkabel, die eine hohe mechanische Steifigkeit aufweisen, so daß die Knickgefahr für die meist recht dünne Signalleitung ausgeschlossen ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausnehmung als Hohlkehle ausgebildet. Eine solche Hohlkehle kann eingeschliffen sein und legt die zu verbindenden Enden nur auf einem kleinräumigen Teil des Umfangs des Hohlkörpers frei.

Eine vorteilhafte Ausführungsform einer Lötverbindung zwischen η Leitungen und η Enden eines mehradrigen Anschlußkabels liegt darin, daß π Isolicrhohlkörper mechanisch miteinander verbunden sind. Damit entsteht ein einstückiger Isolierhohlkörper. Die mechani-

sehe Belastungsfähigkeit des Hohlkörpers und damit auch der Lötverbindung ist somit erhöht. Um die Gefahr der Lötbrückenbildung zu verringern bzw. auszuschließen, ist es hierbei günstig, wenn die Ausnehmungen über die Länge des Isolierhohlkörpers gegeneinander versetzt oder auch einander weitgehend abgewandt sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der F i g. 1 bis 3 näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 zwei gleiche, den Stand der Technik dokumentierende Lötverbindungen,

Fig. 2 zwei gleiche Lötverbindungen mit zwei getrennten Isolierhohlkörpern.

Fig. 3 einen Isolierhohlkörper in Form eines zwei durchgehende Öffnungen jufweisenden Keramiklochstabs sowie ein zweiadriges Anschlußkabel und zwei Signallei^:.ungen eines elektrischen Sensors vor dem Einführen in den Isolierhohlkörper,

F i g. 4 einen Querschnitt durch den Isolierhohlkörper entlang der Schnittlinie IV-IV und F i g. 5 schließlich die fertige Lötverbindung

In den Fig. 1 bis 5 sind für übereinstimmende Elemente auch übereinstimmende Bezugszeichen gewählt.

In der eine herkömmliche Lötverbindung aufzeigenden F i g. I sind die beiden Signalleitungen 1 und 2 eines als elektrischer Sensor dienenden Thermoelementes S durch die beiden parallelen durchgehenden Öffnungen 3 und 4 eines einstückigen Keramiklochstabes 5 zur gegenseitigen Isolierung und Fixierung geführt. Die Enden der Signalleitungen 1 und 2 sind mit den blanken Enden 6 und 7 eines zweiadrigen Anschlußkabels 8 in den Lötstellen 9 und 10 miteinander verbunden. Zur gegenseitigen Isolation der Lötstellen 9 und 10 dienen flexible Isolierschläuche 11 und 12. die vor dem Lötvorgang über die Enden 6 und 7 des Anschlußkabels 8 aufgeschoben wurden und nach dem Lötvorgang über die Lötstellen 9 und 10 gezogen wurden. Es ist unschwer einzusehen, daß wegen der Unfixiertheit beispielsweise des Endes 7 und dr Signalleitung 2 vor dem Lötvorgang die Verlötung relativ schwierig ist und die Gefahr der Lotbrückenbildung zum Ende 6 des Anschlußkabels bzw. zur Signalleitung 1 besteht.

Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für die gleichartigen Lötverbindungen der Signalleitungen 1 und 2 des Thermoelementes S mi; den Enden eines zweiadrigen Anschlußkabels 8, wobei für jede der beiden Lötverbindungen 9 und 10 jeweils ein eigener Isolierhohlkörper 5a und 56 in Form eines eigenen Isolierröhrchens vorgesehen ist Da die beiden Lötverbindungen gleichartig aufgebaut sind, soll nur die rechts liegende Lötverbindung erläute.i werden. Am Ort der Lötstelle 9 weist das Isolierröhrchen 5a eine Ausnehmung 13 in Form einer eingeschliffenen Hohlkehle auf, die die durchgehende Öffnung 4 des Isolierröhrchens 5a einseilig freilegt. In diese durchgehende Öffnung 4 ist das eine blanke Ende 7 des zweiadrigen Anschlußkabels 8 soweit eingeschoben, daß es unter der Ausnehmung 13 sichtbar wird. Von der anderen Seite ist die Signaileitung 2 des Thermoelementes Sin die durchgehende öffnung 4 eingeschoben, daß sie sich am Ort der Ausnehmung 13 mit bo dem blanken Ende 7 überlappt. Die Ausnehmung 13 in form einer Hohlkehle befindet sich etwa in der Mitte des Isolierröhrchens 5a, so daß am Ende des Isolierröhrchens 5a sowohl di^ Signalleitung 2 als auch das blanke Ende 7 an ihrem vollen Umfange vom Isolierröhrchen **5 umfaßt sind. Dies vernrt'elt eine gute Führung der Signalleitung 2 sowie des blanken Endes 7 des Anschlußkabels vor dem Lötvorgang, so daß dieser leicht ausführbar wird. Die ebenfalls als Hohlkehle ausgebildete Ausnehmung 14 des Isolierröhrchens 5b liegt der Ausnehmung 13 gegenüber und ist dieser abgewandt, so daß die Gefahr einer unerwünschten Lötbrückenbildung zwischen beiden Lötstellen weitgehend ausgeschlossen ist. Durch diese Art der Lötverbindung unter Verwendung von Isolierhohlkörpern mit Ausnehmungen am vorgesehenen Ort der Lötstelle wird damit ein leichteres Verlöten, eine hohe Stabilität im Bereich der Lötstellen sowie eine zuverlässige Isolierung der Lötstellen sowie der Signalleitungen bzw. der Enden des Kabels erreicht.

Die Verwendung eines eigenen Isolierröhrchens für jede einzelne Lötstelle ist vor allem dann angebracht, wenn Anschlußkabel 8 und/oder Signalleitung 2 einen größeren Querschnitt aufweist.

Wenn mehrere Leitungen und mehrere Enden eines mehradrigen Anschlußkabels miteinander zu verbinden sind und nu.· kleine Leiterquerschnitte mit guter Flexibilität vorliegen, ist es vorteilhaft, meci.'lisch miteinander verbundene, d.h. einstückige Isolierhohl'iörper zu verwenden. In Fig. 3 dient hierfür ein Keramiklochstab 5 mit zwei parallelen durchgehenden Öffnungen 3 und 4. Etwa in der Mitte des Keramiklochstabes 5 sind von zwei einander gegenüberliegenden Seiten her Ausnehmungen 13 und 14 in Form eingeschliffener Hohlkehlen vorgesehen, die sich bis in die durchgehenden öffnungen 3 und 4 erstrecken. Die blanken Enden 6 und 7 des zweiadrigen Anschlußkabels 8 sowie die Signalleitungen 1 und 2 des als Sensor dienenden Thermoelements 5 sind hierbei vor der Verlötung in Richtung der beiden gegenläufigen Pfeile r\ und r2 in die durchgehenden Öffnungen 3 und 4 einzuschieben.

Fig.4 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Achse des Keramiklochstabes 5 entlang der durch die Ausnehmungen 13 und Ϊ4 verlaufenden Schniiliinie iV-IV.

F i g. 5 zeigt schließlich die fertigen Lötverbindungen, die hier — im Gegensatz zu dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel — mit Hilfe eines einstückigen Isolierhohlkörpers durchgeführt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lötverbindung zwischen zwei Leitungen (1, 2), wobei jede Lötverbindung zumindest teilweise durch einen langgestreckten Hohlkörper (5, 5a, 5b) überdeckt ist, der auf einem Teil seiner Länge eine, die vorgesehene Lötstelle (9, 10) freilegende Ausnehmung (13,14) aufweist, wobei der Hohlkörper (5, 5a,5b)zn seinen beiden Enden die Leitungen (1.2,6, 7) am gesamten Umfang umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (5, 5a. 5b) ein Isolierhohlkörper ist und daß eine Leitung (1, 2) zu einem elektrischen Element (S), insbesondere einem elektrischen Sensor und die andere Leitung (6,7) zu einem Anschlußkabel (6,7) gehört

2. Lötverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierhohlkörper (5, 5a, 5b) mechanisch starr ist.

3. Lötverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierhohlkörper (5, 5a, 5b) ein Keramikrohr dient.

4. Lötverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (13,14) als Hohlkehle ausgebilde* ist.

5. Lötverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, zwischen η Leitungen (1, 2) und π Enden (6, 7) eines mehradrigen Anschlußkabels (8), dadurch gekennzeichnet, daß η Isolierhohlkörper (5,5a, 5b) mechanisch mite'.: ander verbunden sind.