DE4234362C1 - Elektrisches Bauelement mit Mitteln zur Zugentlastung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei nahezu allen elektrischen Bauelementen mit Anschlußdrähten ergibt sich das Problem, eine wirksame Zugentlastung für die Anschlußdrähte zu verwirklichen, um einerseits eine Beschädigung der elektrischen Bauelemente und andererseits ein Abreißen der Anschlußdrähte von dem Bauelementenkörper zu verhindern.

Dieses Problem tritt bei allen elektrischen Bauelementen wie Spulen, Kondensatoren, Dioden usw., insbesondere bei Funkentstördrosseln (FE-Drosseln), im einzelnen bei UKW- Stabdrosseln auf, welche einen Ferritkern mit einer Wicklung aus isoliertem Kupferdraht (CuL-Draht) aufweist, wobei ein Schrumpfschlauch einen Bauelementenkörper und einen Teil der Anschlußdrähte umhüllt. Mittels des Schrumpfschlauchs werden auch auf den Stabkern aufgewickelte Windungen fixiert. Da diese zur Funkentstörung dienenden Drosseln in Geräte wie Lichtmaschinen, Bohrmaschinen, Waschmaschinen, Elektrowerkzeuge und ähnliche Geräte eingebaut werden, welche starke mechanische Schwingungen erzeugen, sind an die Zugentlastung der vorgenannten FE-Drosseln besondere Anforderungen zu stellen, d. h. die Zugentlastung muß eine Verbindung verwirklichen, welche einerseits fest, andererseits biegeelastisch ist, um eine höhe Resistenz gegen die Schwingungsbelastung zu gewährleisten.

Die Anschlüsse der Anschlußdrähte an den Bauelementenkörper erfolgen herkömmlicherweise durch Kappen oder durch in die Stirnseiten der Ferritkerne eingesetzte oder eingeklebte Drähte, an die ihrerseits sowohl die Wicklungsdrähte als auch die Anschlußlitzen angelötet sind. Das Ganze ist mit einem Schrumpfschlauch überzogen. Bei derartigen herkömmlichen Anschlüssen ist die Zugfestigkeit jedoch nicht besonders groß und die Resistenz gegen eine Schwingungsbelastung ist zu gering, weil die Verbindung starr ist. Sowohl die Bekappung als auch das Einfügen von Anschlußdrähten in den Ferritkern verschlechtern damit also die HF-Eigenschaften und die Resistenz gegen hochfrequente Schwingungen. Darüber hinaus ergeben sich bei bekappten FE-Drosseln auch Bauraumprobleme.

Aus dem DE-GM 17 19 410 ist eine von einem Schrumpfschlauch umgebene Drosselspule nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 85 24 260 ist eine Stabkerndrossel bekannt, wobei außerhalb des die Drahtwicklung isolierenden Schrumpfschlauchs als Zugentlastung Kabelbinder vorgesehen sind.

Aufgrund der Nachteile herkömmlicher elektrischer Bauelemente, insbesondere von FE-Drosseln, können diese wegen der Schwingungsbelastung und wegen Bauraumproblemen häufig nur in weiterem Abstand von der Störquelle eingebaut werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektrische Bauelemente mit einem Anschlußdraht zu schaffen, wobei die Zugentlastung eine hohe Festigkeit bei hoher Resistenz gegen mechanische Schwingungen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Zugentlastung eine ringwulstartige Verdickung im Bereich des dem Bauelementenkörper zugewandten Endes des Anschlußdrahts vorgesehen ist, wobei der Schrumpfschlauch zusätzlich zu dem Bauelementenkörper auch die ringwulstartige Verdickung umgreift.

Da die Gesamtheit aus Anschlußdraht einschließlich der daran ausgebildeten ringwulstartigen Verdickung und der Bauelementenkörper von dem Schrumpfschlauch umhüllt ist, wird eine wirksame Zugentlastung dadurch erreicht, daß weder der Bauelementenkörper noch der Anschlußdraht aufgrund der ringwulstartigen Verdickung sich relativ zu dem Schrumpfschlauch und somit sich relativ zueinander bewegen können. Bei sehr langen Bauelementenkörpern ist es auch möglich, daß nur eine Teillänge des Bauelementenkörpers von dem Schrumpfschlauch umhüllt ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Anschlußdraht einen elektrisch isolierenden Kabelmantel auf, welcher unter Ausbildung der ringwulstartigen Verdickung aufgestaucht ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der ringwulstartigen Verdickung, da hierzu der ohnehin vorhandene Kabelmantel genutzt wird, wodurch überdies eine sehr feste Fixierung der ringwulstartigen Verdickung erreicht wird, weil diese einstückig mit dem Kabelmantel verbunden ist, während dieser seinerseits fest mit dem Metalldraht verarbeitet ist. Es ist jedoch auch möglich, die ringwulstartige Verdickung auf eine andere Weise herzustellen, beispielsweise durch Verwinden oder Verknoten des Metalldrahts selbst oder durch Aufschrumpfen eines Rings. Wesentlich ist, daß der Außendurchmesser der ringwulstartigen Verdickung größer als der Innendurchmesser des geschrumpften Schrumpfschlauchs ist, wodurch die ringwulstartige Verdickung im geschrumpften Zustand des Schrumpfschlauchs von diesem fest umgriffen wird. Die Schrumpfung eines herkömmlichen Schrumpfschlauchs beträgt etwa 50%.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Aufstauchung derart ausgebildet, daß der Kabelmantel im Bereich des äußersten, dem Bauelementenkörper zugewandten Endes des Anschlußdrahtes vollständig entfernt ist, und daß der Anschlußdraht mit diesem Ende elektrisch leitend an einem entsprechenden Draht des Bauelementenkörpers befestigt ist. Obgleich der Kabelmantel zum Ausbilden der ringwulstartigen Verdickung nicht vollständig von dem bauelementenseitigen Ende des Anschlußdrahtes entfernt werden muß, stellt das vollständige Entfernen durch das Aufstauchen insofern einen besonderen Vorteil dar, als das Anschlußkabelende dadurch zugleich abisoliert wird und damit an den Draht des Bauelementenkörpers angeschlossen werden kann, beispielsweise durch Anlöten.

Eine besonders einfache und haltbare ringwulstartige Verdickung kann dadurch hergestellt werden, daß der Kabelmantel aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist und das Aufstauchen des Kabelmantels unter gleichzeitiger Erwärmung desselben an dem für die ringwulstartige Verdickung vorgesehenen Ende des Anschlußdrahts erfolgt ist.

Die ringwulstartige Verdickung kann verschiedene Formen, beispielsweise eine pilzartige Form oder eine Ringscheibenform aufweisen. Vorteilhaft weist die ringwulstartige Verdickung auf ihrer dem Bauelement abgewandten Seite eine scharfe Umfangskante auf. Dadurch kann sich die scharfe Kante besonders fest in den Schlauch hineinkrallen, was zu einer hohen Zugfestigkeit der Zugentlastung führt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das elektrische Bauelement als eine elektrisch isolierte FE-Drossel oder als eine Spule ausgebildet. In diesem Fall ist die Gestaltung des elektrischen Bauelements besonders vorteilhaft, weil durch den Schrumpfschlauch zugleich eine Fixierung des Anschlußdrahts relativ zu dem Bauelementenkörper erreicht wird, wodurch die in beiden vorgenannten Fällen vorhandene Spule nicht von dem Kern heruntergezogen werden kann und zugleich die Verbindung zwischen dem an dem entsprechenden Spulendraht der Spule angeschlossenen Anschlußdraht und diesem zugentlastet wird, so daß er nicht abreißen kann. Auch ist es möglich, daß der Spulendraht in Form eines Anschlußdrahtes durchgehend verlängert ist, womit die erfindungsgemäße Zugentlastung nur gegen das Herunterziehen der Spule von dem Kern wirkt.

Für den Fall eines erfindungsgemäßen elektrischen Bauelements in Form einer FE-Drossel kann diese vorteilhaft als UKW- Stabdrossel ausgebildet sein und gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung eine Drosselwicklung auf einem Kern aufweisen, welche zusätzlich zu einer Fixierung mittels des Schrumpfschlauchs mittels eines Klebemittels auf dem Kern fixiert ist.

Die erfindungsgemäße Zugentlastung ist für jedes beliebige elektrische Bauelement anwendbar, also auch beispielsweise für Kondensatoren, bei welchen ein Anschlußdraht an einer Kondensatorfolie, genauer gesagt an einer Schoopschicht befestigt werden soll, ohne daß er von dieser abreißen kann.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen elektrischen Bauelements lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• 1. Sichere Fixierung des Anschlußdrahtes hinsichtlich der Zugfestigkeit der Verbindung sowie hinsichtlich der Resistenz gegen Schwingungen.
• 2. Für den Fall der Anwendung für eine Drossel oder Spulen, bessere Zugentlastung zwischen der Drossel- bzw. Spulenwicklung und dem Anschlußdraht.
• 3. Durch Schrumpfen des Schrumpfschlauchs in den Raum zwischen dem Bauelementenkörper und der ringwulstartigen Verdickung wird der Bauelementenkörper weitgehend vor der galvanischen Verbindung, beispielsweise zwischen der Drosselwicklung und dem Anschlußdraht, elektrisch isoliert.
• 4. Bessere HF-Eigenschaften im Fall von erfindungsgemäßen Bauelementen mit Drosseln oder Spulen mit auf Stabkerne gewickelten Wicklungen gegenüber herkömmlichen Drosseln oder Spulen mit eingepreßten Anschlußdrähten bzw. mit Bekappung, d. h. höhere Resonanzfrequenz f₀ durch niedrigere Streukapazität.
• 5. Es wird eine Bewicklung der Stabkerne mit dünnen Drähten ermöglicht, und es läßt sich so eine höhere Induktivität mit einem gegebenen Ferritkern erreichen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des elektrischen Bauelements, hier am Beispiel einer Funkentstördrossel;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des elektrischen Bauelements, ebenfalls am Beispiel einer Funkentstördrossel;

Fig. 3 einen herkömmlichen Anschlußdraht mit einem Kabelmantel ohne eine ringwulstartige Verdickung und

Fig. 4 bis 7 verschiedene Anschlußdrähte mit unterschiedlich geformten ringwulstartigen Verdickungen.

Aus Fig. 1 ist ein Bauelementenkörper 1 und sind zwei Anschlußdrähte 2 ersichtlich, welche gemeinsam von einem gestrichelt dargestellten Schrumpfschlauch 3 umhüllt sind. Der Bauelementenkörper 1 ist gemäß dieser Ausführungsform Bestandteil einer FE-Drossel, welche als wesentlichen Bestandteil eine Drosselwicklung 4 aufweist, welche auf einen Stabkern 5 aufgewickelt ist. Der Stabkern 5 kann aus Ferrit hergestellt sein, während die Drosselwicklung aus isoliertem Kupferdraht (CuL-Draht) hergestellt ist.

An beiden Enden des Bauelementenkörpers ragt der Draht der Drosselwicklung parallel zu der Stabkernlängsachse über den Stabkern als Anschlußstück 6 hinaus und ist an dessen äußerstem Ende mit den jeweiligen Anschlußdrähten 7 der Anschlußkabel 2 verlötet. Die Anschlußdrähte 7 sind von dem jeweiligen Kabelmantel 8 umgeben. Im Bereich der Verbindungsstelle 9 des jeweiligen Anschlußdrahts 7 mit dem Anschlußstück 6 der Drosselwicklung 4 wurde der Kabelmantel 8 aufgestaucht und dabei die ringwulstartige Verdickung 10 ausgebildet, während gleichzeitig das Anschlußkabel 2 im Bereich der Verbindungsstelle 9 abisoliert wurde und der Anschlußdraht 7 dadurch freigelegt wurde.

Der Kabelmantel 8 besteht aus thermoplastischem Material und wurde unter der Einwirkung von Wärme und Druck aufgestaucht. Nachdem die ringwulstartigen Verdickungen 10 in der vorgenannten Weise ausgebildet wurden und das in der vorgenannten Weise abisolierte Ende des Anschlußkabels 2 mit dem jeweiligen Anschlußstück 6 der Drosselwicklung 4 elektrisch leitend verbunden wurde, wurde die Gesamtheit einschließlich der ringwulstartigen Verdickungen 10 mit dem Schrumpfschlauch 3 umhüllt und dieser einer anschließenden Wärmebehandlung unterzogen, wodurch sich der Schrumpfschlauch um etwa 50% zusammenzog. Durch das Schrumpfen des Schrumpfschlauchs 3 wurden in dem Schrumpfschlauch durch das Umgreifen der jeweiligen ringwulstartigen Verdickung 10 Hinterschneidungen 11 und 12 ausgebildet und auf jeder Seite des Bauelementenkörpers ist eine diese umgreifende Hinterschneidung 13 ausgebildet. Zwischen der Hinterschneidung 12 und der Hinterschneidung 13 ist im Bereich der Verbindungsstelle eine Einschnürung 14 ausgebildet, d. h. eine Schrumpfung des Schrumpfschlauchs in den Raum zwischen dem Bauelementenkörper und der ringwulstartigen Verdickung. Aufgrund dieser Einschnürung 14 wird der Bauelementenkörper weitgehend vor der galvanischen Verbindung zwischen der Drosselwicklung und dem Anschlußdraht elektrisch isoliert.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 1, wobei die ringwulstartige Verdickung 10 jedoch in der Weise verglichen mit Fig. 1 anders ausgebildet ist, daß die Hinterschneidung 11 dergestalt ausgebildet ist, daß diese nicht abgerundet, sondern eine scharfkantige Umfangskante 15 aufweist, wodurch sich eine noch höhere Sicherheit gegen Abreißen des Anschlußdrahts 2 von dem Bauelementenkörper 1 ergibt.

In den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und Fig. 2 legt der Schrumpfschlauch den Abstand zwischen den Anschlußdrähten und dem Bauelementenkörper durch formschlüssiges Umgreifen des Bauelementenkörpers 1 und der ringwulstartigen Verdickung 10 des Anschlußdrahtes 2 fest, womit eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe Resistenz gegen Schwingungen verwirklicht wird.

Fig. 3 zeigt ein herkömmliches Anschlußkabel 2 mit einem Anschlußdraht 7 und einem Kabelmantel 8. Die Fig. 4 bis 7 zeigen verschiedene Formen von Verdickungen 10, welche je nach Einzelfall aus Gründen einer festen Verbindung oder aus herstellungstechnischen Gründen sinnvoll sein können.

Claims (7)

1. Elektrisches Bauelement, insbesondere eine Funkentstördrossel, mit einem Bauelementenkörper, einem Anschlußdraht, einem den Bauelementenkörper sowie einen Teillängenabschnitt des Anschlußdrahts umgebenden Schrumpfschlauch, und mit Mitteln zur Zugentlastung, dadurch gekennzeichnet, daß als Zugentlastung eine ringwulstartige Verdickung (10) im Bereich des dem Bauelementenkörper (1) zugewandten Endes des Anschlußdrahts (2) vorgesehen ist, wobei der Schrumpfschlauch (3) zusätzlich zu dem Bauelementenkörper (1) auch die ringwulstartige Verdickung (10) umgreift.

2. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußdraht (2) einen elektrisch isolierenden Kabelmantel (8) aufweist, welcher unter Ausbildung der ringwulstartigen Verdickung (10) aufgestaucht ist.

3. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstauchung derart ausgebildet ist, daß der Kabelmantel (8) im Bereich des äußersten, dem Bauelementenkörper (1) zugewandten Endes des Anschlußdrahtes (2) vollständig entfernt ist, und daß der Anschlußdraht (2) mit diesem Ende elektrisch leitend an einem entsprechenden Draht des Bauelementenkörpers (1) befestigt ist.

4. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelmantel (8) aus einem thermoplastischen Material hergestellt und das Aufstauchen des Kabelmantels (8) unter gleichzeitiger Erwärmung desselben an dem für die ringwulstartige Verdickung (10) vorgesehenen Ende des Anschlußdrahts (2) erfolgt ist.

5. Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ringwulstartige Verdickung (10) auf ihrer dem Bauelement (1) abgewandten Seite eine scharfe Umfangskante (15) aufweist.

6. Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in Form einer Funkentstördrossel, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkentstördrossel als eine UKW-Stabdrossel ausgebildet ist.

7. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die UKW-Stabdrossel eine Drosselwicklung (4) auf einem Kern (5) aufweist, welche zusätzlich zu einer Fixierung mittels des Schrumpfschlauchs (3) mittels eines Klebemittels auf dem Kern (5) fixiert ist.