CN101111980A - 电缆的连接方法 - Google Patents

Abstract

一种在至少两条电缆特别是用于汽车的电瓶电缆之间实现电连接所用的方法，其中，至少一条第一电缆由一根导线和一个绝缘护套所形成，和至少一条第二电缆至少由一根导线所形成。为了保证实现导线的位置稳定的连接，提出一种方法和一种装置，其特征在于：电缆可利用多轨道焊接法被连接起来，使得在电缆的导线之间可形成一种材料接合的连接。

Description

电缆的连接方法

技术领域

本专利申请涉及一种在至少两条电缆特别是用于汽车的电瓶电缆之间实现电连接的方法，其中，至少一条第一电缆是由一根导线和一个绝缘套形成的，至少一条第二电缆是至少由一根导线形成的。此外，本申请还涉及一种至少两条电缆特别是用于汽车的电瓶电缆之间的连接装置，其中至少一条第一电缆具有一根导线和一个绝缘护套，至少一个第二电缆具有至少一根导线。

背景技术

电缆互相间的一种材料接合的固定和连接，当前例如可以利用焊接或钎焊的方法予以实现。事实证明：摩擦焊接法特别是旋转摩擦焊接法，很适合于连接两条电缆。不过，在采用旋转摩擦焊接法的情况下，需要利用一个支承套将一根导线的各个金属线压合起来，使得这些金属线在进行旋转摩擦焊接时不致于散开。此外在进行旋转摩擦焊接时，每次只能将一个工件同另一个工件连接起来。对于每次连接都需要一个自己的工序。最后，在进行旋转摩擦焊接时必须至少一个接缝配合器可自由地围绕其轴线旋转。

还熟知的是，在扁导线上布置电的转接支点。于此也提出过如下建议：利用摩擦焊接将一个转接支点布置在扁电缆上。不过，事实证明：在进行旋转摩擦焊接时，接线柱的位置固定性是不能精准地调节的。此外还已知的是，在传统的转接支点上，接线柱是利用螺纹推入到扁导线的孔中的，并且要在螺纹上旋上一个套子。该套子于是将接线柱压紧到扁导线上。这样一种结构当然要求一定的最小尺寸，例如以便保证接线柱的螺纹的抗剪强度。这样在采用传统方法时，在一个最小结构高度条件下，就无法提供转接支点。这种连接也只能利用铜导线。在采用铝导线时，由于导线上和/或套子上的铝氧化物层之故，电接触会受到干扰。

发明内容

因此，本发明的任务在于为导线提供一种连接方法及一种连接装置，其特征在于：操作简单、制造成本低及连接点的位置固定性高。

为了解决上面提出的、从现有技术引出的任务，本发明现提出一种如权利要求1前序部分所述的方法，该方法的特征在于：电缆利用多轨焊接法连接，在电缆的导线之间实现一种材料接合的连接。

使用多轨道焊接，可以实现焊接连接点的高的位置固定性，在这种焊接情况下，被焊接的工件可以按一种彼此相对呈圆形的往复摆动的具有小半径的运动移动。此外，在进行多轨道焊接时，不再需要将被焊接的工件中的一个夹紧在围绕该工件的轴线旋转的焊接工具中。采用多轨道焊接时，仅需将各工件相互之间置于小的、椭圆形或圆形的运动中即可。工件之间的压紧力明显小于采用旋转摩擦焊接法时的压紧力。此外，连接可以按很小的结构高度实现，这是因为焊接工具无须直接地在焊点上面夹持着工件，而是也可以焊点侧面夹持工件。

根据一个有利的实施例，提出如下做法，就是将两条电缆的自由端头相互连接起来。采用多轨道焊接法，可节约成本地实现这种对接，而且对接合技术的要求很低。

特别有利的是，在进行多轨道焊接过程中，将导线在其自由端头上材料接合地加以连接，并将电缆的电缆护套材料接合地连接，使得通过电缆护套的连接而形成对焊缝的密封。这种密封可以用作为对焊缝的保护以防止其受环境影响。这种多轨道焊接的特征在于：在一个工序中可以将不同的材料彼此连接起来。这样，例如可以将两条分别由至少一根导线和一个电缆护套形成的电缆彼此对接起来。在采用多轨道焊接的条件下，在焊接两个端头时可以达到下述结果：既可以使两根导线彼此材料接合地相连接，又可以在电缆护套的绝缘材料之间实现一种材料接合。通过电缆护套的连接，便可直接实现焊缝的密封。于是，不再需要利用收缩性软管去密封焊缝了。

本发明的方法特别适用于铝导线、有色金属导线或其它金属材料导线及其合金导线之间的连接。其中，可以实现同类材料之间的金属间连接，也可实现不同材料之间的金属间连接。前面述及的方法特别适合于铝焊缝的情况，因为这些焊缝在焊接之后立即受到防腐蚀的保护。下述做法也是有利的：第一电缆为扁电缆，第二电缆则为接线柱；在进行多轨道焊接时，接线柱同扁电缆的导线的一个扁平边基本上按T-形对接法连接起来。这种连接可提供一个转接支点。接线柱可直接置于扁导线上。不需要将扁导线穿孔，也不需要如上所述地去构建转接支点。由于接线柱可利用多轨道焊接方法焊到扁电缆上，从而获得接线柱的高的位置固定性。这样，在接线柱上布置的连接面便可安排用于其它电缆以与扁电缆精准确定的位置相连。

在焊接时，接线柱被引入到扁电缆的电缆护套中。根据一个有利的实施例，采用多轨道焊接方式，接线柱沿着其周面形状配合地与扁导线的电缆护套如此相连接，使得能形成焊缝的绝缘。接线柱的周面是与扁电缆的绝缘性电缆护套直接相接触的，在进行多轨道焊接时，会形状配合地与电缆护套相连。在多轨道焊接过程中，电缆护套的绝缘材料被熔化了，并且分布到接线柱的周面上。这样，在接线柱和电缆护套之间，就至少保证了一种形状配合连接，从而实现焊缝的绝缘。

特别可取的是：接线柱具有一个环形凸肩。该环形凸肩可以布置在端面上方近处。接线柱于是从该端面出发，由其原始形状过渡到环形凸肩。

根据一个有利的实施例，焊缝的保护/密封是通过以下措施形成的：接线柱的环形凸肩用金属制成；在进行多轨道焊接时，环形凸肩的朝向扁导线的一边至少部分地与扁导线的电缆护套形状配合地相连接。环形凸肩布置在接线柱上，使得它离接线柱的端面保持一个大致相当于电缆护套的厚度的距离。如果接线柱然后利用多轨道焊接法焊接到扁导线上，则处在环形凸肩的端面下方的电缆护套便会被熔化，从而导致在环形凸肩底边和电缆护套之间形成一种形状配合。

在下述情况下，焊缝的密封会特别严密：接线柱的环形凸肩用绝缘材料做成，在进行多轨道焊接时，环形凸肩的朝向扁导线的一边至少部分地与扁导线的电缆护套材料接合地相连接。在这种情况下，除了接线柱的端面和扁导线之间能形成材料接合连接之外，在接线柱的环形凸肩和扁导线的电缆护套之间也会形成一种材料接合的连接。借助上述电缆护套和环形凸肩之间的那种材料接合的连接，就能保证仅在一道工序中实现焊缝的可靠密封性。

在下述条件下便可特别简单地实现一个转接支点：根据一个有利的实施例，在进行多轨道焊接过程中，接线柱被推动通过第一导线的电缆护套。在此情况下，在焊接过程中，电缆护套的材料受到接线柱的挤压，并以熔液状态直接涂在接线柱上，从而亦保证了焊缝的绝缘。

同样可取的是：在进行多轨道焊接之前，第一导线的电缆护套配置一个大致相当于接线柱的横断面的孔口。这样一个孔口可以从电缆护套上冲裁出来。根据一个有利的实施例，可利用一种激光器来实现这一目的。在此情况下，接线柱可直接安置在扁导线上，并与该扁导线焊接起来。

为了确保获得一种良好的焊缝，根据一个有利的实施例提出建议：导线的端面配有一个凹穴，借以将熔融物容纳于其中。该凹穴可以为盲孔或凹槽。在进行多轨道焊接时，待焊接的工件熔化，熔融物在焊缝点出来。根据上述有利的实施例，熔融物被引入该凹穴的内部，从而在电缆之间获得一种良好连接。

本发明的另一个主题是一种连接装置，借以在至少两条电缆特别是汽车电瓶电缆之间实现连接，有至少一个具有一根导线和一个绝缘护套的第一电缆，及至少一个具有至少一根导线的第二电缆，该装置的特征在于：在电缆导线之间利用多轨道焊接法实现一种材料接合的连接。

下面将参照表示出一些实施例的附图，对本发明做详细说明。

附图说明

图1电缆端头的多轨道焊接用的一种装置；

图2两条彼此对接连接的电缆；

图3接线柱与扁电缆的对接装置的视图；

图4图3所示装置的截面图；

图5与一条扁电缆相焊接的接线柱的截面图。

具体实施方式

为了实现依本申请所采用的多轨道焊接，须将待接合的工件两边相邻接地夹紧在焊接工具中的接合面上。这些接合面彼此对压。

为了利用多轨道焊接法实现焊接，将接合面置于振荡之中，于此，焊接工具视在设备上的夹定布置情况而定，可以按xz-方向、yx-方向和/或yz-方向彼此反相地振荡。在此情况下，工具可以按固定相位，相位移动180°地振荡。可取的是：这些工具分别只在一个平面中振荡，并从一个垂直于该平面的方向施加压紧力。

采用多轨道焊接法时，接合配对件在不到一分钟之后，尤其在几秒钟如5-7秒之后，便已材料接合地彼此连接起来了。焊缝凸起处是很小的，因为只带入相当少的过程热量。在焊接过程结束之后便可立即开始下一步处理，因为不再需要保持时间/冷却时间。

焊接工具的起动可以从反相的相位出发实现同步。在焊接过程中各工具的振荡之间的相位角可进行精确调节。还有一种方案，就是各工具按一种彼此相对呈椭圆形的振荡运动。此外，一种圆形振荡也是可行的。在工件之间产生一种依轴向摆动的曲柄运动。

在逆向的椭圆形振荡情况下，椭圆轴a或b之一趋向于0(零)。圆形振荡的频率可以在20Hz和几百Hz之间。振荡的最大振幅可以小于3mm。

为了接合电缆，图1所示的一种装置是有利的。图1中示出电缆2的电缆端头2a、2b，于此，电缆端头2a、2b分别通过一根金属导线4和一个电缆护套6所形成。电缆端头2a、2b分别紧挨着端侧8地被夹紧在焊接工具10中。可行的是：一个工具是固定的，另一个工具则经历焊接运动。为了焊接电缆端头2a、2b，将电缆端头沿着x-轴线的方向12相继地移动通过工具10。为了焊接的目的，在电缆端头2a、2b之间依x-轴线，通过工具10产生压紧力。此处，工具10彼此反相地经历圆周运动。于此，依yz-轴线完成圆形运动。通过这些圆形的反相运动——这些运动也可以偏心地进行，使得电缆2的导线4在很短时间内便彼此材料接合地被焊接起来。此外，由绝缘材料形成的电缆护套6也同时彼此材料接合地被焊接起来。

电缆2的一种多轨道焊接的结果见图2中所示。导线4的端面8和电缆护套6的端面8都彼此被焊接起来了。在电缆6的端头之间已形成了焊缝14。此外，在导线4之间形成了一个焊缝16。焊缝16通过焊缝14实现密封，所以无论氧气或湿气都不能从外面侵蚀焊缝16。利用多轨道焊接法，各种不同的材料都可在一道工序中彼此焊接起来。可以看出：除了由金属形成的导线4的焊接之外，还可焊接由非金属材料形成的电缆护套6。导线4可用铁族金属和非铁族金属如铝、铜或其它有色金属或者这些金属的合金制成。采用本发明的焊接方法，可以将各种不同种属的金属彼此焊接起来。此外，在同一工序中也可将非金属彼此焊接起来。

图3表示用于焊接接线柱18同扁电缆2的一种焊接装置的前视图。扁电缆2和接线柱18都被夹持在多轨道焊接工具中(图中未示出)。接线柱18是由一个环形凸肩20和一个突出部22形成的。在扁电缆2上配有一个凹穴24。该凹穴24在其大小上相当于接线柱18的突出部22。为了将接线柱18同扁电缆2焊接起来，将接线柱18引入到凹穴24中，并将两个工件彼此焊接起来。

图4表示图3所示装置的一个截面图。从图上还可看出，凹穴24是盲孔，布置在接线柱18的端面上的突出部22中。凹穴24可以利用激光器从电缆护套6上冲裁出来。

有利的是：凹穴24至少小于突出部22的直径最好达0.01-10％，这样，突出部22的周面在将接线柱18引入到凹穴24中时便可同电缆护套6相接触。

为了焊接，须将接线柱18引入到凹穴24中，多轨道焊接工具(图中未示出)，按照所示的工件夹紧条件，开始在xz-平面中振荡，并依y-方向实现加压。工件4和18的振荡运动彼此可以按椭圆形或圆形在90°和180°之间实现相位移动。

还有一种方案，就是只有接线柱18在xz-平面中发生振荡，而电缆2则被固定夹紧。通过接线柱18同电缆2的多轨道焊接，突出部22的端面便材料接合地同导线4连接起来。此外，也可在周面22或环形凸肩20和电缆护套6之间实现一种材料接合的连接或形状配合的连接。

图5表示接线柱18同电缆2的一种焊接的结果。通过焊接，至少沿着突出部22的端面，在接线柱18和导线4之间实现了一个材料接合的焊接连接30。焊料32可流入到凹穴26中。

通过多轨道焊接，可以在突出部22的周面和电缆护套6之间实现一种形状配合的连接34。在焊接过程中，电缆护套6的绝缘材料被熔化，然后紧贴在突出部22的周面上。从而保证了焊缝30的密封。

如果接线柱18的环形凸肩20是用金属做成的，那么，在环形凸肩20的朝向电缆护套6的一边上的焊缝28可以是一种形状配合性的连接。在焊接过程中，由于环形凸肩20贴靠在电缆护套6上，所以电缆护套在其相应的面上被熔化，从而产生形状配合性的焊缝28。

如果环形凸肩20是用一种绝缘材料做成的——最好用电缆护套6的同一种材料做成，那么在接线柱18同导线4的焊接过程中，便会在环形凸肩20和电缆护套6之间实现一种材料接合的焊接连接28。这种材料接合的连接同样是对焊缝30的一种可靠的密封。

通过电缆彼此的多轨道焊接，在一道工序中便可保证实现导线的一种位置稳定的、安全的和有利的连接。

Claims (14)

1.在至少两条电缆特别是汽车用的电瓶电缆之间实现电连接的方法，其中

-至少一条第一电缆由一根导线和一个绝缘护套形成，

-至少一条第二电缆至少由一根导线形成，

其特征在于：

这些电缆利用多轨道焊接法连接，在电缆的导线之间形成一种材料接合的连接。

2.按权利要求1所述的方法，

其特征在于：

两条电缆的自由端头彼此连接。

3.按权利要求2所述的方法，

其特征在于：

在进行多轨道焊接过程中，导线在其自由端头上材料接合地连接，而且电缆的电缆护套材料接合地连接，通过电缆护套的连接实现焊缝的绝缘。

4.按以上权利要求中的任一项所述的方法，

其特征在于：

第一电缆是扁电缆；第二电缆是接线柱；该接线柱同第一电缆的导线的扁平边在进行多轨道焊接的过程中，基本上按T-形对接实现连接。

5.按以上权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于：

接线柱沿着其周面形状配合地与扁导线的电缆护套相连接，形成焊缝的绝缘。

6.按以上权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于：

接线柱具有一个环形凸肩。

7.按以上权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于：

接线柱的环形凸肩是用金属做成的；在进行多轨道焊接的过程中，环形凸肩的朝向扁导线的一边至少部分形状配合地同扁导线的电缆护套相连接，形成焊缝的绝缘。

8.按以上权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于：

接线柱的环形凸肩是用绝缘材料做成的；在进行多轨道焊接的过程中，环形凸肩的朝向扁导线的一边至少部分材料接合地同扁导线的电缆护套连接，形成焊缝的绝缘。

9.按以上权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于：

在进行多轨道焊接的过程中，接线柱被推动通过第一导线的电缆护套。

10.按以上权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于：

在进行多轨道焊接之前，第一导线的电缆护套配置一个与接线柱的横断面大致相当的孔口。

11.按以上权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于：

该孔口可利用激光器从电缆护套上冲裁出来。

12.按以上权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于：

导线的端头具有凹穴，焊料被容纳于其中。

13.按以上权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于：

该凹穴是盲孔或凹槽。

14.至少两条电缆特别是用于汽车的电瓶电缆之间所用的连接装置，它配有：

-至少一条具有一根导线和一个绝缘护套的第一电缆，

-至少一条具有至少一根导线的第二电缆，

其特征在于：

利用多轨道焊接法在电缆的导线之间实现一种材料接合的连接。

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