CN104823329B - 用于建立电线路与导电构件之间的导电连接的方法以及根据该方法制造的结构组合件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于建立包括多个独立导线(106)的电线路(102)与导电的构件(114)之间的导电连接的方法，该方法包括以下的方法步骤：产生由压接元件预成形件构成的局部包围独立导线(106)的压接元件(110)，其中，压接元件(110)具有闭合侧(122)和敞开侧(126)，压接元件(110)的边缘区域在该敞开侧上彼此相对置；并且将压接元件(110)在其闭合侧(122)上或在其敞开侧(126)上与构件(114)的接触面(142)材料锁合连接。该方法能简单地实施并且始终导致压接元件(110)与构件(114)之间的稳定的材料锁合连接。根据本发明，压接元件(110)以如下方式来产生，即，使压接元件(110)的闭合侧(122)具有两个彼此间隔开的抵靠面(148a、148b)，在这些抵靠面上，压接元件(110)能与构件(114)的接触面(142)材料锁合连接。

Description

用于建立电线路与导电构件之间的导电连接的方法以及根据 该方法制造的结构组合件
技术领域
本发明涉及一种用于建立包括多个独立导线的电线路与导电的构件之间的导电连接的方法，其中，该方法包括以下方法步骤：
-产生由压接元件预成形件构成的局部包围独立导线的压接元件，其中，压接元件具有闭合侧和敞开侧，压接元件的边缘区域在该敞开侧上彼此相对置；以及
-将压接元件在其闭合侧上或在其敞开侧上与构件的接触面材料锁合(stoffschlüssig)连接。
背景技术
在公知的这种类型的方法中，压接元件以所谓的B形压接件的形式来构造，该压接元件具有基本上呈B形的横截面。这种B形压接件在其闭合侧上具有基本上平坦的抵靠面，而在B形压接件的敞开侧上，两个弯曲的抵靠面构造在压接元件的背离压接元件闭合侧的凸起部上，这些抵靠面沿压接元件的横向方向通过在它们之间的凹部彼此间隔开。
在压接元件与构件材料锁合连接的情况下，这样的B形压接件能够以两个不同的定位抵靠在构件的接触面上，即，以闭合侧朝向构件或以敞开侧朝向构件。
当B形压接件的闭合侧朝向构件时，压接元件沿其闭合侧的整个平坦的抵靠面材料锁合地与构件的接触面连接、例如焊接。
当B形压接件以其敞开侧朝向构件时，压接元件在彼此间隔开的抵靠面上在两个彼此间隔开的接触区域、尤其是焊接区上与构件材料锁合地连接、例如焊接。
为了将压接元件从构件上剥脱所需的剥离力，即剪切力在压接元件相对于构件的这两个替选的定位中有很大区别，具体而言，当压接元件以其敞开侧面向构件时的剥离力明显高于当压接元件以其闭合侧抵靠在构件上时的剥离力。
这尤其是因为：当接触区较小时，在材料锁合连接的情况下引入压接元件与构件之间的接触区中的能量(尤其在焊接的情况下)更强烈地局部化(Lokalisierung)，以及作用到压接元件与构件之间的接触区上的剪切力更强烈地局部化。
因此，为了获得更高的剥离力并进而获得压接元件与构件之间的更稳定的材料锁合连接，压接元件必须始终以如下定位抵靠到构件上，即，使压接元件的敞开侧朝向构件。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种开头提到类型的用于建立电线路与导电构件之间的导电连接的方法，该方法能简单地实施并且始终导致压接元件与构件之间的稳定的材料锁合连接。
根据本发明，在用于建立包括多个独立导线的电线路与导电的构件之间的导电连接的方法中，所述方法包括以下方法步骤：
-产生由压接元件预成形件构成的局部包围所述独立导线的压接元件，其中，所述压接元件具有闭合侧和敞开侧，所述压接元件的边缘区域在所述敞开侧上彼此相对置；并且
-将所述压接元件在其闭合侧上或在其敞开侧上与所述构件的接触面材料锁合连接；
该任务通过如下方式来解决，即，压接元件被构造成使该压接元件的闭合侧具有两个彼此间隔开的抵靠面，在这些抵靠面上，压接元件能材料锁合地与构件的接触面连接。
因此，本发明基于如下构思：压接元件的几何结构按如下方式来设计，即，即使当压接元件以其闭合侧抵靠到构件上时，仍然具有足够高的剥离力。
由于具有根据本发明的几何形状的压接元件的两侧式的使用可能性，该压接元件以及利用该压接元件实施的用于建立电线路与导电构件之间的导电连接的方法是特别易于装配和特别能容错的。
根据本发明所使用的压接元件尤其可以具有类似数字8的横截面。
在根据本发明的方法的特别的设计方案中规定，在压接元件的闭合侧上产生凹部。
这样的凹部尤其可以通过冲压来产生。
这种冲压例如可以借助设置在压接工具中的压印冲头来进行，该压印冲头优选与凹部基本上互补地构造。
对此，参考例如在DE 10 2010 035 424 A1中描述的用于借助压接工具由压接元件预成形件产生压接元件的方法，并且通过引用使之成为本说明书的组成部分。
在本发明的优选设计方案中规定，凹部从压接元件的前边缘延伸到压接元件的后边缘。
在根据本发明的方法中，压接元件优选构造为(经修改的)B形压接件，其具有敞开侧和闭合侧，其中，在B形压接件的闭合侧上构造有凹部。
原则上，压接元件可以由各种能改形的具有导电能力的材料形成。
优选规定，压接元件预成形件包含金属材料、例如是铜或铜合金，且优选基本上完全由金属材料、尤其是铜或铜合金形成。
压接元件与构件的材料锁合连接优选通过焊接过程、尤其通过超声波焊接过程来实现。
在根据本发明的方法的优选设计方案中规定，构件被构造成电池连接件，其用于电化学设备的电化学电池的电池端子的导电连接。
电线路与这种电池连接件之间的导电连接尤其可以用于将在电池连接件的连接部位上产生的电势经由电线路传递到电化学设备的监视设备。
作为对此的备选或补充，根据本发明的方法可以用于建立电化学设备的温度传感器与监视设备之间的导电连接。
因此，通过导电连接尤其可以在温度和/或电压方面实施对电化学设备的电化学电池的各单个电池的监控。
此外，本发明还涉及一种结构组合件，其包括电线路、局部包围独立导线的压接元件和导电且材料锁合地与压接元件连接的构件，其中，电线路包括多个独立导线，压接元件具有闭合侧和敞开侧，压接元件的边缘区域在该敞开侧上彼此相对置。
本发明的另一任务在于，将这样的结构组合件构造成使其能简单地装配并且始终具有压接元件与构件之间的稳定的材料锁合连接。
根据本发明，在如下结构组合件中，所述结构组合件包括：
电线路，所述电线路包括多个独立导线；
局部包围所述独立导线的压接元件，所述压接元件具有闭合侧和敞开侧，所述压接元件的边缘区域在所述敞开侧上彼此相对置；以及
导电且材料锁合地与所述压接元件连接的构件；
该任务通过如下方式来解决，即，使压接元件的闭合侧具有两个彼此间隔开的抵靠面，在这些抵靠面上，压接元件材料锁合地与构件的接触面连接。
通过压接元件的这种特别的几何结构实现的是：即使当压接元件以其闭合侧抵靠到构件上时，压接元件与构件之间的连接的剥离力也是足够高的。
根据本发明的结构组合件具有特别的设计方案。
在根据本发明的结构组合件的优选设计方案中，所述两个抵靠面在所述压接元件的闭合侧上通过凹部彼此分隔开。
特别优选的是，所述凹部从所述压接元件的前边缘延伸到所述压接元件的后边缘。
在根据本发明的结构组合件的优选设计方案中，所述压接元件构造为B形压接件。
在根据本发明的结构组合件的优选设计方案中，所述压接元件与所述构件焊接。
在根据本发明的结构组合件的优选设计方案中，所述构件是电池连接件，所述电池连接件用于电化学设备的电化学电池的电池端子的导电连接。
对这些优选设计方案的特征和优点已经在上文与根据本发明的方法的特别的设计方案相关联地进行了阐述。
通过根据本发明的方法，电线路的绞合线或独立导线可以通过以压接元件包围独立导线的区段的方式被预先收紧，并且压接元件材料锁合地与导电的构件连接、尤其是焊接。
通过压接元件的特别的几何结构，可以实现压接元件的两侧式的使用，由此得到了更均匀的、优选基本上不依赖于压接元件相对于构件的定位的剥离力。
附图说明
本发明的其他特征和优点是下面对实施例的描述和附图的主题。在附图中：
图1示出电线路的端部区域的示意性立体视图，该电线路包括多个独立导线，这些独立导线由B形压接件形式的压接元件包围；
图2和图3示出在电线路的独立导体的端部区域上由压接元件预成形件产生压接元件的示意性立体视图；
图4示出结构组合件的示意性剖面图，该结构组合件包括具有多个独立导线的电线路、包围独立导线端部区段的B形压接件形式的压接元件以及与压接元件的闭合侧焊接的构件；
图5示出图4中的结构组合件的替选实施方式的示意性剖面图，其中，构件与压接元件的敞开侧焊接；
图6示出电线路的端部区段和局部包围独立导线的压接元件的示意性立体视图，其中，电线路包括多个独立导线，压接元件的闭合侧具有两个彼此间隔开的抵靠面，在这些抵靠面上，压接元件能以材料锁合的方式与构件的接触面连接；
图7示出结构组合件的示意性剖面图，该结构组合件包括电线路、图6中的压接元件和在压接元件的敞开侧上与压接元件焊接的构件；并且
图8示出图7中的结构组合件的替选实施方式的示意性剖面图，其中，构件在压接元件的敞开侧上与压接元件焊接。
相同或功能类似的元件在所有附图中以同样的附图标记来标示。。
具体实施方式
图1至图5中所示的、整体以100标记的根据现有技术的结构组合件包括电缆104形式的电线路102、B形压接件112形式的压接元件110和由导电材料制成的构件114，该电线路包括许多绞合线或独立导线106以及电绝缘的包套108，该压接元件包围独立导体106的端部区段(尤其参见图1、图4和图5)。
压接元件110由在图2中所示的压接元件预成形件116通过如下方式来产生，即，借助(未示出的)压接工具将彼此相对的边缘区域118a、118b围绕独立导体106的未设包套108的端部区域120弯曲并相对独立导体106压紧，从而使压接元件110产生在图1、图4和图5中所示的基本上呈B形的横截面。
在产生压接元件110期间，独立导体106的由压接元件110包围的端部区段120被收紧并且力锁合地(kraftschlüssig)彼此压紧。
这样构造的压接元件110具有闭合侧122和与闭合侧122相对置的下面被称为敞开侧126的侧，该闭合侧具有连续的基本上平坦的抵靠面124，在该敞开侧上，压接元件110的弯曲的边缘区域118a和118b彼此相对置。
在此优选规定，边缘区域118a和118b彼此间保持很小的间距或彼此接触。
边缘区域118a和118b的背离压接元件110的闭合侧122的凸起部形成压接元件110的敞开侧126的两个抵靠面128a和128b，这些抵靠面沿压接元件110的横向方向130通过在它们之间的凹部132彼此间隔开。
压接元件110的边缘区域118a和118b的自由边缘134a和134b例如形成了凹部132的底部。
压接元件110的横向方向130垂直于压接元件110的纵向方向136取向，该纵向方向基本上平行于电线路的纵向方向且基本上平行于压接元件110的自由边缘134a和134b地延伸。
压接元件110的侧向的自由边缘134将压接元件110的前边缘138与后边缘140连接。
为了材料锁合地连接压接元件110与构件114，压接元件110能够以两种不同的定向抵靠到构件114的接触面142上，即：如图4所示，以闭合侧122朝向构件114；如图5所示，以敞开侧126朝向构件114。在图4所示的定向的情况下，压接元件110沿着闭合侧122的整个平坦的抵靠面124在形成一个焊接区144的情况下(例如通过超声波焊接过程)进行焊接。
在图5所示的替选的定位的情况下，压接元件110在彼此间隔开的抵靠面128a和128b上在形成两个沿横向方向130彼此间隔开的焊接区146a和146b的情况下(例如通过超声波焊接过程)进行焊接。
为了将压接元件110从构件114上剥脱所需的剥离力，即剪切力在根据图4和图5的材料锁合连接的两个替选实施方式中有很大区别，具体而言，在图5所示的变型实施方案中的剥离力明显高于在图4所示的实施变型方案中的剥离力，在图5所示的变型实施方案中，压接元件110以其敞开侧126面向构件114，在图4所示的实施变型方案中，压接元件110以其闭合侧122抵靠在构件114上。
这尤其是因为：在形成压接元件110与构件114之间的材料锁合连接的情况下引入焊接区146a、146b中的能量更强烈地局部化，以及在压接元件110相对于构件114的图5所示的定向的情况下作用到焊接区146a、146b上的剪切力更强烈地局部化。
也就是说，由于更高的剥离力意味着压接元件110与构件114之间的更稳定且更耐用的连接，所以压接元件110必须沿图5所示的定向抵靠到构件114上，以便获得更高的剥离力并进而获得压接元件110与构件114之间的更稳定的材料锁合连接。
与此不同的是：在图6至图8所示的根据本发明构造的由具有独立导线106的电线路102、压接元件110和构件114构成的结构组合件100中，剥离力始终基本上大小相同，而不依赖于压接元件110是如图7所示以其敞开侧126抵靠到构件114上，还是如图8所示以其闭合侧122抵靠到构件114上。
这通过以如下方式产生压接元件110来实现，即，使压接元件110的闭合侧122也具有两个彼此间隔开的抵靠面148a和148b，在这些抵靠面上，压接元件110能材料锁合地与构件114的接触面142连接，其中，抵靠面148a和148b沿压接元件110的横向方向130通过布置在它们之间的凹部150彼此分隔开。
凹部150优选从压接元件110的前边缘138延伸到其后边缘140。
凹部150优选在压接过程中，即在由压接元件预成形件116产生压接元件110时，例如通过冲压来产生。
例如可以借助设置在压接工具中的压印冲头进行冲压，该压印冲头优选与凹部150基本上互补地构造。
在压接元件110的闭合侧122的抵靠面148a和148b的区域中，压接元件110优选具有与压接元件110的敞开侧126的抵靠面128a或128b相同的曲率半径。
特别有利的是，压接元件110就压接元件110的闭合侧122的抵靠面148a、148b和压接元件110的敞开侧126的抵靠面128a、128b而言，是关于压接元件110的平行于压接元件110的横向方向130且平行于压接元件110的纵向方向136的纵向中间平面152基本上镜面对称的，和/或是关于压接元件110以180°绕压接元件110的平行于纵向方向136延伸的纵向中间轴线154的转动基本上旋转对称的。
由此实现的是：即使在压接元件110以其闭合侧122抵靠到构件114上时，该压接元件仍然在沿压接元件110的横向方向130彼此间隔开的两个焊接区156a和156b上例如通过超声波焊接过程材料锁合地与构件114连接。
也就是说，焊接区156a和156b具有与焊接区146a和146b基本上相同的几何结构，其中，在压接元件110以其闭合侧122抵靠到构件114上时，焊接区156a和156b造成压接元件110与构件114之间的材料锁合的连接；在压接元件110以其敞开侧126抵靠到构件114上时，焊接区146a和146b造成压接元件110与构件114之间的材料锁合的连接，如图7所示。
因此，在使用根据本发明构造的压接元件110时，剥离力并不依赖于压接元件110相对于构件114的位置，而是基本上大小相同的，从而在压接元件与构件114连接时不必注意压接元件110是以敞开侧126还是以闭合侧112抵靠在构件114上。
由此，明显简化了装配工作。
与根据现有技术的基本上呈B形的压接元件110(如图1至图5所示)不同的是：根据本发明的在图6至图8中示出的压接元件110具有类似数字8的横截面。
除了在压接元件110的闭合侧122上附加地冲压出凹部150外，压接元件110的制造与根据现有技术的制造方法(如以上参考图1至图5所阐述的那样)相一致。
作为用于压接元件预成形件116的材料可以考虑各种能改形的具有导电能力的材料。
压接元件预成形件116优选由金属材料、例如铜或铜合金形成。
电线路102的独立导线106原则上也可以由各种具有足够的导电能力的材料形成。
尤其可以规定，独立导体106由铜或铜合金形成。
构件114原则上可以由各种具有足够的导电能力的材料形成。
构件114优选是电池接触系统的组成部件，使电化学设备的电化学电池的电池端子以该电池接触系统彼此连接。
尤其可以规定，构件114是电池连接件156，该电池连接件用于电化学设备的不同电化学电池的电池端子的导电连接。
这样的电池连接件156优选由导电的金属材料、例如由铜或铜合金或者由铝或铝合金形成。
电线路102与这样的电池连接件156之间的导电连接尤其可以用于将在电池连接件156的连接部位上产生的电势经由电线路102传递到电化学设备的监视设备。
此外，上述类型的根据本发明的结构组合件100可以用于建立电化学设备的温度传感器与监视设备之间的导电连接。

Claims (9)

1.一种用于建立包括多个独立导线(106)的电线路(102)与导电的构件(114)之间的导电连接的方法，所述方法包括以下方法步骤：
-产生由压接元件预成形件(116)构成的局部包围所述独立导线(106)的压接元件(110)，其中，所述压接元件(110)具有闭合侧(122)和敞开侧(126)，所述压接元件(110)的边缘区域(118a、118b)在所述敞开侧上彼此相对置；并且
-将所述压接元件(110)在其闭合侧(122)上或在其敞开侧(126)上与所述构件(114)的接触面(142)材料锁合连接；
其中，所述压接元件(110)以如下方式来产生，即，
使所述压接元件(110)的敞开侧(126)具有两个在所述压接元件(110)的横向方向(130)上彼此间隔开的抵靠面(128a、128b)，在所述压接元件的敞开侧的抵靠面上，所述压接元件(110)能与所述构件(114)的接触面(142)材料锁合连接，并且
使所述压接元件(110)的闭合侧(122)具有两个彼此间隔开的抵靠面(148a、148b)，在所述压接元件的闭合侧的抵靠面上，所述压接元件(110)能与所述构件(114)的接触面(142)材料锁合连接，
其中，在产生由所述压接元件预成形件(116)构成的所述压接元件(110)时，通过冲压在所述压接元件(110)的闭合侧(122)上产生凹部(150)，并且其中，在产生所述凹部(150)之后，在所述闭合侧(122)的抵靠面(148a、148b)上或所述敞开侧(126)的抵靠面(128a、128b)上通过超声波焊接过程将所述压接元件(110)与所述构件(114)材料锁合地连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凹部(150)从所述压接元件(110)的前边缘(138)延伸到所述压接元件(110)的后边缘(140)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述压接元件(110)具有类似数字8的横截面。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述压接元件预成形件(116)包含金属材料。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述构件(114)构造为电池连接件(156)，所述电池连接件用于电化学设备的电化学电池的电池端子的导电连接。
6.一种结构组合件，所述结构组合件包括：
电线路(102)，所述电线路包括多个独立导线(106)；
局部包围所述独立导线(106)的压接元件(110)，所述压接元件具有闭合侧(122)和敞开侧(126)，所述压接元件(110)的边缘区域(118a、118b)在所述敞开侧上彼此相对置；以及
导电且材料锁合地与所述压接元件(110)连接的构件(114)，
其中，所述压接元件(110)的敞开侧(126)具有两个在所述压接元件(110)的横向方向(130)上彼此间隔开的抵靠面(128a、128b)，并且所述压接元件(110)的闭合侧(122)具有两个彼此间隔开的且通过冲压出的凹部(150)彼此分隔开的抵靠面(148a、148b)，在所述抵靠面上，所述压接元件(110)通过超声波焊接与所述构件(114)的接触面(142)材料锁合连接。
7.根据权利要求6所述的结构组合件，其特征在于，所述凹部(150)从所述压接元件(110)的前边缘(138)延伸到所述压接元件(110)的后边缘(140)。
8.根据权利要求6或7所述的结构组合件，其特征在于，所述压接元件(110)具有类似数字8的横截面。
9.根据权利要求6或7所述的结构组合件，其特征在于，所述构件(114)是电池连接件(156)，所述电池连接件用于电化学设备的电化学电池的电池端子的导电连接。
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