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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Flachleiters
mit einem Rundleiter, bei dem ein Ende des Rundleiters mit einem
Ende des Flachleiters stoffflüssig
verbunden wird. Außerdem betrifft
die Erfindung eine Verbindung von elektrischen Kabeln, bei der ein
Ende eines Rundleiters mit einem Ende eines Flachleiters stoffflüssig verbunden ist.
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Die
Verbindung von Rundleitern mit Flachleitern gestaltet sich in der
Praxis schwierig. Insbesondere bei der Verwendung von Aluflachleitern
muss für eine
gute elektrische Kontaktierung eine große Kontaktfläche hergestellt
werden. Aufgrund der sich auf Aluminiumleitern bildenden Aluminiumoxidschicht
ist es nicht möglich,
den Rundleiter lediglich mit dem Flachleiter zu vercrimpen, wie
dies bei Kupferkabelschuhen gelegentlich vorkommt. Es ist erforderlich, eine
stoffschlüssige
Verbindung zwischen einem Aluflachleiter und einem Rundleiter, der
bevorzugt aus Kupfer, aber auch aus Aluminium gebildet sein kann,
herzustellen.
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Zur
Verbindung eines Flachleiters, insbesondere eines Aluflachleiters,
mit einem Rundleiter schlägt
die Erfindung daher vor, dass das Ende des Flachleiters zumindest
teilweise wannenförmig
ausgeprägt
wird und dass das Ende des Rundleiters im Bereich des wannenförmig ausgeprägten Endes
des Flachleiters stoffschlüssig
mit dem Flachleiter verbunden wird. Durch die Ausformung des Flachleiters im
Bereich seines Endes in Form einer Wanne wird eine vergrößerter Auflagefläche für den Rundleiter zur
Verfügung
gestellt. Der Rundleiter wird erfindungsgemäß in das wannenförmig ausgeprägte Ende
des Flachleiters eingelegt und anschließend stoffschlüssig mit
dem Flachleiter in diesem Bereich verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung
wird erfindungsgemäß sowohl
am Boden als auch an den Seitenwänden
des wannenförmig
ausgeprägten
Endes des Flachleiters hergestellt, wodurch eine gute elektrische
Leitfähigkeit,
als auch eine hohe mechanische Belastungen aushaltende Verbindung
hergestellt wird. Durch die wannenförmige Ausprägung des Endes des Flachleiters
wird der Rundleiter zusätzlich
geführt,
wodurch mechanische Belastungen quer zur Längsachse des Flachleiters aufgenommen werden,
und nicht unmittelbar auf die stoffflüssige Verbindung wirken.
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Um
einen guten Stoffschluss zwischen dem Ende des Rundleiters und dem
Ende des Flachleiters zu gewährleisten,
wird vorgeschlagen, dass die stoffschlüssige Verbindung mittels Schweißen oder
Löten hergestellt
wird. Hierbei hat sich herausgestellt, dass insbesondere Ultraschallschweißen, Widerstandsschweißen oder
Reibschweißen
vorteilhaft ist, da hierdurch in einfachen Verarbeitungsschritten
gute Ergebnisse erzielt werden.
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Um
eine gute Führung
und eine hohe mechanische Belastbarkeit eines Rundleiters zu gewährleisten,
ist es notwendig, dass dieser eng an der Wandung des wannenförmig ausgeprägten Endes des
Flachleiters anliegt.
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Daher
wird gemäß eines
vorteilhaften Ausführungsbeispiels
vorgeschlagen, dass die wannenförmige
Ausprägung
U-förmig, V-förmig oder
C-förmig
ist.
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Um
zu gewährleisten,
dass das Ende des Flachleiters wannenförmig ausgeprägt werden
kann, ohne dass sich die durch die Umformung eingetragenen Kräfte in den
Flachleiter hinein ausbreiten, und um einen eng definierten Bereich,
in dem die Umformung vorgenommen wird, definieren zu können, wird gemäß eines
vorteilhaften Ausführungsbeispiels
vorgeschlagen, dass der Flachleiter im Bereich des Endes an seinen
Längsseiten
auf gegenüberliegenden Seiten
eingekerbt wird. Die Einkerbungen ermöglichen es, den Flachleiter
im sich von den Kerben erstreckenden Ende wannenförmig umzuformen,
ohne dass die Umformkräfte
in den Flachleiter jenseits der Kerben eingetragen werden.
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Aus
diesem Grunde wird gemäß eines
vorteilhaften Ausführungsbeispiels
vorgeschlagen, dass der Flachleiter in dem sich von den Kerben in
Richtung des Endes des Flachleiters erstreckenden Bereich wannenförmig geformt
wird. Besonders einfach, insbesondere aus verfahrenstechnischer
Hinsicht, lassen sich die Kerben in den Flachleiter einbringen,
wenn diese eingestanzt werden.
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Zur
Gewährleistung
einer guten elektrischen Verbindung wird vorgeschlagen, dass die
stoffschlüssig
miteinander verbundenen Enden des Flachleiters und des Rundleiters
abisoliert sind.
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Es
ist auch möglich,
dass neben der wannenförmigen
Ausprägung
des Flachleiters dieser in Richtung seines Endes erneut flach sein
soll, oder evtl. eine andere Form annehmen soll, als die wannenförmige Ausprägung. Aus
diesem Grunde wird vorgeschlagen, dass der Flachleiter in dem sich
von den Kerben in Richtung des Endes des Flachleiters erstreckenden
Bereich an den Längsseiten
auf gegenüberliegenden
Seiten zusätzlich
eingekerbt wird. Dadurch ist es möglich, zwischen den Kerben
dem Flachleiter eine erste Form zu geben, und von den zweiten Kerben
zu dem Ende des Flachleiters dem Flachleiter eine zweite Form zu
geben.
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In
diesem Falle wird besonders bevorzugt vorgeschlagen, dass der Rundleiter
derart auf den Flachleiter gelegt wird, dass ein abisoliertes Ende des
Rundleiters zwischen den ersten den zweiten Kerben angeordnet ist,
und dass ein isolierter Teil des Rundleiters zwischen den zusätzlichen
Kerben und dem Ende des Flachleiters angeordnet ist, wobei der isolierte
Teil des Rundleiters mit Hilfe des von den zusätzlichen Kerben erstreckenden
Ende des Flachleiters vercrimpt wird. Hierzu wird von der zweiten
Kerbe aus bis zum Ende des Flachleiters der Rand des Flachleiters
um den Rundleiter gebogen, so dass dieser mechanisch an dem Flachleiter
befestigt ist.
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Um
eine erhöhte
mechanische Festigkeit entlang des vercrimpten Endes des Flachleiters
zu erreichen, wird auch vorgeschlagen, dass der Bereich zwischen
den zusätzlichen
Kerben und dem Ende des Flachleiters derart verformt wird, dass
die Breite des verformten Endes größer wird. Hierbei hat sich
herausgestellt, dass insbesondere Druckumformen, Zugdruckumformen
oder Zugumformen gute Ergebnisse liefern. Bevorzugt ist Walzen,
Pressen, Schmieden, ziehen oder Strecken. Andere spanlose Umformverfahren
sind ebenfalls möglich.
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Häufig kommt
es vor, dass der Rundleiter schräg
zur Ebene des Flachleiters an den Flachleiter herangeführt wird.
Um in diesem Falle eine gute Verbindung mit geringen mechanischen
Belastungen zu ermöglichen,
wird auch vorgeschlagen, dass das Ende des Flachleiters aus der
Ebene des Flachleiters heraus gebogen wird. Hierbei kann dass Ende
des Flachleiters, insbesondere ausgehend von der Kerbe, in Richtung
der Erstreckungsrichtung des Rundleiters gebogen werden, bevor der
Rundleiter mit dem Flachleiter stoffschlüssig verbunden wird.
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Um
zu verhindern, dass Vibrationen in die stoffschlüssige Verbindung eingebracht
werden, wird auch vorgeschlagen, dass das Ende des Rundleiters mit
seinem abisolierten Ende und zumindest teilweise mit seinem isolierten
Ende auf dem Ende des Flachleiters aufgelegt wird. Dies ist insbesondere
daher von Vorteil, da durch das Auflegen des isolierten Endes des
Rundleiters auf den Flachleiter eine Dämpfung von Vibrationsschwingungen
bewirkt wird.
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Ein
weiterer Gegenstand ist eine Verbindung von elektrischen Kabeln,
bei der ein Ende eines Rundleiters mit einem Ende eines Flachleiters
stoffschlüssig
verbunden ist, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass das Ende
des Flachleiters wannenförmig
ausgeprägt
ist, und dass das Ende des Rundleiters im Bereich des wannenförmig ausgeprägten Endes
des Flachleiters stoffschlüssig
mit dem Flachleiter verbunden ist.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung
näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1a eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Verbindung;
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1b eine
Draufsicht einer erfindungsgemäßen Verbindung;
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2 eine
Draufsicht eines Endes eines Flachleiters;
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3a eine
Seitenansicht einer weiteren Verbindung gemäß eines Ausführungsbeispiels;
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3b eine
Draufsicht einer Verbindung gemäß 3a;
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4 eine
Draufsicht auf ein Ende eines Flachleiters;
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5a eine
Ansicht einer wannenförmigen Ausprägung gemäß eines
Ausführungsbeispiels;
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5b eine
weitere Ansicht einer wannenförmigen
Ausprägung
gemäß eines
Ausführungsbeispiels;
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5c eine
weitere Ansicht einer wannenförmigen
Ausprägung
gemäß eines
Ausführungsbeispiels;
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6 eine
Seitenansicht einer Verbindung gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels.
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In
der 1a ist ein Flachleiter 2 und eine Rundleiter 4 dargestellt.
Der Flachleiter 2 ist an seinem Ende 6 abisoliert.
Der Rundleiter 4 ist an seinem Ende 8 ebenfalls
abisoliert. Im Bereich des Endes 6 des Flachleiters ist
eine Kerbe 10 in den Flachleiter 2 eingekerbt.
Ausgehend von der Kerbe 10 hin zum Ende des Flachleiters 2 hat
der Flachleiter 2 eine wannenförmige Ausformung 14.
In der wannenförmigen
Ausformung 14 ist der Rundeiter 4 mit einem Ende 8 eingelegt.
Durch die wannenförmige
Ausformung 14 liegt das Ende 8 des Rundleiters 4 sowohl an
dem Boden des Flachleiters 2 als auch an den Innenseiten
der wannenförmigen
Ausformung 14 an, wodurch sich eine vergrößerte Kontaktfläche ergibt.
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Wie
in 1b zu erkennen ist, ist der Rundleiter 4 im
Bereich seines Endes 8 durch eine stoffschlüssige Verbindung 12 mit
dem Flachleiter 2 verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung 12 ist
im Bereich der wannenförmigen
Ausformung 14 des Flachleiters 2. Die stoffschlüssige Verbindung 12 wird
mittels Löten,
Ultraschallschweißen,
Widerstandsschweißen
oder Reibschweißen
hergestellt. Da der Rundleiter 4 mit einer großen Kontaktfläche an dem Flachleiter 2 im
Bereich der wannenförmigen
Ausformung 14 anliegt, ergibt sich durch die stoffschlüssige Verbindung 12 eine
gute Stromtragfähigkeit.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf ein Ende 6 eines Flachleiters 2.
Zu erkennen ist, dass zwei Kerben 10a, 10b auf
gegenüberliegenden
Längsseiten
des Endes 6 des Flachleiters 2 vorhanden sind.
Die Kerben 10a, 10b werden bevorzugt mittels Stanzen
in den Flachleiter 2 eingestanzt. Ausgehend von den Kerben 10a, 10b zum
Ende des Flachleiters 2 hin erstreckt sich die wannenförmige Ausformung 14,
welche in 2 noch nicht vorgesehen ist.
Nachdem die Kerben 10a, 10b in den Flachleiter 2 eingebracht worden
sind, wird das sich von den Kerben 10a, 10b erstreckende
Ende des Flachleiters 2 derart umgeformt, dass sich dieses
wannenförmig
bildet. Mögliche
wannenförmige
Ausformungen 14 sind in den 5a–5c dargestellt.
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In 5a ist
eine halbkreisförmige
wannenförmige
Ausformung 14 dargestellt. Ausgehend von den Kerben 10 wird
der Flachleiter 2 so umgeformt, dass sich die dargestellte
wannenförmige
Ausformung 14 nach Art eines Halbkreises U-förmig bildet. Wie
zu erkennen ist, ist die wannenförmige
Ausformung 14 im Bereich des abisolierten Endes des Flachleiters 2.
Die Seele 2b des Flachleiter ist am Ende 6 des
Flachleiters 2 umgeformt, und die Isolation 2a ist
von der Umformung nicht betroffen.
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5b zeigt
eine C-förmige
wannenförmige Ausformung 14 des
Flachleiters 2, und 5c zeigt eine
V-förmige
wannenförmige
Ausformung 14 des Flachleiters 2. Durch die wannenförmige Ausformung 14 des
Flachleiters 2 kann der Rundleiter 4 mit einer großen Kontaktfläche an den
Flachleiter 2 angelegt werden und anschließend mit
diesem stoffschlüssig verbunden
werden.
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3a zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Neben der wannenförmigen
Ausformung 14 und den Kerben 10 sind in dem Flachleiter 2 zusätzliche
Kerben 20 vorgesehen. Die zusätzlichen Kerben 20 liegen
in dem Ende des Flachleiters, welche sich von den Kerben 10 erstreckt.
Ausgehend von den zusätzlichen
Kerben 20 erstreckt sich ein weiterer Bereich 16.
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Wie
in 4 zu erkennen ist, erstreckt sich der Bereich 16 ausgehend
von den Kerben 20a, 20b im Bereich des Endes 6 des
Flachleiters 2 zu dem Ende des Flachleiters 2 hin.
Der Bereich 16 wird durch spanloses Umformen derart umgeformt,
dass sich dieser über
einen Bereich erstreckt, der breiter ist, als die ursprüngliche
Breite des Flachleiters 2. Das Umformen kann mittels Schmieden,
Walzen, Pressen, Ziehen, Strecken oder anderer spanloser Umformungsverfahren
erfolgen.
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Wie
in der 3b zu erkennen ist, wird der Rundleiter 4 mit
seinem Ende 8 in den Bereich der wannenförmigen Ausformung 14 eingelegt.
Mit seinem isolierten Ende liegt der Rundleiter 8 im Bereich 16.
Der Bereich 16 wird derart umgeformt, dass der Rundleiter 4 mit
dem Flachleiter 2 vercrimpt 18 ist. Hierzu wird
der Flachleiter 2 im Bereich 16 um den Rundleiter 4 gebogen
und kraftschlüssig
mit der Vercrimpung 18 verbunden. Zusätzlich wird im Bereich der
wannenförmigen
Ausformung 14 eine stoffschlüssige Verbindung 12 zwischen
Flachleiter 2 und Rundleiter 4 hergestellt.
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6 zeigt
ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel.
Der Flachleiter 2 ist im Bereich seines Endes 6 ausgehend
zumindest von den Kerben 10 verbogen. Die Biegung ist dergestalt,
dass das Ende 6 des Flachleiters 2 aus der Ebene
des Flachleiters 2 hinausragt. Im Bereich der wannenförmigen Ausformung 14 ist
der Rundleiter 4 an seinem Ende 8 stoffschlüssig mit
dem Flachleiter 2 verbunden. Um zusätzliche Festigkeit zu erzielen
und um Vibrationsschwingungen zu vermeiden wird das Ende 6 des Flachleiters 2 über den
Bereich der wannenförmigen Ausformung 14 hinaus
bis unter die Isolation des Rundleiters 4 geführt.
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Durch
die erfindungsgemäße Verbindung zwischen
Flachleiter und Rundleiter lassen sich Verbindungen mit guter mechanischer
Eigenschaft und hoher Stromtragfähigkeit
herstellen. Insbesondere die Verbindung von Aluflachleitern mit
Kupferrundleitern lässt
sich mit der erfindungsgemäßen Verbindung
leicht realisieren.