DE102006050709B3

DE102006050709B3 - Kraftfahrzeugbatterieleitung

Info

Publication number: DE102006050709B3
Application number: DE102006050709A
Authority: DE
Inventors: Adelheid Mertel
Original assignee: Auto Kabel Management GmbH
Current assignee: Auto Kabel Management GmbH
Priority date: 2006-10-24
Filing date: 2006-10-24
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2026-10-25

Abstract

Kraftfahrzeugbatterieleitung mit einem ersten Flachteil, und einem mit dem ersten Flachteil stoffschlüssig verbundenen zweiten Flachteil. Zur Herstellung einer modularen, kostengünstig herstellbaren und günstigen Kraftfahrzeugbatterieleitung wird vorgeschlagen, dass das erste Flachteil mit dem zweiten Flachteil mittels zumindest eines mit einem während eines Plastifizieren verdrängten Werkstoffes verfüllten, die beiden Flachteile zumindest teilweise durchdringenden Rotationsreibschweißpunktes verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbatterieleitung mit einem ersten Flachteil und einem mit dem ersten Flachteil stoffschlüssig verbundenen zweiten Flachteil. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugbatterieleitung, bei dem ein erstes Flachteil mit einem zweiten Flachteil stoffschlüssig verbunden wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Verwendung eines Reibschweißens zum Verbinden von zwei Flachleitern einer Kraftfahrzeugbatterieleitung.
Herkömmliche Batterieleitungen werden als Rundleitungen gebildet. Diese Rundleitungen werden in Kabelschächten durch eine Fahrzeugkarosse geführt. Insbesondere bei einer Heckverlegung der Fahrzeugbatterie ist es notwendig, den Batteriepluspol vom Heck des Fahrzeugs in den Motorraum zu führen. Hierzu wird in herkömmlicher Weise ein Batteriekabel durch einen durch die Karosse geführten Kabelkanal geführt.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass Rundkabel bei der Montage Nachteile haben können. So ist erkannt worden, dass Rundkabel einen größeren Bauraum benötigen als Flachleiter. Daher werden vermehrt Kraftfahrzeugbatterieleitungen als Flachleitungen gebildet. Diese Flachleitungen werden ebenfalls durch die Karosse, beispielsweise durch die Mittelkonsole oder den Unterboden geführt. Durch die Verwendung von Flachteilen kann auf aufwendige Kabelkanäle verzichtet werden.
Aufgrund der hohen Rohstoffpreise, als auch aufgrund von Gewichtsvorteilen werden vermehrt Aluminiumleiter als Flachleiter verwendet. Die Verbindung von Aluminiumleitern ist jedoch technisch aufwendig, da die sich auf der Oberfläche der Aluminiumleiter bildende Aluminiumoxidschicht einen natürlichen Übergangswiderstand darstellt. Aus diesem Grunde sind Aluminiumverbindungen in der Regel stoffschlüssig. Es ist jedoch bekannt, dass die Kontaktierung von Flachleitern, insbesondere bei Kraftfahrzeugbatterieleitungen, problematisch ist. Daher wird heutzutage eine Kraftfahrzeugbatterieleitung einstückig geformt und zur Montage geliefert. Aufgrund der großen Länge der Kraftfahrzeugbatterieleitungen, diese kann einige Meter betragen, weisen die einstückigen Kraftfahrzeugbatterieleitungen jedoch Nachteile hinsichtlich der Logistik auf. Durch die Tatsache, dass für verschiedene Fahrzeugtypen verschiedene Kraftfahrzeugbatterieleitungen konfektioniert werden müssen, insbesondere hinsichtlich ihrer Länge und hinsichtlich ihrer Biegungen, um den Bauraumanforderungen zu genügen, müssen eine Vielzahl von unterschiedlichen Kraftfahrzeugbatterieleitungen zur Verfügung gestellt werden. Dies ist aus Kostengesichtspunkten nachteilig.
Aus der DE 42 10 202 A1 ist eine Kraftfahrzeugleitung mit einem Flachleiter bekannt. Vor dem Aufbringen des Kunststoffmantels wird Litze zu einem Flachband verpresst und an den Enden mit Kabelschuhen versehen.
Darüber hinaus ist aus der DE 20 2004 014 071 ein Befestigungselement zur Reibschweißverbindung mit einem flächigen Bauteil offenbart. Eine Reibschweißverbindung wird mittels einer Rotationskraft und einer Presskraft, die gegen das flächige Bauteil wirken, hergestellt.
Daher lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Handhabbarkeit und eine erhöhte Flexibilität bei Kraftfahrzeugbatterieleitungen, die als Flachleiter gebildet sind, zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das erste Flachteil mit dem zweiten Flachteil mittels zumindest eines mit einem während eines Plastifizieren verdrängten Werkstoffes verfüllten, die beiden Flachteile zumindest teilweise durchdringenden Rotationsreibschweißpunktes verbunden ist. Es ist erkannt worden, dass es vorteilhaft sein kann, Kraftfahrzeugbatterieleitungen mehrteilig herzustellen, und erst kurz vor der Montage zu montieren. Bei der Montage der mehreren Flachteile ist jedoch darauf zu achten, dass der Innenwiderstand der gesamten Kraftfahrzeugbatterieleitung gering bleibt. Aus diesem Grunde müssen stoffschlüssige Verbindungsverfahren eingesetzt werden. Die Erfindung hat erkannt, dass das Plastifizieren der beiden Flachteile und das Verfüllen des während des Plastifizierens entstehenden Loches mit dem Werkstoff, der zuvor von einem Rotationskolben verdrängt wurde, eine gute Verbindung zwischen den Flachteilen herstellt. Durch die erfindungsgemäße Verbindung der Flachteile ist es möglich, modular gebildete Kraftfahrzeugbatterien leicht zu montieren. Die Übergangswiderstände zwischen den Flachteilen können gering gehalten werden. Diese sind nahe 0 Ohm. Die erfindungsgemäße Verbindung lässt sich hinsichtlich der Maschinenausstattung kostengünstig und mit geringem Aufwand herstellen. Durch die erfindungsgemäße Verbindung lassen sich die Flachteile mit hoher mechanischer Güte miteinander verbinden. Es ist nun möglich, Kraftfahrzeugbatterieleitungen kurz vor der Montage zu konfektionieren. Hierzu werden unterschiedliche Typen von Flachteilen zur Verfügung gestellt, die kurz vor der Montage derart montiert werden, dass diese für das jeweilige Fahrzeugmodell passend sind.
Insbesondere die Verwendung von Aluminium für das erste und/oder das zweite Flachteil hat den Vorteil, dass gegenüber Kupfer Gewicht eingespart wird. Außerdem ist die Verwendung von Aluminium kostengünstiger als die Verwendung von Kupfer. Aufgrund von elektromechanischen Vorgaben kann es jedoch notwendig sein, zumindest eines der beiden Flachteile aus Buntmetall, insbesondere Kupfer oder Messing zu bilden. Insbesondere wenn eines der beiden Flachteile durch eine Schraubverbindungen oder eine Crimpverbindung kraft- und/oder formschlüssig mit einem Verbindungsteil kontaktiert werden soll, ist es vorteilhaft, dieses aus Buntmetall oder einer Legierung hieraus zu bilden.
Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels wird vorgeschlagen, dass der Übergangswiderstand zwischen den Flachteilen kleiner 0,1 Ohm ist. Durch den erfindungsgemäßen Rotationsreibschweißpunkt entsteht eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Flachteilen. Das auf der Oberfläche der Flachteile gebildete Aluminiumoxid wird während des Plastifizierens von der Kontaktstelle verdrängt. Durch das Verfüllen des während des Plastifizierens entstehenden Loches mit dem plastifizierten Werkstoff entsteht eine Verbindung zwischen den Flachteilen, die nicht oder nur zu geringem Maße durch Aluminiumoxid verunreinigt ist.
Kraftfahrzeugbatterieleitungen müssen strenge Bauraumanforderungen genügen. Der in einer Karosse zur Verfügung stehende Bauraum für die Batterieleitung ist streng limitiert. Bei der Konstruktion der Kraftfahrzeuge wird ein minimaler Bauraum für die Kraftfahrzeugbatterieleitung zur Verfügung gestellt. Die Kraftfahrzeugbatterieleitung muss daher die geforderten Begrenzungen einhalten. Herstellungsbedingte Sprünge innerhalb der Kraftfahrzeugbatterieleitung sind häufig nicht akzeptabel. Aus diesem Grunde wird gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels vorgeschlagen, dass zumindest ein Flachteil im Bereich des Rotationsreibschweißpunktes ausgeklinkt ist, derart, dass die Flachteile bündig zueinander sind. Bevorzugt ist, wenn beide Flachteile hälftig ausgeklinkt sind, so dass diese bündig miteinander in Kontakt gebracht werden können. Im Bereich der Ausklinkung überlappen sich die Flachteile und eine Kontaktierung mit Hilfe eines Rotationsreibschweißpunktes in Bereich der Überlappung ist möglich.
Häufig kommt es vor, dass aufgrund der Bauraumlimitierung enge Krümmungsradien erfordert sind. Daher wird gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels vorgeschlagen, dass das zweite Flachteil winklig zur Längsachse des ersten Flachteils in einer Ebene der Längsachse des ersten Flachteils mit dem ersten Flachteil verbunden ist. In Ausbreitungsrichtung des ersten Flachteils kann hierdurch das zweite Flachteil mit einem engen Winkel abzweigen. Bevorzugt ist eine rechtwinklige Verbindung zwischen erstem Flachteil und zweitem Flachteil. Durch die Verbindung in einem Winkel können beliebige Krümmungsradien, beispielsweise auch spitze Winkel bei einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbatterieleitung zur Verfügung gestellt werden. Solche engen Radien sind bei herkömmlichen Flachleitern nicht erzeugbar, da sich diese aufgrund der hohen Leiterquerschnitte, Querschnitte bis zu 150 mm² sind üblich, nur mit einem gewissen Mindestradius verbiegen lassen. Auch ist erkannt worden, dass sich eine Isolation der Flachteile beim Verbiegen aufwölbt und Falten wirft. Dies ist zum einen unansehlich, und zum anderen führt dies dazu, dass die Kraftfahrzeugbatterieleitung eventuell nicht mehr in den zur Verfügung gestellten Bauraum passt.
Bei der Verbindung der Flachteile miteinander ist es notwendig, dass die Verbindung exakt ausgeführt wird. Die Position des Reibschweißpunktes unterliegt nur geringen Toleranzen. Es ist notwendig, sowohl den Reibschweißpunkt, als auch die Position der beiden Flachleiter zueinander exakt festlegen zu können, bevor diese miteinander stoffschlüssig verbunden werden. Aus diesem Grunde wird gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels vorgeschlagen, dass eine Stirnfläche des zweiten Flachleiters derart angeschrägt ist, dass die angeschrägte Fläche bei einer winkligen Verbindung zwischen dem ersten Flachleiter und dem zweiten Flachleiter bündig an einer zurückgesetzten Stirnfläche des ausgeklinkten ersten Flachleiters anliegt. Die Stirnfläche des zweiten Flachleiters ist beispielsweise bei einer 45° Verbindung zumindest an einer Kante mit 45° angeschrägt. Diese 45° angeschrägte Fläche wird an die Stirnfläche des ersten Flachleiters angelegt. Insbesondere bei einem ausgeklinkten Flachleiter wird die 45° Schräge an die zurückgesetzte Stirnfläche des ausgeklinkten Flachleiters angelegt. Hierdurch wird eine exakte Positionierung der Flachleiter zueinander in Längsrichtung gewährleistet.
Eine exakte Positionierung der Flachleiter in Querrichtung zueinander wird gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels dadurch ermöglicht, dass eine Stirnfläche des zweiten Flachleiters derart angeschrägt ist, dass die angeschrägte Fläche bei einer winkligen Verbindung zwischen dem ersten Flachleiter und dem zweiten Flachleiter bündig mit einer Seitenkante des ersten Flachleiters ist. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, dass die Seitenkante des ersten Flachleiters und die angeschrägte Fläche des zweiten Flachleiters auf Stoß mit einem Werkzeug, insbesondere einem Anschlag eines Werkzeugs, gebracht werden. Werden die Flachleiter daraufhin stoffschlüssig miteinander verbunden, ist deren Lage zueinander in Querrichtung eindeutig definiert.
In Richtung der Längsachse sind nicht nur Biegungen nach „rechts" oder „links" gefordert, sondern auch nach „oben" oder „unten". Solche, aus der Ebene der Oberfläche der Flachteile herausführende Verbindungen werden gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels dadurch ermöglicht, dass das zweite Flachteil winklig zur Längsachse des ersten Flachteils in einer Ebene winklig zur Längsachse des ersten Flachteils mit dem ersten Flachteil verbunden ist. Bevorzugt wird das zweite Flachteil senkrecht zur Längsachse, aus der Ebene der Ausbreitungsrichtung heraus, mit den ersten Flachteil verbunden.
Zur Herstellung einer festeren Verbindung zwischen den beiden Flachteilen, insbesondere einer Verbindung die gegenüber Scherkräften stabiler ist, wird vorgeschlagen, dass die beiden zu verbindenden Flachteile sich teilweise überlappend miteinander verbunden sind und dass im Bereich der Überlappung mindestens zwei Rotationsreibschweißpunkte angeordnet sind. Hierdurch können Drehmomente, die auf die Verbindungsstelle einwirken, besser aufgenommen werden und die Gefahr des Abscherens der beiden Flachteile voneinander wird verringert.
Insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung zwischen einem Aluminiumteil und einem aus Buntmetall gebildeten Flachteil ist problematisch hinsichtlich der auftretenden Kontaktkorrosion. Verbindungen zwischen Aluminiumflachteilen müssen jedoch auch vor Umwelteinflüssen geschützt werden. Daher wird gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels vorgeschlagen, dass zwischen den beiden Flachteilen eine Isolationsschicht angeordnet ist, und dass der zumindest eine Rotationsreibschweißpunkt durch die Isolationsschicht hindurch die Flachteile stoffschlüssig miteinander verbindet. Vor der stoffschlüssigen Verbindung der Flachteile miteinander wird eine Isolationsschicht zwischen die beiden Flachteile gelegt. Daraufhin wird mit Hilfe eines Bolzens das Material des ersten Flachteils, der Isolationsschicht und des zweiten Flachteils zumindest teilweise plastifiziert. Während dieses Vorgangs verbinden sich die Werkstoffe des ersten Flachteils und des zweiten Flachteils miteinander. Wird zum Abschluss der Verbindung das sich bildende Loch mit dem Werkstoff des ersten und des zweiten Flachteils verfüllt, ergibt sich eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Flachteilen durch die Isolationsschicht hindurch. Diese Verbindung ist durch die Isolationsschicht vor Umwelteinflüssen geschützt.
Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist es auch möglich, dass im Bereich des Rotationsreibschweißpunktes die Flachleiter mit einer Isolationsschicht ummantelt sind. Diese kann PVC, PUR, PA, Silikon oder eine Pulverlackierung sein. Besonders bevorzugt ist die Isolationsschicht als Schrumpfschlauch gebildet.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugbatterieleitung, insbesondere einer zuvor beschriebenen Kraftfahrzeugbatterieleitung, bei dem ein erstes Flachteil mit einem zweiten Flachteil stoffschlüssig verbunden wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das erste Flachteil mit dem zweiten Flachteil mittels zumindest eines mit einem während eines Plastifizieren verdrängten Werkstoffes verfüllten, die beiden Flachteile zumindest teilweise durchdringenden Rotationsreibschweißpunktes verbunden wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Verwendung eines Reibschweißens zum Verbinden von zwei Flachleitern einer Kraftfahrzeugbatterieleitung, bei dem ein rotierender Bolzen bei seiner Rotation in Kontakt mit einem ersten Flachleiter den ersten Flachleiter teilweise plastifiziert, wobei der Bolzen durch den sich plastifizierenden ersten Flachleiter hindurch bis wenigstens teilweise in einen zweiten sich teilweise plastifizierenden Flachleiter hinein bewegt wird und nachfolgend wieder aus den beiden Flachleitern herausbewegt wird, so dass sich der plastifizierte Werkstoff beider Flachleiter verbindet und der durch den Bolzen verdrängte Werkstoff nach Abschluss der Plastifizierung der Flachleiter in im Wesentlichen gleichem Maße wie der Bolzen aus den Flachleitern herausbewegt wird, in das sich während der Plastifizierung ausgebildete Loch zurückgeführt wird.
Insbesondere wird das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Verbindung bei modularer Fertigung von Kraftfahrzeugbatterien verwendet. Hierbei werden einzelne Module einer Kraftfahrzeugbatterie je nach Verwendung miteinander kombiniert, so dass eine Vielzahl unterschiedlicher Fahrzeugbatterieleitungen mit verschiedensten Querschnitten, Längen und Biegungen perfektioniert werden können.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine Ansicht einer Verbindung von Flachteilen gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels;
2 eine Ansicht einer Verbindung von Flachteilen gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels;
3 eine Ansicht einer Verbindung von Flachteilen mit ausgeklinktem Ende;
4 eine Draufsicht auf eine winklige Verbindung von Flachteilen;
5 eine Ansicht einer Verbindung von Flachteilen gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels;
6 eine Verbindung von Flachteilen mit einer Isolationsschicht;
7a-c eine schematische Darstellung einer Herstellung eines Reibschweißpunktes gemäße eines Ausführungsbeispiels.
1 zeigt einen Kraftfahrzeugbatterieleiter mit einem ersten Flachteil 2 und einem zweiten Flachteil 4. An dem zweiten Flachteil 4 ist ein Anschlussbolzen 8 angeordnet, an dem ein Anschlusskabel 10 angeschlossen ist. Über das Anschlusskabel 10 ist der Kraftfahrzeugbatterieleiter mit einer Batterieklemme 14 an einem Batteriepol einer Kraftfahrzeugbatterie 12 angeschlossen.
Durch die Verwendung von Flachleitern als Kraftfahrzeugbatterieleiter ist es möglich, bei geringen Bauraumanforderungen hohe Stromtragfähigkeiten zur Verfügung zu stellen. Um nun eine Modularität der Kraftfahrzeugbatterieleiter zu ermöglichen, schlägt die Erfindung vor, zumindest zwei Flachteile miteinander stoffschlüssig zu verbinden. In der in 1 gezeigten Darstellung ist das Flachteil 2 mit einer Isolation 2a ummantelt und an seinem Ende 2b abisoliert. Das Flachteil 4 ist ebenfalls mit einer Isolationsschicht 4a ummantelt und an seinem Ende 4b abisoliert. An den Enden 2b, 4b überlappen sich die Flachteile 2, 4. Im Bereich der Überlappung ist ein Reibschweißpunkt 6 vorgesehen. Der Reibschweißpunkt 6 stellt eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Flachteil 2 und dem Flachteil 4 her. Durch die Verbindung der Flachteile 2, 4 mittels des Reibschweißpunktes 6 ist es möglich, verschiedenste Flachteile 2, 4 erst kurz vor der Montage in einer Kraftfahrzeugkarosse miteinander zu verbinden. Der Reibschweißpunkt 6 wird durch ein Rotationsreibschweißverfahren hergestellt, welches näher in den 7a-c dargestellt ist.
In der 7a sind die Flachteile 2, 4 im Bereich ihrer Überlappung in einer Schnittansicht dargestellt. Ein Reibschweißwerkzeug mit einem Bolzen 32 und einer Hülse 30 und einem sich zwischen der Hülse 30 und dem Bolzen 32 bildenden Ringraum 34 ist in der 7a dargestellt. In dem Ringraum 34 befindet sich ein Zylinder 38. Der Bolzen 32 rotiert um seine Achse und das Werkzeug wird auf die Oberfläche des Flachteils 2 gelegt.
Durch die Rotation des Bolzens 32 wird an der Kontaktstelle zwischen dem Bolzen 32 und dem Flachteil 2 der Werkstoff des Flachteils 2 erhitzt und plastifiziert. Wie in der 7b dargestellt ist, bewegt sich der Bolzen 32 durch das Flachteil 2 durch den plastifizierten Werkstoff bis in das Flachteil 4 hinein. Beispielsweise sind die Flachteile 2, 4 aus Aluminium gebildet und das Aluminium wird durch die Drehung des Bolzens 32 aufgeschmolzen. Dadurch, dass der Bolzen 32 in die Flachteile 2, 4 hineinfährt, wird der plastifizierte Werkstoff 36 aus dem Loch herausgedrückt. Wie zu erkennen ist, liegt die Hülse 30 auf der Oberfläche des Flachteils 2, so dass der plastifizierte Werkstoff 36 in den Ringraum 34 geleitet wird.
Nachdem das Flachteil 2 und das Flachteil 4 zumindest teilweise aufgeschmolzen wurde, wird der Bolzen 32 aus den Flachteilen 2, 4 herausgezogen. Durch den Zylinder 38 wird der plastifizierte Werkstoff 36, der sich im Ringraum 34 befand, zurück in die Öffnung gepresst. Wie in der 7c zu erkennen ist, befindet sich nach Beendigung des Vorgangs der plastifizierte Werkstoff 36 im Wesentlichen gänzlich in der durch den Bolzen 32 aufgeschmolzenen Öffnung. Der plastifizierte Werkstoff 36 kühlt aus und verfestigt sich, woraufhin eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Flachteil 2 und dem Flachteil 4 hergestellt ist. Dadurch, dass die Hülse 30 auf der Oberfläche des Flachteils 2 auflag, wurde verhindert, dass der plastifizierte Werkstoff 36 zu den Seiten hin abfließt und auskühlt. Der plastifizierte Werkstoff 36 wird während des gesamten Vorgangs durch den Bolzen 32 angeregt und bleibt erwärmt. Nachdem das Werkzeug von der Oberfläche des Flachteils 2 abgehoben wird, kann der plastifizierte Werkstoff 36 auskühlen und die Verbindung zwischen dem Flachteil 2 und dem Flachteil 4 sich verfestigen. Die entstehende Schweißverbindung hat eine ebene Oberfläche und gute mechanische Eigenschaften.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbatterieleitung. Das zweite Flachteil 4 ist mit einem Kabelschuh 16 versehen. In den Kabelschuh 16 kann ein Rundkabel eingesteckt werden und mit dem Flachteil 4 vercrimpt werden.
Bevorzugt ist das Flachteil 4 aus Kupfer gebildet und das Flachteil 2 aus Aluminium. Dadurch ist es möglich, in einfacher Weise einen Rundleiter ohne weitere Vorkehrungen mit dem Kabelschuh 16 zu vercrimpen.
3 zeigt eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels. Zu erkennen ist, dass die Flachteile 2, 4 an ihren Enden ausgeklinkt sind. Im Überlappungsbereich 18 liegen die ausgeklinkten Enden der Flachteile 2, 4 übereinander und in diesem Bereich ist der Reibschweißpunkt 6 vorgesehen. Durch das Ausklinken der Flachteile 2, 4 ist es möglich, dass diese oberflächenbündig miteinander verbunden werden können. Dies führt dazu, dass ein geringerer Bauraum notwendig ist.
4 zeigt eine Draufsicht auf eine winklige Verbindung zwischen einem Flachteil 2 und einem Flachteil 4. Das Flachteil 4 ist in einem Winkel α zur Längsachse 3 des Flachteils 2 mit dem Flachteil 2 verbunden. Die Stirnfläche 22c des Flachteils 4 ist an ihren Seiten 22a, 22b angeschrägt. Diese Schrägen entsprechen dem Winkel α. Die Seite 22a liegt an der zurückspringenden Stirnfläche 20 des Flachleiters 2 an. Der Flachleiter 2 ist im Bereich seine Endes ausgeklinkt und ein Teil der Stirnfläche 20 springt zurück. Die Fläche 22b liegt an dem Werkzeug 24 bündig an. Dadurch, dass die angeschrägten Flächen 22a, 22b bündig an jeweils der zurückspringenden Fläche 20 und dem Werkzeug 24 anliegen, kann die Lage der Flachteile 2, 4 zueinander in Längsrichtung und in Querrichtung eindeutig definiert werden. Der Reibschweißpunkt 6 wird im Bereich der Überlappung der Flachteile 2, 4 vorgesehen.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindung. Im Bereich der Überlappung 18 sind zwei Reibschweißpunkte 6a, 6b vorgesehen. Dadurch, dass zwei Reibschweißpunkte 6a, 6b vorgesehen sind, ist die Verbindung stabiler gegenüber Scherkräften.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Erfindung. Zwischen dem Flachteil 2 und dem Flachteil 4 ist eine Isolationsschicht 26 vorgesehen. Insbesondere wenn das Flachteil 2 aus Aluminium und das Flachteil 4 aus Buntmetall, beispielsweise Kupfer gebildet ist, muss der Reibschweißpunkt 6 vor Umwelteinflüssen geschützt werden, da ansonsten Kontaktkorrosion auftreten kann. Daher wird der Reibschweißpunkt 6 durch die Isolationsschicht 26 hindurch hergestellt. Die Isolationsschicht 26 schmilzt im Bereich des Reibschweißpunktes 6 während des Reibschweißens auf und eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Flachteil 2 und dem Flachteil 4 wird ermöglicht.
Nicht dargestellt, jedoch ebenfalls vorteilhaft, ist der Schutz der Verbindung zwischen dem Flachteil 2 und dem Flachteil 4 im Bereich des Reibschweißpunktes 6 durch einen Schrumpfschlauch, der über die Verbindungsstelle gezogen wird und danach geschrumpft wird. Auch eine Umspritzung der Verbindungsstelle ist möglich.
Durch die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugbatterieleitung ist es möglich, mit geringem technischen Aufwand eine modular herstellbare Kraftfahrzeugbatterieleitung zur Verfügung zu stellen, die geringe Anforderungen an die Logistik hat und kostengünstig herstellbar ist.

Claims

Kraftfahrzeugbatterieleitung mit – einem ersten Flachteil (2), und – einem mit dem ersten Flachteil (2) stoffschlüssig verbundenen zweiten Flachteil (4), dadurch gekennzeichnet, – dass das erste Flachteil (2) mit dem zweiten Flachteil (4) mittels zumindest eines mit einem während eines Plastifizieren verdrängten Werkstoffes verfüllten, die beiden Flachteile (2, 4) zumindest teilweise durchdringenden Rotationsreibschweißpunktes (6) verbunden ist.
Kraftfahrzeugbatterieleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Flachteil (2) aus Aluminium gebildet ist.
Kraftfahrzeugbatterieleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das zweite Flachteil (4) aus Aluminium oder Buntmetall gebildet ist.
Kraftfahrzeugbatterieleitung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangswiderstand zwischen den Flachteilen (2, 4) kleiner 0,1 Ohm ist.
Kraftfahrzeugbatterieleitung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Flachteil (2, 4) im Bereich des Rotationsreibschweißpunktes (6) ausgeklinkt ist, derart, dass die Flachteile (2, 4) bündig zueinander sind.
Kraftfahrzeugbatterieleitung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Flachteil (4) winklig zur Längsachse (3) des ersten Flachteils (2) in einer Ebene der Längsachse (3) des ersten Flachteils (2) mit dem ersten Flachteil verbunden ist.
Kraftfahrzeugbatterieleitung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnfläche (22) des zweiten Flachleiters (4) derart angeschrägt ist, dass die angeschrägte Fläche (22a) bei einer winkligen Verbindung zwischen dem ersten Flachleiter (2) und dem zweiten Flachleiter (4) bündig an einer zurückgesetzten Stirnfläche (20) des ausgeklinkten ersten Flachleiters (2) anliegt.
Kraftfahrzeugbatterieleitung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnfläche (22) des zweiten Flachleiters (4) derart angeschrägt ist, dass die angeschrägte Fläche (22b) bei einer winkligen Verbindung zwischen dem ersten Flachleiter (2) und dem zweiten Flachleiter (4) bündig mit einer Seitenkante des ersten Flachleiters (2) ist.
Kraftfahrzeugbatterieleitung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Flachteil (4) winklig zur Längsachse (3) des ersten Flachteils (2) in einer Ebene winklig zur Längsachse (3) des ersten Flachteils (2) mit dem ersten Flachteil (2) verbunden ist.
Kraftfahrzeugbatterieleitung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zu verbindenden Flachteile (2, 4) sich teilweise überlappend miteinander verbunden sind und dass im Bereich (18) der Überlappung mindestens zwei Rotationsreibschweißpunkte (6a, 6b) angeordnet sind.
Kraftfahrzeugbatterieleitung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Flachteilen (2, 4) eine Isolationsschicht (26) angeordnet ist und dass der zumindest eine Rotationsreibschweißpunkt (6) durch die Isolationsschicht (26) hindurch die Flachteile (2, 4) stoffschlüssig miteinander verbindet.
Kraftfahrzeugbatterieleitung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Rotationsreibschweißpunkte (6) die Flachleiter (2, 4) mit einer Isolationsschicht ummantelt sind.
Kraftfahrzeugbatterieleitung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht PVC, PUR, PA, Silikon oder einer Pulverlackierung ist.
Kraftfahrzeugbatterieleitung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht als Schrumpfschlauch gebildet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugbatterieleitung, insbesondere nach Anspruch 1, bei dem – ein erstes Flachteil (2) mit einem zweiten Flachteil 4 stoffschlüssig verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, – dass das erste Flachteil (2) mit dem zweiten Flachteil (4) mittels zumindest eines mit einem während eines Plastifizieren verdrängten Werkstoffes verfüllten, die beiden Flachteile (2, 4) zumindest teilweise durchdringenden Rotationsreibschweißpunktes (6) verbunden wird.
Verwendung eines Reibschweißens zum Verbinden von zwei Flachleitern (2, 4) einer Kraftfahrzeugbatterieleitung bei dem ein rotierender Bolzen bei seiner Rotation in Kontakt mit einem ersten Flachleiter den ersten Flachleiter teilweise plastifiziert, wobei der Bolzen durch den sich plastifizierenden ersten Flachleiter (2) hindurch bis wenigstens teilweise in einen zweiten sich teilweise plastifizierenden Flachleiter (4) hinein bewegt wird und nachfolgend wieder aus den beiden Flachleitern (2, 4) heraus bewegt wird, so dass sich der plastifizierte Werkstoff beider Flachleiter (2, 4) verbindet, und der durch den Bolzen verdrängte Werkstoff nach Abschluss der Plastifizierung der Flachleiter (2, 4) in im wesentlichen gleichem Maße wie der Bolzen aus den Flachleitern (2, 4) herausbewegt wird, in das sich während der Plastifizierung ausgebildete Loch zurückgeführt wird.
Verwendung nach Anspruch 16 in einem modular gebildeten Batteriekabel, welches aus zumindest zwei Flachleitermodulen gebildet ist, wobei die Module unmittelbar vor der Fertigung stoffschlüssig miteinander rotationsreibverschweißt werden.