DE102010027033A1

DE102010027033A1 - Leiter mit Kontaktteil

Info

Publication number: DE102010027033A1
Application number: DE201010027033
Authority: DE
Inventors: Reinhardt Mauerer
Original assignee: Kromberg and Schubert GmbH and Co KG
Current assignee: KROMBERG & SCHUBERT KG, DE
Priority date: 2010-07-14
Filing date: 2010-07-14
Publication date: 2012-01-19

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leiter mit einem Kontaktteil, welches über ein Anschlussteil mit dem Leiter verbunden ist, wobei das Anschlussteil mindestens eine Crimpverbindung umfasst, die mindestens einen Teilbereiche des Leiters umschließt, wobei der Leiter und das Kontaktteil mindestens bereichsweise durch eine Schweißverbindung miteinander verbunden sind, und wobei die Schweißverbindung durch Laserschweißen hergestellt ist (nach Patent 10 2009 056 799.2). Die Schweißverbindung 32a, 32b, 32c, 32d ist im Wesentlichen mittig fluchtend auf dem Leitungscrimp der Crimpverbindung und/oder auf den Crimpflanken angeordnet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Leiter mit Kontaktteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren für die Herstellung eines Leiters mit Kontaktteil, sowie eine Einrichtung für die Herstellung. Die Erfindung betrifft eine weitere Verbesserung des in dem Patent 10 2009 056 799.2 vorgeschlagenen Leiters bzw. des dort vorgeschlagenen Verfahrens für die Herstellung eines Leiters.
Angesichts ständig steigender Rohstoffkosten gewinnt Aluminium als Ersatzwerkstoff für Kupfer zur Verwendung bei elektrischen Leitern und Kabeln mehr und mehr an Bedeutung. Für die Anwendung in Kraftfahrzeugen ist insbesondere auch die mit Aluminiumleitern erzielbare Gewichtseinsparung von rund 40% im Vergleich zu Kupferleitungen von großem Interesse, da mit leichteren Fahrzeugen Kraftstoff gespart werden kann. Die Herstellung einer betriebsicheren, dauerfesten und elektrisch gut leitenden Verbindung eines aus Aluminium bestehenden Kabels mit einem Kontaktstück, wie beispielsweise einem Kabelschuh oder einem Polstück, ist eine große Herausforderung, da sich auf metallisch blankem Aluminium in kürzester Zeit eine vergleichsweise harte, elektrisch isolierende Oxidschicht bildet.
Aus US 2006/0102375 A1 ist ein Kontaktstück für die Verbindung mit einem Aluminiumkabel bekannt. Der dem Kabel zugewandte Bereich des Kontaktstücks umfasst eine mehrfach in ihrem Durchmesser abgestufte Sacklochbohrung, in die das Kabel eingeführt und dann mit dem Kontaktstück verpresst wird. Das aus mehreren Lagen bestehende Kabel muss vor der Konfektionierung mit dem Kontaktstück ebenfalls stufenförmig hergerichtet werden, damit es in das Kontaktstück eingeführt werden kann.
Dazu werden die einzelnen Lagen des Kabels in dem Kontaktbereich mit unterschiedlichem Abstand von der Stirnfläche des Kabels angeschnitten.
Aus US 4,908,943 A1 ist ein Verfahren für die Kontaktierung eines isolierten Aluminiumkabels mit einem Kontaktstück bekannt. Dazu wird auf ein abisoliertes Endstück des Kabels zunächst eine einseitig geschlossene Hülse aufgeschoben und mit dem abisolierten Endstück des Kabels verpresst. Das auf diese Weise vorkonfektionierte Endstück des Kabels wird dann in eine Gussform eingebracht. In der Gussform wird ein Kontaktstück an das vorkonfektionierte Kabel angegossen.
Aus US 2,806,215 A1 ist ein Verfahren für die Kontaktierung eines isolierten Aluminiumkabels mit einem Kontaktstück bekannt. Dazu wird auf ein abisoliertes Endstück des Kabels zunächst eine einseitig geschlossene Hülse mit abgestuftem Innendurchmesser derart auf das zu kontaktierende Kabel aufgeschoben, dass der Bereich der Hülse mit dem geringeren Innendurchmesser den abisolierten Bereich des Kabels und der Bereich der Hülse mit dem größeren Innendurchmesser die anschließende Isolierung des Kabels umschließt. Anschließend wird die auf das Kabel aufgeschobene Hülse mit dem Kabel verpresst. Das Endstück der Hülse wird durch Löten mit einem Kontaktstück verbunden.
Aus DE 102 23 397 B4 ist ein Verfahren bekannt, bei dem in einem flüssigen Zinnbad die Stirnseite eines aus vielen Einzelleitern bestehenden Aluminiumkabels durch eine Sonotrode mit Ultraschall beaufschlagt wird, wodurch die Aluminiumoxidschicht der Einzelleiter aufgebrochen wird, mit der Folge, dass sich reines Zinn an den Aluminiumleitern abscheidet. Durch diese stirnseitige Beaufschlagung mit Zinn entsteht an dem Kabelende eine deckelartige Verzinnung, welche sich auch zwischen den Einzelleitern nach innen innerhalb des Kabels ausbreitet. Über das abisolierte Endstück des Kabels wurde vorab eine verzinnte Hülse geschoben, welche durch den Ultraschall-Verzinnungsvorgang innig mit den Einzelleitern des Kabels und dem Zinndeckel am Kabelende verbunden wird. Über das Ganze wird eine Kontaktklemme aus Kupfer geschoben, die über der Hülse und einem Teil der Isolierung des Kabels mit dem Kabel verpresst wird.
Aus DE 103 46 160 B3 sind ein Verfahren und eine Verbindung zur Kontaktierung eines Aluminiumkabels bekannt, bei denen eine oben offene Kontaktklemme über die abisolierten Einzelleiter des Aluminiumkabels geschoben und durch die von dem Kabelende abgewandte Bohrungsöffnung vermittels einer Sonotrode ultraschallverzinnt wird.
Aus DE 10 2005 030 248 B3 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontaktierung eines isolierten aus Einzelleitern aus Aluminium bestehenden Kabels mit einer metallischen, an den Innenseiten verzinnten, aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden Kontaktklemme bekannt. Dabei wird durch mehrere Sonotroden eine allseitige Ultraschallverzinnung der Einzelleiter in einem Zinn- oder Zinnlegierungsbad an dem abisolierten Ende des Kabels erzeugt, anschließend eine Kontaktklemme über die verzinnten Einzelleiter geschoben und schließlich eine Erwärmung der Kontaktklemme vorgenommen.
Aus WO 2005/091439 A1 ist ein Verfahren zur Verbindung eines aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung bestehenden Anschlusselements für ein Kabel, insbesondere eines Kabelschuhs, mit einem elektrischen Kabel, welches einen aus Aluminium bestehenden Leiter umfasst, bekannt. Dabei wird das Anschlusselement, welches an seinen dem Leiter aus Aluminium zugewandten Flächen mit einer Beschichtung aus Nickel versehen ist, mit dem Leiter aus Aluminium mittels Zink verschweißt.
Aus US 5,408,743 A1 ist ein Verfahren zur Verbindung eines einen isolierten Leichtmetallkern aufweisenden Kabels mit einem Kontaktstück bekannt, das eine stufenförmig abgesetzte, konisch zulaufende Sacklochbohrung aufweist. Nach Einführung des stückweise abisolierten Kabels in das Kontaktstück wird dieses verpresst und umschließt so das abisolierte Endstück des Kabels und einen daran anschließenden Bereich der Isolierung.
Aus US 2002/0162683 A1 ist eine elektrische Verteilungseinrichtung bekannt, die ein isoliertes Kabel aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung und einen daran befestigten Kabelschuh umfasst. Der Kabelschuh ist durch eine Crimpverbindung mit einem abisolierten Endstück des Kabels verbunden. Die Verbindung wird unter dem Einfluss von Ultraschallschwingungen hergestellt.
Aus EP 0 966 061 A2 ist ein Verfahren zur elektrischen und mechanischen Verbindung von elektrisch leitenden Verbindungen, wie insbesondere eines aus Aluminium bestehenden Kabels mit einem Kabelschuh bzw. einer Batterieklemme, bekannt. Die zu verbindenden Bauteile werden mittels eines elektrisch leitenden Klebstoffs verklebt und vorzugsweise formschlüssig miteinander verbunden.
Aus DE 2007 047 752 A1 ist ein Leiter mit einem Kontaktteil bekannt, bei dem das Kontaktteil über ein Anschlussteil mit dem Leiter verbunden ist. Das Anschlussteil umfasst dabei mindestens zwei Crimpverbindungen, die metallische Bereiche des Leiters umschließen.
Aus US 2006/0292922 A1 ist ein Verfahren für die Verbindung eines aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden Anschlussteils mit einem Aluminiumleiter bekannt. Das Anschlussteil ist mit einer Nickelbeschichtung bedeckt. Das mit Nickel beschichtete Anschlussteil und der Aluminiumleiter werden mit Zink verschweißt, wobei ein Plasmaschweißverfahren eingesetzt wird.
Aus der Zeitschrift Automobil-Produktion, November 2008, S. 40, ist eine Verbindung zwischen einem Aluminiumkabel und einer Aluminiumstromschiene in einem Fahrzeug bekannt. Die Verbindung ist durch einen Ultraschall-Schweißprozess hergestellt, wobei mit einer speziell aufgebauten Sonotrode eine Leistung von 10000 Watt in die Kontaktstelle eingebracht wird.
Weiterhin ist eine so genannte MP-WELD^TM Technologie bekannt geworden, bei dem eine elektromagnetisch induzierte Kraft eingesetzt wird, um eine Verschweißung zwischen einem Kabel und einem Kontakt herzustellen. Geeignete Materialien für das Kabel sind Al und Cu, für den Kontakt Al, Cu und Messing.
Die Firma M-O-SYS hat ein so genanntes Multi Orbitales Reibschweißen beschrieben für die Verbindung von aus Metall, insbesondere auch aus Aluminium bestehenden Komponenten. Dabei werden die zu verschweißenden Komponenten in der ganzen Schweißebene flächig aneinander gerieben, wodurch sich die Schweißebene gleichmäßig und schnell erwärmt. Bei Erreichen der Fügetemperatur werden die Komponenten miteinander verbunden. Mit diesem Schweißverfahren soll auch schon die Verbindung eines Alukabels mit einem Druckgusskabelschuh gelungen sein.
Technische Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine betriebsichere, dauerfeste und elektrisch gut leitende Verbindung eines aus Aluminium bestehenden Kabels mit einem Kontaktstück, wie beispielsweise einem Stift, einer Buchse, einem Kabelschuh oder einem Polstück, zu schaffen, die besonders kostengünstig herstellbar ist und die es insbesondere auch ermöglicht, vergleichsweise dünne Alukabel bzw. Aluleiter mit einem Kontaktstück sicher zu verbinden.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass eine dauerfeste, elektrisch gut leitende und daher besonders betriebssichere Verbindung eines aus Aluminium bestehenden dünnen elektrischen Leiters mit einem Kontaktteil durch ein zwischen dem Kontaktteil und dem Leiter angeordnetes Anschlussteil ermöglicht wird, das mindestens eine Crimpverbindung umfasst, sowie eine zusätzliche Schweißverbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kontaktteil. Die Schweissverbindung wird vorteilhaft durch Laserstrahlung hergestellt, die einen besonders gut dosierbaren Energieeintrag in die Scvhweissstelle ermöglicht, wodurch auch dünne elektrische Leiter sicher mit einem Kontaktteil verbunden werden können.
Vorteilhaft dient dabei die mindestens eine Crimpverbindung während des Herstellungsverfahrens für eine sichere Fixierung des Leiters in dem Kontaktteil, um eine gute Schweissverbindung zu erhalten. Weiterhin ermöglicht die mindestens eine Crimpverbindung eine Zugentlastung des mit dem Kontaktteil bestückten Leiters. Optionale weitere Crimpverbindungen können die elektrische Kontaktierung des Leiters noch weiter verbessern. Dabei kann vorteilhaft zumindest eine der weiteren Crimpverbindungen noch stärker verpresst sein als die erstgenannte Crimpverbindung, wodurch auf dem Leiter oder seinen Bestandteilen gebildete Oxidschichten durchdrungen werden können und so die Kontaktgabe verbessern.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung sind die die metallischen Bereiche des Leiters umschließenden Crimpverbindungen mit Abstand voneinander angeordnet. Dies erleichtert den Ansatz unterschiedlicher Crimpwerkzeuge, um die voneinander abweichende Verpressung zu erzielen.
In einer weiteren Ausführungsvariante sind die beiden Crimpverbindungen unmittelbar benachbart und daher besonders raumsparend anzuordnen. Die unterschiedliche Verpressung kann vorteilhaft gleichzeitig mit einem abgestuften Crimpwerkzeug hergestellt werden.
Um ein Abscheren von Bestandteilen des Leiters durch den Crimpvorgang zu verhindern, kann insbesondere die stark verpresste Crimpverbindung in einem von 90° abweichenden Winkel hergestellt werden. Bei einem mit einer isolierenden Hülle ummantelten Leiter wird vorteilhaft eine weitere Crimpverbindung vorgesehen, die den Leiter auch noch in seinem isolierten Bereich umfasst.
Besonders vorteilhaft sind Kontaktteil und Anschlussteil einteilig ausgebildet, wodurch der Verbindungsvorgang mit dem Leiter vereinfacht wird.
In einer besonders vorteilhaften und kostengünstigen Ausführungsvariante sind das Kontaktteil und das Anschlussteil einstückig ausgebildet und bestehen vorzugsweise aus einem Stanzstück.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Aufsicht auf einen Leiter mit Kontaktteil;
2 einen Leiter mit Kontaktteil in Seitenansicht;
3 eine Aufsicht auf die Stirnfläche des Kontaktteils;
4 einen Längsschnitt durch das in 3 dargestellte Kontaktteil;
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Leiters mit Kontaktteil in Seitenansicht;
6 eine Vorrichtung zum Schweißen;
7 ein Ablaufdiagramm;
8 eine Vorrichtung zum Schweißen.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Leiters 1 mit einem Kontaktteil 3 in Aufsicht. Bei dem Leiter 1 handelt es sich um ein aus vielen einzelnen Litzen bestehendes, von einer isolierenden Hülle 1.1 umgebenes Kabel aus dem Werkstoff Aluminium. Aus dem in der Beschreibungseinleitung zitierten Stand der Technik sind die Probleme bekannt, die sich bei der Kontaktierung solcher Leiter ergeben. Besonders kritisch ist eine sich schnell bildende harte Oxidschicht, die einer guten Kontaktgabe im Wege steht. Dennoch sollen im Automobilbereich aus dem Werkstoff Aluminium bestehende Kabel verstärkt eingesetzt werden, da die Kosten für den Werkstoff Kupfer stark gestiegen sind und sich durch das geringere spezifische Gewicht von Aluminium im Vergleich zu Kupfer auch noch eine Gewichtseinsparung erzielen lässt. Ein geringeres Gewicht ermöglicht wiederum die Einsparung von Kraftstoff. Erfindungsgemäß wird nun eine betriebssichere und preisgünstig herstellbare Verbindung zwischen einem Leiter 1 und einem Kontaktteil 3 durch eine Schweissverbindung zwischen dem Leiter 1 und dem Kontaktteil 3 und ein Anschlussteil 2 erreicht, das mindestens eine Crimpverbindung 2.1 umfasst. Die mindestens eine Crimpverbindung 2.1 umschließt die isolierende Hülle 1.1 des umhüllten Leiters 1. Diese mindestens eine Crimpverbindung 2.1 dient vorwiegend zur Fixierung der isolierenden Hülle 1.1 des Leiters 1 in dem Anschlussbereich. Gleichzeitig wird aber durch diese mindestens eine Crimpverbindung 2.1 eine sichere Fixierung des Leiters 1 in dem Kontaktteil 3 erreicht, so dass beide Komponenten in einem zusätzlichen Schweißprozess miteinander verbunden werden können, auf den weiter unten noch eingegangen wird. Besonders vorteilhaft sind jedoch mehrere Crimpverbindungen 2.1, 2.2, 2.3 vorgesehen. So kann eine zweite Crimpverbindung 2.2 den Leiter 1 in einem zuvor von der isolierenden Hülle 1.1 befreiten Teilbereich seines Endstücks umschließen. Diese zweite Crimpverbindung 2.2 dient vorwiegend zur Übertragung von auf den Leiter 1 einwirkenden Zugkräften. Eine dritte Crimpverbindung 2.3 umschließt den Leiter 1 ebenfalls in einem zuvor von der isolierenden Hülle 1.1 befreiten Teilbereich seines Endstücks. Diese dritte Crimpverbindung 2.3 ist wesentlich stärker verformt als die Crimpverbindung 2.2. Infolge der starken Verformung sind die Oxidschichten um die einzelnen Litzen des Leiters 1 durchbrochen und es wird so schon ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Leiter 1, dem Anschlussteil 2 und dem Kontaktteil 3 ermöglicht.
Wie in 1 dargestellt, kann in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Crimpverbindung 2.3 mit Abstand von der Crimpverbindung 2.2 angeordnet sein. Wie in 2 dargestellt, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante die dritte Crimpverbindung praktisch ohne Abstand unmittelbar angrenzend an die zweite Crimpverbindung angeordnet sein. Schließlich kann, in einer dritten Ausführungsvariante, wie aus der Seitenansicht in 3 ersichtlich, der dritte Crimpbereich 2.3 auch winklig in Bezug auf die Längsachse, das heißt abweichend von einem 90° Winkel, geprägt sein, um so das Abscheren von einzelnen Litzen des Leiters 1 bei dem Herstellen der Crimpverbindung 2.3 zu vermeiden.
Bei dem in der Zeichnung lediglich schematisch angedeuteten Kontaktstück 3 kann es sich beispielsweise um einen Stift oder eine Buchse oder dergleichen handeln. Das Kontaktteil 3 ist dabei vorzugsweise einteilig mit dem Anschlussteil 2 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Kontaktteil 3 und dem Anschlussteil 2 kann dabei vorteilhaft durch Schweißen oder Löten erfolgen. Das Anschlussteil 2 und das Kontaktteil 3 bestehen vorteilhaft aus Kupfer, Aluminium oder einer Kupfer enthaltenden Legierung. Besonders vorteilhaft sind das Anschlussteil 2 und das Kontaktteil 3 einteilig ausgebildet und beispielsweise als Stanzteil hergestellt. Eine besonders dauerhafte Verbindung zwischen dem Leiter 1 und dem Kontaktteil 3 mit sehr guten mechanischen und elektrischen Eigenschaften kann dadurch hergestellt werden, dass zusätzlich zu der mindestens einen Crimpverbindung 2.1, 2.2, 2.3 eine Schweissverbindung zwischen dem Leiter 1 und dem Kontaktteil 3 vorgesehen ist. Dies wird im Folgenden unter Bezug auf 3 und 4 erläutert. Dabei zeigt 3 einen Schnitt B-B (Querschnitt) durch den in 4 dargestellten Verbindungsbereich zwischen dem Leiter 12 und dem Kontaktteil 3. 4 ist dabei ein Längsschnitt durch den Verbindungsbereich entlang der Schnittlinie A-A von 3. In dem Schweißbereich 32 sind die einzelnen Adern 30 des Leiters 1 mit der Wandung 31 des Kontaktteils 3 verschweißt. Durch diese Schweißverbindung 32 ist eine mechanisch hoch beanspruchbare und elektrisch gut leitende Verbindung zwischen dem Leiter 1 und dem Kontaktteil 3 hergestellt.
Im Folgenden wird, unter Bezug auf 6, beispielhaft die Herstellung der Schweißverbindung erläutert. Die Schweissverbindung 32 zwischen dem Leiter 1 bzw. zwischen einzelnen Adern 30 des Leiters 1 und dem Kontaktteil 3, bzw. der Wandung 31 des Kontaktteils 3 wird dadurch hergestellt, dass nach Einführen der Adern 30 in das Kontaktteil 3 die von dem Kontaktteil 3 und den Adern 30 des Leiters 1 gebildete Stirnfläche mit Energie beaufschlagt wird. Die Energie wird durch eine Schweißvorrichtung 60 bereitgestellt. Bei der Schweißvorrichtung handelt es sich um einen starken Laser, dessen Laserstrahl 61 auf den Schweißbereich fokussiert werden kann. Bei einem dünnen Leiter 1 oder einem Leiter 1 mit nur wenigen Adern 30 kann es dabei ausreichend sein, dass ein Laserstrahl 61 eingesetzt wird, der auf eine einzige Position ausgerichtet ist. Bei einer größeren zu verschweißenden Fläche ist der Laserstrahl 61 vorteilhaft derart ablenkbar ausgebildet, dass er über eine größere Strecke linear oder auch flächenhaft ablenkbar ist, um den gesamten Schweißbereich abzudecken. Diese Ablenkmöglichkeit ist durch den Doppelpfeil 62 angedeutet. Um eine besonders gute Schweißverbindung 32 zu erreichen, kann es zweckmäßig sein, den Schweißvorgang im Vakuum oder unter einer Schutzgasatmosphäre durchzuführen. Dazu werden die zu verschweißenden Komponenten in eine evakuierbare oder mit Schutzgas füllbare Bearbeitungskammer 63 eingebracht und dort verschweißt. Die Bearbeitungskammer 63 umfasst dazu ein Fenster 63.1 durch das hindurch der Laserstrahl 61 auf den Schweißbereich 32 gerichtet werden kann.
Unter Bezug auf das in 7 dargestellte Ablaufdiagramm wird nun im Folgenden beispielhaft die Herstellung eines Leiters mit Kontaktteil gemäß der Erfindung erläutert. Der Leiter 1 wird folgendermaßen mit dem Anschlussteil 2 und dem Kontaktteil 3 verbunden. Dabei wird zunächst unterstellt, dass es sich um einen Leiter 1 mit einer isolierenden Hülle 1.1 handelt. In einem ersten Schritt 70 wird der Leiter 1 ohne Abstufung gerade auf Länge geschnitten. In einem zweiten Schritt 71 wird der Leiter 1 in dem vorgesehenen Anschlussbereich von der isolierenden Hülle 1.1 befreit. Der so vorbereitete Leiter 1 wird sodann von oben in die offenen Crimplaschen des Anschlussteils 2 eingelegt und zur Herstellung mindestens einer Crimpverbindung 2.1, 2.2, 2.3 vercrimpt (Schritt 72). Eine zusätzliche Oberflächenbehandlung des Leiters 1 ist dabei nicht erforderlich, da durch den starken Pressdruck der Crimpverbindung 2.3 auf dem Leiter 1 oder seinen Bestandteilen vorhandene Oxidschichten durchdrungen werden. Durch die mindestens eine Crimpverbindung ist der Leiter 1, bzw. sind die einzelnen Adern 30 des Leiters 1 bereits derart in dem Kontaktteil 3 fixiert, dass die Stirnfläche des Kontaktteils 3 und die Stirnfläche des Leiters 1, bzw. die Stirnflächen der einzelnen Adern 30 des Leiters 1 im Wesentlichen in einer Ebene ausgerichtet sind. Das derart vorbereitete Endstück des Leiters 1 wird nun in die Bearbeitungskammer 63 eingebracht und durch das Fenster 63.1 hindurch mit dem Laserstrahl 61 beaufschlagt (Schritt 73). In dem Schweißbereich 32 wird so eine innige Verbindung zwischen dem Leiter 1 bzw. dessen Adern 30 und dem Kontaktteil 3 hergestellt. Im Interesse einer besonders dauerfesten und elektrisch gut leitenden Verbindung zwischen dem Leiter 1 und dem Kontaktteil 3 bzw. dem Anschlussteil 2 können im Rahmen der Erfindung zusätzlich auch noch die Crimpverbindungen 2.2, 2.3 verschweißt werden, die abisolierte Bereiche des Leiters 1 umschließen. Dies wird auf einfache Weise dadurch ermöglicht, dass der Laserstrahl 61 entsprechend abgelenkt und auf die zu verschweißenden Bereiche gerichtet wird. Mit einer programmierbaren Ablenkeinrichtung für den Laserstrahl 61 sind selbst bei mehreren Schweißstellen an dem Endstück eines Leiters 1 sehr kurze Taktzeiten realisierbar, so dass in der Fertigung von Leitern mit Kontaktteil gemäß der Erfindung ein hoher Durchsatz erzielbar ist. Dies wirkt sich günstig auf die Fertigungskosten aus.
Bei einem Leiter 1 ohne isolierende Hülle 1.1 entfällt das Abisolieren der Hülle 1.1 in dem vorgesehenen Anschlussbereich und somit der Schritt 71. Weiterhin entfällt die Crimpverbindung 2.1. und es wird nur mindestens eine der Crimpverbindungen 2.2, 2.3 hergestellt bevor der Leiter 1 mit dem Kontaktteil 3 verschweißt wird.
Weitere alternative Ausführungsvarianten werden im Folgenden unter Bezug auf 8 beschrieben. 8 zeigt wiederum eine Vorrichtung zum Schweißen in schematischer Darstellung. Zusätzlich zu der Schweißverbindung 32 im Bereich der Stirnflächen der Adern 30 können weitere Schweißverbindungen 32a, 32b, 32c, 32d vorgesehen sein. Die Schweißverbindungen 32a, 32b sind dabei mittig fluchtend auf dem Leitungscrimp angeordnet. Diese Schweißverbindungen können durch entsprechend auf die Schweißbereiche abgelenkte Laserstrahlen 61a, 61b der Schweißvorrichtung 60 hergestellt werden. Die Schweißverbindungen 32c, 32d sind, wie beispielsweise in 8 dargestellt, etwa gleich beabstandet von den Stirnflächen der Adern 30 auf den Crimpflanken angeordnet. Es versteht sich, dass diese Schweißverbindungen 32c, 32d auch mit einem unterschiedlichen Abstand von den Stirnflächen der Adern 30 auf den Crimpflanken angeordnet sein können. Diese Ausführungsvariante ist nicht ausdrücklich zeichnerisch dargestellt. Diese Schweißverbindungen 32c, 32d werden durch entsprechend abgelenkte Laserstrahlen 61c, 61d der Schweißvorrichtung 60 hergestellt. Die genannten Schweißverbindungen 32a, 32b, 32c, 32d können alternativ oder kumulativ vorgesehen sein, auch in Bezug auf die Schweißverbindung 32. Je nach Anwendungsfall können somit die Schweißverbindungen 32a, 32b, sowie 32c, 32d zusätzlich zu der Schweißverbindung 32 vorgesehen sein. Alternativ können zusätzlich zu der Schweißverbindung 32 die Schweißverbindungen 32a, 32b oder die Schweißverbindungen 32c, 32d vorgesehen sein. Denkbar ist auch eine Befestigung der Adern 30 ausschließlich mit Schweißverbindungen 32a, 32b oder Schweißverbindungen 32c, 32d oder einer Kombination dieser zwei Verbindungsarten, also ohne die im Stirnbereich der Adern 30 angeordnete Schweißverbindung 32.
In einer besonders vorteilhaften weiteren Ausführungsvariante kann der Leiter 1 mit Kontaktteil in dem Bereich des Anschlussteils 2 zusätzlich noch mit einer feuchtigkeitsdichten Hülle 4 umgeben sein. Dadurch wird die Dauerfestigkeit noch verbessert. Die Hülle 4 kann beispielsweise aus einem Kunststoff bestehen und durch Umspritzen des Anschlussteils 2 hergestellt sein.
Der Kern der Erfindung betrifft die sichere elektrische und mechanische Verbindung eines dünnen Aluminiumleiters mit einem Kontaktteil. Selbstverständlich ist die erfinderische Lehre auch auf die sichere Verbindung von aus einer Aluminiumlegierung oder anderen metallischen Werkstoffen mit einem entsprechenden Kontaktteil anwendbar. Mit einer entsprechend hohen Laserleistung ist auch die Verschweißung dickerer Leiter mit einem Kontaktteil möglich.
Bezugszeichenliste

1: Leiter
1.1: isolierende Hülle
2: Anschlussteil
2.1: Crimpverbindung
2.2: Crimpverbindung
2.3: Crimpverbindung
3: Kontaktteil
4: Hülle
30: Ader
31: Wandung
32: Schweißverbindung
32a: Schweißverbindung
32b: Schweißverbindung
32c: Schweißverbindung
32d: Schweißverbindung
60: Schweißvorrichtung
61: Laserstrahl
61a: Laserstrahl
61b: Laserstrahl
61c: Laserstrahl
61d: Laserstrahl
62: Doppelpfeil
63: Bearbeitungskammer
63.1: Fenster
70: Schritt
71: Schritt
72: Schritt
73: Schritt
A-A: Schnitt
B-B: Schnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2006/0102375 A1 [0003]
US 4908943 A1 [0005]
US 2806215 A1 [0006]
DE 10223397 B4 [0007]
DE 10346160 B3 [0008]
DE 102005030248 B3 [0009]
WO 2005/091439 A1 [0010]
US 5408743 A1 [0011]
US 2002/0162683 A1 [0012]
EP 0966061 A2 [0013]
DE 2007047752 A1 [0014]
US 2006/0292922 A1 [0015]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Automobil-Produktion, November 2008, S. 40 [0016]

Claims

Leiter (1) mit einem Kontaktteil (3), welches über ein Anschlussteil (2) mit dem Leiter (1) verbunden ist, wobei das Anschlussteil (2) mindestens eine Crimpverbindung (2.1, 2.2, 2.3) umfasst, die mindestens einen Teilbereiche des Leiters (1) umschließt und wobei der Leiter (1) und das Kontaktteil (3) mindestens bereichsweise durch eine Schweißverbindung miteinander verbunden sind, und wobei die Schweißverbindung durch Laserschweißen hergestellt ist (nach Patent 10 2009 056 799.2), dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung (32a, 32b) im Wesentlichen mittig fluchtend auf dem Leitungscrimp der Crimpverbindung angeordnet sind
Leiter (1) mit einem Kontaktteil (3), welches über ein Anschlussteil (2) mit dem Leiter (1) verbunden ist, wobei das Anschlussteil (2) mindestens eine Crimpverbindung (2.1, 2.2, 2.3) umfasst, die mindestens einen Teilbereich des Leiters (1) umschließt und wobei der Leiter (1) und das Kontaktteil (3) mindestens bereichsweise durch eine Schweißverbindung miteinander verbunden sind, und wobei die Schweißverbindung durch Laserschweißen hergestellt ist (nach Patent 10 2009 056 799.2), dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung (32c, 32d) im Wesentlichen auf den Flanken der Crimpverbindung angeordnet ist.
Leiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kombination der Schweißverbindungen (32a, 32b, 32c, 32d).
Leiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche des Leiters (1) durch eine Schweißverbindung (32) mit dem Anschlussteil (2) verbunden ist.