DE102011018353A1 - Welding sleeve with contact part - Google Patents
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Abstract
Verbindung eines elektrischen, aus mehreren Drähten oder Litzen 4b gebildeten Kabels 4 mit einem Anschlussteil 6, mit einer einen Endbereich 4c des Kabels 4 umschließenden Stützhülse 2 zur Aufnahme einer endseitigen Stirnseite 4b des Kabels 4, so dass die Drähte oder Litzen 4b in der Stützhülse 2 gehalten sind, wobei die aus den einzelnen Drähten oder Litzen 4b gebildete Stirnseite 4d des Kabels 4 mit dem Anschlussteil 6 mittels einer zumindest stirnseitigen Schweißnaht 9 verschweißt ist. Eine besonders kostengünstige Verbindung mit Kontaktteilen ist dann möglich, wenn das Anschlussteil 6 auf der der Schweißnaht 9 gegenüberliegenden Seite ein Nietschaft 8 aufweist.Connection of an electrical cable 4 formed from a plurality of wires or strands 4b to a connecting part 6, with a support sleeve 2 enclosing an end region 4c of the cable 4 for receiving an end face 4b of the cable 4, so that the wires or strands 4b in the support sleeve 2 are held, the end face 4d of the cable 4 formed from the individual wires or strands 4b being welded to the connecting part 6 by means of an at least end-face weld 9. A particularly cost-effective connection to contact parts is possible if the connecting part 6 has a rivet shaft 8 on the side opposite the weld seam 9.
Description
Der Gegenstand betrifft eine Verbindung eines elektrischen, aus mehreren Drähten oder Litzen gebildeten Kabels mit einem Anschlussteil, insbesondere für die elektrische Anlage eines Kraftfahrzeugs, mit einer einen Endbereich des Kabels umschließenden Stützhülse zur Aufnahme einer endseitigen Stirnseite des Kabels, so dass die Drähte oder Litzen in der Stützhülse gehalten sind, wobei die aus den einzelnen Drähten oder Litzen gebildete Stirnseite des Kabels mit dem Anschlussteil mittels einer zumindest stirnseitigen Schweißnaht verschweißt ist. Der Gegenstand betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem Kabel, einem Anschlussteil und einem Kontaktteil.The subject matter relates to a connection of an electrical cable formed from a plurality of wires or strands with a connection part, in particular for the electrical system of a motor vehicle, with a support sleeve enclosing an end region of the cable for receiving a terminal end side of the cable, so that the wires or strands in the support sleeve are held, wherein the end of the cable formed from the individual wires or strands is welded to the connection part by means of an at least frontal weld. The subject matter further relates to a method of making a connection between a cable, a connector and a contact member.
Die Verbindung von elektrischen Kabeln mit Anschlussteilen ist insbesondere in der Automobilindustrie alltäglich. Der Kostendruck ist jedoch enorm, sodass die Zulieferindustrie stets auf der Suche nach prozesssicheren, dauerhaften, jedoch kostengünstig einsetzbaren Verbindungstechnologien ist.The connection of electrical cables with connection parts is commonplace in the automotive industry in particular. However, the cost pressure is enormous, so that the supplier industry is always on the lookout for process-reliable, durable, but cost-effective connection technologies.
Aus der Europäischen Patentschrift
Die dort beschriebene Technologie war ein Durchbruch in der Verbindung von Aluminiumkabeln mit Anschlussteilen, da erstmalig die Möglichkeit geschaffen wurde, Aluminium prozesssicher und dauerhaft mit anderen Fügepartnern, insbesondere Kupfer oder Messing, zu verbinden. Durch die Hülse wird sichergestellt, dass die Litzen des Aluminiumkabels während des Schweißprozesses nicht aufspleißen. Hierdurch wird sicher gestellt, dass eine gute intermetallische Verbindung zwischen den Stirnseiten der Litzen und dem Anschlussteil entsteht. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für eine dauerhafte, elektrisch gut leitende Verbindung.The technology described there was a breakthrough in the connection of aluminum cables with connection parts, since for the first time the possibility was created to connect aluminum process-reliable and permanently with other joining partners, in particular copper or brass. The sleeve ensures that the strands of the aluminum cable do not splice during the welding process. This ensures that a good intermetallic connection is created between the end faces of the strands and the connection part. This is an important prerequisite for a permanent, electrically good conductive connection.
Nachteilig bei dem in der genannten EP-Schrift beschriebenen Verfahren und der genannten Verbindung ist jedoch, dass das Anschlussteil wenig Spielraum hinsichtlich seiner Geometrie bietet. Zwar erlaubt das dort beschriebene Anschlussteil eine prozesssichere, dauerhafte und elektrisch gute Verbindung zwischen einem Aluminiumkabel und einem aus einem anderen Metall gebildeten Kontaktteil, doch unterliegt das Anschlussteil geometrischen Beschränkungen. Durch den vermehrten Einsatz von Aluminiumkabeln ist es notwendig geworden, unterschiedlichste Geometrien und Arten von Kontaktteilen mit dem Aluminiumkabel zu verbinden, wobei die Prozesssicherheit und Dauerhaftigkeit der Verbindung in der bekannten Weise beibehalten bleiben soll.A disadvantage of the method described in said EP-letter and the said compound, however, is that the connecting part offers little leeway in terms of its geometry. Although the connection part described there permits a reliable, permanent and electrically good connection between an aluminum cable and a contact part formed from another metal, the connection part is subject to geometric limitations. Due to the increased use of aluminum cables, it has become necessary to connect a wide variety of geometries and types of contact parts with the aluminum cable, while maintaining the process reliability and durability of the connection in the known manner.
Aus diesem Grund lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung eines Kabels mit einem Anschlussteil zur Verfügung zu stellen, die zum Einen prozesssicher ist, zum Anderen jedoch ein hohes Maß an geometrischer Flexibilität für ein Kontaktteil bei gleichzeitig hohen Taktraten ermöglicht.For this reason, the object was the object to provide a connection of a cable with a connector available, which is on the one hand process reliable, on the other hand, however, allows a high degree of geometric flexibility for a contact part at the same time high clock rates.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbindung nach Anspruch 1 gelöst. Gegenständlich wird vorgeschlagen, dass das Anschlussteil über einen Nietschaft verfügt, über den ein Kontaktteil mit dem Anschlussteil vernietet werden kann. Es ist erkannt worden, dass ein Anschlussteil besonders einfach mit der Stirnseite des Kabels und/oder mit der Stirnseite der Stützhülse verschweißt werden kann. Das Anschlussteil muss dabei zur Optimierung des Schweißprozesses aber geometrischen Anforderungen genügen.This object is achieved by a compound according to claim 1. It is objectively proposed that the connection part has a rivet shank via which a contact part can be riveted to the connection part. It has been recognized that a connection part can be welded particularly easily to the end face of the cable and / or to the end face of the support sleeve. However, the connection part must satisfy geometric requirements in order to optimize the welding process.
Da das Anschlussteil selber vorzugsweise aus Kupfer oder einer Legierung davon gebildet ist, kann es dann aber in besonders einfacher Weise mit einem Kontaktteil kontaktiert werden, wenn das Kontaktteil an dem Anschlussteil vernietet wird. Um das Vernieten zu ermöglichen, weist das Anschlussteil einen Nietschaft auf. Ein Nietschaft ist vorzugsweise aus einem duktilen Metall gebildet, welches sich z. B. mittels eines Dornes so umformen lässt, dass es sich kragenförmig um eine Öffnung eines Kontaktteils legt und somit eine formschlüssige, vorzugsweise auch kraftschlüssige Verbindung mit dem Anschlussteil und dem Kontaktteil bildet.Since the connection part itself is preferably made of copper or an alloy thereof, it can then be contacted with a contact part in a particularly simple manner when the contact part is riveted to the connection part. To allow the riveting, the connection part has a rivet shank. A rivet shank is preferably formed of a ductile metal, which is z. B. by means of a mandrel so that it lays collar-like around an opening of a contact part and thus forms a positive, preferably also frictional connection with the connection part and the contact part.
Eine besonders einfache Kontaktierung des Anschlussteiles an der Stützhülse bzw. der Stirnseite des Kabels ist dann möglich, wenn ein Rotationsreibschweißverfahren angewendet wird. Dieses Reibschweißverfahren ist vielfach erprobt und hat sich in der Vergangenheit als besonders prozesssicher herausgestellt. Die entstehende Reibschweißverbindung ist dauerhaft und somit besonders gut geeignet für den Einsatz im Automobilbau. Um ein Rotationsreibschweißen zu ermöglichen, sind die Fügepartner vorzugsweise rotationssymmetrisch. Insbesondere das Anschlussteil, welches mit den Drähten verschweißt werden soll, ist rotationssymmetrisch, um in ein entsprechendes Schweißwerkzeug angespannt zu werden. Da beim Schweißvorgang das Anschlussteil um die Drähte bzw. das Kabel mit sehr hohen Drehzahlen rotiert wird, sind Unwuchten im Bereich des Anschlussteiles zu vermeiden. Daher ist das Anschlussteil besonders vorteilhaft rotationssymmetrisch gebildet, so dass es mit hohen Drehzahlen rotiert werden kann.A particularly simple contacting of the connection part to the support sleeve or the front side of the cable is possible if a rotary friction welding method is used. This friction welding process has been tried and tested many times and has proven to be particularly reliable in the past. The resulting friction-welded joint is durable and thus particularly well suited for use in the automotive industry. In order to enable rotary friction welding, the joining partners are preferably rotationally symmetrical. In particular, the connecting part, which is to be welded to the wires, is rotationally symmetrical to be clamped in a corresponding welding tool. Since the connection part is rotated around the wires or the cable at very high speeds during the welding process, imbalances in the area of the connection part are to be avoided. Therefore, the connection part is particularly advantageous rotationally symmetrical, so that it can be rotated at high speeds.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Anschlussteil mit der aus den einzelnen Drähten oder Litzen, gebildeten Stirnseite des Kabels mittels Rotationsreibschweißen verschweißt ist. Wie eingangs bereits erläutert, ist das Rotationsreibschweißen ein besonders zuverlässiges Schweißverfahren, welches sich millionenfach bewährt hat. Daher wird das Anschlussteil, wie vorgeschlagen, auch mittels Rotationsreibschweißen mit dem Kabel und/oder der Stirnseite der Hülse verschweißt. According to an advantageous embodiment, it is proposed that the connection part is welded to the end face of the cable formed by the individual wires or strands by means of rotary friction welding. As already explained, rotary friction welding is a particularly reliable welding method which has proven itself millions of times over. Therefore, the connecting part, as proposed, also welded by means of rotational friction welding to the cable and / or the front side of the sleeve.
Für eine Kontaktierung eines Kontaktteils an dem Anschlussteil muss verhindert werden, dass sich an der Kontaktstelle Kontaktkorrosion bildet. Auch muss der Übergangswiderstand zwischen dem Anschlussteil und dem Kontaktteil gering sein. Aus diesem Grunde ist das Anschlussteil vorzugsweise aus einem Nichteisenmetall, insbesondere Kupfer oder Legierungen davon gebildet. Hierbei kann das Anschlussteil auch Messing sein und/oder eine galvanische Beschichtung, z. B. Nickel, aufweisen. Ein solches Anschlussteil bietet eine enorm hohe Flexibilität, was den Anschluss eines weiteren Kontaktteils angeht, da insbesondere ein Kupferanschlussteil besonders gute elektrische Eigenschaften hat und daher in besonders einfacher Weise einen elektrischen Kontakt mit einem Kontaktteil herstellt. Vorzugsweise ist das Kabel dahingegen aus Aluminium gebildet. Somit bildet das Anschlussteil die „Brücke” zwischen dem aus Aluminium gebildeten Kabel und dem aus einem anderen Metall gebildeten Kontaktteil. Die intermetallische Verbindung zwischen Aluminium und Kupfer im Bereich der Verbindung zwischen Kabel und Anschlussteil ist insbesondere beim Rotationsreibschweißen besonders gut, da die Schweißnaht gut vor Umwelteinflüssen geschützt werden kann.For a contacting of a contact part on the connection part must be prevented from forming contact corrosion at the contact point. Also, the contact resistance between the connection part and the contact part must be low. For this reason, the connecting part is preferably formed from a non-ferrous metal, in particular copper or alloys thereof. Here, the connection part may also be brass and / or a galvanic coating, for. As nickel, have. Such a connection part offers an enormously high degree of flexibility with regard to the connection of a further contact part, since in particular a copper connection part has particularly good electrical properties and therefore produces electrical contact with a contact part in a particularly simple manner. Preferably, however, the cable is formed of aluminum. Thus, the connection part forms the "bridge" between the cable formed of aluminum and the contact part formed of another metal. The intermetallic connection between aluminum and copper in the region of the connection between the cable and the connection part is particularly good in rotary friction welding, since the weld seam can be well protected against environmental influences.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Nietschaft im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Kabels an dem Anschlussteil angeordnet ist. Wenn das Anschlussteil an das Kabel herangeführt wird, wird es im Wesentlichen an der Längsachse des Kabels ausgerichtet. Sobald das Anschlussteil an der Längsachse des Kabels ausgerichtet ist, verläuft der Nietschaft vorteilhafterweise parallel zu der Längsachse des Kabels. Insbesondere ist der Nietschaft im Wesentlichen koaxial zu der Längsachse des Kabels, das heißt, dass die Achse des Nietschaftes im Wesentlichen mit der Längsachse des Kabels übereinstimmt. Der Nietschaft ist vorzugsweise zylindrisch oder hohlzylindrisch geformt und die Rotationsachse eines solchen Zylinders ist parallel zur Längsachse des Kabels. Vorzugsweise ist die Achse des Nietschaftes koliniar mit der Längsachse des Kabels, das heißt, die Achsen laufen entlang einer einzigen Geraden. Die Längsachse des Kabels ist vorzugsweise die Längsachse im Bereich der Stützhülse. Die Längsachse des Kabels im Bereich der Stützhülse entspricht der Achse in der Ausdehnungsrichtung des Kabels im Bereich der Stützhülse. Auch kann die Längsachse des Kabels die Rotationsachse beim Rotationsreibschweißen sein.According to an advantageous embodiment, it is proposed that the rivet shank is arranged substantially parallel to a longitudinal axis of the cable at the connecting part. When the connector is brought to the cable, it is substantially aligned with the longitudinal axis of the cable. As soon as the connecting part is aligned with the longitudinal axis of the cable, the rivet shank advantageously runs parallel to the longitudinal axis of the cable. In particular, the rivet shank is substantially coaxial with the longitudinal axis of the cable, that is, the axis of the rivet shank substantially coincides with the longitudinal axis of the cable. The rivet shank is preferably cylindrical or hollow cylindrical shaped and the axis of rotation of such a cylinder is parallel to the longitudinal axis of the cable. Preferably, the axis of the rivet shank is co-linear with the longitudinal axis of the cable, that is, the axes travel along a single straight line. The longitudinal axis of the cable is preferably the longitudinal axis in the region of the support sleeve. The longitudinal axis of the cable in the region of the support sleeve corresponds to the axis in the extension direction of the cable in the region of the support sleeve. Also, the longitudinal axis of the cable may be the axis of rotation during rotary friction welding.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird, wie eingangs bereits angedeutet, vorgeschlagen, dass das Anschlussteil mit einem Kontaktteil vernietet ist. Hierzu wird der Nietschaft des Anschlussteils als Niet verwendet, welcher mit dem Kontaktteil vernietet wird. Durch das Vernieten wird zumindest ein Formschluss zwischen Anschlussteil und Kontaktteil hergestellt. Dieser Formschluss ist insbesondere dann elektrisch leitend, wenn Anschlussteil und Kontaktteil aus Kupfer oder Legierungen davon gebildet ist. Bei einer solchen Verbindung ist Kontaktkorrosion unproblematisch, da Anschlussteil und Kontaktteil aus demselben Metall gebildet sein können. Auch können Kontaktteil und/oder Anschlussteil galvanisch beschichtet sein, z. B. vernickelt oder verzinnt.According to an advantageous embodiment, as already indicated, it is proposed that the connection part is riveted to a contact part. For this purpose, the rivet shank of the connecting part is used as a rivet, which is riveted to the contact part. By riveting at least a positive connection between the connection part and contact part is made. This positive connection is particularly electrically conductive when the connection part and contact part made of copper or alloys thereof is formed. In such a compound contact corrosion is not a problem, since the connection part and contact part can be formed of the same metal. Also, contact part and / or connection part may be galvanically coated, for. B. nickeled or tinned.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Kontaktteil über den Nietschaft des Anschlussteils geschoben ist und dass der Nietschaft zumindest teilweise zu einem Schließkopf geformt ist. Hierbei wird vorgeschlagen, dass zunächst das Anschlussteil an die Stützhülse und/oder das Kabel angeschweißt wird. Anschließend wird der Kontaktteil mit einer Öffnung über den Nietschaft geschoben. Schließlich wird mittels eines Bolzens, eines Dornes oder eines sonstigen mechanischen Formgebungswerkzeugs der Nietschaft so umgeformt, dass er sich in der Form eines Schließkopfes kragenförmig um die Öffnung des Kontaktteils legt und somit den Formschluss zwischen Anschlussteil und Kontaktteil herstellt.According to an advantageous embodiment, it is proposed that the contact part is pushed over the rivet shank of the connection part and that the rivet shank is at least partially formed into a closing head. It is proposed that first the connection part is welded to the support sleeve and / or the cable. Subsequently, the contact part is pushed with an opening over the rivet shank. Finally, by means of a bolt, a mandrel or other mechanical shaping tool, the rivet shank is reshaped in such a way that, in the form of a closing head, it engages around the opening of the contact part in the shape of a closing head, thus producing positive locking between the connecting part and the contact part.
Dabei wird insbesondere vorgeschlagen, dass der Schließkopf eine Öffnung in dem Kontaktteil hintergreift. Vorzugsweise bildet der Schließkopf einen umlaufenden, nach außen weisenden Kragen, der einen Durchmesser hat, der größer ist, als der Durchmesser der Öffnung in dem Kontaktteil und somit die Öffnung hintergreift und den Formschluss herstellt.It is particularly proposed that the closing head engages behind an opening in the contact part. Preferably, the closing head forms a circumferential, outwardly facing collar, which has a diameter which is greater than the diameter of the opening in the contact part and thus engages behind the opening and produces the positive connection.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Nietschaft des Anschlussteils hohlzylindrisch ist. Dadurch ist ein besonders einfaches Vernieten des Nietschaftes an dem Kontaktteil möglich, da dann die Wände des Nietschafes lediglich nach außen gebogen werden müssen, um den Formschluss in Form eines Niets mit dem Kontaktteil zu ermöglichen. Das nach außen Biegen kann beispielsweise mit einen in den Nietschaft eingreifenden Dorn realisiert werden.According to an advantageous embodiment, it is proposed that the rivet shank of the connecting part is hollow cylindrical. As a result, a particularly simple riveting of the rivet shank to the contact part is possible because then the walls of the rivet sheep must be bent only outwards to allow the positive connection in the form of a rivet to the contact part. Bending outwards can be realized, for example, with a mandrel engaging in the rivet shank.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Kontaktteil ein Blechbiegeteil ist. Dies ist insbesondere daher von Vorteil, da ein Blechbiegeteil eine beliebige Geometrie haben kann. Insbesondere kann ein Blechbiegeteil L-förmig sein und somit eine Anschlusskonsole für einen elektrischen Anschluss bilden. Die Form und Größe der Anschlusskonsole ist dabei nahezu beliebig formbar, ohne dass Kostenvorteile der zuvor beschriebenen Verfahren und der zuvor beschriebenen Verbindung aufgegeben werden müssen. Da das Blechbiegeteil lediglich im Bereich des Niets eine Öffnung aufweisen muss, die dem Niet angepasst ist, kann der Rest des Blechbiegeteils an größere Anforderungen angepasst werden. So wird vorgeschlagen, dass das Kontaktteil einen elektrischen Kontakt aufweist. Dies kann beispielsweise eine Bohrung oder ein Bolzen sein. Auch ist es möglich, dass das Kontaktteil als Crimpstecker geformt ist. Ferner kann das Kontaktteil ein Steckergesicht aufweisen, welches mit einem beliebigen Stecker kontaktiert werden kann. Die Formgebung des Kontaktteils ist dabei unabhängig von der zur Anwendung kommenden Verbindung zwischen Aluminium und Kupfer im Bereich des Anschlussteils. Hierdurch lässt sich in besonders einfacher Weise und besonders kostengünstig eine Vielzahl von verschiedenen Kontaktgeometrien und Steckergeometrien mit nur einer einzigen Verbindungstechnologie realisieren.According to an advantageous embodiment, it is proposed that the contact part a Sheet metal part is. This is particularly advantageous because a bent sheet metal part can have any geometry. In particular, a bent sheet metal part may be L-shaped and thus form a connection console for an electrical connection. The shape and size of the connection console is almost arbitrarily shapeable, without cost advantages of the previously described methods and the connection described above must be abandoned. Since the bent sheet metal part only has to have an opening in the region of the rivet, which is adapted to the rivet, the rest of the bent sheet metal part can be adapted to larger requirements. It is proposed that the contact part has an electrical contact. This can be for example a bore or a bolt. It is also possible that the contact part is formed as crimp. Furthermore, the contact part can have a plug face, which can be contacted with any desired plug. The shape of the contact part is independent of the connection between aluminum and copper used in the region of the connection part. As a result, a multiplicity of different contact geometries and plug geometries can be realized with only a single connection technology in a particularly simple manner and particularly cost-effectively.
Ein Endbereich des Kabels ist insbesondere der Bereich des Kabels, der abisoliert ist. Die Stirnseite des Kabels ist vorzugsweise durch die Enden der Drähte oder Litzen gebildet. Vorzugsweise ist das Kabel so geschnitten oder durchtrennt worden, dass eine möglichst ebene Stirnseite des Kabels entsteht. Die Litzen enden somit vorzugsweise in einer Ebene, wobei hier ein Toleranzbereich von +/–1 bis 2 mm möglich ist.An end region of the cable is in particular the region of the cable which is stripped. The end face of the cable is preferably formed by the ends of the wires or strands. Preferably, the cable has been cut or cut so that a flat as possible end side of the cable is formed. The strands thus end preferably in a plane, in which case a tolerance range of +/- 1 to 2 mm is possible.
Die Verbindung zwischen der Stützhülse, dem Kabel und dem Anschlussteil wird vorteilhafter Weise über die Schweißnaht realisiert. Diese ist vorteilhafter Weise eine Reibschweißnaht, eine Rotationsreibschweißnaht, eine Widerstandsschweißnaht, eine Laserschweißnaht oder eine Ultraschallschweißnaht. Diese Schweißverfahren eignen sich allesamt zur Verbindung eines Kabels mit einem Anschlussteil.The connection between the support sleeve, the cable and the connection part is advantageously realized via the weld. This is advantageously a friction weld, a Rotationsreibschweißnaht, a resistance weld, a laser weld or ultrasonic welding. These welding methods are all suitable for connecting a cable to a connection part.
Insbesondere eignen sich diese Verfahren zur Verbindung eines Kabels mit einem Anschlussteil. Insbesondere eignen sich diese Verfahren zur Verbindung eines aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildeten Kabels mit einem aus einem Nichteisenmetall, insbesondere Kupfer, insbesondere einer Kupferlegierung, gebildeten Anschlussteil. Jedoch ist es auch möglich, dass das Anschlussteil ebenfalls aus Aluminium oder auch Stahl oder Edelstahl ist. Das Anschlussteil ist vorteilhafter Weise aus einem umformfähigen Werkstoff, der leitfähig ist, z. B. Messing.In particular, these methods are suitable for connecting a cable to a connection part. In particular, these methods are suitable for connecting a cable formed from aluminum or an aluminum alloy with a connecting part formed from a non-ferrous metal, in particular copper, in particular a copper alloy. However, it is also possible that the connecting part is also made of aluminum or steel or stainless steel. The connection part is advantageously made of a formable material which is conductive, for. Brass.
Eine besonders gute Schweißnaht lässt sich dadurch realisieren, dass die Stirnseite des Kabels mit einem Ende der Stützhülse bündig ist. In diesem Fall können beim Schweißen nicht nur die Stirnseite des Kabels bzw. die Stirnseiten der Drähte oder Litzen mit dem Anschlussteil verbunden werden, sondern gleichzeitig auch die Stirnseite der Stützhülse.A particularly good weld can be realized in that the end face of the cable is flush with one end of the support sleeve. In this case, not only the end face of the cable or the end faces of the wires or strands can be connected to the connection part during welding, but at the same time also the end face of the support sleeve.
Wie bereits erläutert, kann das Kabel aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet sein. Darüber hinaus kann das Anschlussteil aus einem leitfähigen, vorzugsweise umformfähigen Werkstoff gebildet sein. Hier eignen sich insbesondere Nichteisenmetalle (sogenannte Buntmetalle) wie beispielsweise Kupfer oder Kupferlegierungen wie beispielsweise Messing oder Bronze, oder auch Stahl oder Edelstahl.As already explained, the cable can be made of aluminum or an aluminum alloy. In addition, the connection part may be formed from a conductive, preferably formable material. Here are in particular non-ferrous metals (so-called non-ferrous metals) such as copper or copper alloys such as brass or bronze, or steel or stainless steel.
Auch wird vorgeschlagen, dass das Kabel im Bereich der Stützhülse abisoliert ist. In diesem Fall kann der abisolierte Bereich des Kabels bzw. das abisolierte Ende des Kabels in die Stützhülse eingeschoben und anschließend mit der Stützhülse verpresst werden. Hierzu kann die Stützhülse geschlitzt sein, sodass beim Verpressen der Schlitz geschlossen wird und der Durchmesser der Stützhülse verkleinert wird. Hierdurch wird ein Verpressen der Litzen erleichtert.It is also proposed that the cable is stripped in the region of the support sleeve. In this case, the stripped portion of the cable or the stripped end of the cable can be inserted into the support sleeve and then pressed with the support sleeve. For this purpose, the support sleeve may be slotted, so that when pressing the slot is closed and the diameter of the support sleeve is reduced. As a result, a pressing of the strands is facilitated.
Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren nach Anspruch 12. Hierbei wird vorgeschlagen, dass zunächst eine Stützhülse an einem Endbereich eines Kabels angeordnet wird. Die Stützhülse dient dazu, die endseitige Stirnseite des Kabels zu halten, insbesondere sind Drähte und Litzen des Kabels zu halten. Vorzugsweise wird nach der Anordnung der Stützhülse diese an das Kabel gepresst, so dass die Drähte oder Litzen des Kabels verpresst werden. Dabei hat die Hülse vorzugsweise einen Längsschlitz, der dazu dient, dass die Hülse beim Verpressen ihren inneren Durchmesser verringert und somit die Drähte oder Litzen des Kabels verpresst. Die Hülse ist vorzugsweise aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bzw. aus Kupfer oder Kupferlegierungen.Another aspect is a method according to
Nachdem die Hülse auf das Kabel geschoben wurde und mit dem Kabel verpresst wurde wird vorgeschlagen, dass zumindest die Enden der Drähte oder Litzen mit dem Anschlussteil verschweißt werden. Hierzu wird eine Anschlussfläche des Anschlussteils an der Stirnseite der Drähte oder Litzen angelegt und mit diesen verschweißt. Vorzugsweise wird hierbei ein Rotationsreibschweißverfahren angewendet.After the sleeve has been pushed onto the cable and pressed with the cable, it is proposed that at least the ends of the wires or strands are welded to the connector part. For this purpose, a connection surface of the connection part is applied to the front side of the wires or strands and welded to them. Preferably, a rotary friction welding method is used here.
Abschließend wird ein Kontaktteil mit dem Anschlussteil über einen Nietschaft vernietet. Das Kontaktteil ist dabei vorzugsweise aus dem gleichen Metall wie das Anschlussteil, so dass keine Kontaktkorrosion auftritt. Außerdem ist das Anschlussteil als auch das Kontaktteil vorzugsweise aus Kupfer oder Legierungen davon. Der durch das Nieten gewährleistete Formschluss gewährleistet auch einen guten elektrischen Kontakt zwischen Kontaktteil und Anschlussteil und damit zwischen Kontaktteil und Kabel. Vorzugsweise wird das Nieten so durchgeführt, dass neben dem Formschluss auch ein Kraftschluss entsteht.Finally, a contact part is riveted to the connection part via a rivet shank. The contact part is preferably made of the same metal as the connecting part, so that no contact corrosion occurs. In addition, the connection part as also the contact part, preferably made of copper or alloys thereof. The ensured by the riveting positive connection also ensures good electrical contact between the contact part and connector and thus between the contact part and cable. Preferably, the riveting is performed so that in addition to the positive connection and a frictional connection is formed.
Das Nieten kann vorteilhafter Weise ein Radialnieten oder Taumelnieten sein. Hierbei wird die Kraft auf den Niet nicht ausschließlich parallel zur Längsachse des Niets aufgebracht.The riveting may advantageously be a radial riveting or wobble riveting. In this case, the force is applied to the rivet not exclusively parallel to the longitudinal axis of the rivet.
Durch das Vernieten des Kontaktteils an dem Nietschaft des Anschlussteils ist es möglich, die axiale Lage des Kontaktteils frei zu wählen, da erst nach dem Vernieten die axiale Position des Kontaktteils zu dem Anschlussteil festgelegt ist.By riveting the contact part on the rivet shank of the connection part, it is possible to freely choose the axial position of the contact part, since the axial position of the contact part to the connection part is fixed only after riveting.
Die zuvor beschriebenen Merkmale, insbesondere auch die Merkmale der abhängigen Ansprüche, können auch unter Umgehung von einzelnen oder aller Merkmale der unabhängigen Ansprüche in Kombination miteinander oder eigenständig erfinderisch sein.The features described above, in particular also the features of the dependent claims, may also be inventive in combination with one another or independently while circumventing all or some of the features of the independent claims.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert.The article will be explained in more detail with reference to drawings showing an exemplary embodiments.
In den Figuren zeigt:In the figures shows:
Die freiliegenden Litzen
Die Stützhülse
Das Anschlussteil
Ein Reibschweißwerkzeug kann das Anschlussteil
Bei einer Verbindung mit einer Stützhülse
Die Längsachse
In der
In dem Anschlussteil
Anschließend kann der Nietschaft
Über den Schließkopf
Zu erkennen ist, dass das Kontaktteil
Zu erkennen ist, dass an dem Kontaktteil
Anschließend wird in einem Schritt
In einem weiteren Schritt
In einem darauffolgenden Schritt
In einem darauffolgenden Schritt
Abschließend kann in einem Schritt
Das gegenständliche Verfahren ermöglichen den Einsatz der im Automobilbau bereits vielfach erprobten Rotationsreibschweißtechnik für die Verbindung eines Aluminiumkabels mit einem Anschlussteil aus Kupfer. Standardisierte Reibschweißadapter können verwendet werden, die beispielsweise als Drehteile, Schmiedeteile, Druckgussteile, oder Fließpressteile gefertigt werden können. Solche Reibschweißadapter können als Anschlussteile
Mit Hilfe von bereits vorhandenen Reibschweißanlagen können die Reibschweißadapter (Anschlussteile) besonders einfach an die Kabel angeschweißt werden. Besonders hohe Drehzahlen sind dabei möglich, da die Reibschweißadapter in der Regel rotationssymmetrisch sind.With the help of existing friction welding systems, the friction welding adapters (connecting parts) can be welded to the cables in a particularly easy way. Particularly high speeds are possible because the Reibschweißadapter are usually rotationally symmetric.
Durch den Einsatz des Nietschaftes ist es möglich, unterschiedliche Kabelschuhgeometrien in Form der Kontaktteile direkt an den Anschlussteilen (Reibschweißadapter) anzuordnen und beim Anordnen diese unmittelbar orientierungsrichtig an der Leitung anzubringen. Hierbei kann insbesondere das Kontaktteil um den Nietschaft herum gedreht werden, um die Orientierung des Kontaktteils an der Leitung zu definieren. Der Übergang zwischen dem Aluminium und dem Kupfer im Bereich des Anschlussteils kann vorzugsweise mittels eines Schrumpfschlauches gegenüber Umwelteinflüssen geschützt werden. Das gegenständliche Verfahren als auch die gegenständliche Verbindung bietet eine kostengünstige Möglichkeit, verschiedenste Kontaktteile in besonders einfacher Weise mit einem Kabel aus Aluminium elektrisch zu verbinden.By using the rivet shank, it is possible to arrange different cable shoe geometries in the form of the contact parts directly on the connecting parts (friction welding adapter) and when arranging them directly to the correct orientation to attach to the line. In this case, in particular, the contact part can be rotated around the rivet shank in order to define the orientation of the contact part on the line. The transition between the aluminum and the copper in the region of the connection part can preferably be protected against environmental influences by means of a heat-shrinkable tube. The subject method as well as the subject compound provides a cost effective way to electrically connect various contact parts in a particularly simple manner with a cable made of aluminum.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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