DE102011088922A1

DE102011088922A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Leiterinjektion, und Kontaktierverbindung

Info

Publication number: DE102011088922A1
Application number: DE102011088922A
Authority: DE
Inventors: Klaus Specht; Christian Heigl; Jürgen Herzig
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-06-20
Anticipated expiration: 2031-12-17
Also published as: DE102011088922B4

Abstract

Verfahren zum Kontaktieren einer ersten insbesondere länglichen Leitung (4, 6) mit einer zweiten insbesondere länglichen Leitung (7, 8), wobei die erste Leitung (4, 6) zumindest einen ersten elektrischen Leiter (6), der draht- oder litzenförmig ausgebildet ist, und die zweite Leitung (7, 8) einen zweiten elektrischen Leiter (8) und eine den zweiten elektrischen Leiter (8) umgebende Kunststoffummantelung (7) aufweist, wobei der erste elektrische Leiter (6) mittels einer Leiterinjektionsvorrichtung (100) durch die Ummantelung (7) des zweiten Leiters (8) hindurch in den zweiten Leiter (8) injiziert wird und die Leitungsinjektionsvorrichtung (100) und der zweite Leiter (8) nach dem Injizieren voneinander entfernt werden, wobei die erste Leitung (4, 6) an der zweiten Leitung (7, 8) verbleibt.

Description

Die Erfindung betrifft Kontaktierverbindungen zwischen einer ersten Leitung und einer zweiten Leitung, ein Kontaktierverfahren und eine Kontaktiervorrichtung zum Kontaktieren einer ersten vorzugsweise elektrischen Leitung mit einer zweiten vorzugsweise elektrischen Leitung. Die Kontaktiervorrichtung und das Kontaktierverfahren lassen sich besonders vorteilhaft bei der Herstellung von Kabelbäumen für Fahrzeuge anwenden. Mithin betrifft die Erfindung auch einen Kabelbaum, der mindestens eine solche Kontaktierverbindung aufweist.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, eine Verbindung zwischen einem elektrisch leitenden Draht und einem Leiter mittels Reibschweißen, insbesondere Multi-Orbital-Schweißen herzustellen. Diese Schweißverfahren erfordern regelmäßig eine Bewegung der Schweißkomponenten und dass der Draht radial an der Verbindungsstelle frei zugänglich ist. Bei der Herstellung eines Kabelbaums ist jedoch eine radiale Bewegungsfreiheit des Drahts nur äußerst eingeschränkt gegeben.
Aus der DE 197 17 216 ist ein Kontaktierverfahren zum abisolierfreien Kontaktieren mehradriger Kabel bekannt. Dabei ist vorgesehen, dass ein Durchdringungsspieß mit seiner Spitze in die Seele einer Ader eindringt.
Die EP 1 844 532 B1 schlägt zur Kontaktierung von Flachbandleitungen vor, dass ein Bolzen einen Leiter eines Kabels bzw. einer Flachbandleitung kontaktiert. Dabei wird mittels Orbitalschweißen eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Leiter einer Flachbandleitung und dem Bolzen hergestellt.
In der DE 10 2009 028 618 A1 wird die Kontaktierung eines Stromleiters, der von einer Kunststoffschicht umgeben ist, beschrieben. Zur Kontaktierung ist ein Abgriffselement vorgesehen, welches einen Körper umfasst, der an seiner dem Stromleiter zugewandten Unterseite eine schneidwerkzeugartige Struktur in Form eines Dorns oder einer Klinge aufweist, mit der sich das Abgriffselement durch die Kunststoffschicht des Stromleiters zum Stromleiter hin fräst. Durch die Drehbewegung wird nicht nur das Fräsen ausgeführt sondern wird auch das Abgriffselement mittels Reibschweißen mit dem Stromleiter verbunden.
Die US 6,162,991 A1 offenbart ein Verfahren zur Kontaktierung eines Koaxialleiters, der einen Zentralleiter, einen äußeren Leiter, eine zwischen dem Zentralleiter und einem äußeren Leiter angeordnete Zwischenisolierschicht und einen Mantel aufweist. Zur Kontaktierung des Zentralleiters wird eine Verbindungsöffnung mittels Bohren durch den Mantel und den äußeren Leiter eingebracht, wobei der Zentralleiter nicht berührt wird. In die Verbindungsöffnung wird ein Verbindungsleiter eingebracht, der am Kopfbereich pfeilartig ausgeführt ist und sich in dem Kunststoffmantel verankert, wobei die Pfeilspitze den Zentralleiter kontaktiert.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kontaktieren einer ersten Leitung mit einer zweiten Leitung anzugeben, mit denen die Leitungen schnell, zuverlässig und kosteneffizient verbinden lassen. Es ist ferner eine Aufgabe der Erfindung, eine zuverlässige und kosteneffiziente Verbindung zwischen zwei Leitern anzugeben.
Die Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Im Folgenden wird unter der zweiten Leitung die Leitung verstanden, an welche die erste Leitung kontaktiert werden soll. Bei der zweiten Leitung kann es sich beispielsweise um eine Hauptleitung und bei der ersten Leitung um eine Abzweigleitung, welche im konnektierten bzw. verbundenen Zustand von der Hauptleitung abzweigt, handeln. Vorzugsweise sind die erste Leitung und/oder die zweite Leitung länglich ausgebildet.
Die zweite Leitung kann mindestens einen elektrischen Leiter, der im Folgenden als zweiter elektrischer Leiter bezeichnet wird, und eine den zweiten elektrischen Leiter umgebende Ummantelung, die insbesondere aus Kunststoff gebildet ist, aufweisen. Die Ummantelung kann insbesondere aus einer oder mehreren Schichten bestehen und/oder elektrisch isolierende und/oder abschirmende Eigenschaften aufweisen. Die zweite Leitung, die insbesondere als Kabel bezeichnet werden kann, kann beispielsweise flexibel sein, wenngleich die Erfindung auch bei einer starren Leitung, wie z.B. einer Stromschiene, anwendbar ist. Die Ummantelung kann aus vorzugsweise einem elektrisch isolierenden oder einem elektrisch leitenden Kunststoff gebildet sein oder einen solchen Kunststoff umfassen. Zum Beispiel kann die Ummantelung eine Schicht aus einem elektrisch leitenden Kunststoff und eine Schicht aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff umfassen, wodurch sowohl die elektrische Isolation nach außen als auch eine gute Abschirmwirkung erzielt wird. Der mindestens eine zweite Leiter kann ein Litzenleiter, d. h. ein aus mehreren dünnen Einzelleitern bestehender Leiter, oder ein Volleiter, d. h. aus einem einzelnen Leiter bestehender Leiter, sein. Die zweite Leitung kann mehrere zweite Leiter umfassen, die sich nebeneinander in Längsrichtung der Leitung erstrecken und voneinander elektrisch isoliert sind. Grundsätzlich kann die Leitung aber auch nur einen einzigen zweiten Leiter umfassen. Der zweite Leiter kann in der zweiten Leitung zentral angeordnet oder konzentrisch von seiner Ummantelung umgeben sein. Der zweite Leiter kann alternativ oder zusätzlich konzentrisch in der Leitung, wie z. B. schirmförmig angeordnet sein. Somit kann die Leitung auch eine Koaxialleitung sein. Sowohl der erste Leiter und/ oder zweite Leiter als auch die erste und/ oder zweite Leitung können als Rundleiter, Flachleiter oder mit anders geometrisch geformten Querschnitt ausgeführt sein.
Die erste Leitung, die vorzugsweise flexibel oder weniger bevorzugt starr ist und die an die zweite Leitung kontaktiert wird, umfasst zumindest einen ersten elektrischen Leiter, der aus einem Vollleiter oder einem Litzenleiter gebildet sein kann und daher draht- oder litzenförmig ist. Die erste Leitung kann vor dem Kontaktieren optional eine Kunststoffummantelung aufweisen, wobei sie nach dem Kontaktieren möglichst eine Kunststoffummantelung aufweisen sollte. Mit den hierin beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen lässt sich der erste Leiter mit einer Kunststoffummantelung umspritzen. Der erste Leiter kann somit blank, mit einer dünnen Ummantelung, wie z.B. einer elektrisch isolierenden Lackschicht oder bereits mit der endgültigen Kunststoffummantelung vorliegen. Der erste Leiter kann z. B. als so genannter Lackdraht vorliegen, bei dem der Leiter mit einer dünnen Isolierschicht umgeben ist. Die Ummantelung kann insbesondere aus einer oder mehreren Schichten bestehen und/oder elektrisch isolierende und/oder abschirmende Eigenschaften aufweisen. Die erste Leitung kann mit der endgültigen Ummantelung insbesondere als Kabel bezeichnet werden. Die Ummantelung kann aus vorzugsweise einem elektrisch isolierenden oder einem elektrisch leitenden Kunststoff gebildet sein oder einen solchen Kunststoff umfassen. Zum Beispiel kann die Ummantelung eine Schicht aus einem elektrisch leitenden Kunststoff und eine Schicht aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff umfassen, wodurch sowohl die elektrische Isolation nach außen als auch eine gute Abschirmwirkung erzielt wird. Die erste Leitung kann bevorzugt nur einen einzigen ersten Leiter umfassen. Der erste Leiter kann insbesondere zentral in der ersten Leitung angeordnet oder konzentrisch von seiner Ummantelung umgeben sein.
Der erste Leiter und/oder der zweite Leiter können insbesondere aus Metall, wie z.B. auf Kupferbasis oder Aluminiumbasis gebildet sein. Während Kupfer einfach verarbeitbar ist und sehr gute elektrische Eigenschaften aufweist, ist Aluminium leicht und weist ebenfalls gute elektrische Eigenschaften auf. Ebenfalls sind durch die erfindungsgemäße Kontaktierung Materialkombinationen zwischen verschiedenen Metallen möglich. In bevorzugten Ausführungen kann der zweite Leiter einen größeren Leitungsquerschnitt aufweisen als der erste Leiter. Der erste und/oder der zweite Leiter können einen runden, insbesondere kreisrunden oder aber einen z. B. quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Gleiches gilt für den Außenquerschnitt der Leitungen.
Die erste und zweite Leitung können für Betriebsspannungen im unteren Bereich, wie z. B. bis zu 60 Volt, insbesondere 6, 12, 24, 42 oder 48 Volt, oder sogar bis 100 Volt Wechsel- oder vorzugsweise Gleichspannung ausgelegt sein. Die Erfindung lässt sich aber auch vorteilhaft bei Hochvolt-Bordnetzen einsetzen, so dass die erste und zweite Leitung für Betriebsspannungen in Höhe von 600 Volt oder mehr ausgelegt sein können. Hochvoltbordnetze werden z. B. in Verbindung mit Elektro- oder Hybridfahrzeugen eingesetzt.
Allgemein bevorzugt kann die erste und/oder zweite Leitung eine den ersten Leiter oder zweiten Leiter umhüllende Schirmung aufweisen, die bevorzugt elektrisch leitet und insbesondere Teil der isolierenden Ummantelung sein kann. Ein solcher Schirm kann z. B. aus Schirmfolien, dünnen Geflechtsdrähten oder aus elektrisch leitendem Kunststoff gebildet sein.
In einem ersten Aspekt geht die Erfindung von einem Verfahren zum Kontaktieren einer ersten Leitung mit einer zweiten Leitung, mithin von einem Kontaktierverfahren aus. Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren der erste Leiter mittels einer Leiterinjektionsvorrichtung durch die Ummantelung, insbesondere durch eine Durchtrittsstelle der Ummantelung hindurch in den zweiten elektrischen Leiter injiziert. Die Leiterinjektionsvorrichtung wird lediglich zum Durchführen des Verfahrens oder der Injektion oder zur Herstellung der Kontaktierverbindung an die Durchtrittstelle der zweiten Leitung positioniert. Nachdem die Kontaktierverbindung hergestellt ist, d.h. die Leiterinjektion durchgeführt wurde, wird die Leiterinjektionsvorrichtung wieder von der der zweiten Leitung und insbesondere von der Durchtrittstelle entfernt, wie z.B. abgehoben.
Injektion bedeutet insbesondere, dass das in Injektionsrichtung weisende Ende des ersten Leiters in den zweiten Leiter gesteckt wird, insbesondere mit einer Translationsbewegung oder Linearbewegung entlang der Längsachse des ersten Leiters. Der Translationsbewegung oder Linearbewegung kann eine Drehbewegung vorzugsweise um die Längsachse als Drehachse überlagert sein, wobei die Translationsbewegung oder Linearbewegung gegenüber der Drehbewegung deutlich dominiert. Der erste Leiter kann quer zur Längsrichtung der zweiten Leitung injiziert werden, wie z.B. senkrecht oder in einem spitzen Winkel, d. h. in einem Winkel > 0° bis 90°.
Die Injektion des ersten Leiters kann mit einer verhältnismäßig langsamen Vorschubbewegung oder einer schnellen Vorschubbewegung erfolgen, so dass das Injektionsende des ersten Leiters durch die Ummantelung hindurch in den zweiten Leiter eingeschossen wird. Wird die Injektion mittels Einschießen vorgenommen, wird die erste Leitung insbesondere so stark beschleunigt, dass deren kinetische Energie für die Injektion des ersten Leiters durch die Ummantelung der zweiten Leitung und in den zweiten Leiter zumindest ausreicht.
Den Vorteil an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass herkömmliche, insbesondere kabelförmige Leiter auf eine einfache Weise verbunden werden können, wobei weniger Arbeitsschritte und Material benötigt wird, so dass das Verfahren sehr kosteneffizient ist.
In vorteilhaften Weiterbildungen kann die Ummantelung des zweiten Leiters an der Durchtrittsstelle vor der Injektion des ersten Leiters geschwächt sein oder werden. Hierzu kann die Durchtrittsstelle vorgebohrt oder vorgefräst werden, wobei allgemein ausgedrückt eine Materialabtragung stattfindet, oder kann die Ummantelung an der Durchtrittsstelle vorgestochen oder erhitzt werden. Das Erhitzen oder Erwärmen hat den Vorteil, dass eine Heizvorrichtung z. B. in die Leiterinjektionsvorrichtung integriert sein kann, so dass die Durchtrittsstelle unmittelbar vor dem Injizieren des ersten Leiters erhitzbar ist. Durch das Erhitzen wird der mechanische Widerstand, den die Ummantelung an Durchtrittsstelle dem ersten Leiter bei Eindringen entgegensetzt, verringert. Vorteilhaft wird das geschwächte, insbesondere erweichte oder geschmolzene Material der Ummantlung durch den ersten Leiter verdrängt, wenn dieser in die Ummantelung eindringt. Allgemein wird der erste Leiter somit durch die geschwächte Durchtrittsstelle hindurch in den zweiten Leiter injiziert.
Insbesondere kann das zu injizierende Ende des ersten Leiters so tief in den zweiten Leiter injiziert werden, dass die Injektionstiefe, d.h. die Tiefe, mit der der erste Leiter in dem zweiten Leiter eingedrungen ist oder eindringt, größer als die Breite oder der Durchmesser des in den zweiten Leiter zu injizierenden oder injizierten Endes des ersten Leiters ist. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um die maximale Breite oder den maximalen Durchmesser des in den zweiten Leiter injizierten Endes des ersten Leiters.
Das zu injizierende Ende des ersten elektrischen Leiters kann soweit in den elektrischen Leiter injiziert werden, dass es nach der Injektion in den zweiten elektrischen Leiter angeordnet ist, insbesondere mit der in dem Absatz zuvor angegebenen Mindesttiefe. Dies hat den Vorteil, dass der erste Leiter in dem zweiten Leiter verankert wird, d.h. eine sich selbst erhaltende Verbindung mit dem zweiten Leiter eingehen kann. Zum Beispiel kann eine Verformung des injizierten Endes des ersten Leiters eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter herstellen.
Das zu injizierende Ende des ersten elektrischen Leiters kann alternativ soweit in den zweiten elektrischen Leiter injiziert werden, dass es durch den zweiten elektrischen Leiter hindurch tritt und nach der Injektion in der Ummantelung der zweiten Leitung angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass der erste Leiter über eine Länge mit dem zweiten Leiter kontaktiert wird, welche dem Weg entspricht, den der erste Leiter durch den zweiten Leiter führt, wodurch die elektrische Kontaktierung verbessert werden kann.
In einer weiteren Option wird das zu injizierende Ende des ersten elektrischen Leiters so weit in den zweiten elektrischen Leiter injiziert, dass es durch den zweiten elektrischen Leiter und anschließend nochmals durch die Ummantelung des zweiten elektrischen Leiters hindurch tritt und nach der Injektion außerhalb der zweiten Leitung angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass das aus der Ummantelung hervortretende Ende des ersten Leiters z. B. umgebogen werden kann, so dass die Ausziehkraft, d. h. die Kraft, die benötigt wird, um den ersten Leiter aus dem zweiten Leiter wieder herauszuziehen, erhöht ist. In einem weiteren Schritt kann das aus der Ummantelung hervortretenden Ende mit einer elektrischen Isolierung versehen werden.
Zur Durchführung des Verfahrens kann die erste Leitung in die Leiterinjektionsvorrichtung eingelegt sein oder werden. Die Leiterinjektionsvorrichtung kann ein Antriebsmittel aufweisen, welches die erste Leitung insbesondere zu der zweiten Leitung hin vorschiebt und vorteilhaft den ersten Leiter durch die Durchtrittsstelle hindurch in den zweiten Leiter injiziert. Z. B. kann das Antriebsmittel eine vorgespannte Feder sein, welche zur Injektion entspannt wird und ihre gespeicherte Federenergie in Form von Bewegungsenergie an die erste Leitung abgibt, so dass der erste Leiter in den zweiten Leiter injiziert wird. Bei der Feder kann es sich um eine mechanische Feder, wie z. B. um eine Wendel- oder Schraubenfeder oder um eine Gasdruckfeder handeln. Nach einer erfolgten Injektion kann diese Feder wieder vorgespannt werden für eine nächste Injektion, wie z. B. per Hand oder durch ein anderes geeignetes Stellglied. Das Antriebsmittel kann in bevorzugten Ausführungen ein Treibmittel, wie z. B. ein gasförmiges, komprimiertes oder flüssiges, mithin fluides Treibmittel sein, welches Energie an den ersten Leiter abgibt, so dass der erste Leiter in den zweiten Leiter injiziert wird.
In noch einer weiteren Ausführung kann das Antriebsmittel z. B. ein Motor sein, der Energie in Form von Bewegungsenergie an die erste Leitung abgibt und den ersten Leiter in den zweiten Leiter injiziert.
Allgemein bevorzugt ist das Antriebsmittel so mit der ersten Leitung gekoppelt, dass es den ersten Leiter für die Injektion in den zweiten Leiter antreibt. Diese Kopplung kann mittelbar, wie z. B. durch ein oder mehrere Zwischenglieder oder unmittelbar sein.
In bevorzugten Ausführungen wird nach der erfolgten Injektion des ersten Leiters in den zweiten Leiter eine Ummantelung des ersten Leiters mit der Ummantelung des zweiten Leiters stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt. Vorzugsweise ist die Verbindung so, dass sie den ersten und zweiten Leiter gegen äußere Einflüsse, wie z. B. Nässe, Feuchtigkeit, oder sonstige Umwelteinflüsse abdichtet. Die stoffschlüssige Verbindung kann den ersten Leiter vorzugsweise ringförmig umgeben, vorzugsweise in Gestalt einer Schweiß- oder Schmelznaht.
Die erste Leitung kann ihre Ummantelung bereits während der Injektion aufweisen, wobei vorzugsweise das zu injizierende Ende von der Ummantelung freigelegt ist und in den zweiten Leiter injiziert wird. Die bestehende Ummantelung des ersten Leiters kann in diesem Fall vorteilhaft einen Axialanschlag bilden, der bei der Injektion gegen die Ummantelung des zweiten Leiters anschlägt oder stößt, wodurch vorteilhaft die Eindringtiefe des ersten Leiters in den zweiten Leiter einstellbar ist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die bestehende Ummantelung des ersten Leiters mit der Ummantelung des zweiten Leiters stoffschlüssig verbunden, wie z. B. verschweißt oder verschmolzen werden. Beispielsweise kann die erste Ummantelung mittels einer Heizeinrichtung, insbesondere der Heizeinrichtung, die für die Schwächung der Durchtrittsstelle verwendet wird, beheizt werden, wodurch sich die Ummantelungen der ersten und zweiten Leitungen noch besser verbinden.
In Ausführungen, in denen der erste Leiter die Ummantelung noch nicht aufweist, insbesondere blank ist oder nur eine verhältnismäßig dünne Ummantelung aufweist insbesondere ein so genannter Lackdraht ist, kann nach der Injektion des ersten Leiters in den zweiten Leiter vorteilhaft, insbesondere mit der Leiterinjektionsvorrichtung, der erste Leiter mit einem Kunststoff zur Bildung einer Ummantelung umspritzt werden, wobei es vorteilhaft ist, die so gebildete Ummantelung des ersten Leiters mit der Ummantelung des zweiten Leiters stoffschlüssig zu verbinden, insbesondere zu verschweißen oder zu verschmelzen. Besonders bevorzugt kann die Ummantelung des ersten Leiters mittels der Leiterinjektionsvorrichtung hergestellt werden, wie z. B. durch Umspritzen des ersten Leiters mittels eines Spritzgussverfahrens. Dies kann vorteilhaft dadurch erfolgen, dass die Leiterinjektionsvorrichtung oder ein Teil davon von der zweiten Leitung zurückgezogen wird, wobei beim Zurückziehen die Ummantelung mittels z. B. gleichzeitigem Zuführen von Kunststoff an den ersten Leiter um den ersten Leiter herum aufgebaut werden kann.
Sofern der translatorischen Injektionsbewegung eine Drehbewegung überlagert ist, kann diese sich dadurch ergebende Schraubbewegung die gleiche Steigung aufweisen wie die Windung des Litzenleiters des ersten Leiters. Die Schraubbewegung kann insbesondere gegenläufig zur Verseilrichtung des Litzenleiters sein. Durch die gleichen Steigungen wird erreicht, dass die einzelnen Litzen bei der Injektion im Wesentlichen mit einer Normalkraft beaufschlagt werden, so dass das Eindringen in die zweite Leitung, insbesondere in den zweiten Leiter verbessert wird.
Der zweite Leiter kann mit dem ersten Leiter während oder nach der Injektion formschlüssig, stoffschlüssig oder/und reibschlüssig verbunden, insbesondere elektrisch leitend verbunden werden. Neben der elektrischen Verbindung dienen diese Verbindungsarten auch der mechanischen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter.
Eine vorwiegend formschlüssige Verbindung, d.h. eine Verbindung, welche einer entgegen die Injektionsrichtung gerichtete auf die erste Leitung aufgebrachte Zugkraft eine auf Formschluss mit der zweiten Leitung beruhende Gegenkraft entgegensetzt, lässt sich z. B. durch das Verzweigen der Einzeldrähte des in diesem Fall als Litzenleiter ausgestalteten ersten Leiters zwischen die Litzen des in diesem Fall als Litzenleiter ausgestalteten zweiten Leiters erzielen. Ferner lässt sich eine vorwiegend formschlüssige Verbindung durch Umbiegen des injizierten Endes des ersten Leiters, durch Aufpilzen des injizierten Endes des ersten Leiters oder durch Verhaken des ersten Leiters mit dem zweiten Leiter erzielen. Das Verzweigen der Einzeldrähte des Litzenleiters kann vorteilhaft stattfinden, wenn der erste und der zweite Leiter jeweils Litzenleiter sind. Das Verzweigen der Einzeldrähte kann auch als Auffächern bezeichnet werden.
Eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Leiter lässt sich insbesondere durch Verschweißen oder Verlöten oder Schweißpressen herstellen. Als Schweißverfahren sind grundsätzlich Kontaktschweißen (Widerstandsschweißen) oder Ultraschallschweißen geeignet. Für eine Lötverbindung ist es vorteilhaft, dass das zu injizierende Ende des ersten Leiters vor dem Injizieren mit einem Lötwerkstoff versehen ist oder wird.
Eine vorwiegend reibschlüssige Verbindung, d.h. eine Verbindung, welche einer entgegen die Injektionsrichtung gerichtete auf die erste Leitung aufgebrachte Zugkraft eine auf Reibschluss mit der zweiten Leitung beruhende Gegenkraft entgegensetzt, lässt sich insbesondere durch Einpressen des ersten Leiters in den zweiten Leiter realisieren. Um den Reibschluss zu verbessern kann der zweite Leiter, dort wo der erste Leiter injiziert ist, nach der Injektion kompaktiert werden, d. h. zusammengepresst werden, insbesondere mittels über den Umfang der zweiten Leitung verteilten zu dem zweiten Leiter hin gerichteten Kräften.
Die erste Leitung oder z. B. zumindest deren zu injizierendes Ende des ersten Leiters kann ummantelungsfrei, wie z. B. teilweise oder vollständig ummantelungsfrei sein, wenn sie der Leiterinjektionsvorrichtung zugeführt wird oder die Leiterinjektionsvorrichtung kann eine Einrichtung, insbesondere eine Abmantelungseinrichtung aufweisen, welche die Ummantelung des ersten Leiters am zu injizierenden Ende entfernt, insbesondere abisoliert. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die erste Leitung in Form von Endlosware zugeführt wird.
Das zu injizierende Ende des ersten Leiters, das insbesondere bereits ummantelungsfrei ist, kann mit einem oder mehreren Schritten vorbehandelt sein oder werden. Obwohl es grundsätzlich möglich ist, diese Schritte mit der Leiterinjektionsvorrichtung durchzuführen, ist es bevorzugt, die Schritte vor dem Zuführen des ersten Leiters zu der Leiterinjektionsvorrichtung durchzuführen.
Das zu injizierende Ende des ersten Leiters kann vor der Injektion erhitzt oder wärmebehandelt werden. Dies kann mit Aufbringen von zusätzlichem Material verbunden sein, wie z. B. das Aufbringen eines Lotmaterials, das z. B. auf einer Zinnbasis gebildet ist. Das Erhitzen oder Wärmebehandeln kann aber auch ohne Aufbringen von zusätzlichem Material erfolgen. Das zu injizierende Ende ist vorzugsweise erhitzt, wenn es injiziert wird.
Weiterhin kann im Bereich des Kontakts zwischen dem ersten und zweiten Leiter ein Hilfsmittel, wie z. B. eine Dichtpaste, ein Klebstoff und/ oder ein Leitmittel zur Verstärkung der elektrischen Leitfähigkeit und/ oder Sicherung des elektrischen Kontakts eingebracht bzw. vorhanden sein. Das Leitmittel kann beispielsweise ein Mittel zum Verhindern einer Korrosion sein und/ oder Reibpartikel zum Aufrauhen der Oberfläche des ersten und/ oder zweiten Leiters aufweisen. Das Hilfsmittel kann z. B. während des Injizierens mit in den zweiten Leiter eingebracht werden und/ oder bereits vor dem Injizieren am ersten Leiter angeordnet sein.
Sofern der erste Leiter ein Litzenleiter ist, kann dieser z. B. entflochten, d. h. seine Einzelleiter in Injektionsrichtung gerade geführt, d. h. parallel zur Injektionsrichtung geführt werden. Hierdurch wird erreicht, dass bei einer drehungsfreien Translationsbewegung die Einzeldrähte der des Litzenleiters im Wesentlichen nur mit einer Normalkraft beaufschlagt werden, wodurch das Eindringen in den zweiten Leiter erleichtert wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Litzenleiter vor der Injektion kompaktiert werden, d. h. mit über den Umfang des Litzenleiters verteilten zu dem Litzenleiter weisenden Kräften verdichtet werden. Hierdurch wird ebenfalls das Eindringen bei der Injektion erleichtert und die Gefahr verringert, dass der Litzenleiter schon bei Durchdringen der Ummantelung der zweiten Leitung auffächert.
Beispielsweise kann auf das zu injizierende Ende des ersten Leiters eine Hülse aufgebracht werden, die z. B. Kerben oder Einschnitte aufweist, welche die Hülse beim Injizieren in dem zweiten Leiter aufpilzen lassen oder sich mit dem zweiten Leiter verhaken.
Das zu injizierende Ende des ersten Leiters kann legiert werden, wie z. B. durch Aufbringen eines Lotmaterials, wie oben erwähnt. Durch Erhitzen des Lotmaterials und des zu injizierenden Endes kann das Lotmaterial in das Material des ersten Leiters diffundieren, wodurch eine Legierung gebildet wird.
An das zu injizierende Ende des ersten Leiters kann wenigstens eine Kerbe angebracht werden. Diese Kerbe kann zur Bildung einer Sollknickstelle oder eines oder mehrerer Widerhaken dienen. Mit der Kerbe kann somit eine formschlüssige Verbindung mit dem zweiten Leiter erreicht werden.
Vor der Injektion werden die Leiterinjektionsvorrichtung und die zweite Leitung vorteilhaft relativ zueinander positioniert. Bevorzugt kann dies dadurch geschehen, dass die Leiterinjektionsvorrichtung an die Durchtrittsstelle der zweiten Leitung herangeführt wird. Hierzu kann die Leiterinjektionsvorrichtung an einem Positionierungssystem, wie z. B. einem Schienensystem oder einem Roboterarm angeordnet sein. Das Positionierungssystem ist so ausgestaltet, das es die Leiterinjektionsvorrichtung relativ zu der zweiten Leitung positionieren kann.
Alternativ kann die Durchtrittsstelle der zweiten Leitung an die Leiterinjektionsvorrichtung herangeführt werden. Hierzu kann die zweite Leitung an einem Positionierungssystem angeordnet sein, welches angepasst ist, die zweite Leitung relativ zu der Leiterinjektionsvorrichtung zu positionieren.
In einer vorteilhaften Ausführung können die zweite Leitung und die Leiterinjektionsvorrichtung von Hand relativ zueinander positioniert werden. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die erste Leitung mit einer zweiten bereits z. B. in einem Fahrzeug oder an anderer Stelle verlegten Leitung angeordnet werden soll.
Mehrere erste Leiter können vereinzelt, insbesondere vorkonfektioniert an der Leiterinjektionsvorrichtung bereitgestellt werden. Z. B. können die ersten Leitungen als Bündel, in einem Gurt oder im Magazin vorkonfektioniert bereitgestellt werden. Von den mehreren ersten Leitungen wird eine entnommen und in die Leiterinjektionsvorrichtung eingelegt und anschließend injiziert.
Alternativ können die ersten Leiter als Endlosware, wie z. B. von einer Trommel oder Spule abgewickelt und anschließend auf dem Weg zu oder in der Leiterinjektionsvorrichtung ggf. gekürzt werden.
Die Leiterinjektionsvorrichtung kann eine Führung mit einem vorderen und einem hinteren Ende aufweisen, wobei die erste Leitung in der Führung angeordnet ist, wenn der erster Leiter über das vordere, d.h. in Injektionsrichtung weisende Ende in den zweiten Leiter injiziert wird. Nach erfolgter Injektion kann die Leiterinjektionsvorrichtung von der Durchtrittstelle entfernt und eine neue erste Leitung für die nächste Injektion, insbesondere in Form einer vorkonfektionierten Einzelleitung oder in Form einer Endlosleitung, über das hintere Ende, d.h. der Injektionsrichtung entgegen gesetzte Ende der Führung in die Führung eingeschoben werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Kontaktiervorrichtung oder Leiterinjektionsvorrichtung, insbesondere für das oben beschriebene Verfahren. Die Leiterinjektionsvorrichtung ist zum Kontaktieren der ersten, insbesondere länglichen Leitung mit der zweiten, insbesondere länglichen Leitung ausgestaltet. Die Vorrichtung ist angepasst, die erste Leitung verschiebbar aufzunehmen. Für eine Injektion ist die zweite Leitung, insbesondere die Durchtrittsstelle vor dem Injektionsende der Vorrichtung platzierbar. Die Vorrichtung umfasst außerdem ein Gehäuse und ein Antriebsmittel, insbesondere eines der oben genannten Antriebsmittel, wobei die erste Leitung mittels des Antriebsmittels relativ zu dem Gehäuse in Injektionsrichtung bewegbar, insbesondere in die zweite Leitung injizierbar ist.
Der erste Leiter wird bei seiner Injektion in den zweiten Leiter vorzugsweise geführt, insbesondere von einer Führung, die von der Leiterinjektionsvorrichtung gebildet wird. Die Führung für den ersten Leiter umgreift diesen zumindest teilweise so, dass der erste Leiter der Führung über seinen Umfang geführt ist. Insbesondere ist die Führung so, dass ein Ausknicken des ersten Leiters oder der ersten Leitung in dem Bereich, von dem er oder sie von der Führung umgriffen wird, verhindert wird. Vorzugsweise ist der von der Führung umfasste Querschnitt in Größe und Form an den Querschnitt der ersten Leitung oder des ersten Leiters angepasst. Insbesondere ist der Querschnitt so angepasst, dass der erste Leiter oder die erste Leitung eng geführt wird. Insbesondere soll ein Ausknicken des ersten Leiters in dem Bereich, in dem er von der Führung umgriffen wird, verhindert werden. Die Querschnittsform kann z. B. rund, insbesondere kreisrund oder oval oder eckig, insbesondere quadratisch oder rechteckig sein. Vorzugsweise ist der Querschnitt der Führung ein geschlossener Querschnitt. Zwischen Führung und erstem Leiter oder erster Leitung kann ein Klemmspalt oder ein Dichtspalt gebildet werden. Der Klemmspalt kann so ausgestaltet sein, dass er z. B. durch Querschnittsverengung die erste Leitung oder den ersten Leiter klemmend halten kann. Der Dichtspalt kann so ausgestaltet sein, dass der erste Leiter relativ zu der Führung verschiebbar ist, aber im Wesentlichen fluiddicht ist. Der Dichtspalt ist insbesondere für Ausführungen von Vorteil, bei denen das Antriebsmittel ein fluides, insbesondere gasförmiges oder flüssiges Medium ist, welches auf die Rückseite der ersten Leitung wirkt, um die erste Leitung kolbenartig und geführt durch die Führung für die Injektion in Injektionsrichtung zu verschieben.
Die Führung wird vorteilhaft von dem Gehäuse oder einer gehäusefest angeordneten Hülse, oder einer Führungshülse, die relativ zu dem Gehäuse verschiebbar ist, gebildet.
Insbesondere ist der erste Leiter relativ zu der Führung verschiebbar, insbesondere durch ein Antriebsmittel der Leiterinjektionsvorrichtung, insbesondere durch ein gasförmiges, unter Druck stehendes Mittel, wobei die erste Leitung einen an der Führung geführten Kolben bildet, der an seinem hinteren Ende mit dem Antriebsmittel beaufschlagt wird.
Der erste Leiter kann z. B. relativ zu der Führung feststellbar sein, insbesondere mittels einer Feststelleinrichtung. Die Feststelleinrichtung kann z. B. eine von der Führung separate und von der Leiterinjektionsvorrichtung gebildete Einrichtung sein. Die Feststelleinrichtung kann alternativ von der Führung gebildet sein, so dass der erste Leiter von der Führung z.B. klemmbar ist. Für die Injektion kann die Führung relativ zum Gehäuse der Injektionsvorrichtung verschiebbar sein. Die Führung kann z. B. von der Führungshülse gebildet werden. Z. B. kann die Führungshülse von dem Gehäuse geführt werden.
In bevorzugten Ausführungen, in denen die Führung von einer Führungshülse gebildet wird, kann die Führungshülse mit ihrem in Injektionsrichtung weisenden Ende, welches z. B. konisch oder sich in Injektionsrichtung verjüngend ausgestaltet sein kann, so weit zu dem Gehäuse in Injektionsrichtung verschiebbar sein, dass sie, wenn der zweite Leiter vor dem Injektionsende angeordnet ist, dessen Ummantelung zumindest berührt, vorzugsweise in die Ummantelung eindringt. Alternativ kann die Führungshülse in der vorgeschobenen Position den Mantel nicht berühren, d.h., dass zwischen Ummantelung und dem in Injektionsrichtung weisenden Ende der Führungshülse ein Spalt besteht. Diese genannten Positionen können jeweils durch einen Anschlag festgelegt werden, der z. B. fix oder verstellbar ist, und an den die Führungshülse in der Injektionsposition, d. h. in die Injektionsrichtung vorgeschobene Position anschlägt.
Es ist ferner bevorzugt, dass der zweite Leiter in der Injektionsposition der Führungshülse relativ zu der Führungshülse und dem Gehäuse mittels des Antriebsmittels so weit verschiebbar ist, dass das zu injizierende Ende des ersten Leiters aus dem in Injektionsrichtung weisenden Ende der Führungshülse austritt. Während der Verschiebung der Führungshülse ist das zu injizierende Ende des ersten Leiters vorzugsweise innerhalb der Führungshülse und verschiebefest in Bezug auf die Führungshülse angeordnet, wie z.B. geklemmt, so dass dieses nicht über das in Injektionsrichtung weisende Ende der Führungshülse hervortritt, z.B. aber die Verschiebebewegung der Führungshülse mitmacht. Insbesondere kann die Feststelleinrichtung gelöst werden, wodurch der erste Leiter relativ zu der Führungshülse in Injektionsrichtung verschiebbar ist.
Mit anderen Worten ausgedrückt, werden zunächst die Führungshülse und der erste Leiter als Einheit relativ zu dem Gehäuse bis in die Injektionsposition der Führungshülse verschoben und anschließend der erste Leiter relativ zu der Führungshülse über das in Injektionsrichtung weisende Ende der Führungshülse verschoben, so dass der erste Leiter aus dem in Injektionsrichtung weisenden Ende der Führungshülse hervortritt und in den zweiten Leiter injiziert wird.
In alternativen Ausführungsformen kann die Führungshülse den zweiten Leiter für die Injektion verschiebefest aufnehmen, insbesondere klemmen, wobei der erste Leiter mit seinem zu injizierenden Ende über das in Injektionsrichtung weisende Ende der Führungshülse ragt. Die Führungshülse ist relativ zu dem Gehäuse so weit verschiebbar, dass das zu injizierende Ende des ersten Leiters in die zweite Leitung injiziert wird, wenn der zweite Leiter vor dem Injektionsende der Vorrichtung platziert ist. Die Injektionsposition der Führungshülse kann auch hier mit einem Anschlag, wie er weiter oben beschrieben ist, realisiert werden.
In einer bevorzugten Ausführung umfasst die Leiterinjektionsvorrichtung eine Schwächungsseinrichtung, insbesondere eine Heiz-, Stech- oder Abtragungseinrichtung, die angepasst ist, eine elektrisch isolierende Ummantelung des zweiten Leiters zu schwächen, um das Eindringen der Führungshülse in die Ummantelung oder das Durchdringen der Umfassung mit dem zu injizierenden Ende der ersten Leitung zu erleichtern. Die Schwächungsseinrichtung, insbesondere die Heizeinrichtung kann an dem in Injektionsrichtung weisenden Ende der Führungshülse oder an einem separaten Glied, wie z. B. einem in oder quer zur Injektionsrichtung verschiebbaren Schieber oder einer weiteren Hülse, gebildet sein. Vorzugsweise ist die Schwächungsseinrichtung aus einer Position, in der sie die Durchtrittsstelle schwächen, insbesondere erwärmen kann, wegbewegbar, insbesondere gegen oder quer zur Injektionsrichtung, so dass die Schwächungsseinrichtung die Injektion nicht behindert. Insbesondere kann die Schwächungsseinrichtung zur Schwächung in einer Position angeordnet sein, in der sie in Injektionsrichtung vor, insbesondere in einer Flucht mit der Führung oder dem zu injizierenden ersten Leiter ist. Die Schwächungsseinrichtung kann aus dieser Position wegbewegt werden. Die Schwächungsseinrichtung kann als Prisma oder Linsenverschluss ausgestaltet sein, um im geschlossenen Zustand die Durchtrittsstelle erwärmen zu können und im geöffneten Zustand die Durchtrittsstelle für die Injektion freizugeben.
Die Leiterinjektionsvorrichtung kann insbesondere eine Zuführeinrichtung aufweisen, mittels der die erste Leitung in die Führung, insbesondere die Führungshülse einlegbar oder einschiebbar ist. Mittels der Zuführeinrichtung kann eine von mehreren vorkonfektionierten ersten Leitungen in die Führung eingelegt oder eingeschoben werden. Die Zuführeinrichtung kann z.B. einen Greifer aufweisen, der die einzulegende erste Leitung greift, insbesondere deren hinteren Ende und in die Führung einlegt oder verschiebt. Der Greifer kann seitlich zusammen- und auseinanderbewegbare Greifsegmente aufweisen.
Die Vorrichtung kann insbesondere eine Zuführschleuse aufweisen, auf deren einen, insbesondere in Injektionsrichtung weisenden Seite die Führung für die erste Leitung, und/oder eine vereinzelte erste Leitung angeordnet ist, und auf der anderen Seite eine nächstfolgende erste Leitung oder mehrere erste Leitungen angeordnet sind oder bereitgestellt werden. Die Zuführschleuse kann insbesondere fluiddicht sein, so dass zwischen Zuführschleuse und der in die Führung eingelegten ersten Leitung ein Druckraum gebildet wird, der zur Injektion mit Druckfluid gefüllt wird. Die Zuführeinrichtung kann z. B. einen Stößel aufweisen, der bei geöffneter Zuführschleuse eine erste Leitung in die Führung verschiebt, wobei der Stößel anschließend zurückgezogen und die Zuführschleuse verschlossen wird. Der Stößel kann z.B. den Greifer zum Greifen der ersten Leitung aufweisen.
Der zwischen Schleuse und dem hinteren Ende des in der Führung befindlichen ersten Leiters oder dem in Injektionsrichtung weisenden Ende der Injektionshülse gebildete Druckraum wird mittels eines fluiden Antriebmittels, insbesondere gasförmigen oder flüssigen Treibmittel gefüllt. Hierdurch wird die erste Leitung in Injektionsrichtung relativ und entlang zu der Führung verschoben. Alternativ kann die Vorschubbewegung über eine mechanische Feder oder einen Motor verwirklicht werden.
Die Leiterinjektionsvorrichtung kann wenigstens eine Fluidzuführung umfassen, welche ausgestaltet ist, Fluid zwischen die Zuführschleuse und das in Injektionsrichtung weisende Ende der Führung, insbesondere in den Druckraum zu führen. Die Fluidzuführung kann z. B. ein Ventil aufweisen, mit der Druckfluid in den Druckraum zuführbar ist.
Die Leiterinjektionsvorrichtung weist vorzugsweise eine Halteeinrichtung für die zweite Leitung auf. Die Halteeinrichtung ist zumindest so ausgestaltet, dass sie die Gegenkraft für die bei der Injektion auf den zweiten Leiter ausgeübte Kraft bereitstellt. Die Halteeinrichtung kann wirkt somit als Gegenhalter. Die Halteeinrichtung kann an dem Gehäuse befestigt sein, so dass die Halteeinrichtung mit dem Gehäuse mitbewegt werden kann. Alternativ können Gehäuse und Halteeinrichtung relativ zueinander positionierbar sein. Insbesondere kann die Halteeinrichtung von einer Aufspanneinrichtung für die zweite Leitung gebildet werden.
Die Halteeinrichtung für die zweite Leitung kann die zweite Leitung zumindest teilweise umgreifen und vorzugsweise an die äußere Form der zweiten Leitung angepasst sein. Insbesondere kann die Halteeinrichtung eine Temperierungseinrichtung aufweisen, welche ausgestaltet ist, die zweite Leitung im Bereich der Halteeinrichtung zu heizen oder zu kühlen.
Wird ein fluides, insbesondere gasförmiges Treibmittel verwendet, kann dieses alternativ oder zusätzlich zur Kühlung der Kontaktierverbindung verwendet werden. Die Kontaktierverbindung lässt sich besonders gut z.B. mit flüssigem Stickstoff kühlen, wobei durch die schnellere Abkühlung eine höhere Taktzeit zwischen aufeinanderfolgenden Injektionen erreicht wird.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft die Kontaktierverbindung aus der ersten Leitung mit der zweiten Leitung. Die erste Leitung umfasst den ersten elektrischen Leiter und die den ersten elektrischen Leiter umgebende Kunststoffummantelung, wobei die zweite Leitung den zweiten elektrischen Leiter und die den zweiten elektrischen Leiter umgebende Kunststoffummantelung aufweist. Der erste Leiter erstreckt sich durch die Ummantelung des zweiten Leiters in den zweiten Leiter und kann insbesondere in den zweiten Leiter angeordnet sein. Der erste Leiter wurde in den zweiten Leiter injiziert und ist vorzugsweise mit dem zweiten Leiter elektrisch kontaktiert. Ferner ist die die Ummantelung des ersten Leiters mit der Ummantelung des zweiten Leiters um die Stelle, an welcher der erste Leiter sich durch die Ummantelung des zweiten Leiters erstreckt, stoffschlüssig verbunden. Insbesondere erstreckt sich eine entsprechende Verbindungsnaht, wie z.B. eine Schmelz- oder Schweißnaht ringförmig um den ersten Leiter. Die Ummantelung des ersten Leiters ist vorteilhaft mit der Ummantelung des zweiten Leiters stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschmolzen oder verschweißt. Dadurch ergibt sich eine gas- und flüssigkeitsdichte Abschirmung des ersten Leiters und des zweiten Leiters, die zudem auf eine einfache Weise kostengünstig herstellbar ist.
Obwohl das Kontaktierverfahren, die Kontaktiervorrichtung und die Kontaktierverbindung jeweils unter einem eigenen Aspekt beschrieben sind, wird darauf hingewiesen, dass zu jedem dieser Aspekte vorteilhafte Weiterbildungen auch in den anderen der genannten Aspekte offenbart werden. Die Erfindung wurde anhand mehrerer Ausführungen und Aspekte beschrieben. Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungen der Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die dabei offenbarten Merkmale bilden je einzeln und in jeglicher Merkmalskombination den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche vorteilhaft weiter. Es zeigen:
1 eine Kontaktierverbindung mit einem erhitzten ersten Leiter, einschließlich Vorbehandlungsschritte,
2 eine alternative Kontaktierverbindung mit einem sich auffächernden ersten Leiter, einschließlich Vorbehandlungsschritte,
3 eine weitere Kontaktierverbindung mit einem ersten Leiter, der mit einer Hülse versehen ist, einschließlich Vorbehandlungsschritte,
4 eine weitere Kontaktierverbindung mit einer Soll-Knickstelle am ersten Leiter, einschließlich Vorbehandlungsschritte,
5 eine weitere Kontaktierverbindung mit einem mit Widerhaken versehenen ersten Leiter, einschließlich Vorbehandlungsschritte,
6 eine weitere Kontaktierverbindung mit einem mit Lotwerkstoff versehenen ersten Leiter, einschließlich Vorbehandlungsschritte,
7 eine weitere Kontaktierverbindung mit einem durch Aufpilzen verankerten ersten Leiter, einschließlich Vorbehandlungsschritte,
8a/8b Vorder- und Seitenansicht einer Leiterinjektionsvorrichtung,
9a–9h die einzelnen Herstellungsschritte zur Herstellung einer Kontaktierverbindung mit der Vorrichtung aus den 8a/8b,
10a/10b eine andere Ansicht der Leiterinjektionsvorrichtung mit einem Magazin,
11 eine andere Ansicht der Leiterinjektionsvorrichtung mit einer Greifeinrichtung,
12/13 Abwandlungen für die Leiterinjektionsvorrichtung aus den 8a/8b,
14 die Leiterinjektionsvorrichtung aus den 8a/8b in einem geschlossenen Zustand,
15 die Leiterinjektionsvorrichtung aus den 8a/8b in einem geöffneten Zustand,
16 eine alternative erfindungsgemäße Ausführungsform einer Leiterinjektionsvorrichtung,
17 eine weitere alternative Ausführungsform einer Leiterinjektionsvorrichtung,
18 noch eine weitere Ausführungsform einer Leiterinjektionsvorrichtung,
19 noch eine weitere Ausführungsform einer Leiterinjektionsvorrichtung,
20 noch eine weitere Ausführungsform einer Leiterinjektionsvorrichtung und
21 eine Kontaktierung zwischen dem ersten und zweiten Leiter in einem spitzen Winkel.
In den 1 bis 7 ist jeweils eine Kontaktierverbindung zwischen einer ersten Leitung 4, 6 und einer zweiten Leitung 7, 8 gezeigt. Bei der zweiten Leitung 7, 8 handelt es sich um eine Hauptleitung, welche mittels der ersten Leitung 4, 6, die auch als Abzweig- oder Nebenleitung bezeichnet werden kann, angezapft wird. Die zweite Leitung 7, 8 umfasst einen Leiter 8, der in den Beispielen aus den 1 bis 6 ein Litzenleiter, d. h. ein aus mehreren Einzeldrähten gebildeter Leiter ist, der von einer Kunststoffumhüllung 7 umgeben ist, die den elektrischen Leiter 8 nach außen hin elektrisch isoliert und beispielsweise bei entsprechender Ausgestaltung elektromagnetisch abschirmen kann.
Die erste Leitung 4, 6 umfasst einen ersten Leiter 6, der über seinen Umfang von einer elektrisch isolierenden Umhüllung 4 umgeben ist und den elektrischen Leiter 6 nach außen hin elektrisch isoliert und vorzugsweise auch elektromagnetisch abschirmt. Für den ersten Leiter 6 kommen sowohl Litzenleiter als auch Vollleiter in Frage, mit Ausnahme von 2, in der nur ein Litzenleiter in Frage kommt.
Insbesondere mit Bezug auf 8a, b ist der erste Leiter 6 mittels einer hierin beschriebenen Leiterinjektionsvorrichtung 100 in den zweiten Leiter 8 injiziert worden und zwar so weit, dass das injizierte Ende des ersten Leiters 6 in den zweiten Leiter 8 angeordnet ist. Der erste Leiter 6 ist mit dem zweiten Leiter 8 elektrisch verbunden, d. h. kontaktiert. Die Umhüllung 4 des ersten Leiters 6 ist mit der Umhüllung 7 des zweiten Leiters 8 stoffschlüssig verbunden, nämlich durch Verschweißen oder Verschmelzen. Hierbei ist zwischen der Umhüllung 4 und der Umhüllung 7 eine ringförmig umlaufende Naht 41 gebildet. Durch die stoffschlüssige Verbindung der Umhüllungen 4, 7 sind der erste Leiter 6 und der zweite Leiter 8 gas- und flüssigkeitsdicht gegenüber der Umgebung abgedichtet, so dass sie gegenüber Umwelteinflüssen geschützt sind.
Bezugnehmend auf 1 wird in Schritt I eine erste Leitung 4, 6 bereitgestellt, deren zu injizierendes Ende 62 von der Ummantelung 4 befreit ist. Im Schritt II wird das zu injizierende Ende 62 mittels einer Heizvorrichtung erhitzt, so dass es im Schritt III, d. h. vor der Injektion in einem gegenüber der Umgebungstemperatur wesentlich erhitzten Zustand vorliegt. Das zu injizierende Ende des ersten Leiters 6 wird dann im noch heißen Zustand durch die Umhüllung 7 des zweiten Leiters 8 in den zweiten Leiter 8 injiziert (Schritt IV). Das erhitzte Ende 62 erlaubt einerseits, dass es die Ummantelung 7 einfacher durchdringen kann, und andererseits, dass es sich mit dem zweiten Leiter 8 besser verbinden kann. Dies funktioniert sowohl mit einem Litzenleiter als auch einem Volleiter für den ersten Leiter 6.
In 2 wird im Schritt I eine erste Leitung 4, 6 bereitgestellt, die einen ersten Leiter 6, der als Litzenleiter gebildet ist und von der Umhüllung 4 umgeben ist, bereitgestellt. Das zu injizierende Ende 62 des ersten Leiters 6 ist frei von der Ummantelung 4. Da Litzenleiter oftmals in verdrehter oder verseilter Form vorliegen, wird das Ende 62 des ersten Leiters 6 mittels einer rechenartigen Struktur entflochten, so dass die Einzelleiter 61 des Litzenleiters 6 im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des ersten Leiters 6 verlaufen (Schritte II und III). Vor einer Injektion kann das entflochtene Ende 62 optional kompaktiert oder verdichtet werden. Bei der Injektion durchdringt das zu injizierende Ende 62 die Ummantelung 7 des zweiten Leiters 8, wobei sich die Einzelleiter 61 in dem Leiter 8 verzweigen, wodurch der erste Leiter 6 mit dem zweiten Leiter 8 elektrisch kontaktiert wird (Schritt IV). Optional kann der zweite Leiter 8 nach dem Injizieren des ersten Leiters 6 kompaktiert oder verdichtet werden.
In 3 wird in einem Schritt I eine erste Leitung 4, 6 mit einem ummantelungsfreien zu injizierenden Ende 62 bereitgestellt. An dem Ende 62 wird eine Hülse 64 aufgebracht, wie z. B. aufgecrimpt (Schritt II). In Schritt III wird das Ende 62 mit der aufgecrimpten Hülse 64 dargestellt. Zu erkennen ist, dass die Hülse 64 mehrere Schlitze aufweist, die allgemein als Schwächung dienen, die bewirkt, dass die Hülse 64 beim Injizieren des ersten Leiters 6 in den zweiten Leiter 8 aufpilzt und dadurch den Leiter 8 kontaktiert. Auch hier kann der zweite Leiter 8 nach dem Injizieren kompaktiert oder verdichtet werden.
In 4 wird im Schritt I eine erste Leitung 4, 6 mit einem ummantelungsfreien zu injizierenden Ende 62 bereitgestellt. Ferner wird ein Kerbwerkzeug, das in diesem Beispiel keilförmig gebildet ist, bereitgestellt, wobei mit diesem Kerbwerkzeug in Schritt II eine Kerbe 65 in Bezug auf die Längsrichtung des ersten Leiters 6 seitlich eingebracht wird. Beim Einbringen der Kerbe kann der erste Leiter 6 umgeformt oder teilweise getrennt werden (Schritt III) beim Injizieren des ersten Leiters 6 in den zweiten Leiter 8 wird das zu kontaktierende Ende 62 aufgrund der Kerbe 65, die als Soll-Knickstelle wirkt, umgeknickt, so dass sich der erste Leiter 6 in dem zweiten Leiter 8 verankert und diesen kontaktiert.
In 5 wird im Schritt I eine erste Leitung 4, 6 bereitgestellt, deren zu injizierenden Ende 62 des ersten Leiters 6 ummantelungsfrei ist. Ferner wird ein Werkzeug bereitgestellt, welches mehrere Kerben 65 bezogen auf die Längsachse des ersten Leiters 6 seitlich in das zu injizierende Ende 62 einbringt. Zudem wird das zu injizierende Ende 62 angespitzt (Schritte II und III). Wird der erste Leiter 4, 6 aus der Position IV in Position V bewegt, d. h. injiziert, durchsticht er die Umhüllung 7 des zweiten Leiters 8 und dringt in den zweiten Leiter 8 ein, indem er sich aufgrund der Kerben 65, die als Widerhaken wirken, verankert. Optional kann hier eine Kompaktierung oder Verdichtung des zweiten Leiters 8 nach der Injektion stattfinden.
Auch in 6 wird in Schritt I ein Leiter 4, 6 mit einem ummantelungsfreien Ende 62 des ersten Leiters 6 bereitgestellt. Ebenfalls wird eine Verzinnungseinrichtung dargestellt, mit der das zu injizierende Ende 62 des ersten Leiters 6 verzinnt wird, was hier symbolisch dargestellt durch Eintauchen in ein Zinnbad erfolgt (Schritt II). In Schritt III wird das verzinnte, zu injizierende Ende 67 des ersten Leiters 6 dargestellt. Bei der Injektion des verzinnten Endes 67 in den zweiten Leiter 8 (Bewegung aus IV zu V) durchsticht das verzinnte Ende 67 die Ummantelung 7 des zweiten Leiters 8 und dringt in den zweiten Leiter 8 ein, wodurch der erste Leiter 6 mit dem zweiten Leiter 8 bereits kontaktiert wird. Um den Übergangswiderstand von dem zweiten Leiter 8 auf den ersten Leiter 6 zu verbessern, wird in einem nachfolgenden Schritt das Zinn des verzinnten Endes 67 mittels elektrischer Energie aufgeschmolzen, so dass das Zinn den ersten Leiter 6 mit dem zweiten Leiter 8 verlötet. Hierzu wird an den ersten Leiter 6 eine Spannung angelegt, wobei der zweite Leiter 8 als Masse dient.
In 7 wird eine erste Leitung 4, 6 mit einer zweiten Leitung 7, 8 kontaktiert. Der mit der Ummantelung 7 ummantelte zweite Leiter 8 ist in dem gezeigten Beispiel ein Vollleiter. Auch der mit der Ummantelung 4 ummantelte erste Leiter 6 ist ein Vollleiter. In einem Schritt I wird die Ummantelung 7 mittels eines Bohrers durchbohrt und der zweite Leiter mit einer Sackbohrung versehen. Im Schritt II wird das zu injizierende Ende 62 des ersten Leiters 6 durch die Ummantelung 7 in den zweiten Leiter 8 injiziert. Dazu kann beispielsweise bei einem massiven Leiter die Festigkeit, wie z. B. die Biegefestigkeit, des ersten Leiters 6 kleiner als die des zweiten Leiters 8 sein, oder bei einem Litzenleiter eine Verseilung aufgelöst werden, so dass ein Aufpilzen des injizierenden Endes 62 an der Kontaktierstelle erreicht wird.
In den 8a und 8b wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Leiterinjektionsvorrichtung gezeigt, mit der z. B. die in den 1 bis 7, 9h und 21 dargestellten Kontaktierverbindungen hergestellt werden können. Die Leiterinjektionsvorrichtung 100 weist ein Gehäuse 1 und eine in diesem Beispiel hohlzylindrische Führung 2a auf, welche eine erste Leitung 4, 6 aufnimmt und an dem Außenumfang der Ummantelung 4 führt. Die Führung 2a umgreift den Außenumfang der Ummantelung 4 geschlossen ringförmig, so dass der Mantel 4 quer zur Längsachse im Wesentlichen nicht ausknicken kann. Die Führung 2a wird in dem Beispiel aus den 8a, 8b von einer Führungshülse 2 gebildet, die relativ zu dem Gehäuse 1 bewegbar ist. Die Führungshülse 2 kann mittels eines Antriebsmittels (nicht gezeigt), wie z. B. einem Motor, einer Feder, Druckfluid usw. in Injektionsrichtung und vorzugsweise relativ zu dem Gehäuse 1 auch entgegen der Injektionsrichtung bewegt werden. Die Antriebsbewegung des Antriebsmittels wird in dem gezeigten Beispiel über einen Schieber 16 auf die Führungshülse 2 vermittelt.
Die Führungshülse 2 weist an ihrem in Injektionsrichtung weisenden Ende einen sich in Injektionsrichtung konisch verjüngenden Kopf 9 auf. An dem hinteren, d. h. dem Injektionsende entgegen gesetzten Ende weist die Führungshülse 2 eine Zuführschleuse 10 und ein Ventil 14 auf. Die Schleuse 10 trennt einen Zuführbereich der Leiterinjektionsvorrichtung von einem Injektionsbereich, in dem die Führung 2a bzw. die Führungshülse 2 angeordnet ist. Die Schleuse 10 kann geöffnet und geschlossen werden, wobei in 8a eine geschlossene Schleuse 10 gezeigt wird. Die Schleuse 10 trennt die Zuführseite von der Injektionsseite fluiddicht. Das Ventil 14 umfasst einen Einlass und einen Auslass, die getrennt voneinander schaltbar sind. Wird das Ventil einlassseitig geöffnet, kann ein Antriebsmittel 11 in Form eines Treibmittels, insbesondere eines Druckfluids in den Raum (Druckraum) zwischen Schleuse 10 und der ersten Leitung 4, 6 einströmen und auf das den Injektionsende entgegen gesetzten Ende der ersten Leitung 4, 6 wirken, wodurch der Leiter 6 in den Leiter 8 durch die Ummantelung 7 hindurch injiziert wird. Durch Öffnen des Auslasses des Ventils 14 kann das Fluid aus dem Bereich zwischen Schleuse und erster Leitung ausströmen. Das ausströmende Fluid kann z. B. zur zusätzlichen Kühlung der Kontaktierverbindung und/oder der Leiterinjektionsvorrichtung 100 verwendet werden.
Die Leiterinjektionsvorrichtung 100 umfasst ferner einen relativ zu dem Gehäuse 1 fahrbaren Schlitten 5a, der von dem Gehäuse 1 für Bewegungen in und entgegen der Injektionsvorrichtung geführt wird. An dem in Injektionsrichtung weisenden Ende des Schlittens 5a ist eine Heizeinrichtung 5 angebracht, welche die Durchtrittsstelle der Ummantelung 7 für den ersten Leiter 6 erhitzen und somit schwächen kann, so dass ein Durchtritt des ersten Leiters 6 durch die Ummantelung 7 vereinfacht wird. Die Heizeinrichtung 5 kann z. B. entsprechend 13 ausgestaltet sein. Dort ist die Heizeinrichtung in Gestalt eines Prismen- oder Linsenverschlusses gebildet, wobei dieser Verschluss geöffnet und geschlossen werden kann, wobei der Verschluss zum Beheizen vorzugsweise geschlossen und für die Injektion vorzugsweise geöffnet ist, insbesondere so weit geöffnet ist, um der ersten Leitung 4, 6 den Durchtritt durch die Heizeinrichtung zu erlauben. Das in Injektionsrichtung weisende Ende des Schlittens 5a ist vorzugsweise an die Außenform der Ummantelung 7 angepasst.
Die Leiterinjektionsvorrichtung 100 weist außerdem eine Halteeinrichtung 15 auf, die in diesem Beispiel an dem Gehäuse 1 befestigt ist. Alternativ kann das Gehäuse 1 relativ zu der Halteeinrichtung 15 frei positioniert werden. Die Halteeinrichtung 15 umfasst einen Führungsabschnitt 12, der an die Außenform der Ummantelung 7 angepasst ist. Somit wird ein fester Sitz der zweiten Leitung 7, 8 in der Halteeinrichtung 15 gewährleistet. Der Führungsabschnitt 12 ist vorzugsweise aktiv temperierbar, d. h. in Bezug auf die Umgebungstemperatur heizbar oder kühlbar. Alternativ oder zusätzlich kann der Führungsabschnitt 12 so ausgestaltet sein, dass er den zweiten Leiter 8 kompaktieren kann, z.B. dadurch, dass der Führungsabschnitt 12 aufgeblasen wird.
In den 9a bis 9h werden die einzelnen Verfahrensschritte gezeigt, mit denen mit der Vorrichtung 100 eine Kontaktierverbindung hergestellt wird. In 9a ist die zweigeteilte Halteeinrichtung 15 geöffnet, so dass die zweite Leitung 7, 8 und die Leiterinjektionsvorrichtung 100 zusammengeführt werden können, d. h. die zweite Leitung 7, 8 in der Halteeinrichtung 15 aufgenommen werden kann. Davor, währenddessen oder später wird aus einem Magazin 19, welches mehrere vorkonfektionierte erste Leitungen 4, 6 umfasst, die mit einem oder mehreren Gurten verbunden sind, eine erste Leitung 4, 6 in die Führungshülse 2 eingelegt. Insbesondere wird hierzu die Schleuse 10 geöffnet und eine erste Leitung 4, 6 mit Hilfe eines Stößels (10a, 10b) von der Zuführseite auf die Injektionsseite der Schleuse 10, insbesondere in die Führung 2a bzw. die Führungshülse 2 verschoben.
Anschließend wird die Unterseite des Halteabschnitts 15 mit der Oberseite des Halteabschnitts 15 zusammengefahren (9b), so dass die zweite Leitung 7, 8 fest in dem Halteabschnitt 15 aufgenommen wird (9c). Anschließend wird der Schlitten 5a relativ zu dem Gehäuse 1 in Injektionsrichtung bewegt, bis dessen in Injektionsrichtung weisendes Ende und mithin die Heizeinrichtung 5 an der Ummantelung 7 angeordnet sind (9c). Die Heizeinrichtung 5 ist nun geschlossen. Anschließend wird die Führungshülse 2 aus der in 9c gezeigten Position in die in 9d gezeigte Position innerhalb des Gehäuses 1 bzw. des Schlittens 5a in Injektionsrichtung verschoben. Dieser Schritt kann entfallen, wenn die Führungshülse 2 bereits in der in 9d gezeigten Position angeordnet ist.
In der in 9c gezeigten Position wird die Heizeinrichtung 5 beheizt, so dass die Ummantelung 7 geschwächt wird. Anschließend werden die Heizeinrichtung 5 geöffnet und die Führungshülse 2, die von der Ummantelung 7 beabstandet ist, mit einer Bewegung in Injektionsrichtung relativ zu dem Gehäuse 1 und zu der Ummantelung 7 so weit verfahren, bis der Kopf 9 in die Ummantelung 7 eindringt, wobei die erste Leitung 4, 6 in Bezug auf die Hülse 2 ortsfest bleibt und insbesondere eine Position einnimmt, in der das zu injizierende Ende des ersten Leiters 6 vollständig innerhalb der Führungshülse 2 angeordnet ist, d. h. nicht über den Kopf 9 hinaus steht.
Anschließend wird der Eingang des Ventils 14 geöffnet, wobei der Ausgang des Ventils 14 geschlossen ist (8a) so dass das der Injektionsrichtung entgegen gesetzte Ende der ersten Leitung 4, 6 mit Druckfluid 11 beaufschlagt wird. Hierdurch wird die erste Leitung 4, 6 kolbenartig und geführt durch die Führung 2a in Injektionsrichtung verschoben, so dass das zu injizierende Ende des ersten Leiters 6 durch die Durchtrittsstelle der Ummantelung 7 hindurch tritt und in den zweiten Leiter 8 injiziert wird (9e). Dabei verschmilzt die erhitzte Ummantelung 7 mit der Ummantelung 4 des ersten Leiters 6 und bildet eine ringförmige Naht 41 (1 bis 7). Anschließend wird die Führungshülse 2 relativ zu dem Gehäuse 1 und dem ersten Leiter 6 entgegen die Injektionsrichtung bewegt, insbesondere zurückgezogen (9f). Die Kontaktierverbindung bestehend aus erster Leitung 4, 6 und zweiter Leitung 7, 8 wird aus der Leiterinjektionsvorrichtung 100 entnommen (9g). An dem der Kontaktierverbindung entgegen gesetzten Ende weist die erste Leitung 6 eine Ummantelung auf, die, wie in 9h ersichtlich, entfernt wird. Hier können dann weitere Bauelemente, wie z. B. Stecker, Verbraucher oder andere Kabel angeschlossen werden. Bei der Leitung 4, 6 handelt es sich genau genommen um ein Leitungsstück, welches auch als Pig-Tail bezeichnet wird.
In 11 ist erkennbar, dass der Stößel 20 an seinem in Injektionsrichtung weisenden Ende eine Greifeinrichtung aufweist, welche spannzangenartig aufeinander zu und voneinander weg verfahrbare Segmente aufweist. In I. ist die Greifeinrichtung geöffnet, wobei die Pfeile die Schließrichtung der Segmente angeben. In II ist die Greifeinrichtung geschlossen, wobei der erste Leiter zwischen den Segmenten eingeklemmt ist.
In 12 wird eine Variante für die Injektionsvorrichtung 100 gezeigt, wobei die Führungshülse 2 bei der Bewegung in Injektionsrichtung zusätzlich zu der Translationsbewegung eine Rotationsbewegung ausführt. Diese überlagerte Drehbewegung, die auch als Schraubbewegung bezeichnet wird, kann mittels einer Gewindeführung, die zwischen dem Gehäuse 1 und der Führungshülse 2 oder dem Schlitten 5a und der Führungshülse 2 angeordnet ist, erzeugt werden.
In 14 wird eine Abwandlung des Verfahrens gezeigt, wobei die Führungshülse 2 nur so weit in Injektionsrichtung verfahren wird, dass sie die Ummantelung 7 berührt, aber nicht in die Ummantelung 7 eindringt.
In 15 wird eine Abwandlung der Vorrichtung aus den 8a/8b gezeigt, bei der nur ein Einlass für die Fluidzuführung vorhanden ist, der auch als Auslass für Druckfluid nach der Injektion dient. Das Ventil 14 kann z.B. so gestaltet sein wie das in 20.
16 zeigt eine Skizze einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Führung 2a, welche die Ummantelung 4 des ersten Leiters 6 gerade führt, von dem Gehäuse 1 gebildet wird. Das Antriebsmittel 11, welches in der Gestalt von drehbaren Rädern vorliegt, kann an dem Umfang der Ummantelung 4 abrollen, so dass die Ummantelung 4 mit samt Leiter 6 in Injektionsrichtung verschiebbar ist. Obwohl nicht eingezeichnet, ist auch hier eine Heizeinrichtung 5 bevorzugt, welche die Ummantelung 7 des zweiten Leiters 8 schwächt, so dass das zu injizierende Ende 62 des Leiters 6 die Ummantelung 7 durchdringen und in den zweiten Leiter 8 injiziert werden kann. Die Heizeinrichtung 5 bewirkt, dass die Ummantelung 4 mit der Ummantelung 7 stoffschlüssig verbunden wird.
17 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Leiterinjektionsvorrichtung 100, bei der ein Gehäuse 1 die Führung 2a für den Mantel 4 des ersten Leiters 6 bildet. Als Antriebsmittel ist eine vorgespannte Feder 11 vorgesehen, die sich an dem Ende, welches entgegen gesetzt zu dem injizierenden Ende 62 der Leitung 4, 6 entgegen gesetzt ist, abstützt. Ein Sperrglied 21 verhindert, dass die erste Leitung 4, 6 in Injektionsrichtung verschoben wird und dass die Feder 11 entspannt wird. Zum Injizieren wird durch eine Heizeinrichtung 5 der Mantel 7 an der Durchtrittsstelle geschwächt. Anschließend wird das Sperrglied 21 in Pfeilrichtung bewegt, wodurch die Feder 11 das zu injizierende Ende 62 durch die erhitzte Durchtrittsstelle des Mantels 7 hindurch in den zweiten Leiter 8 injiziert. Dabei gibt die Feder 11 die in ihr gespeicherte Federenergie als Bewegungsenergie an die Leitung 4, 6 ab.
In 18 wird eine noch weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, wobei das Gehäuse 1 eine Führung für die Führungshülse 2 bildet. Die Führungshülse 2 kann mittels einer Antriebseinrichtung 23 in und gegen die Injektionsrichtung bewegt werden. Die Führungshülse 2 bildet eine Führung 2a für die erste Leitung 4, 6, insbesondere den Mantel 4 des ersten Leiters 6. Ferner ist ein Ventil 14 vorhanden, welches beim Öffnen ein gasförmiges Treibmittel in den Bereich zwischen dem hinteren Ende der Leitung 4, 6 und der Schleuse 10 einlassen kann. Mittels der Heizeinrichtung 5 wird die Durchtrittsstelle des Mantels 7 erwärmt, wobei die Führungshülse 2 relativ zu dem Gehäuse 1 durch den Antrieb 23 in Injektionsrichtung bewegt wird, und zwar so weit, dass das in Injektionsrichtung weisende Ende der Führungshülse 2 in die Ummantelung 7 eindringt. Anschließend wird das Ventil 14 geöffnet, so dass die Rückseite der Leitung 4, 6 mit Druckfluid beaufschlagt wird, wodurch die Leitung 4, 6 kolbenartig in Injektionsrichtung verschoben wird. Hierdurch wird das zu injizierende Ende 62 des ersten Leiters 6 durch den Mantel 7 hindurch in den zweiten Leiter 8 injiziert.
19 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die erste Leitung 6 ohne Ummantelung auskommt bzw. die erste Leitung 6 ein so genannter Lackdraht sein kann. Die Führungshülse 2 kann von einer Antriebseinrichtung 23 in und entgegen einer Injektionsrichtung bewegt werden, wobei die Führungshülse 2 von dem Gehäuse 1 geführt wird. Die Führungshülse 2 weist eine Führung 2a für den ersten Leiter 6 auf. Das zu injizierende Ende 62 des Leiters 6 ist insbesondere vollständig innerhalb der Führungshülse 2 angeordnet. Der erste Leiter 6 wird als sogenannte Endlosware auf einer Spule bereitgestellt.
Für die Injektion des zu injizierenden Endes 62 wird der Mantel 7 mit der Heizeinrichtung 5 an der Durchtrittsstelle beheizt und somit geschwächt. Anschließend wird die Führungshülse 2 relativ zu dem Gehäuse 1 in Injektionsrichtung bewegt, insbesondere so weit, dass die Führungshülse 2 die Ummantelung 8 zumindest berührt. Bei der Vorschubbewegung der Führungshülse 2 bleibt der erste Leiter 6 vorzugsweise ortsfest in Bezug auf die Führungshülse 2. Nachdem die Führungshülse 2 ihre vorgeschobene Position erreicht hat, wird das zu injizierende Ende der ersten Leitung 6 relativ zu der Führungshülse 2 und dem Gehäuse 1 durch die Durchtrittsstelle des Mantels 7 hindurch in den zweiten Leiter 8 injiziert. Das Antriebsmittel 11 umfasst in der gezeigten Ausführung zwei Eingriffsräder, welche in den ersten Leiter 6, der zwischen den zwei Eingriffsrädern angeordnet ist, eingreifen, wobei eine Drehbewegung der Eingriffsräder eine Axialverschiebung des ersten Leiters 6 bewirkt.
Dadurch, dass der erste Leiter 6 durch die Führung 2a geführt wird, wird vermieden, dass der Leiter 6 seitlich ausknickt. Nach der Injektion wird die Führungshülse 2 relativ zu dem Gehäuse 1 und dem injizierten Leiter 6 zurückgezogen, wobei ein Ringspalt zwischen dem injizierten Leiter 6 und dem Gehäuse 1 entsteht. In diesen Ringspalt mündet eine in dem Gehäuse 1 gebildete Ringdüse, über welche fließfähiger Kunststoff 22 in den Ringspalt zwischen Gehäuse 1 und dem Leiter 6 eingeführt wird, so dass eine Ummantelung um den ersten Leiter 6 aufgebaut wird, die gleichzeitig mit der Ummantelung 7 des zweiten Leiters eine stoffschlüssige Verbindung bildet.
20 zeigt noch eine weitere Ausführungsform einer Leiterinjektionsvorrichtung, wobei das Gehäuse 1 eine Führung 2a für den ersten Leiter 4, 6, insbesondere die Ummantelung 4 bildet. Die Leitung 4, 6 ist relativ zu der Führung 2a und zu dem Gehäuse 1 verschiebbar. Die Leiterinjektionsvorrichtung 100 weist eine Schleuse 10 auf, zwischen der und dem hinteren Ende der ersten Leitung 4, 6 ein Druckraum gebildet ist. Zuführungsseitig der Schleuse 10 ist eine weitere erste Leitung 4, 6 angeordnet. Für die Injektion wird der Mantel 7 an der Durchtrittsstelle erwärmt, so dass die Festigkeit des Mantels an dieser Stelle geschwächt wird. Anschließend wird die Heizeinrichtung 5 aus der Flucht der ersten Leitung 4, 6 verschoben. Die Vorrichtung weist ferner ein Ventil 14 in der Gestalt eines 3/2-Wegeventils auf, dessen Grundstellung den Druckraum entlastet. Bei Betätigung, d. h. Schalten des Ventils 14 wird Druckfluid in den Druckraum geleitet, wodurch die erste Leitung 4, 6 kolbenartig geführt durch die Führung 2a des Gehäuses 1 relativ zu dem Gehäuse 1 in Injektionsrichtung verschoben wird, so dass das zu injizierende Ende 62 durch den Mantel 7 hindurch tritt und in den zweiten Leiter 8 injiziert wird.
Nach der Injektion wird die Leiterinjektionsvorrichtung 100 von der Injektionsstelle abgenommen und an einer anderen Stelle positioniert, wobei durch das Öffnen der Schleuse 10 und mittels einer Zuführeinrichtung (nicht gezeigt) das in 20 zuführseitig gezeigte Leitungsstück 4 relativ zu dem Gehäuse 1 in den Bereich der Führung 2a verschoben wird. Hierdurch wird die Vorrichtung 100 nachgeladen, so dass sie für die nächste Injektion bereit ist.
In 21 ist ein erster Leiter 6 dargestellt, der in den zweiten Leiter 8 in einem spitzen Winkel injiziert ist. Hierfür braucht die Leiterinjektionsvorrichtung 100 lediglich dem gewünschten Injektionswinkel entsprechend in Bezug auf die Längsrichtung des zweiten Leiters 8 geneigt werden. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die Ummantelungen 4 und 7 weggelassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19717216 [0003]
EP 1844532 B1 [0004]
DE 102009028618 A1 [0005]
US 6162991 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Kontaktieren einer ersten insbesondere länglichen Leitung (4, 6) mit einer zweiten insbesondere länglichen Leitung (7, 8), wobei die erste Leitung (4, 6) zumindest einen ersten elektrischen Leiter (6), der draht- oder litzenförmig ausgebildet ist, und die zweite Leitung (7, 8) einen zweiten elektrischen Leiter (8) und eine den zweiten elektrischen Leiter (8) umgebende Kunststoffummantelung (7) aufweist, wobei der erste elektrische Leiter (6) mittels einer Leiterinjektionsvorrichtung (100) durch die Ummantelung (7) des zweiten Leiters (8) hindurch in den zweiten Leiter (8) injiziert wird und die Leitungsinjektionsvorrichtung (100) und der zweite Leiter (8) nach dem Injizieren voneinander entfernt werden, wobei die erste Leitung (4, 6) an der zweiten Leitung (7, 8) verbleibt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leiter (6) an seinem zu injizierenden Ende (62) vor der Injektion quer zu seiner Längsrichtung eine größte Breite, insbesondere einen größten Durchmesser aufweist, wobei das zu injizierende Ende (62) des ersten Leiters (6) so tief in den zweiten Leiter (8) injiziert wird, dass die Injektionstiefe mindestens der Breite oder dem Durchmesser entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (7) an einer Durchtrittsstelle geschwächt ist und der erste Leiter (6) durch die geschwächte Durchtrittsstelle hindurch in den zweiten Leiter (8) injiziert wird, wobei die Ummantelung (7) der zweiten Leitung (7, 8) an der Durchtrittstelle insbesondere durch Erwärmen, Materialabtragen, chemisches Einwirken oder Vorstechen geschwächt wird oder ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (4, 6) in die Leiterinjektionsvorrichtung (100) eingelegt ist oder wird, wobei die Leiterinjektionsvorrichtung (100) die erste Leitung (4, 6) mittels eines Antriebmittels (11) zu der zweiten Leitung (7, 8) hin vorschiebt und den ersten Leiter (6) durch die Durchtrittstelle hindurch in den zweiten Leiter (8) injiziert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (4, 6) bereits vor der Injektion eine den ersten elektrischen Leiter (6) umgebende Kunststoffummantelung (4) aufweist oder die erste Leitung (6), insbesondere nach der Injektion des ersten Leiters (6) mit einer Kunststoffummantelung (4) umspritzt wird, wobei die Ummantelung (4) des ersten Leiters (6) mit der Ummantelung (7) des zweiten Leiters (8) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschmolzen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Leiter (8) mit dem ersten Leiter (6) während oder nach der Injektion: – formschlüssig, insbesondere durch Verzweigen der Einzeldrähte (61) des als Litzenleiter ausgestalteten ersten Leiters (6), Umbiegen, Aufpilzen, Verhaken des injizierten Endes (62), oder – stoffschlüssig, insbesondere durch Verschweißen oder Löten oder Schweißpressen nach der Injektion, oder – reibschlüssig, insbesondere durch Einpressen des ersten Leiters (6) in den zweiten Leiter (8) während oder Kompaktieren des zweiten Leiters (8) nach der Injektion, elektrisch leitend verbunden wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu injizierende Ende (62) des ersten Leiters (6) vor der Injektion ummantelungsfrei ist und mit wenigstens einem der folgenden Schritte vorbehandelt wird oder ist: – Erhitzen oder Wärmebehandeln, mit oder ohne Aufbringen von zusätzlichem Material, – sofern der erste Leiter (6) ein Litzenleiter ist, Entflechten oder/und Kompaktieren der Einzeldrähte (61) des Litzenleiters, – Aufbringen einer Hülse (64), – Legieren oder/und Aufbringen eines Lotmaterials, – Anbringen von wenigstens einer Kerbe (65) zur Bildung einer Sollknickstelle oder eines Widerhakens.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leiter (6) durch die Durchtrittstelle hindurch mittels einer Linearbewegung des ersten Leiters (6) relativ zu dem zweiten Leiter (8), insbesondere nur mit einer Linearbewegung oder kombiniert oder überlagert mit einer Drehbewegung um die Längsachse des ersten Leiters (6), injiziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterinjektionsvorrichtung (100) eine Führung (2a) mit einem vorderen und einem hinteren Ende aufweist, wobei die erste Leitung (4, 6) in der Führung (2a) angeordnet ist, wenn der erster Leiter (6) über das vordere Ende in den zweiten Leiter (8) injiziert wird, wobei nach der Injektion eine neue erste Leitung (4', 6'), insbesondere in Form einer vorkonfektionierten Einzelleitung oder in Form einer Endlosleitung, über das hintere Ende in die Führung (2a) eingeschoben wird.
Leiterinjektionsvorrichtung (100) zum Kontaktieren einer ersten insbesondere länglichen Leitung (4, 6) mit einer zweiten insbesondere länglichen Leitung (7, 8), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterinjektionsvorrichtung (100) angepasst ist, die erste Leitung (4, 6) verschiebbar aufzunehmen, und die zweite Leitung (7, 8) vor einem Injektionsende der Leiterinjektionsvorrichtung (100) platzierbar ist, wobei die Leiterinjektionsvorrichtung (100) ferner umfasst: – ein Gehäuse (1) und – ein Antriebsmittel (11), – wobei die erste Leitung (4, 6) für deren Injektion in die zweite Leitung (7, 8) mittels des Antriebsmittels (11) relativ zu dem Gehäuse (1) in Injektionsrichtung bewegbar ist.
Leiterinjektionsvorrichtung (100) nach Anspruch 10, ferner umfassend eine Führung (2a) für die erste Leitung (4, 6), welche die erste Leitung (4, 6) zumindest teilweise so umgreift, dass die erste Leitung (4, 6) von einer Führung (2a) geführt ist.
Leiterinjektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (4, 6) für die Injektion mit dem Antriebsmittel (11) relativ zu der Führung (2a) verschiebbar ist, wobei bevorzugt ist, dass das Antriebsmittel ein gasförmiges, unter Druck stehendes Mittel ist und der Leiter einen Kolben bildet, der seitlich und/oder an seinem hinteren Ende mit dem Mittel beaufschlagt wird.
Leiterinjektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel eine Antriebseinrichtung (11) ist, die ein gasförmiges oder flüssiges Treibmittel, eine mechanische Feder oder einen Motor umfasst.
Leiterinjektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (4, 6) relativ zu der Führung (2a) feststellbar ist, insbesondere von der Führung (2a) klemmbar ist, wobei die Führung (2a) relativ zum Gehäuse (1) in Injektionsrichtung verschiebbar ist.
Leiterinjektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (2a) von einer Führungshülse (2) gebildet wird, welche mit ihrem in Injektionsrichtung weisenden Ende soweit relativ zu dem Gehäuse (1) in Injektionsrichtung verschiebbar ist, dass sie, wenn die zweite Leitung (7, 8) vor dem Injektionsende angeordnet ist, in deren Ummantelung (7) eindringt oder die Ummantelung (7) zumindest berührt, wobei der erste Leiter (6) in dieser Position der Führungshülse (2) relativ zu der Führungshülse (2) und dem Gehäuse (1) mittels des Antriebsmittels (11) soweit verschiebbar ist, dass ein zu injizierendes Ende (62) des ersten Leiters (6) aus dem in Injektionsrichtung weisenden Ende der Führungshülse (2) austritt.
Leiterinjektionsvorrichtung (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (2a) von einer Führungshülse (2) gebildet ist und die Führungshülse (2) die erste Leitung (4, 6) für die Injektion verschiebefest aufnimmt, wobei der erste Leiter (6) mit seinem zu injizierenden Ende (62) über das in Injektionsrichtung weisende Ende der Führungshülse (2) ragt, wobei die Führungshülse (2) relativ zu dem Gehäuse (1) soweit verschiebbar ist, dass das zu injizierende Ende (62) des ersten Leiters (6) in die zweite Leitung (7, 8) injiziert wird, wenn die zweite Leitung (7, 8) vor dem Injektionsende der Leiterinjektionsvorrichtung (100) platziert ist.
Leiterinjektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 16, ferner umfassend eine Schwächungseinrichtung (5), insbesondere eine Heiz-, Stech- oder Abtragungseinrichtung, die angepasst ist, die Ummantelung (7) des zweiten Leiters (8) zu schwächen, insbesondere um das Eindringen der Führungshülse (2) in die Ummantelung (7) oder das Durchdringen der Umfassung (7) mit dem zu injizierenden Ende (62) der ersten Leitung (6) zu erleichtern.
Leiterinjektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Zuführeinrichtung (20) aufweist, mittels der, insbesondere über eine Zuführschleuse (10), eine erste Leitung (4, 6; 4', 6') in die Führungshülse (2) einlegbar oder einschiebbar ist, insbesondere über das dem in Injektionsrichtung weisenden Ende entgegengesetzte oder hintere Ende der Führungshülse (2).
Leiterinjektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 18, ferner umfassend wenigsten eine Fluidzuführung, welche ausgestaltet ist, ein Fluid, insbesondere über ein Ventil (14) zwischen eine Zuführschleuse (10) und das in Injektionsrichtung weisende oder vordere Ende einer Führungshülse (2) zuzuführen.
Leiterinjektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Halteeinrichtung (15) aufweist, welche zumindest einen Gegenhalter für die durch die Injektion auf die zweite Leitung (7, 8) ausgeübten Kräfte bildet, wobei das Gehäuse (1) und die Halteeinrichtung (15) miteinander verbunden oder relativ zueinander positionierbar sind.
Kontaktierverbindung umfassend eine erste insbesondere längliche Leitung (4, 6) und eine zweiten insbesondere längliche Leitung (7, 8), wobei: – die erste Leitung (4, 6) einen ersten elektrischen Leiter (6), der draht- oder litzenförmig ist, und eine den ersten Leiter (6) umgebende Kunststoffummantelung (4) und die zweite Leitung (7, 8) einen zweiten elektrischen Leiter (8) und eine den zweiten Leiter (8) umgebende Kunststoffummantelung (7) aufweist, – der erste Leiter (6) sich durch die Ummantelung (7) des zweiten Leiters (8) in den zweiten Leiter (8) erstreckt und mit dem zweiten Leiter (8) elektrisch leitend kontaktiert und – die Ummantelung (4) des ersten Leiters (6) mit der Ummantelung (7) des zweiten Leiters (8) um die Stelle, an welcher der erste Leiter (6) sich durch die Ummantelung (7) des zweiten Leiters (8) erstreckt, stoffschlüssig verbunden ist.
Kontaktierverbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer aus erstem und zweitem Leiter (6, 8) ein Litzenleiter oder ein Massivdraht ist oder geflochtene Einzeldrähte umfasst.
Kontaktierverbindung nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste Leiter (6) in der ersten Leitung (4, 6) zentral angeordnet oder konzentrisch von seiner Ummantelung (4) umgeben ist oder/und – der zweite Leiter (8) in der zweiten Leitung (7, 8) zentral oder konzentrisch um einen zentralen Leiter angeordnet oder konzentrisch von seiner Ummantelung (7) umgeben ist.
Kontaktierverbindung nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung und die erste Leitung (4, 6) und die zweite Leitung (7, 8) Bestandteil eines Kabelbaums für ein Fahrzeug, insbesondere ein bodengebundenes Kraftfahrzeug, ein Wasserfahrzeug oder ein Luftfahrzeug sind.
Kontaktierverbindung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leiter (6) und/oder der zweite Leiter (8) aus einem Material auf Kupfer- oder Aluminiumbasis sind.