DE102014009467A1 - Electrical connection, process for their preparation and use of a protective lacquer - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindung (2, 42, 82) für Kraftfahrzeuge mit einem ersten Leiterelement (4, 44, 84) aus einem ersten Metall oder einer Legierung daraus und mit einem zweiten Leiterelement (6, 46, 86) aus einem zweiten, von dem ersten Metall verschiedenen Metall oder einer Legierung daraus, wobei das erste Leiterelement (4, 44, 84) und das zweite Leiterelement (6, 46, 86) in einem Verbindungsbereich (22, 54, 92) in elektrisch leitfähiger Weise stoff-, form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind, und wobei als Korrosionsschutz für den Verbindungsbereich (22, 54, 92) eine den Verbindungsbereich (22, 54, 92) zumindest teilweise einschließende Schutzlackschicht (24, 56, 94) aus einem Schutzlack vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer solchen elektrischen Verbindung (2, 42, 82), bei dem ein erstes Leiterelement (4, 44, 84) aus einem ersten Metall oder einer Legierung daraus und ein zweites Leiterelement (6, 46, 86) aus einem zweiten, von dem ersten Metall verschiedenen Metall oder einer Legierung daraus in einem Verbindungsbereich (22, 54, 92) in elektrisch leitfähiger Weise stoff-, form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden werden, wobei die elektrische Verbindung (2, 42, 82) derart mit einer Schutzlackschicht (24, 56, 94) aus einem Schutzlack beschichtet wird, dass der Verbindungsbereich (22, 54, 92) durch die Schutzlackschicht (24, 56, 94) zumindest teilweise eingeschlossen wird. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines Schutzlacks für eine Schutzlackschicht (24, 56, 94) als Korrosionsschutz für sortenunreine Metallverbindungen.The invention relates to an electrical connection (2, 42, 82) for motor vehicles having a first conductor element (4, 44, 84) made of a first metal or an alloy thereof and having a second conductor element (6, 46, 86) of a second, metal or an alloy thereof other than the first metal, the first conductor element (4, 44, 84) and the second conductor element (6, 46, 86) being electrically conductively connected in a connection region (22, 54, 92), positively and / or non-positively connected to each other, and wherein as the corrosion protection for the connection region (22, 54, 92) the connection region (22, 54, 92) at least partially enclosing protective lacquer layer (24, 56, 94) is provided from a protective lacquer , The invention further relates to a method for producing such an electrical connection (2, 42, 82), in which a first conductor element (4, 44, 84) made of a first metal or an alloy thereof and a second conductor element (6, 46, 86 ) of a second, different from the first metal metal or an alloy thereof in a connection region (22, 54, 92) in an electrically conductive manner material, positive and / or non-positively connected to each other, wherein the electrical connection (2, 42 , 82) is coated with a protective lacquer layer (24, 56, 94) of a protective lacquer such that the connecting region (22, 54, 92) is at least partially enclosed by the protective lacquer layer (24, 56, 94). The invention further relates to the use of a protective varnish for a protective varnish layer (24, 56, 94) as corrosion protection for varietally pure metal compounds.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindung für Kraftfahrzeuge mit einem ersten Leiterelement aus einem ersten Metall oder einer Legierung daraus und mit einem zweiten Leiterelement aus einem zweiten, von dem ersten Metall verschiedenen Metall oder einer Legierung daraus, wobei das erste Leiterelement und das zweite Leiterelement in einem Verbindungsbereich in elektrisch leitfähiger Weise stoff-, form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer solchen elektrischen Verbindung, bei dem ein erstes Leiterelement aus einem ersten Metall oder einer Legierung daraus und ein zweites Leiterelement aus einem zweiten, von dem ersten Metall verschiedenen Metall oder einer Legierung daraus in einem Verbindungsbereich in elektrisch leitfähiger Weise stoff-, form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden werden. Außerdem betrifft die Erfindung noch eine vorteilhafte Verwendung eines Schutzlacks.The invention relates to an electrical connection for motor vehicles with a first conductor element of a first metal or an alloy thereof and with a second conductor element of a second, different from the first metal metal or an alloy thereof, wherein the first conductor element and the second conductor element in a Connecting region in an electrically conductive manner material, form and / or non-positively connected to each other. The invention further relates to a method for producing such an electrical connection, wherein a first conductor element of a first metal or an alloy thereof and a second conductor element of a second, different from the first metal metal or an alloy thereof in a connection region in electrically conductive Way material, form and / or non-positively connected to each other. In addition, the invention also relates to an advantageous use of a protective coating.
Im Kraftfahrzeugbau kommt es häufig vor, dass elektrische Leitungen wie zum Beispiel Batterieleitungen an Komponenten angeschlossen werden, die aus einem anderen Material bestehen als die Leitungen selbst. Derartige elektrische Verbindungen, bei denen die verbundenen Leiterelemente aus verschiedenen Metallen bzw. verschiedenartigen, d. h. auf verschiedenen Metallen basierenden Legierungen bestehen, werden allgemein als sortenunreine Verbindungen bezeichnet. Ein typischer Einbauort für solche sortenunreine Verbindungen ist insbesondere der Motorraum eines Kraftfahrzeugs.In the automotive industry, it often happens that electrical lines such as battery cables are connected to components that are made of a different material than the lines themselves. Such electrical connections in which the connected conductor elements made of different metals or different types, d. H. consist of alloys based on different metals, are generally referred to as unclean compounds. A typical installation location for such unclean compounds is in particular the engine compartment of a motor vehicle.
Sortenunreine Verbindungen haben gegenüber sortenreinen Verbindungen den Nachteil, dass sie im Verbindungsbereich der beiden Leiterelemente verstärkt zu Kontaktkorrosion neigen. Die Kontaktkorrosion kann zudem durch korrosionsfördernde Umgebungsbedingungen verstärkt werden, beispielsweise durch eine hohe Konzentration korrosionsfördernder Medien wie insbesondere Feuchtigkeit, aber auch durch hohe Umgebungstemperaturen. Erhöhte Korrosionsanforderungen herrschen insbesondere im Motorraum eines Kraftfahrzeugs, da es sich hierbei um einen Nassbereich handelt, in dem mit ständiger Feuchtigkeit zu rechnen ist, die die Kontaktkorrosion fördert.Varietal compounds have the disadvantage over unmixed compounds that they are more prone to contact corrosion in the connecting region of the two conductor elements. The contact corrosion can also be enhanced by corrosion-promoting environmental conditions, for example by a high concentration of corrosion-promoting media such as moisture in particular, but also by high ambient temperatures. Increased corrosion requirements prevail, in particular in the engine compartment of a motor vehicle, since this is a wet area in which to be reckoned with constant moisture, which promotes contact corrosion.
Ungeschützte sortenunreine Verbindungen sind in solchen Umgebungen daher einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt. Aus diesem Grund besteht ein Bedürfnis danach, sortenureine Verbindungen vor Korrosion zu schützen.Unprotected varietal compounds are therefore subject to increased wear in such environments. For this reason, there is a need to protect species-specific compounds from corrosion.
Im Stand der Technik ist es bekannt, elektrische Verbindungen durch Schrumpfschläuche zu schützen, die zur Abdichtung eine innenseitige Kleberschicht aufweisen. Für den Einsatz im Kraftfahrzeug, insbesondere im Motorraum, sind diese Schrumpfschläuche jedoch ungeeignet, da die Schmelztemperatur der verwendeten Innenkleber typischerweise bei oder unter 150°C liegt, so dass diese den hohen Temperaturen von beispielsweise bis zu 200°C im Motorraum eines Kraftfahrzeugs nicht standhalten können. Eine dauerhafte Abdichtung mit üblichen Schrumpfschläuchen ist bei solchen Umgebungsbedingungen daher nicht zu erreichen.In the prior art, it is known to protect electrical connections by shrink tubing, which have an inner adhesive layer for sealing. However, for use in motor vehicles, especially in the engine compartment, these heat shrink tubing are unsuitable because the melting temperature of the inner adhesive used is typically at or below 150 ° C, so that they do not withstand the high temperatures of, for example, up to 200 ° C in the engine compartment of a motor vehicle can. A permanent seal with conventional heat shrink tubing is therefore not reachable in such environmental conditions.
Weiterhin werden im Kraftfahrzeug häufig Leitungen mit Silikonisolierung verwendet, da die Silikonisolierungen den thermischen Belastungen besser standhalten als andere Kunststoffisolierungen. Die üblicherweise verwendeten Schrumpfschläuche bzw. deren Innenkleber haften jedoch nur unzureichend auf Silikonoberflächen, so dass eine für den Korrosionsschutz ausreichende Abdichtung durch die bekannten Schrumpfschläuche nicht erreicht werden kann.Furthermore, cables with silicone insulation are often used in the motor vehicle, since the silicone insulation better withstand the thermal stresses than other plastic insulation. However, the heat shrink tubing or its internal adhesive usually used adhere only insufficiently to silicone surfaces, so that a sufficient for corrosion protection sealing by the known heat shrink tubing can not be achieved.
Im Stand der Technik sind zwar auch Schrumpfschläuche auf Silikonbasis bekannt, die den hohen Temperaturen im Kraftfahrzeug standhalten könnten und ggf. auch ausreichend an Silikonisolierungen haften. Diese sind jedoch sehr teuer und erfordern eine aufwendige Montage, die insbesondere nicht ohne weiteres automatisierbar ist.In the prior art, although silicone-based heat-shrinkable tubes are known, which could withstand the high temperatures in the motor vehicle and, if necessary, also adhere adequately to silicone insulations. However, these are very expensive and require a complex assembly, which in particular is not readily automatable.
Teilweise werden elektrische Verbindungen zum Korrosionsschutz auch mit Schutzfetten beschichtet. Diese können jedoch bei mechanischer Belastung durchstoßen werden bzw. bei hohen Temperaturen fließen, so dass sie auf Dauer keinen zuverlässigen Korrosionsschutz bieten.In some cases, electrical connections for corrosion protection are also coated with protective greases. However, these can be pierced under mechanical stress or flow at high temperatures, so that they do not provide reliable corrosion protection in the long term.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine sortenunreine elektrische Verbindung für Kraftfahrzeuge mit verbessertem Korrosionsschutz zur Verfügung zu stellen, der auch unter den besonderen Umgebungsbedingungen im Kraftfahrzeug, insbesondere im Motorraum, einen zuverlässigen Korrosionsschutz bietet und zudem wirtschaftlich herstellbar ist.Against this background, the present invention has the object to provide a variety-pure electrical connection for motor vehicles with improved corrosion protection available, which also under the particular environmental conditions in the motor vehicle, especially in the engine compartment, provides reliable corrosion protection and also can be produced economically.
Die zuvor genannte Aufgabe wird bei einer elektrischen Verbindung für Kraftfahrzeuge mit einem ersten Leiterelement aus einem ersten Metall oder einer Legierung daraus und mit einem zweiten Leiterelement aus einem zweiten, von dem ersten Metall verschiedenen Metall oder einer Legierung daraus, wobei das erste Leiterelement und das zweite Leiterelement in einem Verbindungsbereich in elektrisch leitfähiger Weise stoff-, form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind, erfindungsgemäß zumindest teilweise dadurch gelöst, dass als Korrosionsschutz für den Verbindungsbereich eine den Verbindungsbereich zumindest teilweise einschließende Schutzlackschicht aus einem Schutzlack vorgesehen ist. The above object is in an electrical connection for motor vehicles with a first conductor element of a first metal or an alloy thereof and with a second conductor element of a second, different from the first metal metal or an alloy thereof, wherein the first conductor element and the second Conductor element in a connection region in an electrically conductive manner materially, positively and / or non-positively connected to each other, according to the invention at least partially achieved in that as a corrosion protection for the connection area a connection region at least partially enclosing protective lacquer layer is provided from a protective lacquer.
Es wurde erkannt, dass sortenunreine elektrische Verbindungen in vorteilhafter Weise mittels einer solchen Schutzlackschicht aus Schutzlack vor Korrosion geschützt werden können. Insbesondere sind derartige Schutzlackschichten stabiler bei mechanischen und thermischen Belastungen als Schutzfette und viele Kunststoff-Schrumpfschläuche. Zudem dichtet eine solche Schutzlackschicht den Verbindungsbereich bei erhöhten Temperaturen besser ab als ein Schrumpfschlauch mit Innenkleber. Schließlich lässt sich eine derartige Schutzlackschicht verfahrenstechnisch in einfacher Weise und insbesondere voll automatisiert aufbringen, so dass ein kostengünstiger Korrosionsschutz zur Verfügung gestellt wird.It has been recognized that grade-pure electrical connections can be advantageously protected against corrosion by means of such a protective lacquer layer of protective lacquer. In particular, such protective lacquer layers are more stable under mechanical and thermal loads than protective greases and many plastic heat shrink tubing. In addition, such a protective lacquer layer seals the connection area at elevated temperatures better than a shrink tube with inner adhesive. Finally, such a protective lacquer layer can be applied procedurally in a simple manner and in particular fully automatically, so that a cost-effective corrosion protection is provided.
Die elektrische Verbindung umfasst ein erstes und ein zweites Leiterelement. Unter einem Leiterelement wird vorliegend eine Strukturkomponente verstanden, die zum Leiten von Strom ausgelegt ist. Bei einem Leiterelement kann es sich beispielsweise um ein Kabel, wie z. B. um ein Kabel mit Litzen oder auch um ein Flachbandkabel, um ein Anschlussstück, wie z. B. um einen Kabelschuh, oder um eine andere zur Leitung ausgelegte Komponenten wie z. B. um ein Karosserieteil handeln.The electrical connection comprises a first and a second conductor element. In the present case, a conductor element is understood as meaning a structural component which is designed to conduct current. In a conductor element may be, for example, a cable, such. B. to a cable with strands or to a ribbon cable to a connector such. B. to a cable lug, or another designed for line components such. B. act to a body part.
Das erste und zweite Leiterelement sind in einem Verbindungsbereich in elektrisch leitfähiger Weise stoff-, form-, und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden. Der Verbindungsbereich kennzeichnet folglich den Bereich des ersten und des zweiten Leiterelements, über den sich die stoff-, form-, und/oder kraftschlüssige Verbindung erstreckt.The first and second conductor element are in a connection region in an electrically conductive manner material, form, and / or non-positively connected to each other. The connection region consequently identifies the region of the first and the second conductor element, over which the material, form, and / or non-positive connection extends.
Als Korrosionsschutz für den Verbindungsbereich ist eine den Verbindungsbereich zumindest teilweise einschließende Schutzlackschicht aus einem Schutzlack vorgesehen. Die Schutzlackschicht ist demnach derart angeordnet, dass sie den Verbindungsbereich zumindest teilweise gegenüber der Umgebung einschließt. Vorzugsweise schließt die Schutzlackschicht den Verbindungsbereich im Wesentlich vollständig ein. Auf diese Weise verhindert die Schutzlackschicht, dass korrosionsfördernde Medien wie zum Beispiel Feuchtigkeit aus der Umgebung der elektrischen Verbindung in den Verbindungsbereich gelangen können.As corrosion protection for the connection region, a protective lacquer layer comprising a protective lacquer which at least partially encloses the connection region is provided. The protective lacquer layer is therefore arranged such that it encloses the connection region at least partially relative to the environment. Preferably, the protective lacquer layer essentially completely encloses the connection region. In this way, the protective lacquer layer prevents corrosion-promoting media such as moisture from the environment of the electrical connection can get into the connection area.
Die Schutzlackschicht kann beispielsweise so angeordnet sein, dass sie den Verbindungsbereich zumindest teilweise oder auch vollständig abdeckt und diesen damit unmittelbar einschließt. Zu diesem Zweck kann insbesondere eine korrosionsneigende Stelle mit der Schutzlackschicht beschichtet sein, insbesondere ein Übergang vom ersten zum zweiten Leiterelement, d. h. ein Übergang vom ersten Metall bzw. einer Legierung daraus zum zweiten Metall bzw. einer Legierung daraus. Beispiele hierfür sind der Übergang von einem Anschlussstück zu einer Hülse, die am Ende eines Litzenleiters angeordnet ist, (zum Beispiel bei einer Reibschweißverbindung) bzw. zu den Litzen des Litzenleiters selbst (zum Beispiel bei einer Ultraschallschweißverbindung), oder der Übergang von einem Anschlussstück zu einem band- oder seilförmigen Leiter, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung (zum Beispiel bei einer Crimpverbindung). Bei dem Anschlussstück kann es sich beispielsweise um einen Kabelschuh handeln.The protective lacquer layer may, for example, be arranged such that it at least partially or completely covers the connection region and thus encloses it directly. For this purpose, in particular a corrosion-prone area may be coated with the protective lacquer layer, in particular a transition from the first to the second conductor element, d. H. a transition from the first metal or an alloy thereof to the second metal or an alloy thereof. Examples of this are the transition from a connector to a sleeve, which is arranged at the end of a stranded conductor, (for example, in a friction-welded connection) or to the strands of the stranded conductor itself (for example, in an ultrasonic welding connection), or the transition from a connector to a ribbon or rope-shaped conductor, preferably of aluminum or an aluminum alloy (for example in a crimped connection). The connection piece may be, for example, a cable lug.
Zusätzlich oder alternativ kann die Schutzlackschicht auch außerhalb des Verbindungsbereichs angeordnet sein und einen potentiellen Zugang für korrosionsfördernde Medien zum Verbindungsbereich verschließen, so dass der Verbindungsbereich auf diese Weise zumindest teilweise eingeschlossen wird.Additionally or alternatively, the protective lacquer layer can also be arranged outside the connection region and close a potential access for corrosion-promoting media to the connection region, so that the connection region is at least partially enclosed in this way.
Die Schutzlackschicht kann insbesondere auch einen Übergang von einem Leiterelement zu einer Isolierung, insbesondere einer Isolierung auf Silikonbasis abdecken. Beispiele hierfür sind der Übergang von einer Hülse, die am Ende eines Litzenleiters angeordnet ist, zur Isolierung des Litzenleiters (zum Beispiel bei einer Reibschweißverbindung) oder der Übergang von den Litzen eines Litzenleiters zu dessen Isolierung (zum Beispiel bei einer Ultraschallschweißung) oder der Übergang von einem seilförmigen Leiter, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, zu dessen Isolierung (zum Beispiel bei einer Crimpverbindung).In particular, the protective lacquer layer may also cover a transition from a conductor element to an insulation, in particular a silicone-based insulation. Examples of this are the transition from a sleeve, which is arranged at the end of a stranded conductor, for the insulation of the stranded conductor (for example, in a friction welding connection) or the transition from the strands of a stranded conductor to its insulation (for example, in an ultrasonic welding) or the transition from a rope-shaped conductor, in particular made of aluminum or an aluminum alloy, for its insulation (for example in a crimped connection).
Die zuvor genannte Aufgabe wird weiterhin bei einem Verfahren zur Herstellung der zuvor beschriebenen elektrischen Verbindung, bei dem ein erstes Leiterelement aus einem ersten Metall oder einer Legierung daraus und ein zweites Leiterelement aus einem zweiten, von dem ersten Metall verschiedenen Metall oder einer Legierung daraus in einem Verbindungsbereich in elektrisch leitfähiger Weise stoff-, form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden werden, erfindungsgemäß zumindest teilweise dadurch gelöst, dass die elektrische Verbindung derart mit einer Schutzlackschicht aus einem Schutzlack beschichtet wird, dass der Verbindungsbereich durch die Schutzlackschicht zumindest teilweise eingeschlossen wird. Auf diese Weise wird die elektrische Verbindung mit einer Schutzlackschicht versehen, die eine verstärkte Kontaktkorrosion im Verbindungsbereich des ersten und zweiten Leiterelements aufgrund korrosionsfördernder Umgebungsbedingungen zumindest teilweise verhindern kann. Die Schutzlackschicht kann beispielsweise durch Aufsprühen, Aufpinseln, Tauchen oder auf einer andere Weise aufgebracht werden.The above object is further achieved in a method for producing the electrical connection described above, wherein a first conductor element of a first metal or an alloy thereof and a second conductor element of a second, different from the first metal metal or an alloy thereof in a Connecting area in an electrically conductive manner fabric, form and / or non-positively connected to each other, according to the invention at least partially solved in that the electrical connection is coated with a protective lacquer layer of a protective lacquer, that the connection region is at least partially enclosed by the protective lacquer layer. In this way, the electrical connection is provided with a protective lacquer layer, which can at least partially prevent increased contact corrosion in the connection region of the first and second conductor element due to corrosive environmental conditions. The protective lacquer layer can be applied, for example, by spraying, brushing on, dipping or in another way.
Die zuvor genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Verwendung eines Schutzlacks für eine Schutzlackschicht als Korrosionsschutz für sortenunreine Metallverbindungen. Wie zuvor beschrieben wurde erkannt, dass ein Schutzlack besonders geeignet ist, sortenunreine Metallverbindungen auch bei widrigen Umgebungsbedingungen zuverlässig vor Korrosion zu schützen. Aus diesem Grund wird der Schutzlack vorzugsweise zur Herstellung der Schutzlackschicht der zuvor beschriebenen elektrischen Verbindung verwendet.The above-mentioned object is further achieved by the use of a protective varnish for a protective varnish layer as corrosion protection for varietally pure metal compounds. As described above, it has been recognized that a protective lacquer is particularly suitable for reliably protecting non-graded metal compounds against corrosion even in adverse environmental conditions. For this reason, the protective lacquer is preferably used for producing the protective lacquer layer of the electrical connection described above.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der elektrischen Verbindung, des Verfahrens zu deren Herstellung und der Verwendung des Schutzlacks beschrieben, wobei die einzelnen Ausführungsformen jeweils sowohl für die elektrische Verbindung und für das Verfahren zu deren Herstellung als auch für die Verwendung des Schutzlacks anwendbar sind.In the following, various embodiments of the electrical connection, of the method for the production thereof, and of the use of the protective lacquer will be described, whereby the individual embodiments are applicable both to the electrical connection and to the method for its production as well as to the use of the protective lacquer.
Bei einer ersten Ausführungsform ist der Schutzlack ein Silikonlack. Silikonlacke sind für Schutzlackschichten als Korrosionsschutz besonders geeignet, da sie beispielsweise Temperaturen von mehr als 200°C standhalten können, d. h. insbesondere den Temperaturen, die beispielsweise im Motorraum eines Kraftfahrzeugs auftreten können. Silikonlacke haben weiterhin den Vorteil, dass sie gut auf Silikon haften und so beispielsweise auch auf Silikon-basierten Isolierungen aufgebracht werden können. Unter einem Silikonlack wird ein Lack auf Basis von Polyorganosiloxanen (Silikonen) verstanden bzw. ein Lack, der beim Aushärten Polyorganosiloxane (Silikone) bildet. Zur Herstellung einer solchen Schutzlackschicht aus Silikonlack kann auf die elektrische Verbindung beispielsweise ein flüssiger Lack aufgebracht werden, der bereits Silikone enthält. Alternativ kann auch ein flüssiger Lack verwendet werden, dessen Inhaltsstoffe beim Aushärten, beispielsweise durch UV-Strahlung, Silikone bilden. Hierzu sind beispielsweise Silan-basierte Lacke geeignet. Gute Ergebnisse wurden beispielsweise mit einem Lack erzielt, der 5–10% Vinyloximinosilan und 1–2,5% Hydroxy-2-methylpropiophenon enthält. Ein solcher Lack bildet beim Aushärten mittels UV-Strahlung Silikone, so dass sich auf der elektrischen Verbindung eine (ausgehärtete) Schutzlackschicht aus Silikonlack bildet.In a first embodiment, the protective lacquer is a silicone lacquer. Silicone coatings are particularly suitable for protective coatings as corrosion protection, since they can withstand, for example, temperatures of more than 200 ° C, d. H. in particular the temperatures that may occur, for example, in the engine compartment of a motor vehicle. Silicone coatings also have the advantage that they adhere well to silicone and can be applied, for example, to silicone-based insulation. A silicone varnish is understood as meaning a varnish based on polyorganosiloxanes (silicones) or a varnish which forms polyorganosiloxanes (silicones) on curing. To produce such a protective lacquer layer of silicone lacquer, for example, a liquid lacquer which already contains silicones can be applied to the electrical connection. Alternatively, it is also possible to use a liquid lacquer whose constituents form silicones during curing, for example by UV radiation. For this example, silane-based paints are suitable. For example, good results have been obtained with a varnish containing 5-10% vinyloximinosilane and 1-2.5% hydroxy-2-methylpropiophenone. Such a lacquer forms when curing by means of UV radiation silicones, so that forms on the electrical connection, a (cured) protective lacquer layer of silicone lacquer.
Der verwendete Schutzlack ist vorzugsweise bis mindestens 125°C, weiter bevorzugt bis mindestens 180°C, insbesondere bis mindestens 200°C temperaturbeständig. Weiterhin ist der Schutzlack vorzugsweise wasserdicht. Auf diese Weise kann die Schutzlackschicht auch unter den korrosionsfördernden Bedingungen und hohen Umgebungstemperaturen, wie sie beispielsweise im Motorraum eines Kraftfahrzeugs herrschen können, einen ausreichenden Korrosionsschutz bieten.The protective lacquer used is preferably temperature-resistant to at least 125 ° C., more preferably to at least 180 ° C., in particular to at least 200 ° C. Furthermore, the protective coating is preferably waterproof. In this way, the protective lacquer layer can provide sufficient corrosion protection even under the corrosion-promoting conditions and high ambient temperatures, as can prevail, for example, in the engine compartment of a motor vehicle.
Weiterhin handelt es sich bei dem Schutzlack vorzugsweise um einen lichtaushärtenden, insbesondere UV-aushärtenden Lack. Auf diese Weise kann der Schutzlack nach dem Auftrag gezielt und kontaktfrei ausgehärtet werden. Das Auftragen des Schutzlacks kann auf verschiedene Weise erfolgen, insbesondere durch Tauchen, Aufstreichen, Aufpinseln, Besprühen oder auf eine andere Weise.Furthermore, the protective lacquer is preferably a light-curing, in particular UV-curing lacquer. In this way, the protective coating can be hardened after the job targeted and non-contact. The application of the protective lacquer can be done in various ways, in particular by dipping, painting, brushing, spraying or otherwise.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Schutzlackschicht eine Dicke von mindestens 0,05 mm, vorzugsweise mindestens 0,1 mm auf. Vorzugsweise beträgt die Dicke der Schutzlackschicht höchstens 0,2 mm und liegt weiter bevorzugt im Bereich von 0,1 mm bis 0,15 mm mm. Es wurde festgestellt, dass durch diese Schichtdicken Schutzlackschichten bereitgestellt werden können, die einerseits eine ausreichende mechanische Stabilität aufweisen und andererseits den Verbindungsbereich ausreichend vor korrosionsfördernden Medien wie zum Beispiel Wasser schützen. Insbesondere kann auf diese Weise erreicht werden, dass keine Feuchtigkeit aus der Umgebung der elektrischen Verbindung durch die Schutzlackschicht zum Verbindungsbereich gelangen kann.In a further embodiment, the protective lacquer layer has a thickness of at least 0.05 mm, preferably at least 0.1 mm. Preferably, the thickness of the protective lacquer layer is at most 0.2 mm and is more preferably in the range of 0.1 mm to 0.15 mm mm. It has been found that protective coating layers can be provided by these layer thicknesses, which on the one hand have sufficient mechanical stability and on the other hand sufficiently protect the connection area from corrosion-promoting media such as water. In particular, it can be achieved in this way that moisture from the environment of the electrical connection can not reach the connection region through the protective lacquer layer.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind das erste und das zweite Leiterelement im Verbindungsbereich durch eine Schweißverbindung, insbesondere durch eine Reibschweißverbindung oder eine Ultraschallschweißverbindung, durch eine Lötverbindung oder durch eine Schweißlötverbindung miteinander verbunden. Derartige Verbindungstypen neigen im Verbindungsbereich verstärkt zu Kontaktkorrosion, so dass die Erfindung bei diesen Verbindungstypen besonders vorteilhaft ist.In a further embodiment, the first and the second conductor element are connected to one another in the connection region by a welded connection, in particular by a friction welding connection or an ultrasonic welding connection, by a solder connection or by a welding solder connection. Such types of compounds are more prone to contact corrosion in the connection region, so that the invention is particularly advantageous in these types of compounds.
Alternativ oder zusätzlich können das erste und das zweite Leiterelement auch durch eine Crimpverbindung miteinander verbunden sein. Bei Crimpverbindungen sind die beiden Leiterelemente typischerweise über eine geringere Kontaktfläche leitfähig miteinander verbunden als bei stoffschlüssigen Verbindungen, so dass Kontaktkorrosion bei solchen Verbindungen besonders kritisch ist. Alternatively or additionally, the first and the second conductor element can also be connected to one another by a crimp connection. In the case of crimped connections, the two conductor elements are typically conductively connected to one another via a smaller contact surface than in the case of bonded connections, so that contact corrosion in such connections is particularly critical.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Leiterelement eine Mehrzahl von Litzen aufweist, an einem Ende des ersten Leiterelements eine die Litzen umgebende Hülse vorgesehen ist, die stoff-, form-, und/oder kraftschlüssig mit den Litzen verbunden ist, und dass das zweite Leiterelement als Anschlussstück ausgebildet ist, das stoffschlüssig mit den Litzen und/oder mit der Hülse verbunden ist. Bei dem ersten Leiterelement kann es sich beispielsweise um ein kabelförmiges Leiterelement mit mehreren Litzen handeln. Ein solches Leiterelement wird an einem Ende mit einer Hülse versehen, um die Enden der einzelnen Litzen zusammenzuhalten. Die Hülse kann beispielsweise durch Pressen kraftschlüssig mit den Litzen verbunden werden. Auf diese Weise wird durch die Hülse und/oder durch die darin angeordneten Litzen eine definierte Kontaktfläche zur Verbindung an das Anschlussstück gebildet. Die Hülse und/oder die Litzen können dann auf einfache Weise stoffschlüssig mit dem Anschlussstück verbunden werden. Bei dem Anschlussstück kann es sich beispielsweise um einen Kabelsschuh handeln.A further embodiment is characterized in that the first conductor element has a plurality of strands, a sleeve surrounding the strands is provided at one end of the first conductor element, which is materially, positively and / or non-positively connected to the strands, and that the second conductor element is designed as a connection piece which is materially connected to the strands and / or to the sleeve. The first conductor element may be, for example, a cable-shaped conductor element with a plurality of strands. Such a conductor element is provided at one end with a sleeve to hold the ends of the individual strands together. The sleeve can be connected by pressing force-fit with the strands, for example. In this way, a defined contact surface for connection to the connecting piece is formed by the sleeve and / or by the strands arranged therein. The sleeve and / or the strands can then be connected in a simple manner cohesively with the connector. The connector may be, for example, a cable shoe.
Die Hülse kann aus einer Legierung gebildet sein, die auf dem ersten Metall, auf dem zweiten Metall oder auch auf einem dritten, von dem ersten und dem zweiten Metall verschiedenen Metall basiert. Basiert die Legierung der Hülse auf dem ersten oder einem dritten Metall, und ist die Hülse mit dem zweiten Leiterelement verbunden, so kann die Hülse selbst ein erstes Leiterelement bzw. einen Teil davon darstellen. Vorzugsweise kann in diesem Fall insbesondere der Verbindungsbereich der Hülse mit dem zweiten Leiterelement durch die Schutzlackschicht zumindest teilweise eingeschlossen, insbesondere abgedeckt werden. Basiert die Legierung der Hülse auf dem zweiten oder dem dritten Metall, so kann die Hülse selbst auch ein zweites Leiterelement bzw. einen Teil davon darstellen. Vorzugsweise kann in diesem Fall insbesondere der Verbindungsbereich der Hülse mit dem ersten Leiterelement durch die Schutzlackschicht zumindest teilweise eingeschlossen, insbesondere abgedeckt werden.The sleeve may be formed of an alloy based on the first metal, on the second metal or on a third, different from the first and the second metal metal. If the alloy of the sleeve is based on the first or a third metal, and if the sleeve is connected to the second conductor element, then the sleeve itself may represent a first conductor element or a part thereof. In this case, in particular, the connection region of the sleeve to the second conductor element may be at least partially enclosed, in particular covered, by the protective lacquer layer. If the alloy of the sleeve is based on the second or the third metal, the sleeve itself may also represent a second conductor element or a part thereof. Preferably, in this case, in particular the connection region of the sleeve to the first conductor element can at least partially be enclosed by the protective lacquer layer, in particular covered.
Das erste und das zweite Leiterelement sind vorzugsweise stirnseitig miteinander verbunden. Hierunter wird verstanden, dass der Verbindungsbereich an jeweils einer Stirnseite des ersten und des zweiten Leiterelements angeordnet ist. Unter einer Stirnseite wird eine Seite verstanden, die quer zur Längserstreckungsrichtung des Leiterelements verläuft. Handelt es sich bei dem Leiterelement beispielsweise um ein Kabel, so handelt es sich bei der Endfläche des Kabels um eine Stirnseite.The first and the second conductor element are preferably connected to one another at the front side. This is understood to mean that the connection region is arranged on in each case one end face of the first and the second conductor element. An end face is understood to mean a side which runs transversely to the longitudinal direction of the conductor element. For example, if the conductor element is a cable, the end face of the cable is an end face.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind das erste Leiterelement und das zweite Leiterelement durch eine Schweißverbindung mit abgedrehter Schweißwulst miteinander verbunden. Beim Verschweißen zweier Leiterelemente kann sich im Verbindungsbereich eine überstehende Schweißwulst ausbilden, insbesondere beim Reibschweißen. Diese Schweißwulst kann für den Auftrag der Schutzlackschicht hinderlich und für die Haltbarkeit einer auf der Schweißwulst aufgebrachten Schutzlackschicht abträglich sein. Durch das Abdrehen der Schweißwulst kann eine für den Auftrag der Schutzlackschicht besser geeignete Oberfläche bereitgestellt werden, so dass der Auftrag der Schutzlackschicht erleichtert und deren Haltbarkeit verlängert wird.In a further embodiment, the first conductor element and the second conductor element are connected to one another by a welded connection with a turned-off weld bead. When welding two conductor elements, a protruding weld bead can form in the connection region, in particular during friction welding. This weld bead can be detrimental to the application of the protective lacquer layer and detrimental to the durability of a protective lacquer layer applied to the weld bead. By twisting off the weld bead, a surface more suitable for the application of the protective lacquer layer can be provided, so that the application of the protective lacquer layer is facilitated and its durability is prolonged.
Bei einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich die Schutzlackschicht zumindest zu einer Seite, vorzugsweise beidseitig des Verbindungsbereichs über diesen hinaus, und zwar vorzugsweise mindestens 2 mm. Sind das erste und das zweite Leiterelement beispielsweise durch eine Schweißverbindung mit abgedrehter Schweißwulst miteinander verbunden, so erstreckt sich die Schutzlackschicht vorzugsweise beidseitig mindestens 2 mm über den abgedrehten Bereich hinaus. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass korrosionsfördernde Medien an den Rändern der Schutzlackschicht in den Verbindungsbereich eindringen und dort korrosionsfördernd wirken.In a further embodiment, the protective lacquer layer extends at least to one side, preferably on both sides of the connecting region beyond this, preferably at least 2 mm. If the first and the second conductor element are connected to one another, for example, by a welded connection with a turned off welding bead, the protective lacquer layer preferably extends on both sides at least 2 mm beyond the turned-off area. In this way it can be prevented that corrosion-promoting media penetrate into the connection region at the edges of the protective lacquer layer and promote corrosion there.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das erste Leiterelement mit einer Silikon-basierten Isolierung ummantelt und die Schutzlackschicht erstreckt sich bis über die Isolierung, vorzugsweise mindestens 2 mm. In Kraftfahrzeugen werden zur Isolierung von Leiterelementen häufig Silikon-basierte Isolierungen verwendet, da diese den Temperaturen von bis zu 200°C im Kraftfahrzeug standhalten können. Für einen verbesserten Korrosionsschutz ist es vorteilhaft, wenn das korrosionsschützende Element bis über die Silikon-basierte Isolierung reicht, da auf diese Weise der freiliegende Bereich des ersten Leiterelements praktisch vollständig vor Korrosion geschützt werden kann. Bei Schrumpfschläuchen als Korrosionsschutz stellte sich bislang das Problem, dass der Innenkleber des Schrumpfschlauchs nicht auf Silikon haftet, so dass keine ausreichende Abdichtung des Verbindungsbereichs möglich war. Mit einer Schutzlackschicht aus Schutzlack kann hingegen eine ausreichende Haftung auf Silikon-basierten Isolierungen erreicht werden. Vorzugsweise wird daher ein auf Silikon haftender Schutzlack verwendet, beispielsweise ein Silikonlack.In a further embodiment, the first conductor element is coated with a silicone-based insulation and the protective lacquer layer extends beyond the insulation, preferably at least 2 mm. In motor vehicles, silicone-based insulations are often used for the insulation of conductor elements, since they can withstand the temperatures of up to 200 ° C in the motor vehicle. For improved corrosion protection, it is advantageous if the anti-corrosive element extends beyond the silicone-based insulation, since in this way the exposed region of the first conductor element can be practically completely protected against corrosion. In the case of heat-shrinkable tubing as corrosion protection, the problem hitherto has been that the inner adhesive of the heat-shrinkable tubing does not adhere to silicone, so that adequate sealing of the connection region was not possible. With a protective lacquer layer of protective lacquer, however, can adequate adhesion to silicone-based insulation can be achieved. Preferably, therefore, a protective lacquer adhering to silicone is used, for example a silicone lacquer.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das erste Metall Aluminium. Das erste Leiterelement ist demnach vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Im Kraftfahrzeugbau ist der Einsatz von Leiterelementen aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen vorteilhaft für den Leichtbau. Allerdings sind derartige Leiterelemente häufig mit Leiterelementen aus anderen Metallen zu verbinden, so dass es zu sortenunreinen Verbindungen kommt.In another embodiment, the first metal is aluminum. The first conductor element is therefore preferably made of aluminum or an aluminum alloy. In the automotive industry, the use of ladder elements made of aluminum or aluminum alloys is advantageous for lightweight construction. However, such conductor elements are often to connect with conductor elements made of other metals, so that it comes to sortenunreinen connections.
Das zweite Metall kann beispielsweise Eisen, ein Nichteisenmetall wie zum Beispiel Kupfer oder ein Edelmetall wie zum Beispiel Gold oder Silber sein. Beispielsweise kann das zweite Leiterelement aus Stahl bestehen. Eine hohe elektrische Leitfähigkeit wird bei Leiterelemente aus Kupfer oder Kupferlegierungen erzielt. Schließlich kann ein zusätzlicher Korrosionsschutz dadurch erzielt werden, dass das Leiterelement zumindest teilweise aus einem Edelmetall besteht, beispielsweise vergoldet oder versilbert ist.The second metal may be, for example, iron, a non-ferrous metal such as copper or a noble metal such as gold or silver. For example, the second conductor element consist of steel. High electrical conductivity is achieved with copper or copper alloy conductor elements. Finally, an additional corrosion protection can be achieved in that the conductor element consists at least partially of a precious metal, for example gold-plated or silver-plated.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist außerhalb der Schutzlackschicht eine den Verbindungsbereich umgebende Schutzschicht angeordnet. Durch diese Schutzschicht kann die elektrische Verbindung zusätzlich gegen mechanische Einwirkungen geschützt werden. Beispielsweise kann es sich bei einer solchen Schutzschicht um eine Abdeckkappe oder um einen Schrumpfschlauch, vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat (PET), Polytetrafluorethylen (PTFE) oder aus einem Fluorelastomer wie zum Beispiel Viton handeln. Da bereits die Schutzlackschicht einen ausreichenden Schutz vor korrosionsfördernden Medien bietet, kommt es bei der zusätzlichen Schutzschicht nicht auf eine vollständig Abdichtung des Verbindungsbereichs an. Vielmehr kann die Schutzschicht dahingehend ausgelegt werden, dass sie einen ergänzenden mechanischen Schutz für die elektrische Verbindung bereitstellt.In a further embodiment, a protective layer surrounding the connection region is arranged outside the protective lacquer layer. Through this protective layer, the electrical connection can be additionally protected against mechanical effects. For example, such a protective layer may be a cap or shrink tube, preferably polyethylene terephthalate (PET), polytetrafluoroethylene (PTFE) or a fluoroelastomer such as Viton. Since the protective lacquer layer already offers sufficient protection against corrosion-promoting media, the additional protective layer does not require complete sealing of the connection area. Rather, the protective layer may be designed to provide supplemental mechanical protection for the electrical connection.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das erste und/oder zweite Leiterelement einen Querschnitt im Bereich von 2,5 mm2 bis 240 mm2 auf. Insbesondere weist der Verbindungsbereich einen Querschnitt im Bereich von 2,5 mm2 bis 240 mm2 auf. Sortenunreine elektrische Verbindungen kommen insbesondere bei Leitungen zur Energieversorgung, wie beispielsweise Batterieleitungen, vor. Derartige Leitungen unterscheiden sich von Datenleitungen dadurch, dass sie vorwiegend für die Versorgung mit Energie vorgesehen sind und daher für einen entsprechenden Stromfluss ausgebildet sind. Vorzugsweise sind das erste und/oder das zweite Leiterelement für eine Stromstärke von mindestens 100 A, vorzugsweise mindestens 200 A, insbesondere mindestens 400 A ausgelegt.In a further embodiment, the first and / or second conductor element has a cross section in the range of 2.5 mm 2 to 240 mm 2 . In particular, the connection region has a cross section in the range of 2.5 mm 2 to 240 mm 2 . Varietal electrical connections occur in particular in lines for power supply, such as battery cables before. Such lines differ from data lines in that they are primarily intended for the supply of energy and are therefore designed for a corresponding current flow. Preferably, the first and / or the second conductor element for a current of at least 100 A, preferably at least 200 A, in particular at least 400 A designed.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.Further features and advantages of the present invention will be described below in connection with embodiments, reference being made to the accompanying drawings.
In den Zeichnungen zeigenIn the drawings show
Das zweite Leiterelement
Das erste und das zweite Leiterelement
Der Verbindungsbereich
Die Schutzlackschicht besteht vorzugsweise aus einem Silikonlack. Dieser Lack weist vorzugsweise eine oder mehrere, insbesondere sämtliche der folgenden Eigenschaften auf:
Vorzugsweise bewegt sich das Elastizitätsmodul der Lackschicht im Temperaturbereich zwischen –40°C und 200°C in einem Bereich von 1 bis 10 MPa.Preferably, the modulus of elasticity of the paint layer in the temperature range between -40 ° C and 200 ° C in a range of 1 to 10 MPa.
Auf diese Weise kann eine stabile Lackschicht erreicht werden, die auch bei Feuchte und mechanischer Belastung nicht aufbricht.In this way, a stable lacquer layer can be achieved, which does not break even with moisture and mechanical stress.
Durch die Schutzlackschicht
Außerhalb der Schutzlackschicht
Das erste Leiterelement
Der Verbindungsbereich
Außerhalb der Schutzlackschicht
Das erste und das zweite Leiterelement
Im Rahmen der Erfindung wurden Korrosionstests durchgeführt, aus denen sich ergibt, dass sortenunreine elektrische Verbindungen durch eine Schutzlackschicht aus Schutzlack zuverlässig vor Korrosion geschützt werden können.In the context of the invention, corrosion tests were carried out, from which it follows that grade-pure electrical connections can be reliably protected against corrosion by a protective lacquer layer of protective lacquer.
An der elektrischen Verbindung
Das Aluminiumlitzenkabel der elektrischen Verbindung
The aluminum cable of
In dem mit der Schutzlackschicht
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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