DE102014206283B3 - Electrical contact connection and method for producing a contact connection - Google Patents

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Abstract

Um eine einfach herzustellende und dauerhaft zuverlässige elektrische Kontaktverbindung (2) zwischen einem Aluminiumleiter (4) und einem Kupfer-Kontaktelement (8) zu ermöglichen, wird der Leiter (4) unter Zwischenlage eines Metallelements (10) insbesondere aus Aluminium mit dem Kupfer-Kontaktelement (8) verschweißt. Vorzugsweise ist ergänzend ein Opferelement (12) angeordnet, welches unedler als das Metallelement (10) ist und als Opferanode wirkt.In order to enable an easily manufactured and permanently reliable electrical contact connection (2) between an aluminum conductor (4) and a copper contact element (8), the conductor (4) with the interposition of a metal element (10), in particular made of aluminum with the copper contact element (8) welded. Preferably, a sacrificial element (12) is additionally arranged, which is less noble than the metal element (10) and acts as a sacrificial anode.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktverbindung zwischen einem Leiter aus einem ersten Material, insbesondere Aluminium und einem Kontaktelement aus einem zweiten Material, insbesondere Kupfer. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kontaktverbindung. The invention relates to an electrical contact connection between a conductor made of a first material, in particular aluminum and a contact element made of a second material, in particular copper. The invention further relates to a method for producing such a contact connection.

Aluminiumleitungen mit einem Aluminiumleiter werden beispielsweise in der Kraftfahrzeugindustrie zunehmend als Ersatz beispielsweise von Kupferleitungen zu Zwecken der Gewichtsreduzierung eingesetzt. Die Kontaktelemente, mit denen die Aluminiumleiter an Komponenten, wie beispielsweise eine Batterie angeschlossen werden, nämlich beispielsweise Kabelschuhe, Steckzungen oder auch Federkontaktsysteme, bestehen dabei jedoch weiterhin aus einem zu Aluminium verschiedenen Material, insbesondere Kupfer. Aluminum conductors with an aluminum conductor are increasingly being used, for example, in the automotive industry as a replacement for example of copper conductors for weight reduction purposes. The contact elements with which the aluminum conductors are connected to components such as a battery, namely, for example, cable lugs, tabs or spring contact systems, but continue to consist of a different material to aluminum, especially copper.

Aufgrund dieser Materialpaarung, können verschiedene Probleme auftreten. Zum einen besteht die Gefahr der sogenannten Kontaktkorrosion, wenn also in Anwesenheit eines Elektrolyten, beispielsweise von salzhaltigem Wasser in widrigen Umgebungsbedingungen, das Aluminium aufgrund seines im Vergleich zu Kupfer unedlen Charakters korrodiert. Der Begriff edel bzw. unedel wird vorliegend bezogen auf das elektrochemische Potential des jeweiligen Materials im Vergleich zu dem anderen Material. Das edlere Material weist daher innerhalb der elektrochemischen Spannungsreihe ein höheres elektrochemisches Potential im Vergleich zu dem zweiten Material auf. Due to this combination of materials, various problems can occur. On the one hand, there is the danger of so-called contact corrosion, that is, if, in the presence of an electrolyte, for example of saline water in adverse environmental conditions, the aluminum corrodes because of its compared to copper base character. The term noble or base is present in relation to the electrochemical potential of the respective material in comparison to the other material. The nobler material therefore has a higher electrochemical potential within the electrochemical voltage series compared to the second material.

Ein weiteres Problem von Aluminiumleitern besteht darin, dass diese von einer Aluminiumoxidschicht üblicherweise überzogen sind, wodurch der Kontaktwiderstand negativ beeinflusst werden kann. Die Aluminiumleiter sind üblicherweise als Litzenleiter ausgebildet, so dass insgesamt eine sehr hohe Leiteroberfläche mit einer Aluminiumoxidschicht vorliegen kann. Another problem of aluminum conductors is that they are usually coated by an aluminum oxide layer, whereby the contact resistance can be adversely affected. The aluminum conductors are usually designed as stranded conductors, so that overall a very high conductor surface can be present with an aluminum oxide layer.

Schließlich eigenen sich Leiter aus Aluminium auch nur bedingt für mechanische Kontaktverbindungen wie beispielsweise Crimpen, da Aluminium nach einer plastischen Verformung zum Relaxieren (Kriechen) neigt. Dadurch lässt die Kontaktkraft zwischen dem Crimpkontaktelement und dem Aluminiumleiter im Laufe der Zeit nach, was ebenfalls zur Verschlechterung des Kontaktübergangs zwischen Leiter und Kontaktelement führt. Finally, ladders made of aluminum have only limited suitability for mechanical contact connections such as crimping, since aluminum tends to relax (creep) after plastic deformation. As a result, the contact force between the crimp contact element and the aluminum conductor decreases over time, which also leads to a deterioration of the contact transition between the conductor and contact element.

Aus dem Stand der Technik sind bereits unterschiedliche Konzepte zur Kontaktierung eines Aluminiumleiters mit einem Kupfer-Kontaktelement zu entnehmen. So ist beispielsweise gemäß der DE 10 2008 061 186 B4 eine Crimpverbindung zwischen einem Kupfer-Kontaktelement und einem als Litzenleiter ausgebildeten Aluminium-Leiter beschrieben. Zur Vermeidung des Problems des Relaxierens ist dabei vorgesehen, dass der Aluminium-Litzenleiter unter Zwischenlage eines Kupfer-Adapterelements mit dem eigentlichen Kupfer-Kontaktelement vercrimpt ist. Über dieses Adapterelement wird daher ein herkömmlicher Kupferleiter quasi nachgebildet, so dass auf herkömmliche Kupferkontaktelemente sowie herkömmliche Kontaktierungsmethoden, nämlich Crimpen, zurückgegriffen werden kann. Different concepts for contacting an aluminum conductor with a copper contact element can already be gathered from the prior art. For example, according to the DE 10 2008 061 186 B4 describes a crimped connection between a copper contact element and an aluminum conductor designed as a stranded conductor. To avoid the problem of relaxation is provided that the aluminum stranded conductor is crimped with the interposition of a copper adapter element with the actual copper contact element. By means of this adapter element, therefore, a conventional copper conductor is virtually simulated, so that conventional copper contact elements and conventional contacting methods, namely crimping, can be used.

Aus der EP 1 817 819 B1 ist eine Kontaktverbindung zwischen einem Aluminiumleiter und einem Kupfer-Kontaktelement zu entnehmen, bei dem als Kontaktierungsmittel Zinn oder eine Zinnlegierung verwendet ist. Dieses Kontaktierungsmittel ist dabei in einer Aufnahme des als Kabelschuh ausgebildeten Kontaktelements bevorratet und wird vor dem Einsetzen des Aluminiumleiters aufgeschmolzen. Ergänzend wird das Kontaktelement zur mechanischen Fixierung des Leiters umgeformt. From the EP 1 817 819 B1 is to refer to a contact connection between an aluminum conductor and a copper contact element, in which tin or a tin alloy is used as the contacting. This contacting means is stored in a receptacle of the contact element designed as a cable lug and is melted before insertion of the aluminum conductor. In addition, the contact element for mechanical fixation of the conductor is reshaped.

Daneben sind auch Verfahren bekannt, bei denen der Aluminiumleiter, insbesondere die einzelnen Aluminiumlitzendrähte, zunächst verzinnt werden, bevor sie anschließend durch eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Kupfer-Kontaktelement verbunden werden. Über die Zinnschicht wird der Ausbildung einer störenden Aluminiumoxidschicht vorgebeugt. In addition, methods are also known in which the aluminum conductor, in particular the individual aluminum stranded wires, are first tinned before they are subsequently connected by a cohesive connection with the copper contact element. Over the tin layer, the formation of a disturbing aluminum oxide layer is prevented.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weitere elektrische Kontaktverbindung zwischen zwei verschiedenen Materialien, insbesondere zwischen Kupfer und Aluminium anzugeben, welche zuverlässig und prozesssicher herzustellen ist und dauerhaft gute Kontakteigenschaften aufweist. Proceeding from this, the present invention seeks to provide a further electrical contact connection between two different materials, especially between copper and aluminum, which is reliable and reliable to produce and has good contact properties.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine elektrische Kontaktverbindung zwischen einem Leiter aus einem ersten Material, insbesondere Aluminium und einem Kontaktelement aus einem zweiten Material, insbesondere Kupfer. Das zweite Material ist dabei üblicherweise im Vergleich zum ersten Material edler, weist also innerhalb der elektrochemischen Spannungsreihe ein höheres elektrochemisches Potential auf als das erste Material. The object is achieved according to the invention by an electrical contact connection between a conductor made of a first material, in particular aluminum and a contact element made of a second material, in particular copper. The second material is usually nobler in comparison to the first material, and therefore has a higher electrochemical potential within the electrochemical voltage series than the first material.

Der Leiter, insbesondere ein Litzenleiter, ist unter Zwischenlage eines Metallelements aus einem zum Material des Kontaktelements verschiedenen Metall mit dem Kontaktelement an einer Kontaktelementstelle verschweißt. The conductor, in particular a stranded conductor, is welded to the contact element at a contact element location with the interposition of a metal element made of a metal different from the material of the contact element.

Durch diese Zwischenlage des Metallelements ist daher insgesamt ein Sandwich-Aufbau erzielt. Das Metallelement besteht dabei vorzugsweise aus dem gleichen, zumindest ähnlichen Material wie der Leiter, also insbesondere aus Aluminium. Durch das Verschweißen wird zunächst eine elektrisch gute Kontaktverbindung mit geringem Kontaktwiderstand ausgebildet. Von besonderer Bedeutung ist hierbei, dass durch das Schweißen die einzelnen Litzendrähte untereinander in Querrichtung miteinander verbunden werden, ohne dass sie von Aluminiumoxidschichten getrennt sind. Dadurch wird eine hohe Querstromtragfähigkeit des Aluminiumleiters ausgebildet. Durch das gleichzeitige Verschweißen mit dem Metallelement, welches wiederum mit dem Kontaktelement verbunden ist, wird dann schließlich eine sehr gute elektrische als auch mechanische Verbindung zum Basismaterial des Kontaktelements ausgebildet. By this intermediate layer of the metal element therefore a sandwich construction is achieved overall. The metal element is preferably from the same, at least similar material as the conductor, so in particular aluminum. By welding, initially an electrically good contact connection with low contact resistance is formed. Of particular importance here is that by welding the individual stranded wires are interconnected in the transverse direction without being separated from aluminum oxide layers. As a result, a high transverse current carrying capacity of the aluminum conductor is formed. By the simultaneous welding to the metal element, which in turn is connected to the contact element, then finally a very good electrical and mechanical connection to the base material of the contact element is formed.

Zum Verschweißen wird beispielsweise ein Elektrodenschweißen oder auch ein Ultraschallschweißen herangezogen. Da der Leiter und das Metallelement zweckdienlicherweise aus dem gleichen Material sind, lässt sich der Aluminiumleiter stabil und prozesssicher auf das Metallelement kontaktieren. For welding, for example, an electrode welding or an ultrasonic welding is used. Since the conductor and the metal element are expediently made of the same material, the aluminum conductor can be stably and reliably contacted with the metal element.

Auch im Hinblick auf die Korrosionsbeständigkeit ist durch die Zwischenlage des Metallelements eine Verbesserung erreicht, da der Leiter von dem Kontaktelement entkoppelt ist. Bei geeigneter Wahl tritt eine eventuelle Kontaktkorrosion lediglich bei dem Metallelement auf. Durch geeignete Dimensionierung des Metallelements kann dann trotz eventuell auftretender Kontaktkorrosion eine Beeinträchtigung der elektrischen Kontaktverbindung zwischen Leiter und Kontaktelement vermieden werden. Also with regard to corrosion resistance, an improvement is achieved by the intermediate layer of the metal element, since the conductor is decoupled from the contact element. With a suitable choice, a possible contact corrosion occurs only in the metal element. By appropriate dimensioning of the metal element, a deterioration of the electrical contact connection between the conductor and the contact element can then be avoided despite any contact corrosion occurring.

Schließlich spielt das Relaxieren des Aluminiums bei einer Schweißverbindung auch keine Rolle. Insgesamt ist daher durch diesen gewählten Sandwichaufbau mit der Zwischenlage des Metallelements aus einem zum Material des Kontaktelements verschiedenen Material und insbesondere aus einem zum Material des Leiters identischen Material eine prozesstechnisch zuverlässig und stabil herzustellende Kontaktverbindung geschaffen, die zudem dauerhaft eine zuverlässige Kontaktverbindung mit geringem Kontaktwiderstand gewährleistet. Finally, relaxing the aluminum in a welded joint also does not matter. Overall, therefore, by this chosen sandwich structure with the intermediate layer of the metal element of a material different from the material of the contact material and in particular of the material of the conductor identical material a process technically reliable and stable to produce manufactured contact connection, which also ensures a reliable permanent contact connection with low contact resistance.

Eine derartige Kontaktverbindung wird insbesondere im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt, und insbesondere auch in Bereichen mit widrigen Umgebungsbedingungen, beispielsweise in Bereichen, die Feuchtigkeit ausgesetzt sind, insbesondere im Motorraum. Such a contact connection is used in particular in the automotive sector, and in particular in areas with adverse environmental conditions, for example in areas exposed to moisture, especially in the engine compartment.

Bei dem Kontaktelement kann es sich um unterschiedliche, jedoch an sich übliche Ausgestaltungen handeln. Beispielsweise ist das Kontaktelement als Kabelschuh, als Steckzunge oder auch als Kontaktelement eines Federkontaktsystems ausgebildet. The contact element may be different, but per se conventional embodiments. For example, the contact element is designed as a cable lug, as a tongue or as a contact element of a spring contact system.

Bei der Zwischenlage des Metallelements handelt es sich gemäß einer ersten Variante um ein auf das Kontaktelement insbesondere mechanisch aufgebrachte Zwischenlage, so dass also das Kontaktelement mit dem darauf angebrachten Metallelement als vorkonzeptioniertes Hybrid-Bauteil bereitgestellt wird. Beispielsweise handelt es sich hierbei um ein walzplattiertes Element, bei dem also auf einem Basis-Material (Trägermaterial) aus dem zweiten Material das erste Material durch ein Walzplattieren aufgebracht ist. Dadurch ist also insbesondere eine Aluminium-Kontaktoberfläche beim Kontaktelement bereitgestellt. Derartige walzplattierte kombinierte Bauteile sind jedoch einerseits sehr teuer und auch technisch sehr aufwändig herzustellen. According to a first variant, the intermediate layer of the metal element is an intermediate layer applied in particular mechanically to the contact element, so that therefore the contact element with the metal element mounted thereon is provided as a pre-designed hybrid component. By way of example, this is a roll-clad element in which the first material is applied by roll-bonding on a base material (carrier material) of the second material. As a result, in particular an aluminum contact surface is provided at the contact element. However, such roll-plated combined components are on the one hand very expensive and also technically very complicated to produce.

Vorzugsweise handelt es sich daher bei dem Metallelement um ein eigenständiges Bauteil, welches also unabhängig von dem Kontaktelement bereitgestellt ist. Insbesondere weist dieses Metallelement auch eine insbesondere deutlich geringere Flächenausdehnung als das Kontaktelement selbst auf. Das Metallelement ist dabei bevorzugt lediglich im Bereich der Kontaktstelle ausgebildet. Preferably, therefore, the metal element is an independent component, which is thus provided independently of the contact element. In particular, this metal element also has a particularly significantly smaller surface area than the contact element itself. The metal element is preferably formed only in the region of the contact point.

Das Metallelement ist dabei bevorzugt nach Art einer Sandwichverschweißung einerseits mit dem Leiter und andererseits mit dem Kontaktelement verschweißt. Der Schweißprozess erfolgt dabei insbesondere in einem einstufigen Vorgang und ist damit prozesstechnisch einfach und zuverlässig umzusetzen. Beim Verschweißen wird daher in einem einstufigen Prozess der insbesondere als Litzenleiter ausgebildete Leiter mit dem Metallelement und dieses zugleich mit dem Kontaktelement verschweißt. Dadurch ergibt sich ein prozesstechnisch einfach zu handhabender und kostengünstig herzustellender Aufbau, der zugleich die oben genannten Vorteile zuverlässig bereitstellt. The metal element is preferably welded in the manner of a sandwich welding on the one hand to the conductor and on the other hand to the contact element. The welding process is carried out in particular in a one-step process and is thus technically simple and reliable implementation. During welding, therefore, in a single-stage process, the conductor designed in particular as a stranded conductor is welded to the metal element and this at the same time as the contact element. This results in a technically simple to use and inexpensive to manufacture structure, which also provides the above advantages at the same time reliable.

Zweckdienlicherweise handelt es sich darüber hinaus bei dem Metallelement um ein flaches, sich insbesondere in einer Ebene erstreckendes Element, welches insbesondere als ein einfacher Blechstreifen oder ein Blechplättchen ausgebildet ist. Alternativ zu der Ausgestaltung als Blechstreifen oder Blechplättchen ist das Metallelement beispielsweise als Drahtgeflecht oder in sonstiger Weise ausgebildet. Conveniently, it is also in the metal element to a flat, in particular in a plane extending element, which is in particular designed as a simple sheet metal strip or a sheet metal plate. As an alternative to the configuration as a sheet-metal strip or sheet metal plate, the metal element is designed, for example, as a wire mesh or in some other way.

In besonders zweckdienlicher Weiterbildung ist ergänzend ein nach Art einer Opferanode ausgebildetes Opferelement mit dem Kontaktelement verbunden. Dieses Opferelement besteht dabei aus einem dritten Material, welches im Vergleich zum Metallelement aus einem unedleren Metall besteht. Hierdurch wird der besondere Vorteil erzielt, dass im Fall einer Kontaktkorrosion lediglich dieses Opferelement betroffen ist und die eigentliche Kontaktverbindung zwischen Leiter, Metallelement und Kontaktelement unberührt bleibt. In a particularly expedient development, a sacrificial element designed in the manner of a sacrificial anode is additionally connected to the contact element. This sacrificial element consists of a third material, which consists of a less noble metal compared to the metal element. As a result, the particular advantage is achieved that in the case of contact corrosion, only this sacrificial element is affected and the actual contact connection between conductor, metal element and contact element remains untouched.

Das Opferelement ist im Hinblick auf seine Geometrie derart ausgelegt, dass es im Hinblick auf die geplante Lebensdauer des jeweiligen Bauteils und damit der Kontaktverbindung einen ausreichend bemessen Vorrat an Opfermaterial bereitstellt. Dadurch ist sichergestellt, dass die eigentliche elektrische Kontaktverbindung über die gesamte Lebensdauer nicht von der Kontaktkorrosion betroffen ist. With regard to its geometry, the sacrificial element is designed in such a way that it provides a sufficiently sized supply of sacrificial material with regard to the planned service life of the respective component and thus of the contact connection. This ensures that the actual electrical contact connection is not affected by the contact corrosion over the entire service life.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung bildet das Metallelement gemeinsam mit dem Opferelement ein kombiniertes Zwischenelement, wobei sowohl das Metallelement als auch das Opferelement jeweils mit dem Kontaktelement insbesondere stoffschlüssig und vorzugsweise durch Schweißen verbunden sind. Bei dem kombinierten Zwischenelement handelt es sich dabei insbesondere um einen kombinierten Blechstreifen oder einen sonstigen kombinierten Materialverbund. Beim kombinierten Blechstreifen sind dabei Metallelement und Opferelement stoffschlüssig in geeigneter Weise miteinander verbunden. Sie schließen sich nebeneinander an, so dass sie also quasi innerhalb einer gemeinsamen Ebene des Sandwich-Aufbaus liegen. Die eigentliche Kontaktverbindung erfolgt durch den Sandwichaufbau zwischen Leiter, Metallelement und Kontaktelement. Das Opferelement ist in der gleichen Sandwichebene, jedoch neben dem Metallelement angeordnet. Entsprechend ist auch der Leiter vorzugsweise lediglich mit dem Metallelement des kombinierten Zwischenelements verschweißt. Das Opferelement steht daher quasi über die Kontaktstelle über. In a particularly preferred embodiment, the metal element together with the sacrificial element forms a combined intermediate element, wherein both the metal element and the sacrificial element are each connected to the contact element in particular cohesively and preferably by welding. The combined intermediate element is in particular a combined metal strip or another combined composite material. When combined metal strip while metal element and sacrificial element are materially connected in a suitable manner. They are adjacent to each other, so that they are so quasi within a common plane of the sandwich structure. The actual contact connection is made by the sandwich construction between conductor, metal element and contact element. The sacrificial element is arranged in the same sandwich level, but adjacent to the metal element. Accordingly, the conductor is preferably welded only to the metal element of the combined intermediate element. The sacrificial element is therefore virtually via the contact point over.

Die Zwischenlage besteht insofern aus einem kombinierten Zwischenelement, welches zwei Teilbereiche aus unterschiedlichen Metallen aufweist. Alternativ zu der Ausgestaltung als ein gemeinsames kombiniertes Blech ist auch ein Hybridaufbau ermöglicht, beispielsweise eine Kombination eines Blechstreifens für das Metallelement und eines Geflechts für das Opferelement oder umgekehrt. The intermediate layer consists insofar of a combined intermediate element, which has two sections of different metals. As an alternative to the configuration as a common combined metal sheet, a hybrid structure is also possible, for example a combination of a metal strip for the metal element and a braid for the sacrificial element or vice versa.

Zweckdienlicherweise ist in einer bevorzugten Weiterbildung das Opferelement insbesondere in der Ausgestaltung als ein Geflecht um die Kontaktstelle insbesondere formschlüssig gefaltet. Dadurch ergibt sich quasi eine Art Schutzmantel, welcher einen ausreichenden Materialvorrat bereitstellt. Conveniently, in a preferred embodiment, the sacrificial element, in particular in the embodiment as a braid around the contact point in particular form-fitting folded. This results in a quasi kind of protective jacket, which provides a sufficient supply of material.

In zweckdienlicher Ausgestaltung sind dabei das Metallelement aus Aluminium und das Opferelement aus Magnesium. In an expedient embodiment, the metal element is made of aluminum and the sacrificial element is made of magnesium.

Gemäß einer zweckdienlichen Ausgestaltung ist weiterhin ein weiteres Schutzelement zum weiteren Schutz der Kontaktstelle gegen Kontaktkorrosion angebracht. Bei diesem weiteren Schutzelement handelt es sich wahlweise oder auch in Kombination um einen aufgebrachten Lack. Dadurch ist die Kontaktstelle nach außen hin insbesondere hermetisch abgedichtet, so dass die Kontaktstelle nicht mit einem Elektrolyten in Verbindung kommen kann. Alternativ zum Lack handelt es sich bei dem Schutzelement um ein Gel mit ähnlicher Wirkung wie ein aufgebrachter Lack. Schließlich ist auch die Anordnung eines Schrumpfschlauches ermöglicht, welcher also über die Kontaktstelle gezogen ist. According to an expedient embodiment, a further protective element for further protection of the contact point against contact corrosion is further attached. In this further protective element is either or in combination to an applied paint. As a result, the contact point is in particular hermetically sealed to the outside, so that the contact point can not come into contact with an electrolyte. As an alternative to the paint, the protective element is a gel with a similar effect as an applied paint. Finally, the arrangement of a shrink tube is possible, which is thus pulled over the contact point.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Kontaktverbindung. Der Leiter, insbesondere der Aluminiumleiter und vorzugsweise ein Litzenleiter wird dabei unter Zwischenlage eines Metallelements mit dem Kontaktelement an der Kontaktstelle verschweißt. Vorzugsweise werden der Leiter, das Metallelement, das Kontaktelement sowie ergänzend ein Opferelement in einem gemeinsamen Schweißvorgang miteinander verschweißt. The object is further achieved according to the invention by a method for producing such a contact connection. The conductor, in particular the aluminum conductor and preferably a stranded conductor is welded to the contact point with the interposition of a metal element with the contact element. Preferably, the conductor, the metal element, the contact element and additionally a sacrificial element are welded together in a common welding operation.

Die im Hinblick auf die Kontaktverbindung angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen lassen sich sinngemäß auch auf das Verfahren übertragen. Mit diesem Verfahren ist ein einfaches und prozesstechnisches sicheres Herstellen einer Kontaktverbindung ermöglicht. The advantages and preferred embodiments stated with regard to the contact connection can also be transferred analogously to the method. With this method, a simple and procedural safe making a contact connection is possible.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen jeweils in vereinfachten Darstellungen: Embodiments will be explained in more detail with reference to FIGS. These show in simplified representations:

1 eine Seitenansicht einer elektrischen Kontaktverbindung gemäß einer ersten Ausführungsvariante, 1 a side view of an electrical contact connection according to a first embodiment,

2 eine Aufsicht auf die elektrische Kontaktverbindung gemäß 1 sowie 2 a plan view of the electrical contact connection according to 1 such as

3 eine Stirnansicht einer elektrischen Kontaktverbindung gemäß einer zweiten Ausführungsvariante. 3 an end view of an electrical contact connection according to a second embodiment.

In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, like-acting parts are provided with the same reference numerals.

Eine in den 1 bis 3 dargestellte elektrische Kontaktverbindung 2 umfasst einen Leiter 4 einer elektrischen Leitung 6, einen hier nur schematisierten ausschnittsweise dargestelltes Kontaktelement 8 sowie ein Metallelement 10 und Opferelement 12. Bei der elektrischen Leitung 6 handelt es sich um eine Aluminiumleitung mit einem als Litzenleiter ausgebildeten Leiter 4, welcher von einem Isolationsmantel 14 umgeben ist. Im Endbereich ist die Leitung 6 abisoliert, so dass der Leiter 4 freigelegt ist. One in the 1 to 3 illustrated electrical contact connection 2 includes a ladder 4 an electrical line 6 , A here only schematic fragmentary illustrated contact element 8th and a metal element 10 and sacrificial element 12 , At the electric wire 6 it is an aluminum line with a designed as a stranded conductor 4 which is of an insulating jacket 14 is surrounded. In the end area is the line 6 stripped, leaving the conductor 4 is exposed.

Bei dem Kontaktelement 8 handelt es sich beispielsweise um einen Kabelschuh. Im Bereich des freigelegten Leiters 4 ist eine Kontaktstelle 16 ausgebildet, an der die eigentliche elektrische Kontaktierung erfolgt. Zumindest im Bereich der Kontaktstelle 16 ist das Kontaktelement 8 als ein flächiges Metallteil ausgebildet. In the contact element 8th it is for example a cable lug. In the area of the exposed conductor 4 is a contact point 16 formed, on which the actual electrical contact takes place. At least in the area of the contact point 16 is the contact element 8th designed as a flat metal part.

Das Metallelement 10 sowie das Opferelement 12 bilden in den Ausführungsbeispielen ein kombiniertes Zwischenelement 18 aus, wobei die beiden Elemente 10, 12 hierzu insbesondere stoffschlüssig miteinander verbunden sind, beispielsweise miteinander verschweißt sind. The metal element 10 as well as the sacrificial element 12 form in the embodiments, a combined intermediate element 18 out, with the two elements 10 . 12 For this purpose, in particular materially connected to each other, for example, are welded together.

Das Metallelement 10 ist in allen Ausführungsvarianten als ein blechartiges, eigenständiges Bauteil ausgebildet. Es weist typischerweise eine Wandstärke im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm auf. The metal element 10 is designed in all variants as a blechartiges, independent component. It typically has a wall thickness in the range of 0.1 to 0.5 mm.

Im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist das kombinierte Zwischenelement 18 insgesamt auch als ein gemeinsamer Blechstreifen ausgebildet. Das Opferelement 12 ist daher ebenfalls ein Blechelement beispielsweise mit gleicher Materialstärke wie das Metallelement 10 und schließt sich in einer gleichen Ebene wie das Metallelement 10 an diesem randseitig an. In the embodiment of 1 and 2 is the combined intermediate element 18 Overall, also designed as a common metal strip. The sacrificial element 12 is therefore also a sheet metal element, for example, with the same material thickness as the metal element 10 and closes in the same plane as the metal element 10 at this edge on.

Bei der Ausführungsvariante der 3 ist im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 das Opferelement 12 als ein Metallgeflecht ausgebildet, welches zudem im Bereich der Kontaktstelle 16 um das gesamte Kontaktelement 8 mit dem kontaktierten Leiter 4 gefaltet ist. In the embodiment of the 3 is unlike the embodiment of the 1 and 2 the sacrificial element 12 formed as a metal mesh, which also in the region of the contact point 16 around the entire contact element 8th with the contacted conductor 4 folded.

Der Leiter 4 besteht allgemein aus einem ersten Material, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Das Kontaktelement 8 besteht demgegenüber aus einem zweiten, hiervon verschiedenen Material, insbesondere aus Kupfer. Das zweite Material ist dabei allgemein edler als das erste Material. Schließlich besteht das Metallelement 10 aus einem Material, welches wiederum zu dem Material des Kontaktelements 8 verschieden ist und insbesondere unedler als dieses ausgebildet ist. Insbesondere handelt es sich beim Material des Metallelements 10 um ein ähnliches oder identisches Material wie das erste Material. Unter ähnlichem Material wird hierbei verstanden, dass es sich beispielsweise auch um verschiedene Legierungen mit dem gleichen Basiswerkstoff, insbesondere Aluminium handelt. The leader 4 generally consists of a first material, in particular aluminum or an aluminum alloy. The contact element 8th In contrast, consists of a second, different material, in particular copper. The second material is generally nobler than the first material. Finally, there is the metal element 10 made of a material, which in turn to the material of the contact element 8th is different and in particular less noble than this is formed. In particular, it is the material of the metal element 10 a similar or identical material as the first material. Under similar material is understood here that, for example, it is also different alloys with the same base material, in particular aluminum.

Schließlich besteht das Opferelement 12 aus einem dritten Material, welches wiederum im Vergleich zu dem Metallelement 10 unedler ist. Das elektrochemische Potential des Metallelements 10 und insbesondere auch des Leiters 4 liegt daher zwischen dem des Opferelements 12 und dem des Kontaktelements 8. Bei Anwesenheit eines Elektrolyten wird daher das Opferelement 12 nach Art einer Opferanode infolge der entstehenden Kontaktkorrosion angegriffen und sukzessive zersetzt. Das Opferelement 12 ist allgemein derart ausgelegt, dass über die gewünschte Lebensdauer sichergestellt ist, dass auch unter „worst case“ Bedingungen ausschließlich das Opferelement 12 von der Kontaktkorrosion betroffen ist und nicht die eigentliche Kontaktstelle 16. Finally, the sacrificial element exists 12 of a third material, which in turn is compared to the metal element 10 is lame. The electrochemical potential of the metal element 10 and especially the leader 4 is therefore between the sacrificial element 12 and that of the contact element 8th , In the presence of an electrolyte, therefore, the sacrificial element 12 in the manner of a sacrificial anode as a result of the resulting contact corrosion attacked and gradually decomposed. The sacrificial element 12 is generally designed so that it is ensured over the desired life, that even under "worst case" conditions exclusively the sacrificial element 12 is affected by the contact corrosion and not the actual contact point 16 ,

Bei der Ausführungsvariante gemäß den 1 und 2 ist schließlich der gesamte Kontaktbereich noch von einem weiteren Schutzelement 20, insbesondere einem Schutzlack überzogen. Über den Schutzlack ist der gesamte Bereich zwischen dem Isolationsmantel 14 und dem Endbereich des kombinierten Zwischenelements 18 überdeckt und damit hermetisch nach außen abgedichtet. In the embodiment according to the 1 and 2 Finally, the entire contact area of yet another protective element 20 , in particular a protective varnish. Over the protective varnish is the entire area between the insulation jacket 14 and the end portion of the combined intermediate member 18 covered and thus hermetically sealed to the outside.

Bei der Verbindung zwischen Leiter 4, Metallelement 10 und Kontaktelement 8 handelt es sich wie insbesondere aus der 1 als auch der 3 gut zu erkennen ist, um einen Sandwich-Aufbau. Die elektrische Verbindung sowie auch mechanische Befestigung erfolgt hierbei beim Herstellen mit Hilfe eines Schweißprozesses, insbesondere ein einstufiger, gemeinsamer Schweißprozess. Hierzu werden die zunächst getrennt vorliegenden Bauteile des Kontaktelements 8, des kombinierten Zwischenelements 18 sowie des Leiters 4 in die gewünschte in den Figuren dargestellte Position gebracht und anschließend werden der Leiter 4 mit dem Metallelement 10 und dieses mit dem Kontaktelement 8 im Bereich der Kontaktstelle 16 in einem gemeinsamen Schweißprozess verschweißt. Ergänzend wird hierbei auch gleichzeitig das Opferelement 12 mit dem Kontaktelement 8 verschweißt. Hierzu werden die einzelnen Bauteile senkrecht zu den einzelnen Ebenen des Sandwich-Aufbaus gegeneinander gepresst. Der (Litzen)Leiter 4 wird dabei verformt, so dass er aus seiner ursprünglichen kreisrunden Form in eine langgestreckte flache Form gepresst wird, wie dies insbesondere anhand der 3 zu erkennen ist. When connecting between conductors 4 , Metal element 10 and contact element 8th it is like in particular from the 1 as well as the 3 It is easy to recognize a sandwich structure. The electrical connection as well as mechanical attachment takes place during manufacture by means of a welding process, in particular a single-stage, common welding process. For this purpose, the first separately present components of the contact element 8th , the combined intermediate element 18 as well as the leader 4 brought into the desired position shown in the figures and then the conductor 4 with the metal element 10 and this with the contact element 8th in the area of the contact point 16 welded in a common welding process. In addition, this is also the sacrificial element 12 with the contact element 8th welded. For this purpose, the individual components are pressed perpendicular to the individual planes of the sandwich construction against each other. The (stranded) conductor 4 is deformed so that it is pressed from its original circular shape in an elongated flat shape, as shown in particular by the 3 can be seen.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

2 2
elektrische Kontaktverbindung electrical contact connection
4 4
Leiter ladder
6 6
Leitung management
8 8th
Kontaktelement contact element
10 10
Metallelement metal element
12 12
Opferelement sacrificial element
14 14
Isolationsmantel insulation jacket
16 16
Kontaktstelle contact point
18 18
kombiniertes Zwischenelement combined intermediate element
20 20
Schutzelement protection element

Claims (11)

Elektrische Kontaktverbindung (2) zwischen einem Leiter (4) aus einem ersten Material, insbesondere Aluminium, und einem Kontaktelement (8) aus einem zweiten Material, insbesondere Kupfer, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (4) unter Zwischenlage eines Metallelements (10) aus einem zum zweiten Material des Kontaktelements verschiedenen Metall mit dem Kontaktelement (8) an einer Kontaktstelle (16) verschweißt ist. Electrical contact connection ( 2 ) between a ladder ( 4 ) from a first material, in particular aluminum, and a contact element ( 8th ) of a second material, in particular copper, characterized in that the conductor ( 4 ) with the interposition of a metal element ( 10 ) of a different material to the second material of the contact element metal with the contact element ( 8th ) at a contact point ( 16 ) is welded. Kontaktverbindung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Metallelement (10) um ein eigenständiges Bauteil handelt, welches nach Art einer Sandwichverschweißung einerseits mit dem Leiter (4) und andererseits mit dem Kontaktelement (8) verschweißt ist. Contact connection ( 2 ) according to claim 1, characterized in that it is in the metal element ( 10 ) is an independent component, which in the manner of a sandwich welding on the one hand with the conductor ( 4 ) and on the other hand with the contact element ( 8th ) is welded. Kontaktverbindung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (10) als ein flaches, sich in einer Ebene erstreckendes Element und insbesondere als ein Blechstreifen ausgebildet ist. Contact connection ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the metal element ( 10 ) is formed as a flat, extending in a plane element and in particular as a metal strip. Kontaktverbindung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ergänzend ein Opferelement (12) mit dem Kontaktelement (8) verbunden ist, welches aus einem dritten Material besteht, welches im Vergleich zum Metallelement (10) aus einem unedleren Metall besteht. Contact connection ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in addition a sacrificial element ( 12 ) with the contact element ( 8th ), which consists of a third material, which compared to the metal element ( 10 ) consists of a less noble metal. Kontaktverbindung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (10) mit dem Opferelement (12) ein kombiniertes Zwischenelement (18) bilden und das Metallelement (10) sowie das Opferelement (12) jeweils mit dem Kontaktelement (8) verbunden sind. Contact connection ( 2 ) according to claim 4, characterized in that the metal element ( 10 ) with the sacrificial element ( 12 ) a combined intermediate element ( 18 ) and the metal element ( 10 ) as well as the sacrificial element ( 12 ) each with the contact element ( 8th ) are connected. Kontaktverbindung (2) nach Anspruch 5, bei dem der Leiter (4) lediglich mit dem Metallelement (10) des kombinierten Zwischenelements (18) verschweißt ist. Contact connection ( 2 ) according to claim 5, wherein the conductor ( 4 ) only with the metal element ( 10 ) of the combined intermediate element ( 18 ) is welded. Kontaktverbindung (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem das Opferelement (12) um die Kontaktstelle (16) gefaltet ist. Contact connection ( 2 ) according to one of claims 4 to 6, wherein the sacrificial element ( 12 ) around the contact point ( 16 ) is folded. Kontaktverbindung (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (10) aus Aluminium und das Opferelement (12) aus Magnesium besteht. Contact connection ( 2 ) according to one of claims 4 to 7, characterized in that the metal element ( 10 ) made of aluminum and the sacrificial element ( 12 ) consists of magnesium. Kontaktverbindung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Schutzelement (20) zum Schutz der Kontaktstelle (16) gegen Kontaktkorrosion angebracht ist. Contact connection ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a further protective element ( 20 ) to protect the contact point ( 16 ) is mounted against contact corrosion. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktverbindung (2) zwischen einem Leiter (4) aus einem ersten Material, insbesondere Aluminium, und einem Kontaktelement (8) aus einem zweiten Material, insbesondere Kupfer, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (4) unter Zwischenlage eines Metallelements (10) aus einem zum zweiten Material des Kontaktelements verschiedenen Metall mit dem Kontaktelement (8) an einer Kontaktstelle (16) verschweißt wird. Process for the preparation of a contact compound ( 2 ) between a ladder ( 4 ) of a first material, in particular aluminum, and a contact element ( 8th ) of a second material, in particular copper, characterized in that the conductor ( 4 ) with the interposition of a metal element ( 10 ) of a different material to the second material of the contact element metal with the contact element ( 8th ) at a contact point ( 16 ) is welded. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (4), das Zwischenelement (18), das Kontaktelement (8) sowie ergänzend ein Opferelement (12) in einem gemeinsamen Schweißvorgang miteinander verschweißt werden. Method according to the preceding claim, characterized in that the conductor ( 4 ), the intermediate element ( 18 ), the contact element ( 8th ) and additionally a sacrificial element ( 12 ) are welded together in a common welding process.
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