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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Verbindung zwischen einem elektrischen Leiter und einem zweiten elektrischen Leiter.
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Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren zum Fügen von elektrischen Leitern bekannt. Hierbei wird zwischen lösbaren und nicht lösbaren Verbindungen unterschieden. Bei nicht lösbaren Verbindungen werden Fügeverfahren mit Wärmeeinfluss, wie zum Beispiel Schweißen, Löten oder dergleichen und Fügeverfahren ohne Wärmeeinfluss zum Beispiel Crimpen, Schrauben oder Schneidklemmen verwendet. Typische elektrische Leiter sind Kabel bzw. Litzen, welche aus zumindest einem oder mehreren Einzeldrähten bestehen. Ferner sind elektrische Leiter auch als Stanzgitter, Flexfolien und Leiterplatten bekannt.
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Beispielsweise aus der Druckschrift
DE 20 2004 014 379 U1 ist eine Verbindungseinrichtung als Steckverbinder bekannt. Die Verbindungseinrichtung dient zum Verbinden eines Flachbandleiters mit einem Kontaktierungselement. Der Flachbandleiter und das Kontaktierungselement sind zum Zwecke des sogenannten Clinchens bereits aufeinander gelegt und werden plastisch verformt, so dass ein Formschlussbereich zur Verbindung des Flachbandleiters und des Kontaktierungselements vorgesehen ist. Diese Art der Verbindung wird ausschließlich bei Flachbandleitern eingesetzt.
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Aus der
DE 10 2009 005 234 B4 ist es bekannt, einen Heizleiterdraht zwischen zwei Befestigungsteilen anzuordnen und diese durch Clinchen zu verbinden.
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Bei stoffschlüssigen Verbindungen kommt es durch den Wärmeeintrag zu Verspannungen oder Gefügeveränderungen, welches sich nachteilig auf mechanische und elektrische Eigenschaften und somit auch auf die Zuverlässigkeit der Verbindung auswirkt. Bei kraftschlüssigen Verfahren, wie zum Beispiel dem mechanischen Verklemmen von Kabeln in Steckverbindern werden zum einen größere Bauräume notwendig und zum anderen ergeben sich nachteilige Einflüsse auf die Verbindung durch Temperatur und Vibrationen. Zusätzlich ist beim kraftschlüssigen Verbinden das Relaxionsverhalten des jeweiligen Werkstoffes zu berücksichtigen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Verbindung und ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem ersten elektrischen Leiter und einem zweiten elektrischen Leiter vorzuschlagen, mit denen eine sichere und robuste Verbindung hinsichtlich der mechanischen und elektrischen Eigenschaften gewährleistet wird.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird jeweils durch die Merkmale der Hauptansprüche gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
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Somit wird zum Einen eine elektrische Verbindung zwischen einem ersten, als Litze ausgeführten elektrischen Leitern und einem zweiten elektrischen Leiter realisiert, wobei der zweite Leiter zumindest einen ersten Fügepartner und einen zweiten Fügepartner aufweist, zwischen denen die zu verbindende Litze mittels Clinchen formschlüssig zusammengepresst ist. Auf diese Weise wird eine elektrische Verbindung von Litze, die als Bündel einer Vielzahl von Einzeldrähten ausgeführt sind, zwischen den Fügepartnern mittels Clinchen formschlüssig geprägt.
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Zum anderen wird eine elektrische Verbindung zwischen einem elektrischen ersten Leiter und einem zweiten, zumindest teilweise hülsenförmigen elektrischen Leiter vorgeschlagen, wobei der zweite elektrische Leiter zumindest einen ersten Fügepartner und einen zweiten Fügepartner aufweist, zwischen denen der erste Leiter mittels Clinchen formschlüssig zusammengepresst ist. Dabei bildet der erste Fügepartner einen ersten Teil der Hülsenform, insbesondere eine erste Hälfte, und der zweite Fügepartner einen zweiten Teil der Hülsenform, insbesondere eine zweite Hälfte. Hierbei kann der erste elektrische Leiter vielfältig in Erscheinung treten, wie insbesondere drahtförmig, also als Einzeldraht oder als Litze, Profildraht oder Runddraht etc.
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Durch das Prägen der elektrischen Verbindung mittels Clinchen wird neben dem Kraftschluss zusätzlich der Formschluss erreicht, wobei die Verpressung durch plastische Verformung sowohl des ersten Leiters, als auch des zweiten Leiters, also der beiden Fügepartner, erfolgt. Der dadurch hervorgerufene Formschluss bewirkt optimale Verbindungseigenschaften, insbesondere eine hohe Robustheit gegen Vibrationen und Temperaturwechsel. Zur Herstellung des Formschlusses erfolgt im Gegensatz zum Löten oder Schweißen kein Wärmeeintrag in die elektrische Verbindung.
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Die elektrische Verbindung eignet sich insbesondere zur elektrischen Kontaktierung eines zur Isolation lackierten ersten Leiters, wie insbesondere eines Lackdrahtes, beispielsweise Kupferlackdraht. Durch das formschlüssige Verpressen mit den Fügepartnern des zweiten Leiters wird die Lackschicht aufgebrochen, wodurch es zu einem leitenden Kontakt in dem Formschluss zwischen dem ersten Leiter und den Fügepartnern (zweiter Leiter) kommt. Eine vorherige Entfernung des Isolationslackes von dem ersten Leiter ist dann also nicht mehr erforderlich.
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Als Fügepartner (zweiter elektrischer Leiter) werden vorzugsweise massive Bauteile aus elektrisch leitfähigem Material vorgesehen, um eine hohe Verpresskraft auf die Litzen aufzubringen. Die massiven Fügepartner weisen insbesondere an der einander zugewandten Seite eine korrespondierende Form auf, so dass ein Aufnahme- und Verbindungsraum oder dergleichen zum formschlüssigen Verbinden am Kontaktbereich der Litzen vorgesehen ist. Durch den Formschluss ist kein Wärmeeintrag an der Verbindung erforderlich. Die Oberflächen können bei der erfindungsgemäßen Verbindung erhalten bleiben, so dass keine Korrosion auftritt. Vorzugsweise ist die elektrische Verbindung daher dadurch gebildet, dass die Fügepartner mit dem in dem Aufnahme- und Verbindungsraum der Fügepartner angeordneten ersten Leiter mittels Clinchen zum Prägen eines Formschlusses zusammengepresst sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass bei einem als Litze ausgeführten ersten elektrischen Leiter alle Einzeldrähte der Litze mittels Clinchen zum Prägen des Formschlusses zusammengepresst sind.
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Durch die Aufnahme in dem Aufnahme- und Verbindungsraum zwischen den Fügepartner ist es ohne weiteres möglich, dass eine Verbindung von mehreren elektrischen Leitern bzw. Kabeln oder Litzen realisiert wird. Es ist also möglich, dass die elektrische Verbindung zwei oder mehr erste elektrische Leiter aufweist, die zwischen den Fügepartnern des zweiten elektrischen Leiters wie oben erläutert mittels Clinchen formschlüssig zusammengepresst sind.
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Durch das Clinchen bzw. Prägen des Formschlusses ergeben sich keine Stanzgrate oder dergleichen, so dass keine Nachbearbeitungen erforderlich sind.
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Durch die vorgeschlagene elektrische Verbindung ist es möglich, dass elektrische Leiter aus unterschiedlichen Materialien, wie beispielsweise Eisenmetalle und Nichteisenmetalle, ohne weiteres miteinander verbunden werden können.
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Vorzugsweise ist der zweite Leiter als Kabelschuh ausgeführt, wobei der erste und zweite Fügepartner jeweils ein Teil einer Leiteraufnahme des Kabelschuhs bilden. Der erste Leiter ist hierbei also mit der Leiteraufnahme des Kabelschuhs mittels Clinchen fest verbunden. Hierdurch wird eine besonders einfach herzustellende und sichere elektrische Verbindung zwischen Kabelschuh (zweiter Leiter) und dem damit verbundenen elektrischen Leiter (erster Leiter) gebildet.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen elektrischen Leitern gelöst, indem ein erster der zu verbindenden Leiter in einem zwischen Fügepartnern des zweiten elektrischen Leiters gebildeten Aufnahme- und Verbindungsraum zunächst ausgerichtet und die elektrischen Leiter, im Detail der erste Leiter mit den Fügepartner des zweiten Leiters, danach durch vorbestimmte Prägung bzw. durch Clinchen formschlüssig zusammen gepresst werden.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Figuren beispielshaft weiter erläutert, aus welchen weitere vorteilhafte Merkmale entnehmbar sind. Die Figuren zeigen dabei in schematischer Darstellung:
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1, einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer elektrischen Verbindung;
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2, eine isometrsiche Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer elektrischen Verbindung.
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Die 1 zeigt eine schematische quergeschnittene Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante einer elektrischen Verbindung zwischen einem ersten elektrischen Leiter 1 und einem zweiten elektrischen Leiter 2, der zumindest einen ersten Fügepartner 3 und einen zweiten Fügepartner 4 aufweist. Ein als Litze ausgeführter erster Leiter 1 kann beispielsweise aus einem Bündel von mehreren Einzeldrähten bestehen. Es ist jedoch auch möglich, dass der erste Leiter 1 aus einem massiven Einzeldraht besteht, wie beispielsweise einem Rund- oder Profildraht. Hierbei kann es sich auch um einen Lackdraht handeln.
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Die elektrische Verbindung umfasst bei dem gezeigten Beispiel den ersten Fügepartner 3 und den zweiten Fügepartner 4, die als massive Bauteile ausgeführt sind. Die Fügepartner 3, 4 weisen in einem Aufnahme- und Verbindungsraum den darin angeordneten ersten elektrischen Leiter 1 auf. Die Fügepartner 3, 4 sind dabei zusammen mit dem ersten Leiter 1 mittels Clinchen zum Prägen eines Formschlusses zusammengepresst. Somit sind sowohl der erste Leiter 1, als auch die Fügepartner 3, 4 des zweiten Leiters 2 durch plastische Verformung formschlüssig miteinander verbunden.
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Der erste Fügepartner 3 weist im Querschnitt eine etwa schwalbenschwanzförmige Ausnehmung 5 auf. Der zweite Fügepartner 4 weist einen mit der Ausnehmung 5 korrespondierenden im Querschnitt etwa schwalbenschwanzförmigen Vorsprung 6 auf. Die Form der Ausnehmung 5 und die Form des Vorsprungs 6 (jeweils im Querschnitt schwalbenschwanzförmig) werden durch die Herstellung des Formschlusses mittels Clinchen bewirkt.
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In 1 ist strichliert eingezeichnet, dass die Fügepartner 3, 4 des zweiten elektrischen Leiters 2 durch Zusammenklappen von zwei Abschnitten eines vormals flächigen zweiten Leiters 2 gebildet werden können. Die Falzlinie, um welche die Fügepartner 3, 4 zusammengeklappt werden, kann sich bezüglich des ersten Leiters 1 an einer Flanke des zweiten Leiters 2, die parallel zu dem ersten Leiter 1 verläuft, befinden oder, wie dargestellt, an einer Frontseite des zweiten Leiters, die senkrecht oder schief zu dem ersten Leiter 1 verläuft. Alternativ dazu handelt es sich bei den Fügepartnern 3, 4 um vormals getrennte Bauteile, welche erst durch den Formschluss zur Bildung der elektrischen Verbindung fest miteinander verbunden werden.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform der an sich in 1 bereits näher erläuterten elektrischen Verbindung von zwei elektrischen Leitern 1, 2. Gemäß 2 ist zumindest ein Teil oder Abschnitt des zweiten Leiters 2 zumindest teilweise hülsenförmig ausgeführt, wobei der erste Fügepartner 3 ein erster Teil bzw. eine erste Hälfte der Hülsenform bildet und der zweite Fügepartner 4 ein zweiter Teil bzw. eine zweite Hälfte der Hülsenform. In einen Aufnahme- und Verbindungsraum der Hülsenform ist der erste elektrische Leiter 1 eingelegt und ausgerichtet.
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Die elektrische Verbindung wird dadurch hergestellt, dass der erste elektrische Leiter 1 zwischen und mit den Fügepartnern 3, 4 mittels Clinchen formschlüssig zusammengepresst wird. In 2 ist beispielhaft ein hierzu verwendetes Clinchwerkzeug 7 (Stempel) dargestellt, welches von oben auf die elektrischen Leiter 1, 2 einwirkt. Die gegenüberliegende, mit dem Clinchwerkzeug 7 korrespondierende Matrize bzw. der Amboss zur Prägung der Clinchverbindung ist der Übersicht halber nicht gezeigt.
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Der hülsenförmige Teil des zweiten Leiters 2 kann beispielsweise eine Leiteraufnahme eines ansonsten als Kabelschuh ausgeführten zweiten Leiters 2 bilden. Der restliche Teil des Kabelschuhs ist in 2 strichliert eingezeichnet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen den elektrischen Leitern 1, 2 sieht vor, dass der erste Leiter 1 in dem zwischen den Fügepartnern 3, 4 des zweiten Leiters 2 gebildeten Aufnahmeraum und Verbindungsraum zunächst ausgerichtet wird und diese danach durch vorbestimmte Ausprägung formschlüssig zusammengepresst werden. Auf diese Weise ist die durch Formschluss eine hohe Robustheit hinsichtlich Vibrations- und Temperaturwechseln realisierte elektrische Verbindung geschaffen.
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Durch die Erfindung wird somit nicht nur die Verbindung selbst sondern auch die Herstellung der Verbindung beansprucht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrischer Leiter
- 2
- elektrischer Leiter
- 3
- erster Fügepartner
- 4
- zweiter Fügepartner
- 5
- Ausnehmung
- 6
- Vorsprung
- 7
- Clinchwerkzeug (Stempel)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202004014379 U1 [0003]
- DE 102009005234 B4 [0004]
