DE102016123941B4 - Connecting element for an electrical flat conductor - Google Patents
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Abstract
Verbindungselement für einen elektrischen Flachleiter (1), mit• einem Kontaktteil (2), dessen Kontaktseite (2a) an dem Flachleiter (1) anlegbar ist,• einem Federelement (3), das zwischen Kontaktteil (2) und Flachleiter (1) eingelegt ist, und• einem Halteelement (5), das zumindest teilweise um den Flachleiter (1) und das Kontaktteil (2) mit zwischenliegendem Federelement (3) gelegt ist und einen Druck auf das Kontaktteil (2) in Richtung des Flachleiters (1) ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtmittel (8) entlang eines Randes der Kontaktseite (2a) des Kontaktteils (2) aufgebracht ist.Connecting element for an electrical flat conductor (1), with • a contact part (2), the contact side (2a) on the flat conductor (1) can be applied, • a spring element (3) inserted between the contact part (2) and flat conductor (1) is, and • a holding element (5) which is at least partially around the flat conductor (1) and the contact part (2) with intermediate spring element (3) and exerts a pressure on the contact part (2) in the direction of the flat conductor (1) , characterized in that a sealing means (8) along an edge of the contact side (2a) of the contact part (2) is applied.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungselement für einen elektrischen Flachleiter, um diesen Flachleiter mit anderen elektrischen Leitern zu verbinden und damit beispielsweise ein Bordnetz eines Fahrzeugs aufzubauen. Das Verbindungselement ist besonders für Flachleiter aus Aluminium geeignet.The present invention relates to a connecting element for an electrical flat conductor in order to connect this flat conductor with other electrical conductors and thus to build, for example, an electrical system of a vehicle. The connecting element is particularly suitable for aluminum flat conductors.
Stand der TechnikState of the art
Aluminium ist ein Werkstoff, der aufgrund des niedrigeren Preises und geringeren Gewichts für Anwendungen im Fahrzeug interessant ist, jedoch im Gegensatz zu Kupfer weniger elastische, sondern unter mechanischem Druck eher fliessende Eigenschaften hat. Damit ergeben sich neue Herausforderungen bei der Kontaktierung von Aluminium-Leitern. Die vorbekannten Lösungen aus Kupfer-Leitungen sind oftmals nicht zuverlässig nutzbar, da die Aluminium-Verbindungen nicht die gleiche Haltbarkeit haben.Aluminum is a material that is interesting for applications in the vehicle due to the lower price and lower weight, but in contrast to copper less elastic, but rather has more fluid properties under mechanical pressure. This results in new challenges in the contacting of aluminum conductors. The previously known solutions made of copper lines are often not reliable usable because the aluminum compounds do not have the same durability.
Zudem sind Übergänge vom Alumium zum Kupfer aufgrund der unterschiedlichen mechanischen und elektrischen Eigenschaften beider Metalle kritisch. Aluminium ist korrosionsbeständig dank einer widerstandsfähigen Oxidschicht, die sich auf seiner Oberfläche unter der Einwirkung von Sauerstoff bildet. Beim Zusammenfügen von Aluminium mit Kupfer setzt beim Vorhandensein von Feuchtigkeit eine elektrochemische Reaktion durch Kontaktelementbildung ein. Bei diesem Prozess spielen die durch die elektrochemische Spannungsreihe gegebenen Potentialdifferenzen eine entscheidende Rolle.In addition, transitions from aluminum to copper are critical due to the different mechanical and electrical properties of both metals. Aluminum is resistant to corrosion thanks to a hard-wearing oxide layer that forms on its surface under the influence of oxygen. When joining aluminum with copper, an electrochemical reaction by contact element formation occurs in the presence of moisture. In this process, the potential differences given by the electrochemical series play a crucial role.
Das Kontaktelement wird gebildet durch die Kupferelektrode (Anode), den Elektrolyten (Wasser) und die Aluminiumelektrode (Katode). Die von diesem Element erzeugte Spannung wird über den Kontakt von Kupfer und Aluminium kurzgeschlossen.The contact element is formed by the copper electrode (anode), the electrolyte (water) and the aluminum electrode (cathode). The voltage generated by this element is short-circuited via the contact of copper and aluminum.
Entsprechend der dabei auftretenden Stromstärke erfolgt eine Ablagerung bzw. Zersetzung des Aluminiums. Bei einer elektrischen Verbindung erhöht sich als Folge der Übergangswiderstand, was zu einem Temperaturanstieg und weiterer Zerstörung führen kann.According to the current intensity occurs a deposition or decomposition of the aluminum. In an electrical connection increases as a result of the contact resistance, which can lead to an increase in temperature and further destruction.
Entsprechend große Entwicklungsanstrengungen werden auf die Herstellung zuverlässiger Aluminium-Kupfer Verbindungen aufgewendet. Die
Die
Die
Gemeinsam ist diesem Stand der Technik, dass solche Verbindungen nur aufwendig erzeugbar und entsprechend kostspielig sind.Common to this state of the art is that such compounds are expensive to produce and correspondingly expensive.
Zudem ergibt sich als Gemeinsamkeit, dass es aufwendig ist, nachträglich an einen Flachleiter zusätzliche Abgänge anzubringen. Für eine Nachkonfektionierung oder eine Reparatur wird jedoch diese Möglichkeit benötigt.In addition, as a common feature that it is expensive to subsequently attach to a flat conductor additional outlets. However, this option is needed for a rework or a repair.
Darüber hinaus ist aus der
Beschreibung der Erfindung Description of the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin ein Verbindungselement anzugeben, mit dem ein elektrischer Flachleiter auch nachträglich zuverlässig kontaktiert werden kann. Diese Aufgabe wird durch das Verbindungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den untergeordneten Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.The object of the invention is to provide a connecting element with which an electrical flat conductor can also be reliably contacted subsequently. This object is achieved by the connecting element with the features of
Erfindungsgemäß enthält das Verbindungselement für einen elektrischen Flachleiter ein Kontaktteil, ein Federelement und ein Halteelement. Das Kontaktteil ist an dessen Kontaktseite an dem Flachleiter anlegbar. Das Kontaktteil ist vorzugsweise flach und plattenförmig und daher geeignet, an einem Flachleiter, der beispielsweise eine Breite von 2 bis 10 cm und eine Länge von bis zu mehreren Metern aufweisen kann, angelegt zu werden. Das Federelement wird zwischen Kontaktteil und Flachleiter eingelegt und ist dazu vorzugsweise plattenförmig. Das Federelement hat jedoch eine federnde Feinstruktur.According to the invention, the connecting element for an electrical flat conductor contains a contact part, a spring element and a holding element. The contact part can be applied to the contact side on the flat conductor. The contact part is preferably flat and plate-shaped and therefore suitable to be applied to a flat conductor, which may for example have a width of 2 to 10 cm and a length of up to several meters. The spring element is inserted between contact part and flat conductor and is preferably plate-shaped. However, the spring element has a resilient fine structure.
Sind Kontaktteil und Federelement auf den Flachleiter aufgelegt, so wird das Halteelement zumindest teilweise um den Flachleiter und das Kontaktteil gelegt und übt einen Druck auf das Kontaktteil in Richtung des Flachleiters aus. Wird ein solches erfindungsgemäßes Verbindungselement auf den Flachleiter an einer abisolierten Stelle aufgelegt, so ergibt sich eine kostengünstige und leicht nachrüstbare Lösung, um diesen Flachleiter zu kontaktieren. Der Flachleiter ist vorteilhafterweise ein Aluminium-Flachleiter, währenddessen das Kontaktteil Kupfer oder eine Kupferbeschichtung enthält und einen Leitungsabgang aufweist. Über den Leitungsabgang sind eine oder mehrere elektrische Leitungen an den Flachleiter anschließbar. Die Materialpaarung Kupfer für das Kontaktteil und Aluminium für den Fachleiter ist Anlass für weitere erfinderische Ausbildungen.Are contact part and spring element placed on the flat conductor, the holding element is at least partially placed around the flat conductor and the contact part and exerts a pressure on the contact part in the direction of the flat conductor. If such a connecting element according to the invention is placed on the flat conductor at a stripped point, this results in a cost-effective and easily retrofittable solution for contacting this flat conductor. The flat conductor is advantageously an aluminum flat conductor, during which the contact part contains copper or a copper coating and has a line outlet. One or more electrical lines can be connected to the flat conductor via the cable outlet. The combination of materials copper for the contact part and aluminum for the specialist manager is reason for further inventive training.
Nach einer Weiterbildung ist die Oberfläche der Kontaktseite des Kontaktteils mit einem leitfähigen Kontaktfett benetzt. Damit wird zum einen das Eindringen eines Oxidationsbefördernden Sauerstoffs verhindert, zum anderen wird die Leitfähigkeit zwischen Flachleiter und Kontaktteil verbessert, indem der Übergangswiderstand reduziert wird.According to a development, the surface of the contact side of the contact part is wetted with a conductive contact grease. On the one hand, this prevents the penetration of oxidation-promoting oxygen and, on the other hand, improves the conductivity between the flat conductor and the contact part by reducing the contact resistance.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Oberfläche der Kontaktseite des Kontaktteils als Kontaktfläche mit dem Flachleiter nach der gewünschten Stromtragfähigkeit ausgewählt wird. Je größer die Kontaktfläche umso größer auch die Stromtragfähigkeit der Verbindung mit einem weiteren elektrischen Leiter.Furthermore, it is advantageous if the surface of the contact side of the contact part is selected as the contact surface with the flat conductor for the desired current carrying capacity. The larger the contact area, the greater the current carrying capacity of the connection to a further electrical conductor.
Vorteilhafterweise ist an der der Kontaktseite gegenüberliegenden Oberseite des Kontaktteils eine Isolierung angebracht. Vorteilhafterweise bedeckt diese Isolierung nicht nur die Oberseite, sondern verbindet diese Oberseite auch mit der Kontaktseite, d.h. nur die Kontaktfläche des Kontaktteils bleibt frei, andere Anteile der Oberfläche des Kontaktteils sind durch die Isolierung gegen das Eindringen von Feuchtigkeit geschützt, aber auch gegen eine ungewollte elektrische Kontaktierung.Advantageously, an insulation is attached to the opposite side of the contact side of the contact part. Advantageously, this insulation not only covers the top, but also connects that top to the contact side, i. only the contact surface of the contact part remains free, other parts of the surface of the contact part are protected by the insulation against the ingress of moisture, but also against unwanted electrical contact.
Zur weiteren Abdichtung der Verbindung zwischen Verbindungselement und elektrischem Flachleiter ist erfindungsgemäß ein Dichtmittel entlang des Randes der Kontaktseite des Kontaktteils aufgebracht. Dieses Dichtmittel ist beispielsweise ein Kleber, bevorzugt ein Acrylatkleber, der bereits auf einen Druck aktiviert und Verbindungselement und Flachleiter mediendicht verbindet. Damit entsteht ein besonders langlebiger abgedichteter elektrischer Kontakt, selbst wenn wie oben geschildert das Kontaktteil Kupfer und der Flachleiter Aluminium enthalten.For further sealing of the connection between the connecting element and the electrical flat conductor, a sealing means is applied along the edge of the contact side of the contact part according to the invention. This sealant is, for example, an adhesive, preferably an acrylate adhesive, which is already activated to a pressure and connects connecting element and flat conductor media-tight. This creates a particularly long-lasting sealed electrical contact, even if, as described above, the contact part copper and the flat conductor contain aluminum.
Für das Federelement hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn dieses Lamellen aufweist. Bevorzugt sind diese Lamellen in Zick-Zack- oder schräggestellter Form ausgebildet und weisen zumindest in Richtung des elektrischen Flachleiters scharfe Kanten auf. Damit ist es möglich, eine eventuelle Oxidschicht des elektrischen Flachleiters aus Aluminium aufzubrechen und den elektrischen Kontakt zu verbessern.For the spring element, it has proven to be advantageous if this has lamellas. These lamellae are preferably designed in a zig-zag or inclined form and have sharp edges at least in the direction of the electrical flat conductor. This makes it possible to break up a possible oxide layer of the aluminum electrical flat conductor and to improve the electrical contact.
Das Halteelement weist vorteilhafterweise eine Sicherungsklammer auf, insbesondere kann hierfür Stahl benutzt werden, die eine Federwirkung hat und über lange Zeiträume das Verbindungselement gegen den Flachleiter zuverlässig mit einem Druck beaufschlagen kann. Damit ergibt sich auch ein vorteilhaftes Zusammenwirken der Druckkraft des Halteelements mit der entgegengesetzt wirkenden Druckkraft des Federelementes, wodurch der Übergangswiderstand zwischen Verbindungselement und Flachleiter weiter verringert wird.The holding element advantageously has a securing clip, in particular steel can be used for this, which has a spring action and can reliably apply pressure to the connecting element against the flat conductor for long periods of time. This also results in an advantageous interaction of the pressure force of the holding element with the oppositely acting pressure force of the spring element, whereby the contact resistance between the connecting element and the flat conductor is further reduced.
Figurenliste list of figures
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1 zeigt einen elektrischen Flachleiter mit zwei abisolierten Flächen,1 shows an electrical flat conductor with two stripped surfaces, -
2a zeigt ein Kontaktteil mit Sicht auf die Unterseite,2a shows a contact part with view of the underside, -
2b zeigt ein Kontaktteil mit Sicht auf die Oberseite,2 B shows a contact part with a view of the top, -
3 zeigt zwei Varianten eines Federelementes in Draufsicht,3 shows two variants of a spring element in plan view, -
4 zeigt drei Varianten eines Federelementes in Seitendarstellung,4 shows three variants of a spring element in side view, -
5 zeigt ein Kontaktteil in Seitendarstellung mit aufgebrachtem Dichtmittel,5 shows a contact part in side view with applied sealant, -
6 zeigt ein auf den Flachleiter aufgelegtes Federelement,6 shows a spring element placed on the flat conductor, -
7 zeigt ein Aufsetzen des Kontaktteils auf den Flachleiter zur Bildung eines Verbunds,7 shows a placement of the contact part on the flat conductor to form a composite, -
8 zeigt den Verbund von Flachleiter und Kontaktteil mit zwischenliegendem Federelement,8th shows the composite of flat conductor and contact part with intermediate spring element, -
9 zeigt den Verbund mit angelegtem Halteelement, und9 shows the composite with applied holding element, and -
10 zeigt ein an den Flachleiter angelegtes Halteelement in Draufsicht.10 shows a voltage applied to the flat conductor holding element in plan view.
Der Flachleiter
Die jeweilige abisolierte Fläche
Von der Unterseite betrachtet zeigt
Die Kantenmaße des Kontaktteils
Zwischen abisolierter Fläche
Eine Seitendarstellung des Federelementes
In
Indem ein klemmenförmiges Halteelement
Die in
Damit kann diese Lösung nachträglich an jedem zugänglichen Bereich des Flachleiters
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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