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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung elektromechanischer Verbindungseigenschaften eines Litzenleiters und/ oder eines Verbindungselements sowie eine Messvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Das Ziel einer jeden elektrischen Verbindung ist die Sicherstellung eines verlustarmen und langzeitstabilen elektromechanischen Kontakts. Die Leistungsfähigkeit der Kontaktierung hängt ab von der elektromechanischen Querkontaktierung der einzelnen Litzen des Litzenleiters untereinander sowie der elektromechanischen Leiterkontaktierung der Litzen zu einem Verbindungselement, wie einer Crimphülse, einer Stromschiene, einem Strombalken oder dergleichen.
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Der Gesamtverbindungswiderstand einer elektromechanischen Verbindung wird beeinflusst durch die Geometrie und Formgestalt des Litzenleiters und des Verbindungselements, die Art und Höhe der Verpressung, die Oberflächenrauigkeit der aneinander anliegenden Kontaktflächen, Oxidschichten, Verschmutzungen, Hautschichten, Fremdschichten und dergleichen.
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Somit unterscheiden sich die gebildeten elektromechanischen Verbindungen zwischen den geometrisch verschiedenen Litzenleitern und Verbindungselementen durch ihre strukturelle, geometrische Ausgestaltung bereits im Neuzustand hinsichtlich der erreichbaren Kontaktgüte zwischen einem jeweiligen Litzenleiter und einem zugeordneten Verbindungselement.
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Weiter kann die Kontaktgüte einer elektromechanischen Verbindung durch den Oberflächenzustand der Leiterlitzen, z.B. Oxide oder Verschmutzungen, oder mit zunehmendem Alter und zunehmender Betriebsdauer durch Umgebungseinflüsse beeinträchtigt werden, so dass der Gesamtverbindungswiderstand ansteigt.
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In diesem Zusammenhang ist aus der
DE 10 2007 028 965 A1 ein Verfahren zur Überprüfung des Stromflusses durch Einzeldrähte eines Litzendrahtes bekannt. Dabei wird durch den Litzendraht ein elektrischer Strom geleitet und das aufgrund des stromdurchflossenen Litzendrahts sich ausbildende Magnetfeld wird durch einen Sensor erfasst und ausgewertet. Auf eine Fehlstelle wird geschlossen, falls das gemessene Magnetfeld eine Oszillation aufweist, deren Länge ein Vielfaches einer Schlaglänge des Litzendrahts beträgt und insbesondere der Schlaglänge entspricht.
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Aus der
DE 197 49 682 A1 ist ein Prüfverfahren zum zerstörungsfreien Prüfen eines Schweißverbinders, der aus mehreren durch Ultraschallschweißen zu einem Bündel miteinander verbundenen Litzen elektrischer Leitungen besteht, bekannt. Eine definierte Prüfkraft wird an zwei oder mehr schmalen Mantelflächensegmenten des Schweißverbinders in im Wesentlichen aufeinander zu oder in im Wesentlichen auf einen gemeinsamen Schnittpunkt gerichteten Richtungen eingeleitet.
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Die
DE 36 27 245 A1 betrifft ein Verfahren zur Widerstandsmessung an verseilten Blankleitern, wobei der Widerstandswert von verdichteten bzw. umgeformten Blankleitern gemessen und zur Regelung der Verdichterwalzen eines Rund- bzw.Sektorverdichters innerhalb der Verseilanlage genutzt wird. Dabei wird den Scheiben eines bekannten Doppelscheibenabzuges eine konstante Temperatur verliehen und diese Temperatur wird durch den über diese Scheibe laufenden Leiter aufgenommen.
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Es sind derzeit keine Verfahren oder Vorrichtungen bekannt, um die Qualität einer elektromechanischen Verbindung zwischen einem Litzenleiter und/oder einem Verbindungselement zu bewerten. Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, ein Verfahren zur Bewertung elektromechanischer Verbindungseigenschaften eines Litzenleiters und/oder eines Verbindungselements sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
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Die voranstehend beschriebene technische Problemstellung wird jeweils gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie eine Messvorrichtung nach Anspruch 10. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bewertung elektromechanischer Verbindungseigenschaften eines Litzenleiters und/oder eines Verbindungselements, mit den Verfahrensschritten:
- (A) Bereitstellen einer Messanordnung mit einem Verpressungswerkzeug, das eine Aufnahmeöffnung aufweist;
- (B) Einführen
- - eines Litzenleiters in die Aufnahmeöffnung des Verpressungswerkzeugs;
oder
- - eines Litzenleiters und eines den Litzenleiter zumindest teilweise umschließenden Verbindungselements in die Aufnahmeöffnung des Verpressungswerkzeugs;
- (C) Herstellen einer elektromechanischen Verbindung durch ein Verengen der Aufnahmeöffnung des Verpressungswerkzeugs, wobei eine Verpressungskraft und/oder ein Verpressungsweg vorgegeben sind;
- (D) Messen
- - der Verbindungswiderstände zwischen einer oder mehr Litzen des Litzenleiters und einer oder mehr weiteren Litzen des Litzenleiters;
und/oder,
- - soweit ein Verbindungselement vorgesehen ist, der Verbindungswiderstände zwischen einer oder mehr Litzen des Litzenleiters und dem Verbindungselement;
- (E) Berechnung
- - wenigstens einer Kennzahl zur Bewertung eines Alterungszustands und/oder der Anschlussgüte aus den gemessenen Verbindungswiderständen und Vergleich der berechneten Kennzahl mit einer Referenzkennzahl.
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Wenn im vorliegenden Text von einem Verbindungswiderstand gesprochen wird, so setzt sich dieser aus dem jeweiligen Kontaktwiderstand und dem Bahnwiderstand zusammen.
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Wenn vorliegend von einer Referenzkennzahl gesprochen wird, so handelt es sich dabei z.B. um eine Kennzahl, die für eine elektromechanische Verbindung zwischen einen elektrischen Litzenleiter und/oder ein Verbindungselement im Neuzustand ermittelt worden ist. Alternativ kann eine Referenzkennzahl mithilfe eines gereinigten Litzenleiters und/oder eines gereinigten Verbindungselements ermittelt werden. Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung einer Referenzkennzahl ist die Referenz zu einem äquivalenten Starleiter gleicher Länge und Querschnitts (Leiterquerschnitt = Litzenleiterquerschnitt, oder Leiterquerschnitt = Litzenleiterquerschnitt + Querschnitt des Verbindungselementes). Dieser äquivalente Starleiter ermöglicht auf diese Weise eine Referenz zu einer idealen / verlustfreien Leiterkontaktierung.
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Durch den Abgleich der berechneten Kennzahl mit der Referenzkennzahl können z.B. der Alterungszustand und/oder die Kontaktgüte des Litzenleiters, des Verbindungselements und/oder eines Verbunds aus dem Verbindungselement mit darin verpresstem Litzenleiter ermittelt werden.
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Es wird daher ein Verfahren angegeben, das die Bewertung elektromechanischer Verbindungseigenschaften eines Litzenleiters und/oder eines Verbindungselements ermöglicht.
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Es kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt (D) ein Messen des Gesamtverbindungswiderstands zwischen allen Litzen des Litzenleiters und dem Verbindungselement erfolgt.
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Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt (D) ein Messen der Verbindungswiderstände zwischen jeder Litze des Litzenleiters und dem Verbindungselement erfolgt.
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Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt (D) ein Messen der Verbindungswiderstände zwischen jeder Litze des Litzenleiters und allen weiteren Litzen des Litzenleiters erfolgt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens sind nach dem Messen der Verbindungswiderstände und vor der Berechnung folgende Verfahrensschritte vorgesehen:
- - Verengen des Aufnahmequerschnitts, wobei eine weitere Verpressungskraft und/oder ein weiterer Verpressungsweg vorgegeben sind, und
- - erneutes Messen entsprechend Verfahrensschritt (D).
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Somit kann eine zweistufige Kraftaufbringung und Messung erfolgen, um den Einfluss der Verpressungskraft auf die Messwerte bzw. die Kennzahl zu erfassen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Verpressungswerkzeug in einem die Aufnahmeöffnung begrenzenden Bereich einen nicht- oder schlechtleitenden Werkstoff aufweist oder das Verpressungswerkzeug aus einem nicht- oder schlechtleitenden Werkstoff besteht. So kann der Einfluss des Materials des Verpressungswerkzeugs auf die Messwerte reduziert werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zwei oder mehr Litzen in einem zu dem Verpressungswerkzeug beabstandeten Bereich voneinander isoliert geführt sind, wobei vor dem Messen ein einseitig zweifaches Verbinden jeder der zwei oder mehr Litzen des Litzenleiters mit einer Relaisschaltung erfolgt, die mit mindestens einer Konstantstromquelle und mindestens einem Voltmeter gekoppelt ist, so dass die zwei oder mehr Litzen zum Durchführen einer Vierleitermessung eingerichtet sind, wobei, soweit ein Verbindungselement vorgesehen ist, das Verbindungselement zweifach einseitig mit der Relaisschaltung verbunden wird, und wobei beim Messen der Verbindungswiderstände eine Vierleitermessung durchgeführt wird.
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Auf diese Weise kann zügig und wiederholgenau beispielsweise der Alterungszustand eines elektrischen Litzenleiters und somit die elektrische Kontaktierfähigkeit des Litzenleiters bestimmt werden.
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Ein elektrischer Anschluss einer Potenzialmessung erfolgt insbesondere einheitlich mit einer definierten Litzenlänge zum Verbindungselement und/oder dem Verpressungswerkzeug.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung (siehe 3) des Verfahrens ist jede Litze und ein Verbindungselement mit einem Mittenabschnitt innerhalb der Aufnahmeöffnung verpresst sind und die Litzen zweiseitig aus der Aufnahmeöffnung geführt, wobei die Litzen des Litzenleiters in zu dem Verpressungswerkzeug beabstandeten Bereichen einseitig voneinander isoliert geführt und mit einer Relaisschaltung verbunden sind und wobei die Relaisschaltung ebenfalls mit einem Voltmeter und einseitig mit dem Verbindungselement verbunden ist, wobei die Litzen des Litzenleiters auf der anderen Seite des Verbindungselementes in einem Kontaktpunkt miteinander elektrisch verbunden sind, und wobei eine Konstantstromquelle mit dem Kontaktpunkt und einseitig mit dem Verbindungselement verbunden ist und wobei beim Messen der Verbindungswiderstände eine gekreuzte Vierleitermessung durchgeführt wird.
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Soweit eine Messung des Gesamtverbindungswiderstands durchgeführt wird, erfolgt einseitig eine Stromeinspeisung in alle Leiterlitzen des Litzenleiters zum Verbindungselement. Auf der anderen Seite des Verbindungselementes wir die Potenzialdifferenz zwischen allen Litzen des Litzenleiters zum Verbindungselement gemessen.
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Die Messungen dienen z.B. dazu, die Qualität der Leiterkontaktierung, oder die Kontaktierfähigkeit des Leiters anhand einer berechneten Gütekennzahl zu bewerten.
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Um in einfacher Weise beispielsweise die Qualität der elektromechanischen Verbindung zu erfassen, ist nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens jede Litze jeweils mit einem Mittenabschnitt innerhalb der Aufnahmeöffnung verpresst und die Litzen sind zweiseitig aus der Aufnahmeöffnung geführt, wobei die Litzen in zu dem Verpressungswerkzeug beabstandeten Bereichen voneinander isoliert geführt sind, wobei jede Litze des Litzenleiters vor dem Messen zweiseitig mit einer Relaisschaltung verbunden wird, die mit einer Konstantstromquelle und mindestens einem Voltmeter gekoppelt ist, wobei, soweit ein Verbindungselement vorgesehen ist, das Verbindungselement zweiseitig mit der Relaisschaltung verbunden wird, wobei vor dem Messen eine beidseitige Identifikation der Leiterlitzen auf beiden Seiten erfolgt, und wobei beim Messen der Verbindungswiderstände eine gekreuzte Vierleitermessung durchgeführt wird.
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Die beidseitige Identifikation der Leiterlitzen ist für eine definierte Stromeinspeisung und Potenzialmessung in gekreuzter Vierleitermethode notwendig. Die Leiteridentifikation kann händisch oder automatisiert erfolgen. Für eine automatisierte Leiteridentifikation stehen die Identifikationsmethoden „Gekreuzte Leiter-Messung“ und „Analoger Spannungsaddierer“ zur Verfügung.
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Bei der Identifikationsmethode „Gekreuzten Leiter-Messung“ werden alle möglichen Anschlusskombinationen vermessen. Für eine beidseitig gegebene Stromeinspeisung stellt sich für den Fall einer beidseitig korrekten Leiterpaarung der Potenzialmessung ein Maximum der Potenzialdifferenz ein. Dies ist dadurch begründet, dass nicht nur Potenzialdifferenzen der Teilwiderstände vermessen werden können, sondern der gesamte Potenzialabfall des eingespeisten Messstroms gemessen wird. Der gesuchte Zielwert ist somit ein Maximum des Potenzialabfalls. Zusätzlich können die Einzelmesswertergebnisse summiert als weitere Bewertungsgröße herangezogen werden.
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Bei der Identifikationsmethode „Analoger Spannungsaddierer“ wird der Messstrom beidseitig in jeweils eine beliebige Leiterlitze eingeprägt. Alle übrigen Litzenleiter werden gleichzeitig mit dem Voltmeter verbunden und die beidseitige Potenzialdifferenz gemessen. Diese Zusammenschaltung ähnelt der eines analogen Spannungsaddierers. In dieser Beschaltung ist die außen messbare Spannung am geringsten, wenn der Strom durch den Leiter geführt wird, in dem er eingeprägt wurde. Der Zielwert ist hierbei somit ein Minimum des gemessenen Potenzialabfalls.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass, soweit ein Verbindungselement vorgesehen ist, vor der Berechnung eine Identifikation der Litzen erfolgt, die unmittelbar an dem Verbindungselement anliegen; und/oder vor der Berechnung eine Identifikation der Litzen erfolgt, die nicht unmittelbar an dem Verbindungselement anliegen und einen Abstand zu dem Verbindungselement aufweisen.
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Vor der Berechnung kann eine Identifikation der geometrischen Lage der Litzen erfolgen, die unmittelbar an dem Verbindungselement anliegen. Alternativ oder ergänzend kann vor der Berechnung eine Identifikation der geometrischen Lage der Litzen erfolgen, die nicht unmittelbar an dem Verbindungselement anliegen und einen Abstand zu dem Verbindungselement aufweisen. So können die Messwerte der Litzen untereinander (Querkontaktierung) und der Litzen zu dem Verbindungselement (Leiterkontaktierung) separat ausgewertet werden. Die Identifikation der Litzen kann manuell oder automatisiert erfolgen.
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Die Identifikation der geometrischen Lage der Leiterlitzen kann derart erfolgen, dass für jede der Leiterlitzen, in einem Querschnitt betrachtet, der radiale Abstand zu einem Mittelpunkt des Litzenquerschnitts sowie die unmittelbar angrenzenden Leiterlitzen bestimmt werden.
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Soweit eine Messung des Gesamtverbindungswiderstands durchgeführt wird, erfolgt einseitig eine Stromeinspeisung in alle Leiterlitzen des Litzenleiters zum Verbindungselement. Auf der anderen Seite des Verbindungselementes wir die Potenzialdifferenz zwischen allen Litzen des Litzenleiters zum Verbindungselement gemessen.
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Bei den gemessenen Widerstandswerten handelt es sich um Verbindungswiderstände, welche sich aus dem entstehenden Widerstandsnetzwerk der Einzelkontakte der elektromechanischen Quer- und Leiterkontaktierung ergeben. Die gemessenen Verbindungswiderstände sind dabei sowohl von den jeweiligen Bahnwiderständen als auch von Kontaktwiderständen der elektromechanischen Einzelkontakte abhängig.
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Zur Berechnung der wahren Kontaktwiderstände können die scheinbaren Kontaktwiderstände genutzt werden. Diese dienen als Datengrundlage für ein Gleichungssystem, welches das elektrische Kontaktverhalten, wie z.B. die Litzenanzahl, die Verpressung, die Materialeigenschaften und das Kontaktverhalten, wiederspiegelt.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Litzenleiter vor dem Herstellen einer elektromechanischen Verbindung auf eine definierte Länge abgelängt wird, um eine Vergleichbarkeit der Messergebnisse zu gewährleisten.
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Das Messen und/oder das Verpressen können automatisiert erfolgen. So kann eine Steuer- und Recheneinheit vorgesehen sein, um die Widerstandsmessung für jede Litze/Litze- und Litze/Verbindungselement-Kombination automatisiert durchzuführen und/ oder eine ein-, zwei- oder mehrstufige Kraftaufbringung automatisiert durchzuführen.
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Um für verschiedene elektromechanische Verbindungen eine Vergleichbarkeit zu gewährleisten, kann das Verpressen der Litzen symmetrisch erfolgen.
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Weiter kann eine Stromumkehr des Messstroms erfolgen, um induzierte Thermospannungen zu erfassen.
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Weiter kann der verwendete Messstrom und die maximal zulässige Spannung in Abhängigkeit der elektrischen Verbindungsgüte, der elektrischen Leitfähigkeit und des Einzellitzenquerschnitts gewählt werden. Dies dient dazu, eine Beeinflussung der Kontaktstellen, z.B. durch Stromerwärmung, zu vermeiden und gleichzeitig einen möglichst großen Potenzialabfall innerhalb der Kontaktstelle für die Messung zu erzeugen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Messvorrichtung zur Durchführung eines voranstehend beschriebenen Verfahrens, mit mindestens einer Konstantstromquelle, mit einer Relaisschaltung, die mindestens einen Relaismultiplexer oder dergleichen aufweist, mit mindestens einem Spannungsmessgerät, mit einem Verpressungswerkzeug, das eine Aufnahmeöffnung aufweist, die zum Einführen und Verpressen eines Litzenleiters oder eines Litzenleiters und eines den Litzenleiter zumindest teilweise umschließenden Verbindungselements eingerichtet ist, wobei das Verpressungswerkzeug austauschbar in der Messvorrichtung gehalten ist.
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Die Messvorrichtung kann eine rechnergestützte Steuerungseinrichtung und eine rechnergestützte Auswerteinrichtung haben, so dass, soweit der zu vermessende Litzenleiters und/oder das zu vermessende Verbindungselements innerhalb der Messvorrichtung montiert sind, die ein- oder mehrstufige Kraftaufbringung, Messung und Berechnung vollautomatisch erfolgen.
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Es kann vorgesehen sein, dass jede Litze innerhalb der Aufnahmeöffnung verpresst ist, wobei zwei oder mehr Litzen in einem zu der Aufnahmeöffnung beabstandeten Bereich voneinander isoliert geführt sind, und wobei die zwei oder mehr Litzen des Litzenleiters zweifach einseitig derart mit der Relaisschaltung verbunden sind, dass die Litzen zum Durchführen einer Vierleitermessung eingerichtet sind.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass jede Litze des Litze des Litzenleiters und ein Verbindungselement jeweils mit einem Mittenabschnitt innerhalb der Aufnahmeöffnung verpresst sind und die Litzen zweiseitig aus dem Verbindungselement geführt sind, und wobei die Litzen in zu dem Verpressungswerkzeug beabstandeten Bereichen einseitig voneinander isoliert geführt sind, wobei diese Litze des Litzenleiters mit einer Relaisschaltung verbunden ist, die mit einem Voltmeter und einseitig mit dem Verbindungselementgekoppelt ist, und wobei die Litzen auf der anderen Seite des Verbindungselementes in einem Kontaktpunkt miteinander elektrisch kontaktiert sind, und wobei eine Konstantstromquelle mit dem Kontaktpunkt und einseitig mit dem Verbindungselement verbunden ist, und wobei die Litzen zum Durchführen einer gekreuzten Vierleitermessung eingerichtet sind.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass jede Litze jeweils mit einem Mittabschnitt innerhalb der Aufnahmeöffnung verpresst ist und die Litzen zweiseitig aus dem Verbindungselement geführt sind, wobei die Litzen in zu dem Verpressungswerkzeug beabstandeten Bereichen voneinander isoliert geführt sind, wobei jede Litze des Litzenleiters zweiseitig mit einer Relaisschaltung verbunden ist, die mit der Konstantstromquelle und dem Voltmeter gekoppelt ist, und wobei die Litzen zum Durchführen einer gekreuzten Vierleitermessung eingerichtet sind.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 eine erste erfindungsgemäße Messvorrichtung.
- 2 eine zweite erfindungsgemäße Messvorrichtung;
- 3 eine dritte erfindungsgemäße Messvorrichtung;
- 4 eine vierte erfindungsgemäße Messvorrichtung;
- 5 eine Schnittdarstellung einer elektromechanischen Verbindung zur Veranschaulichung der Querkontaktierung und der Leiterkontaktierung;
- 6. ein Querschnitt durch eine elektromechanische Verbindung.
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1 zeigt eine Messvorrichtung 2 zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Messvorrichtung 2 hat eine Konstantstromquelle 4, eine Relaisschaltung 6 und ein Spannungsmessgerät 8. Weiter hat die Messvorrichtung 2 ein Verpressungswerkzeug 10 mit einer Aufnahmeöffnung 14 zum Herstellen einer elektromechanischen Verbindung zwischen Litzen eines eine Mehrzahl von Litzen L1 bis LN aufweisenden Litzenleiters 12. Das Verpressungswerkzeug 10 ist austauschbar in der Messvorrichtung 2 gehalten.
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Bei der in 1 gezeigten Messvorrichtung 2 ist jede Litze L1 bis LN jeweils mit einem Litzenende in dem Verpressungswerkzeug 10 mit der Kraft F entlang eines Wegs s verpresst. Das Verpressungswerkzeug 10 besteht aus einem nichtleitenden Werkstoff. Die Litzen L1 bis LN sind einseitig aus dem Verpressungswerkzeug 10 zu der Relaisschaltung 6 geführt.
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Die Litzen L1 bis LN sind in einem zu dem Verpressungswerkzeug 10 beabstandeten Bereich voneinander isoliert geführt, wobei jede Litze L1 bis LN des Litzenleiters 12 zweifach einseitig mit der Relaisschaltung 6 und einem definierten Abstand 1 zum Verpressungswerkzeug 10 verbunden ist.
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Die Relaisschaltung 6 ist mit der Konstantstromquelle 4 gekoppelt. Weiter ist das Spannungsmessgerät 8 mit der Relaisschaltung 6 gekoppelt. Die Litzen L1 bis LN sind zum Durchführen einer Vierleitermessung eingerichtet, um die einzelnen Verbindungswiderstände der Litzen L1 bis LN zueinander zu bestimmen.
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Die in 1 dargestellte Messvorrichtung 2 bzw. Messanordnung 2 dient folglich dazu, die Verbindungswiderstände zwischen den einzelnen Litzen L1 bis LN des Litzenleiters 12 untereinander zu bestimmen. So können mithilfe der in 1 dargestellten Messvorrichtung 2 die Verbindungswiderstände zwischen jeder Litze L1 bis LN des Litzenleiters 12 zu allen weiteren Litzen L1 bis LN des Litzenleiters 12 erfasst werden, um die sogenannte Querkontaktierung zu erfassen.
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2 zeigt eine weitere Messvorrichtung 20 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die sich lediglich dadurch von der in 1 gezeigten Anordnung unterscheidet, dass die Relaisschaltung 22 und 24 ebenfalls doppelt mit einem Verpressungswerkzeug 18 verbunden sind, wobei das Verpressungswerkzeug 18 aus einem leitenden Werkstoff besteht und nach Art eines Verbindungselements geformt ist. Die Messvorrichtung ist daher so eingerichtet, eine Vierleitermessung zwischen den Einzellitzen des Litzenleiters 12 und dem Verpressungswerkzeug 10 durchzuführen.
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Die Messvorrichtung 20 ist dazu bestimmt, die Verbindungswiderstände zwischen jeder Litze L1 bis LN des Litzenleiters 12 und dem nach Art eines Verbindungselements geformten Verpressungswerkzeug 18 zu bestimmen, also die sogenannte Leiterkontaktierung zu erfassen.
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Gemäß alternativer Ausgestaltungen kann zusätzlich zu dem Litzenleiter 12 ein den Litzenleiter 12 zumindest teilweise umschließendes Verbindungselement in der Aufnahmeöffnung 14 aufgenommen sein, um mit dem Verpressungswerkzeug 18 verpresst zu werden.
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3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Messvorrichtung 21. Die Einzellitzen des Litzenleiters 12 sind vorliegend mit einem Verbindungselement 28 in dem Verpressungswerkzeug 10 durch eine Kraft F oder einen Weg s verpresst. Weiter sind die Litzen beidseitig aus dem Verpressungswerkzeug geführt.
Die Litzen sind linksseitig isoliert voneinander aus dem Verpressungswerkzeug 10 geführt und mit einer Relaisschaltung 6 verbunden. Rechtsseitig sind die Litzen an dem Kontaktpunkt 35 elektrisch miteinander kontaktiert. Zusätzlich ist die Relaisschaltung 6 einseitig mit dem Verbindungselement 28 und mit einem Spannungsmessgerät 8 verbunden. Die Einspeisung des Messstroms erfolgt mithilfe einer Stromquelle 4, durch einen einseitigen Abschluss an dem Verbindungselement 28 und dem Kontaktpunkt 35.
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Durch die Anordnung der Stromeinspeisung und der Potenzialmessung gehen die Bahnwiderstände des Litzenleiters außerhalb des Verbindungselementes 28 und des Kontaktbereiches nicht in die Messung mit ein. Dieser Messaufbau ermöglicht daher die Erfassung der Verbindungswiderstände zwischen den Einzellitzen des Litzenleiters 12 und dem Verbindungselement 28, mithilfe einer gekreuzten Vierleitermessung.
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4 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung 26. Entgegen der voranstehend beschriebenen Messvorrichtungen ist hier jede Litze L1 bis LN des Litzenleiters 12 mit einem Mittenabschnitt in einem Verbindungselement 28 verpresst, wobei die Litzen L1 bis LN zweiseitig aus dem Verbindungselement 28 isoliert geführt sind.
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Ein erstes Litzenende jeder Litze L1 bis LN ist isoliert zu einer ersten Relaisschaltung 30 geführt. Ein zweites Litzenende jeder Litze L1 bis LN ist jeweils isoliert in gleicher Weise zu einer zweiten Relaisschaltung 32 geführt. Zusätzlich sind sowohl die Stromquelle 4, als auch das Spannungsmessgerät 8, mit den Relaisschaltung 30 und 32 verbunden, sowie mit der Steuereinheit 34.
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Die Messvorrichtung 26 ist dazu eingerichtet, mittels einer gekreuzten Vierleitermessung sowohl die Verbindungswiderstände der Litzen untereinander als auch die Verbindungswiderstände jeder Litze L1 bis LN zu dem Verbindungselement 28 zu messen.
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Das Messen erfolgt dabei automatisiert mithilfe einer Rechen- und Steuereinrichtung 34. Die Rechen- und Steuereinrichtung 34 ist weiter dazu eingerichtet, messtechnisch eine beidseitige Leiteridentifikation der Litzen L1 bis LN durchzuführen und die Leiterlitzen auf beiden Seiten einander zuzuordnen. Hierdurch kann z.B. das Litzenenden von L1 auf der linken Seite des Verpressungswerkzeuges 10 einem Litzenende auf der rechten Seite eindeutig zugewiesen werden.
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Zur Verdeutlichung zeigt 6 exemplarisch einen Querschnitt durch eine elektromechanische Verbindung zwischen einem Verbindungselement 36 bzw. einem Verpressungswerkzeug 10 und einem Litzenleiter 12. Die Ausschnittvergrößerung A zeigt dabei den Kontakt „Litze/Litze“, also die Querkontaktierung, während Vergrößerung B die Leiterkontaktierung „Litze/Verbindungselement“ verdeutlicht. 5 beschreibt schematisch die mithilfe der erfindungsgemäßen Messvorrichtungen zu erfassenden Verbindungswiderstände Rv.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Messvorrichtung
- 4
- Konstantstromquelle
- 6
- Relaisschaltung
- 8
- Spannungsmessgerät
- 10
- Verpressungswerkzeug
- 12
- Litzenleiter
- 14
- Aufnahmeöffnung
- 18
- Verpressungswerkzeug
- 20
- Messvorrichtung
- 21
- Messvorrichtung
- 22
- Relaisschaltung
- 24
- Relaisschaltung
- 26
- Messvorrichtung
- 28
- Verbindungselement
- 30
- Relaisschaltung
- 32
- Relaisschaltung
- 34
- Steuereinrichtung
- 35
- Kontaktpunkt
- 36
- Verbindungselement
- F
- Verpressungskraft
- L1 bis LN
- Litzen
- S
- Verpressungsweg
