DE102018130973A1

DE102018130973A1 - Anschlusselement für einen elektrischen Leiter

Info

Publication number: DE102018130973A1
Application number: DE102018130973.2A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Niehörster
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2020-06-10
Also published as: DE202019106750U1

Abstract

Ein Anschlusselement (1) für einen elektrischen Leiter (2) umfasst einen Körper (10), der eine umfänglich um eine Längsrichtung (L) erstreckte Mantelfläche (105) ausbildet, und einen in dem Körper (10) geformten Aufnahmeraum (104), in den ein elektrischer Leiter (2) entlang der Längsrichtung (L) einführbar ist, wobei der Körper (10) an seiner Mantelfläche (105) plastisch verformbar ist, um den Leiter (2) mit dem Anschlusselement (1) zu verbinden. Dabei ist vorgesehen, dass in der Mantelfläche (105) zumindest eine Quetschöffnung (11) geformt ist, deren Form und/oder Lage an der Mantelfläche (105) sich bei einer plastischen Verformung des Körpers (10) ändert. Auf diese Weise wird ein Anschlusselement für einen Aluminimumleiter zur Verfügung gestellt, das kostengünstig herstellbar ist und dabei ein einfaches, vorteilhaft elektrisch kontaktierbares Anschließen eines elektrischen Leiters ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Anschlusselement für einen elektrischen Leiter, vorzugsweise einen Aluminiumleiter, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Ein solches Anschlusselement weist beispielsweise einen Körper auf, der eine umfänglich um eine Längsrichtung erstreckte Mantelfläche ausbildet. In einer solchen Ausgestaltung ist das Anschlusselement hülsenförmig ausgebildet und kann beispielsweise eine Aderendhülse verwirklichen, die mit einem elektrischen Leiter (vorzugsweise einem Aluminiumleiter oder auch einem Kupferleiter) verbunden werden kann, um den elektrischen Leiter mittels der Aderendhülse an einer Klemmeinrichtung, zum Beispiel einer Schraubklemme, anzuordnen und dadurch an eine übergeordnete elektrische Baugruppe anzuschließen.
In anderer Ausgestaltung weist das Anschlusselement einen Körper auf, der einen Basisabschnitt und zwei von dem Bandabschnitt erstreckte Schenkel aufweist. Bei dieser Ausgestaltung ist der Körper nicht hülsenförmig ausgebildet, sondern umfänglich geöffnet, wobei die von dem Basisabschnitt erstreckten Schenkel zueinander gebogen werden können, um auf diese Weise den Aufnahmeraum zu schließen und einen in dem Aufnahmeraum aufgenommenen elektrischen Leiter zu arretieren. Auch in diesem Fall kann das Anschlusselement ein Element nach Art einer Aderendhülse verwirklichen, um einen elektrischen Leiter mittels der Aderendhülse an einer Klemmeinrichtung, zum Beispiel einer Schraubklemme, anzuordnen und dadurch an eine übergeordnete elektrische Baugruppe anzuschließen.
Anschlusselemente für Kupferleiter sind hinlänglich bekannt. Wünschenswert ist jedoch, ein Anschlusselement zur Verfügung zu stellen, das an einem Aluminiumleiter zum Einsatz kommen kann. Aluminiumleiter sind im allgemeinen leicht und daher zum Beispiel vorteilhaft für einen Einsatz im Bereich der E-Mobility, um Elektrofahrzeuge aufzuladen, weil Aluminiumleiter einen vergleichsweise großen Leitungsquerschnitt bei vergleichsweise geringem Gewicht aufweisen können. Aluminimumleiter können hierbei als eindrähtige Leiter oder als mehrdrähtige Litzen ausgebildet sein und können beispielsweise einen Leitungsquerschnitt zwischen 2,5 mm² und 300 mm² aufweisen.
Aluminiumleiter neigen zur Oxidation und bilden somit eine äußere Oxidschicht aus, die elektrisch isolierend wirkt und daher bei Verbinden mit einem Anschlusselement durchbrochen werden muss. Dies erfordert bei herkömmlichen Anschlusselementen vergleichsweise große Klemmkräfte und eine vergleichsweise teure Ausgestaltung von Anschlusselementen insbesondere zur Verwendung an mehrdrähtigen Litzen.
Aus der DE 42 32 626 A1 ist ein Quetschverbinder für lötfreie Verbindungen von Leiterdrahten mit einem hülsenartigen Grundkörper zur Aufnahme abisolierter Leiterdraht- Abschnitte bekannt, der zur dauerhaften elektrischen Verbindung der Leiterdrahte miteinander mittels eines Quetschwerkzeugs quer zu einer Längserstreckung verquetschbar sowie unter Ausbildung einer Axialöffnung axial in zwei Quetscharme geteilt ist.
Aus der EP 1 764 869 A2 ist eine Anschlussklemme für den Anschluss einer elektrischen Leitung an ein elektrotechnisches Gerät bekannt, der ein erstes Anschlussteil mit einer Öse und ein hülsenförmiges zweites Anschlussteil aufweist. Das zweite Anschlussteil wird verpresst, indem ein Vorsprung mit einer zugeordneten Ausnehmung in Eingriff gebracht wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Anschlusselement für einen Aluminimumleiter zur Verfügung zu stellen, das kostengünstig herstellbar ist und dabei ein einfaches, vorteilhaft elektrisch kontaktierbares Anschließen eines elektrischen Leiters ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach weist ein Anschlusselement für einen Aluminimumleiter einen Körper auf, der eine umfänglich um eine Längsrichtung erstreckte Mantelfläche ausbildet. In dem Körper ist ein Aufnahmeraum geformt, in den ein elektrischer Leiter entlang der Längsrichtung einführbar ist, wobei der Körper an seiner Mantelfläche plastisch verformbar ist, um den Leiter mit dem Anschlusselement zu verbinden. Hierbei ist in der Mantelfläche zumindest eine Quetschöffnung geformt, deren Form und/oder Lage an der Mantelfläche sich bei einer plastischen Verformung des Körpers ändert.
Das Anschlusselement weist einen Körper auf, der eine umfänglich um die Längsrichtung erstreckte Mantelfläche ausbildet. In diese Mantelfläche sind eine oder mehrere Quetschöffnungen eingeformt, die die Mantelfläche somit unterbrechen und eine günstige Verformung an der Mantelfläche zum Verbinden des Anschlusselements mit einem zugeordneten elektrischen Leiter ermöglichen.
Aufgrund der zumindest einen Quetschöffnung an der Mantelfläche kann eine Verformung an dem Körper in plastischer Weise derart erfolgen, dass Materialaufschübe beim Verformen vermieden oder zumindest reduziert werden. Dadurch, dass sich der Körper in den Bereich der zumindest einen Quetschöffnung hinein verformen kann, kommt es an dem Körper zu keinen oder zumindest nur zu geringen Verwerfungen, sodass sich in plastisch verformtem Zustand an dem Anschlusselement keine ungewünschten, nach außen vorstehenden Materialaufschubbereiche bilden.
Weil das Auftreten von Materialaufschüben zumindest reduziert ist, können zudem die zum plastischen Verformen des Anschlusselements erforderlichen Kräfte reduziert sein. Auf das Anschlusselement zum plastischen Verformen aufgebrachte Kräfte können damit unmittelbar zum Verpressen des Anschlusselements mit dem elektrischen Leiter und zum Beispiel zum Verdichten von Litzen des elektrischen Leiters wirken, was das Verbinden des Anschlusselements mit einem zugeordneten elektrischen Leiter unter Verwendung eines geeigneten Werkzeugs erleichtert und die elektrische Verbindung zuverlässig herstellbar macht. Weil auf diese Weise große Kräfte auf den elektrischen Leiter aufgebracht werden können, können beispielsweise Oxidschichten an dem elektrischen Leiter, beispielsweise an Litzen des elektrischen Leiters, durchbrochen werden, um eine zuverlässige elektrische Kontaktierung zu erreichen.
Darüber hinaus kann in der zumindest einen Quetschöffnung Drahtmaterial des elektrischen Leiters aufgenommen werden. Dies kann das Aufbrechen von Oxidschichten an dem elektrischen Leiter, beispielsweise an Litzen des elektrischen Leiters, weiter unterstützen, indem der elektrische Leiter beispielsweise mit einem die zumindest eine Quetschöffnung umgebenden Rand in Anlage gelangt und mit dem Rand unter Aufbrechen des Oxidmaterials verpresst wird.
Die zumindest eine Quetschöffnung kann beispielsweise rund, zum Beispiel ellipsenförmig geformt sein. Alternativ kann die zumindest eine Quetschöffnung auch schlitzförmig mit einem längs erstreckten, aber zum Beispiel schräg zur Längsrichtung gestellten Schlitz ausgebildet sein. Bei einer plastischen Verformung des Anschlusselements ändert sich hierbei die Form und/oder Lage der zumindest einen Quetschöffnung, indem beispielsweise Randabschnitte der zumindest einen Quetschöffnung einander angenähert und somit die lichte Weite der Quetschöffnung reduziert wird.
In einer Ausgestaltung weist der Körper an seiner Mantelfläche mehrere Quetschöffnungen auf, die zum Beispiel umfänglich verteilt, insbesondere an einander gegenüberliegenden Seiten des Körpers geformt sind. Die Quetschöffnungen können beispielsweise jeweils rund, zum Beispiel ellipsenförmig, oder schlitzförmig ausgebildet sein. Denkbar und möglich ist hierbei auch, die Quetschöffnungen unterschiedlich, zum Beispiel einige Quetschöffnungen rund und andere Quetschöffnungen schlitzförmig, zu formen. Dadurch, dass Quetschöffnungen an unterschiedlichen Seiten des Körpers angeordnet sind, kann eine plastische Verformung an dem Körper in symmetrischer Weise ohne Materialaufschübe erfolgen.
In einer Ausgestaltung weist der Körper eine zylindrische Form auf. Das Anschlusselement bildet somit eine zylindrische Hülse aus, die an einem zugeordneten elektrischen Leiter angeordnet werden kann, um auf diese Weise zum Beispiel einer Aderendhülse an dem elektrischen Leiter zur Verfügung zu stellen. Die Mantelfläche ist hierbei umfänglich geschlossen, weist aber eine oder mehrere Quetschöffnungen auf, die die Mantelfläche bereichsweise unterbrechen und somit ein plastisches Verformen an der Mantelfläche bei reduziertem Materialaufschub ermöglichen.
In einer Ausgestaltung bildet der Körper eine, vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende Öffnungen aus, die ein Einführen eines elektrischen Leiters mit einem abisolierten Leiterende entlang der Längsrichtung ermöglichen. Der Körper ist somit, betrachtet entlang der Längsrichtung, an einem Ende, vorzugsweise an beiden Enden, geöffnet, sodass ein elektrischer Leiter in die Öffnung und darüber in den Aufnahmeraum innerhalb des Körpers eingesteckt werden kann, um durch plastisches Verformen des Körpers das Anschlusselement mit dem elektrischen Leiter zu verbinden.
An einer oder an beiden Öffnungen kann hierbei eine Fase geformt sein, die um die Öffnung umläuft und schräg zur Längsrichtung gestellt ist. Eine solche Fase ermöglicht insbesondere ein einfaches Einführen eines elektrischen Leiters mit einem abisolierten Leiterende unter Vermeidung eines Aufspleißens. Zudem wird ein scharfkantiger Übergang zwischen dem elektrischen Leiter und dem Anschlusselement vermieden, der ansonsten beispielsweise bei einer Biegebelastung zu einer Beschädigung an dem elektrischen Leiter führen könnte.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Anschlusselement für einen elektrischen Leiter, vorzugsweise einen Aluminiumleiter, das einen Körper mit einem Basisabschnitt und zwei von dem Basisabschnitt erstreckten Schenkeln aufweist. Der Basisabschnitt und die Schenkel bilden gemeinsam einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen eines elektrischen Leiters aus, wobei der Körper plastisch verformbar ist, um den Leiter mit dem Anschlusselement zu verbinden. Dabei ist vorgesehen, dass einer der Schenkel einen Eingriffsabschnitt und der andere der Schenkel zumindest einen plastisch verformbaren Verriegelungsabschnitt zum Verriegeln mit dem Eingriffsabschnitt in einem plastisch verformten Zustand des Körpers aufweist.
In diesem Fall ist das Anschlusselement (zumindest in einem anfänglichen Ausgangszustand) nicht umfänglich geschlossen sondern die Schenkel des Körpers sind so zueinander beabstandet, dass ein elektrischer Leiter mit einem abisolierten Leiterende zwischen den Schenkeln hindurch in den Aufnahmeraum eingelegt werden kann. Zum Verbinden des Anschlusselements mit dem elektrischen Leiter wird der Körper insbesondere an den Schenkeln derart verformt, dass die Schenkel aufeinander zu gebogen werden und so den Aufnahmeraum umfänglich schließen, sodass ein in dem Aufnahmeraum aufgenommener elektrischer Leiter arretiert und elektrisch mit dem Anschlusselement kontaktiert ist.
Die Schenkel sind in einem plastisch verformten Zustand miteinander verriegelt. Hierzu weist einer der Schenkel einen Eingriffsabschnitt auf, während der andere der Schenkel einen plastisch verformbaren Verriegelungsabschnitt ausbildet. Zum Herstellen der Verbindung können die Schenkel aufeinander zu und mit dem Eingriffsabschnitt und dem Verriegelungsabschnitt aneinander vorbei bewegt werden. Zum Herstellen der Verriegelung wird sodann der Verriegelungsabschnitt plastisch relativ zu dem Basisabschnitt verformt, sodass ein formschlüssiger Eingriff zwischen dem Eingriffsabschnitt und dem Verriegelungsabschnitt hergestellt wird und somit das Anschlusselement derart verriegelt ist, dass sich das Anschlusselement umfänglich nicht mehr ohne weiteres öffnen kann.
Der Aufnahmeraum kann, in einer Ausgestaltung, entlang einer Längsrichtung geöffnet sein, um einen entlang der Längsrichtung erstreckten elektrischen Leiter aufzunehmen. Dadurch, dass die Schenkel in dem Ausgangszustand zueinander beabstandet sind, kann ein elektrischer Leiter hierbei senkrecht zur Längsrichtung in den Aufnahmeraum eingelegt werden, um das Anschlusselement an dem elektrischen Leiter anzuordnen. Indem die Schenkel - nach Einlegen eines elektrischen Leiters - aufeinander zu gebogen werden, wird der Aufnahmeraum umfänglich geschlossen und der elektrische Leiter in dem Aufnahmeraum verpresst, sodass das Anschlusselement zu dem elektrischen Leiter festgelegt wird. Durch Verdichten des elektrischen Leiters kann hierbei eine Oxidschicht an dem (insbesondere als Aluminiumleiter ausgebildeten) elektrischen Leiter durchbrochen werden, sodass eine zuverlässige elektrische Kontaktierung zwischen dem elektrischen Leiter und dem Anschlusselement hergestellt werden kann.
Um den Eingriff zwischen dem Eingriffsabschnitt und dem zumindest einen Verriegelungsabschnitt herzustellen, kann der zumindest eine Verriegelungsabschnitt insbesondere entlang der Längsrichtung plastisch zu dem Basisabschnitt verformt werden. Der zumindest eine Verriegelungsabschnitt wird somit entlang der Längsrichtung zu dem Basisabschnitt plastisch ausgelenkt und dadurch in Eingriff mit dem Eingriffsabschnitt gebracht, sodass eine Verriegelung zwischen den Schenkeln hergestellt und das Anschlusselement umfänglich geschlossen wird.
In einer Ausgestaltung weist der eine der Schenkel einen Eingriffsabschnitt und der andere der Schenkel zwei Verriegelungsabschnitte auf, die plastisch verformbar sind, um den Eingriffsabschnitt zwischen sich aufzunehmen und auf diese Weise eine Verriegelung der Schenkel miteinander herzustellen. Durch plastisches Verformen der Verriegelungsabschnitte, insbesondere durch Auslenken der Verriegelungsabschnitte entlang der Längsrichtung aufeinander zu, wird der Eingriffsabschnitt zwischen den Verriegelungsabschnitten verklemmt und somit eine formschlüssige Verbindung zwischen den Schenkeln hergestellt, die ein umfängliches Aufweiten des Anschlusselementes verhindert und somit das Anschlusselement zuverlässig und fest mit dem zugeordneten elektrischen Leiter verbindet.
Ein Anschlusselement der vorangehend beschriebenen Art kann beispielsweise aus einem Kupfermaterial oder einem Aluminiummaterial gefertigt sein. Denkbar ist hierbei auch, das Anschlusselement aus einem ersten Werkstoff, zum Beispiel einem (vergleichsweise günstigen) Aluminiumwerkstoff, zu fertigen, wobei der Körper mit einem zweiten Werkstoff, zum Beispiel einem Kupferwerkstoff, plattiert sein kann. Der Körper kann auf diese Weise aus einem vergleichsweise kostengünstigen ersten Werkstoff gefertigt sein, wobei durch Plattieren mit einem höherwertigen zweiten Werkstoff vorteilhafte elektrische Eigenschaften eingestellt werden können. Das Anschlusselement kann auf diese Weise kostengünstig gefertigt werden.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Anschlusselements in Form einer Aderendhülse;
2 eine stirnseitige Ansicht des Anschlusselements mit einem darin aufgenommenen elektrischen Leiter;
3 eine Seitenansicht des Anschlusselements, nach einer plastischen Verformung;
4 eine stirnseitige Ansicht des Anschlusselements, in einem beispielhaften Verformungszustand;
5 eine stirnseitige Ansicht des Anschlusselements, in einem beispielhaften, anderen Verformungszustand;
6 eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines Anschlusselements in Form einer Aderendhülse;
7 eine stirnseitige Ansicht des Anschlusselements mit einem darin aufgenommenen elektrischen Leiter;
8 eine Seitenansicht des Anschlusselements, nach einer plastischen Verformung;
9 eine stirnseitige Ansicht des Anschlusselements in einem beispielhaften Verformungszustand;
10 eine stirnseitige Ansicht des Anschlusselements in einem beispielhaften, anderen Verformungszustand;
11 eine schematische Ansicht eines Anschlusselements in einer zugeordneten Klemmeinrichtung zur elektrischen Kontaktierung mit einer übergeordneten elektrischen Baugruppe;
12 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Anschlusselements, das einen Basisabschnitt und daran erstreckte Schenkel aufweist;
13 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A gemäß 12;
14 eine Schnittansicht in entgegengesetzter Blickrichtung entlang der Linie B-B gemäß 12;
15 eine Draufsicht auf das Anschlusselement;
16 eine Ansicht des Anschlusselements bei einer plastischen Verformung zur Aufnahme eines elektrischen Leiters;
17 eine Ansicht des Anschlusselements, bei der plastischen Verformung, aber vor einer Verriegelung;
18 eine Ansicht des Anschlusselements, in einem verriegelten, plastisch verformten Zustand;
19 eine Ansicht des Anschlusselements in einer Klemmeinrichtung;
20 eine Ansicht eines eindrähtigen elektrischen Leiters;
21 eine Ansicht eines mehrdrähtigen elektrischen Leiters;
22 eine Ansicht eines anderen mehrdrähtigen elektrischen Leiters;
23 eine Ansicht eines elektrischen Leiters mit einem der Form des elektrischen Leiters angepassten, einfassenden Anschlusselement;
24 eine stirnseitige Ansicht der Anordnung gemäß 23;
25 eine schematische Ansicht eines elektrischen Leiters vor Verbinden mit einem Anschlusselement; und
26 eine schematische Ansicht des elektrischen Leiters, nach Verbinden mit einem Anschlusselement und nach einer daraus resultierenden Verdichtung.

1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Anschlusselements 1 in Form einer Aderendhülse, die zur Verbindung mit einem elektrischen Leiter 2 dient und ein Anschließen eines solchen elektrischen Leiters 2 an eine Klemmeinrichtung 3 (siehe 11) ermöglicht.
Das Anschlusselement 1 weist einen Körper 10 auf, der in einem nicht verformten Ausgangszustand eine zylindrische Form aufweist und eine umfänglich um eine Längsrichtung L erstreckte Mantelfläche 105 ausbildet. Innerhalb des Körpers 10 ist ein Aufnahmeraum 104 geformt, in dem ein elektrischer Leiter 2 aufgenommen werden kann, um das Anschlusselement 1 mit dem elektrischen Leiter 2 zu verbinden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Körper 10 beidseitig entlang der Längsrichtung L geöffnet, indem beidseits des Körpers 10 Öffnungen 100, 101 geformt sind, die ein Einführen des elektrischen Leiters 2 mit einem abisolierten Leiterende in den Aufnahmeraum 104 innerhalb des Körpers 10 ermöglichen.
Zur Verbindung des Anschlusselements 1 mit dem elektrischen Leiter 2 wird der Körper 10 unter Verwendung eines geeigneten Werkzeugs, zum Beispiel nach Art einer CrimpZange, plastisch verformt. Das plastische Verformen führt, wie aus 3 bis 5 ersichtlich, zu einer Reduzierung des Volumens des Aufnahmeraums 104, sodass ein zum Beispiel mehrere Litzen 20 aufweisender elektrischer Leiter 2 in dem Aufnahmeraum 104 verdichtet und mit dem Anschlusselement 1 verpresst wird. Beim plastischen Verformen kann hierbei der Querschnitt des Anschlusselements 1 von seiner ursprünglich kreisrunden Form in eine mehreckige Form, zum Beispiel eine Trapezform (4) oder eine näherungsweise quadratische oder rechteckige Form (5) verändert werden, um das Anschlusselement 1 an dem elektrischen Leiter 2 zu arretieren und zudem eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschlusselement 1 und dem elektrischen Leiter 2 herzustellen.
Um beim plastischen Verformen eine Verwerfung und einen Materialaufschub an dem Körper 10 des Anschlusselements 1 zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren, weist der Körper 10 an seiner Mantelfläche 105 Quetschöffnungen 11 auf, die die Mantelfläche 105 unterbrechen und beim plastischen Verformen des Körpers 10 in ihrer Form und/oder Lage verändert werden. Beim plastischen Verformen des Anschlusselements 1 kann sich Material des Körpers 10 insbesondere in den Bereich der Quetschöffnungen 11 hinein verformen, sodass die lichte Weite der Quetschöffnungen 11 reduziert wird, wie dies im Übergang von 1 hin zu 3 ersichtlich ist. Materialaufschübe, die ansonsten zu wulstartigen Vorsprüngen an dem Körper 10 in verformtem Zustand führen könnten, können auf diese Weise vermieden werden.
Die Quetschöffnungen 11 sind jeweils durch eine umfänglich geschlossene Umrandung begrenzt und somit ganz in der Mantelfläche enthalten.
Durch das Vorsehen der Quetschöffnungen 11 kann zudem erreicht werden, dass eine Verformung des Anschlusselements 1 mit vergleichsweise geringen Kräften möglich ist. Insbesondere erfordern Materialaufschübe keine Überschusskräfte, sondern eine Presskraft an dem Anschlusselement 1 führt mit hohem Wirkungsgrad zu einer Press- und Verdichtungswirkung an dem elektrischen Leiter 2. Dies ermöglicht insbesondere ein Aufbrechen von Oxidschichten an Litzen 20 des elektrischen Leiters 2, was eine zuverlässige elektrische Kontaktierung mit dem Anschlusselement 2 und zudem eine zuverlässige elektrische Kontaktierung der Litzen 20 untereinander (zur Bereitstellung einer guten Querleitfähigkeit) ermöglicht.
Material des elektrischen Leiters 2 kann sich hierbei zudem in den Bereich der Quetschöffnungen 11 hinein erstrecken, was das Aufbrechen von Oxidschichten weiter begünstigen kann, weil Litzen 20 beispielsweise mit Randabschnitten der Quetschöffnungen 11 in Kontakt gelangen und an solchen Randabschnitten Oxidschichten in einfacher Weise aufgebrochen werden können.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 5 sind die Quetschöffnungen 11 an der Mantelfläche 105 des Körpers 10 des Anschlusselements 1 rund geformt, nämlich in dem nicht verformten Ausgangszustand gemäß 1 ellipsenförmig. Quetschöffnungen 11 sind hierbei beidseits des Körpers 10, also umfänglich herum um den zylindrischen Körper 10 verteilt, geformt, sodass eine Verformung symmetrisch erfolgen kann, zum Beispiel für eine mehreckige Verformung wie in 4 und 5 dargestellt.
Bei einem in 6 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 5 Quetschöffnungen 11 an der Mantelfläche 105 des Körpers 10 geformt, die schlitzförmig erstreckt und dabei schräg zur Längsrichtung L gestellt sind. Wiederum können umfänglich verteilt um den Körper 10 mehrere Quetschöffnungen 11 vorgesehen sein, wie dies aus 6 und 7 ersichtlich ist. Bei plastischer Verformung des Körpers 10, wie aus 8 bis 11 ersichtlich, verändert sich wiederum die lichte Weite der Quetschöffnungen 11, was ein leichtes Verpressen und Verdichten eines in dem Aufnahmeraum 104 aufgenommenen elektrischen Leiters 2 ermöglicht. Diesbezüglich soll auch auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels gemäß 1 bis 5 verwiesen werden.
Ein Anschlusselement 1 nach Art einer Aderendhülse, wie auch in 1 bis 10 dargestellt, kann insbesondere dazu dienen, ein vorteilhaftes Anschließen eines elektrischen Leiters 2 an eine Klemmeinrichtung 3 zum Beispiel nach Art einer Schraubklemme zu ermöglichen. Wie schematisch in 11 dargestellt, weist eine solche Klemmeneinrichtung 3 zum Beispiel ein Gehäuse 30 und ein darin angeordnetes Klemmstück 31 auf, mittels dessen ein elektrischer Leiter 2 mit einem daran angeordneten Anschlusselement 1 in einer Aufnahmeöffnung 300 gegenüber einem Boden 301 des Gehäuses 30 verklemmt und dadurch elektrisch an eine übergeordnete elektrische Baugruppe angeschlossen werden kann. Durch das Ausbilden von parallel zueinander erstreckten, definiert geformten Flächen an dem Anschlusselement 1 wird eine flächige, niederohmige elektrische Kontaktierung mit der Klemmeinrichtung 3 ermöglicht.
Bei einem in 12 bis 18 dargestellten Ausführungsbeispiel ist, im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen des Anschlusselements 1 gemäß 1 bis 10, ein Anschlusselement 1 in einem nicht verformten Ausgangszustand umfänglich nicht geschlossen, sondern ermöglicht ein Einlegen eines elektrischen Leiters 2 senkrecht zu einer Längsrichtung L.
Das Anschlusselement 1 gemäß 12 bis 18 weist hierzu einen Basisabschnitt 12 auf, an dem seitlich Schenkel 13, 14 angeordnet sind, die gemeinsam mit dem Basisabschnitt 12 einen Aufnahmeraum 104 zum Aufnehmen eines elektrischen Leiters 2 ausbilden. Die Schenkel 13, 14 sind in dem nicht verformten Ausgangszustand zueinander beabstandet, sodass ein elektrischer Leiter 2 zwischen den Schenkeln 13, 14 hindurch in den Aufnahmeraum 104 eingelegt werden kann, um das Anschlusselement 1 an dem elektrischen Leiter 2 anzuordnen. Zum Verbinden des Anschlusselements 1 mit dem elektrischen Leiter 2 können die Schenkel 13, 14 sodann plastisch zueinander verformt werden, indem die Schenkel 13, 14 aufeinander zu gebogen werden und in einem plastisch verformten Zustand den Aufnahmeraum 104 umfänglich schließen, wie dies aus 17 und 18 in Zusammenschau zum Beispiel mit 19 ersichtlich ist.
Ein Schenkel 14 weist hierbei einen Eingriffsabschnitt 140 auf, der von einem unteren Abschnitt 141 des Schenkels 14 erstreckt ist und sich hin zu einem von dem unteren Abschnitt 141 abliegenden Ende verbreitert, wie dies insbesondere aus 14 ersichtlich ist.
Der andere Schenkel 13 weist demgegenüber zwei Verriegelungsabschnitte 130, 131 auf, die sich von einem unteren Abschnitt 133 des Schenkels 13 erstrecken und zwischen sich eine Aussparung 132 ausbilden, wie dies aus 13 ersichtlich ist.
Bei der plastischen Verformung an den Schenkeln 13, 14 bleiben die unteren Abschnitte 133, 141 der Schenkel 13, 14 im Wesentlichen in Position oder werden nur geringfügig verformt, wie dies aus 16 ersichtlich ist. Die Verriegelungsabschnitte 130, 131 und der Eingriffsabschnitt 140 werden demgegenüber aufeinander zu gebogen derart, dass der Eingriffsabschnitt 140 zwischen den Verriegelungsabschnitten 130, 131 in der Aussparung 132 zu liegen kommt, wie dies aus 17 ersichtlich ist.
Dadurch, dass sodann die Verriegelungsabschnitte 130, 131 entlang der Längsrichtung L plastisch mit ihren von dem unteren Abschnitt 133 abliegenden Enden hin zueinander gebogen werden, wie dies aus 18 ersichtlich ist, wird der Eingriffsabschnitt 140 zwischen den Verriegelungsabschnitten 130, 131 verriegelt und das Anschlusselement 1 somit gegen ein umfängliches Aufweiten gesichert.
Durch Verformen des den Basisabschnitt 12 und die Schenkel 13, 14 ausbildenden Körpers 10 des Anschlusselements 1 kann ein Verpressen mit dem elektrischen Leiter 2 und ein Verdichten des elektrischen Leiters 2 in dem Aufnahmeraum 104 bewirkt werden.
An einer dem Aufnahmeraum 104 zugewandten Seite des Basisabschnitts 12 sind quer zur Längsrichtung L erstreckte Auflagenuten 120 geformt, die eine definierte Anlage des Basisabschnitts 12 an dem elektrischen Leiter 2 bereitstellen und zudem ein Aufbrechen von Oxidschichten an dem elektrischen Leiter 2, insbesondere an einzelnen Litzen 20 des elektrischen Leiters 2, unterstützen.
Mittels des Anschlusselements 1 kann ein einfaches, günstiges Anschließen eines elektrischen Leiters 2 an eine Klemmeinrichtung 3 nach Art einer Schraubklemme bewirkt werden, wie dies in 19 dargestellt ist. Mittels eines Schraubelements 32 kann ein Klemmstück 31 klemmend mit einem in einem Aufnahmeraum 300 eines Gehäuses 30 aufgenommenen elektrischen Leiter 2 und einem daran angeordneten Anschlusselement 1 in Anlage gebracht werden, sodass das Anschlusselement 1 zwischen einem Boden 301 des Aufnahmeraums 300 und dem Klemmstück 31 verklemmt wird.
In einem verklemmten Zustand ist hierbei über das Klemmstück 31 der Eingriff zwischen dem Eingriffsabschnitt 140 und den Verriegelungsabschnitten 130, 131 zusätzlich gesichert, wie dies aus 19 ersichtlich ist.
Elektrische Leiter 2, an denen ein Anschlusselement 1 der vorangehend beschriebenen Art zum Einsatz kommen kann, sind insbesondere als Aluminiumleiter ausgebildet, können dabei aber unterschiedlich beschaffen sein, wie dies aus 20 bis 24 ersichtlich ist. So kann ein elektrischer Leiter 2 eindrähtig ausgestaltet sein, wie schematisch in 20 dargestellt. Ein Leiter 2 kann jedoch auch mehrdrähtig mit Litzen 20 ausgebildet sein, wie dies aus 21 und 22 ersichtlich ist, wobei die Anzahl der Litzen 20 erheblich variieren kann und ein Anschlusselement 1 der beschriebenen Art insbesondere auch an Leitern 2 mit einer Vielzahl von feindrähtigen Litzen 20 Verwendung finden kann.
Ein elektrischer Leiter 2 kann einen (näherungsweise) kreisrunden Querschnitt aufweisen. Ein elektrischer Leiter 2 kann aber auch eine andere Querschnittsform, zum Beispiel die Form eines Kreissektors (mit einem Winkel von 90°) wie beispielhaft in 23 und 24 dargestellt, aufweisen.
Der Leitungsquerschnitt des elektrischen Leiters 2 kann erheblich variieren. Beispielsweise kann der elektrische Leiter 2 einen Leitungsquerschnitt zwischen 2,5 mm² und 300 mm² aufweisen.
Beim Verpressen des Anschlusselements 1 nach Anordnen an einem zugeordneten elektrischen Leiter 2 kommt es, wie schematisch in 25 und 26 dargestellt, zu einem Verdichten an dem elektrischen Leiter 2, insbesondere wenn der elektrische Leiter 2 mehrdrähtig aus Litzen ausgebildet ist. Durch das Verdichten wird der Durchmesser D1 des elektrischen Leiters 2 auf einen Durchmesser D2 reduziert, wobei das Anschlusselement 1 unter Einbeziehung seiner Wandungsstärke W näherungsweise so ausgebildet sein kann, dass der gesamte Durchmesser des Anschlusselements 1 nach der plastischen Verformung und dem Verpressen mit dem elektrischen Leiter 2 in etwa dem Durchmesser D1 des elektrischen Leiters 2 vor dem Verdichten entspricht. Durch das Verdichten können insbesondere Oxidschichten an Litzen 20 des elektrischen Leiters 2 aufgebrochen werden, sodass eine gute Querleitfähigkeit innerhalb des elektrischen Leiters 2 erreicht werden kann.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich andersgearteter Weise verwirklichen.
Obwohl das Anschlusselement vorangehend als Aderendhülse zum Anschließen eines elektrischen Leiters an eine Klemmeinrichtung und darüber an eine übergeordnete elektrische Baugruppe beschrieben worden ist, kann das Anschlusselement auch anders ausgebildet sein. So kann das Anschlusselement beispielsweise ein Verbinden eines elektrischen Leiters mit einem Kontaktelement oder einer anderen elektrischen Einrichtung ermöglichen und insofern einen Anschluss nach Art eines Crimp-Anschlusses verwirklichen.
Bezugszeichenliste

1: Anschlusselement (Aderendhülse)
10: Körper
100, 101: Öffnung
102, 103: Fase
104: Aufnahmeraum
105: Mantelfläche
11: Quetschöffnung
12: Basisabschnitt
120: Auflagenut
13: Schenkel
130, 131: Verriegelungsabschnitt
132: Aussparung
133: Unterer Abschnitt
14: Schenkel
140: Eingriffsabschnitt
141: Unterer Abschnitt
2: Elektrischen Leiter (Aluminimumleiter)
20: Litzen
3: Klemmeinrichtung
30: Gehäuse
300: Aufnahmeöffnung
301: Boden
31: Klemmstück
32: Schraubelement
D1, D1: Durchmesser
L: Längsrichtung
W: Wandstärke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4232626 A1 [0006]
EP 1764869 A2 [0007]

Claims

Anschlusselement (1) für einen elektrischen Leiter (2), mit einem Körper (10), der eine umfänglich um eine Längsrichtung (L) erstreckte Mantelfläche (105) ausbildet, und einem in dem Körper (10) geformten Aufnahmeraum (104), in den ein elektrischer Leiter (2) entlang der Längsrichtung (L) einführbar ist, wobei der Körper (10) an seiner Mantelfläche (105) plastisch verformbar ist, um den Leiter (2) mit dem Anschlusselement (1) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mantelfläche (105) zumindest eine Quetschöffnung (11) geformt ist, deren Form und/oder Lage an der Mantelfläche (105) sich bei einer plastischen Verformung des Körpers (10) ändert.
Anschlusselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Quetschöffnung (11) rund, insbesondere ellipsenförmig geformt ist.
Anschlusselement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Quetschöffnung (11) schlitzförmig ausgebildet ist.
Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mantelfläche (105) mehrere Quetschöffnungen (11) an gegenüberliegenden Seiten des Körpers (10) geformt sind.
Anschlusselement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (10) eine zylindrische Form aufweist.
Anschlusselement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (10) zumindest eine Öffnung (100, 101) zum Einführen eines elektrischen Leiters (2) entlang der Längsrichtung (L) aufweist.
Anschlusselement (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (10) an einem die zumindest eine Öffnung (100, 101) umgebenden Rand eine schräg zur Längsrichtung (L) geneigte Fase (102, 103) aufweist.
Anschlusselement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (10) zwei sich entlang der Längsrichtung (L) gegenüberliegende Öffnungen (100, 101) zum Einführen eines elektrischen Leiters (2) entlang der Längsrichtung (L) aufweist.
Anschlusselement (1) für einen elektrischen Leiter (2), mit einem Körper (10), der einen Basisabschnitt (12) und zwei von dem Basisabschnitt (12) erstreckte Schenkel (13, 14) aufweist, wobei der Basisabschnitt (12) und die Schenkel (13, 14) gemeinsam einen Aufnahmeraum (104) zum Aufnehmen eines elektrischen Leiters (2) ausbilden, wobei der Körper (10) plastisch verformbar ist, um den Leiter (2) mit dem Anschlusselement (1) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Schenkel (13, 14) einen Eingriffsabschnitt (140) und der andere der Schenkel (13, 14) zumindest einen plastisch verformbaren Verriegelungsabschnitt (130, 131) zum Verriegeln mit dem Eingriffsabschnitt (140) in einem plastisch verformten Zustand des Körpers (10) aufweist.
Anschlusselement (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (104) entlang einer Längsrichtung (L) geöffnet ist, um einen entlang der Längsrichtung (L) erstreckten elektrischen Leiter (2) aufzunehmen.
Anschlusselement (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (13, 14) quer zur Längsrichtung (L) zueinander beabstandet sind, wobei der Eingriffsabschnitt (140) und der zumindest eine Verriegelungsabschnitt (130, 131) aufeinander zu biegbar sind.
Anschlusselement (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Verriegelungsabschnitt (130, 131) entlang der Längsrichtung (L) plastisch zu dem Basisabschnitt (12) verformbar ist, um mit dem Eingriffsabschnitt (140) zu verriegeln.
Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Verriegeln die Schenkel (13, 14) gegen ein Aufweiten des Körpers (10) umfänglich um die Längsrichtung (L) zueinander festgelegt sind.
Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der andere der Schenkel (13, 14) zwei Verriegelungsabschnitte (130, 131) aufweist, die ausgebildet sind, den Eingriffsabschnitt (140) zwischen sich aufzunehmen.
Anschlusselement (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (10) aus einem ersten Werkstoff gefertigt und mit einem zweiten Werkstoff plattiert ist.