DE102020106415A1 - REIBSCHWEIßVERBINDER UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG - Google Patents

REIBSCHWEIßVERBINDER UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG Download PDF

Info

Publication number
DE102020106415A1
DE102020106415A1 DE102020106415.2A DE102020106415A DE102020106415A1 DE 102020106415 A1 DE102020106415 A1 DE 102020106415A1 DE 102020106415 A DE102020106415 A DE 102020106415A DE 102020106415 A1 DE102020106415 A1 DE 102020106415A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contact part
joining section
section
joining
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102020106415.2A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102020106415B4 (de
Inventor
Ludwig Stephan
Christoph Forstmeier
Klaus Specht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lisa Draexlmaier GmbH
Original Assignee
Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lisa Draexlmaier GmbH filed Critical Lisa Draexlmaier GmbH
Priority to DE102020106415.2A priority Critical patent/DE102020106415B4/de
Priority to EP21710936.2A priority patent/EP4118717A1/de
Priority to US17/910,479 priority patent/US20230187887A1/en
Priority to PCT/EP2021/055740 priority patent/WO2021180627A1/de
Priority to CN202180017598.3A priority patent/CN115210966A/zh
Publication of DE102020106415A1 publication Critical patent/DE102020106415A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102020106415B4 publication Critical patent/DE102020106415B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0207—Ultrasonic-, H.F.-, cold- or impact welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/11—End pieces or tapping pieces for wires, supported by the wire and for facilitating electrical connection to some other wire, terminal or conductive member
    • H01R11/12—End pieces terminating in an eye, hook, or fork
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/60—Connections between or with tubular conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/62—Connections between conductors of different materials; Connections between or with aluminium or steel-core aluminium conductors
    • H01R4/625—Soldered or welded connections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/10—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation
    • H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • H01R4/187—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping combined with soldering or welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung (100) durch stoffschlüssiges Fügen eines ersten Kontaktteils (110) an ein zweites Kontaktteil (120), mit den Schritten:
Bereitstellen des ersten Kontaktteils (110), das hin zu dem zweiten Kontaktteil (120) einen männlichen, ersten Fügeabschnitt (111) als Massivbauteil mit einem zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrischen Profil aufweist,
Bereitstellen des zweiten Kontaktteils (120), das hin zu dem ersten Kontaktteil einen weiblichen, zweiten Fügeabschnitt (121) mit einem Hohlprofil aufweist,
Einbringen des ersten Fügeabschnitts (111) in den zweiten Fügeabschnitt (121),
Ansetzen eines Reibschweißwerkzeugs (400) an oder in einer Öffnung des zweiten Fügeabschnitts (121), und
Bewegen des Reibschweißwerkzeugs (400) relativ zu dem ersten Kontaktteil (110) und/oder dem zweiten Kontaktteil (120) zum Erzeugen von Schweißenergie zum zumindest teilweisen Plastifizieren eines dem anderen Kontaktteil (110, 120) zugewandten Teils des ersten Fügeabschnitts (111) und/oder zweiten Fügeabschnitts (121).

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung durch stoffschlüssiges Fügen, insbesondere durch Reibschweißen oder Rotationsreibschweißen, von zwei Kontaktteilen. Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische Verbindungsanordnung.
  • Stand der Technik
  • Beispielsweise in der Fahrzeugtechnik können zum Zweck von Leichtbau, Kosteneinsparung usw. elektrische Leiter aus Aluminium eingesetzt werden. Das Einsatzgebiet reicht dabei von Bordnetzen mit 12 V, über 48 V bis hin zu Hochvolt mit mehr als 60 V.
  • Durch die Bildung von z.B. einer vermindert elektrisch leitenden Oberflächen-Oxidschicht und/oder einer vergleichsweise starken Neigung zum Kaltfließen eines sonst gut elektrisch leitenden Aluminiumwerkstoffs wird zur Kontaktierung des Leiters vorzugsweise ein zu Aluminium unterschiedliches Material verwendet, wie etwa Kupfer, Messing oder Edelstahl. Insbesondere Kupfer hat vergleichsweise gute mechanische Eigenschaften mit einem vergleichsweise geringen Übergangswiderstand, wodurch es sich zur Kontaktierung von elektrischen Leitern eignet.
  • Aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften und einer Korrosionsgefahr, insbesondere aufgrund der jeweiligen Anordnung der zu verbindenden Werkstoffe in der elektrochemischen Spannungsreihe, eignen sich nur wenige Fertigungsverfahren zum Verbinden eines Leiters auf Aluminiumbasis mit einem Kontaktteil auf Kupfer-, Messing- oder Edelstahlbasis.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine alternative Möglichkeit zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zu schaffen, bei der auch unterschiedliche Material miteinander kombiniert werden können.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
  • Ein erster Aspekt stellt ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung und/oder Leitungsanordnung durch stoffschlüssiges Fügen eines ersten Kontaktteils an ein zweites Kontaktteil zur Verfügung. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
    • Bereitstellen des ersten Kontaktteils, das hin zu dem zweiten Kontaktteil einen männlichen, ersten Fügeabschnitt als Massivbauteil mit einem zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrischen Profil aufweist.
  • Bereitstellen des zweiten Kontaktteils, das hin zu dem ersten Kontaktteil einen weiblichen, zweiten Fügeabschnitt mit einem Hohlprofil aufweist.
  • Einbringen des ersten Fügeabschnitts in den zweiten Fügeabschnitt,
  • Ansetzen eines Reibschweißwerkzeugs an oder in einer Öffnung des zweiten Fügeabschnitts.
  • Bewegen des Reibschweißwerkzeugs relativ zu dem ersten Kontaktteil und/oder dem zweiten Kontaktteil zum Erzeugen von Schweißenergie zum zumindest teilweisen Plastifizieren eines dem anderen Kontaktteil zugewandten Teils des ersten Fügeabschnitts und/oder zweiten Fügeabschnitts.
  • Das stoffschlüssige Fügen unter Verwendung eines Reibschweißwerkzeugs kann insbesondere als Fügen mittels eines Reibschweißverfahrens, z.B. Rotationsreibschweißen, verstanden werden. Unter dem Begriff Massivbauteil kann in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass es sich nicht um einen Litzenleiter handelt, sondern vorzugsweise ein Vollmaterial verwendet wird. Das erste Kontaktteil oder ein Teil davon kann gleichzeitig einen Massivleiter der elektrischen Verbindung ausbilden. Das Massivbauteil kann z.B. eine Zylinderform aufweisen. Der weibliche zweite Fügeabschnitt kann eine Art Hülse sein, die auch beidseitig offen sein kann, um von einer Seite das männliche Profil durch eine erste Öffnung einführen zu können, während von der anderen, gegenüberliegenden Seite an einer zweiten Öffnung das Reibschweißwerkzeug, z.B. in Form eines Dorns, angesetzt oder eingeführt werden kann.
  • Dieses Verfahren ermöglicht insbesondere aufgrund des stoffschlüssigen Fügens durch ein Reibschweißverfahren, welches z.B. Oxidschichten aufbrechen und deren Neubildung verhindern kann, vielfältige Kombinationen unterschiedlicher Materialien.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann ein Material des ersten Kontaktteils eine geringere mechanische Festigkeit oder niedrigere Fließgrenze aufweisen als ein Material des zweiten Kontaktteils. In anderen Worten kann das Material des ersten Kontaktteils weicher sein als das Material des zweiten Kontaktteils. Beispielsweise kann das Material des ersten Kontaktteils ein Aluminiumwerkstoff sein, wie etwa reines Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Das Material des zweiten Kontaktteils kann z.B. ein Kupferwerkstoff oder eine Kupferlegierung, Messing oder ein Edelstahl sein.
  • In einer Weiterbildung kann das erste Kontaktteil mit wenigstens einer im ersten Fügeabschnitt gebildeten Materialaussparung bereitgestellt werden. Unter Materialaussparung kann hier auch ein Materialabtrag oder ähnliches verstanden werden. Durch die Materialaussparung kann das Massivbauteil örtlich geschwächt werden, um z.B., durch ein dem Reibschweißen vorausgehendes Pressen des ersten und zweiten Fügeabschnitts eine bessere Verformbarkeit, Verpressung usw. zu ermöglichen. Sollte beispielsweise die Duktilität bzw. die Fließfähigkeit des ersten Fügeabschnitts nicht oder nicht alleine ausreichen, kann für z.B. eine verbesserte Verpressung des Hohlprofils auf das Massivbauteil die Materialaussparung vorgesehen werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann die wenigstens eine Materialaussparung durch ein spanendes Fertigungsverfahren gebildet werden. Beispielsweise kann das durch Bohren, Schneiden, Fräsen usw. erfolgen. Dadurch kann das erste Kontaktteil auf einfache Weise mit der Materialaussparung bereitgestellt werden.
  • In einer Weiterbildung kann sich die Materialaussparung entlang einer Rotationsachse des ersten Fügeabschnitts erstrecken. Bei z.B. einer Zylinderform kann sich die Materialaussparung entlang der Zylinderlängsachse erstrecken. Es können auch mehrere, vorzugsweise zueinander parallel verlaufende, Materialaussparungen vorgesehen sein. Vorzugsweise kann sich die Materialaussparung über den ersten Fügeabschnitt erstrecken, der gleichzeitig einem Verpressungsabschnitt entsprechen kann. Dadurch kann eine verbesserte Verpressbarkeit bewerkstelligt werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann die Materialaussparung an einer Mantelfläche des ersten Fügeabschnitts angeordnet sein. Beispielsweise kann die Materialaussparung als eine Art Kerbe, als sich radial erstreckende Bohrung oder dergleichen ausgebildet sein. Dies lässt sich besonders einfach fertigen.
  • In einer Weiterbildung können das erste Kontaktteil und/oder das zweite Kontaktteil einen zu dem Fügeabschnitt zusätzlichen elektrischen Anschlussabschnitt zum Anbringen eines weiteren Kontaktpartners oder Kontaktteils aufweisen. Der Anschlussabschnitt kann beispielsweise ausgewählt sein aus: eine Kontaktzunge oder Kontaktmesser, Kontaktgehäuse, Schweißfläche, Schraublasche, Schraubbolzen und Steckelement. Damit sind zahlreiche Einsatzmöglichkeiten gegeben.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann das Verfahren ferner den Schritt eines Anbringens von wenigstens einem weiteren Kontaktpartner an einen elektrischen Anschlussabschnitt des ersten und/oder zweiten Kontaktteils aufweisen.
  • In einer Weiterbildung kann das Verfahren ferner den Schritt eines Aufbringens einer Presskraft auf den ersten Fügeabschnitt und den zweiten Fügeabschnitt zum miteinander Verpressen derselben, nach dem Einbringen des ersten Fügeabschnitts in den zweiten Fügeabschnitt aufweisen.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann das Verfahren ferner den Schritt eines Ummantelns des ersten und/oder zweiten Fügeabschnitts nach dem Plastifizieren oder Aufschmelzen desselben mit einem Isolationsmaterial aufweisen.
  • Ein zweiter Aspekt stellt eine elektrische Verbindungsanordnung zur Verfügung, die vorzugsweise mit einem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt hergestellt werden kann. Die elektrische Verbindungsanordnung weist auf:
    • ein erstes Kontaktteil, das einen als Massivbauteil ausgebildeten männlichen, ersten Fügeabschnitt mit einem zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrischen Profil aufweist,
    • ein zweites Kontaktteil, das einen weiblichen, zweiten Fügeabschnitt mit einem Hohlprofil aufweist,
    • wobei der erste Fügeabschnitt in dem zweiten Fügeabschnitt angeordnet und stoffschlüssig damit verbunden ist.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von vorteilhaften Ausführungsformen und den begleitenden Figuren.
  • Figurenliste
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
    • 1 in einer perspektivischen Ansicht eine elektrische Verbindungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
    • 2 in einer perspektivischen Ansicht eine elektrische Verbindungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
    • 3 in einer perspektivischen Ansicht eine elektrische Verbindungsanordnung mit einer Isolierung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
    • 4 in einer perspektivischen Ansicht eine elektrische Verbindungsanordnung mit einer Isolierung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
    • 5 in jeweils einer perspektivischen Ansicht unterschiedliche erste Kontaktteile mit einer Materialaussparung gemäß Ausführungsformen der Erfindung,
    • 6 in einer Schnittansicht ein erstes und ein zweites Kontaktteil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vor einem Fügevorgang,
    • 7 in einer Schnittansicht ein erstes und ein zweites Kontaktteil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung während eines Reibschweißvorgangs und
    • 8 in einer Schnittansicht ein erstes und ein zweites Kontaktteil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung nach einem Fügevorgang.
  • Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine elektrische Verbindungsanordnung 100, die sich insbesondere zum Einsatz in ein Kraftfahrzeug eignet. Die Leitungsanordnung 100 weist ein erstes Kontaktteil 110 und ein zweites Kontaktteil 120 auf, die jeweils wiederum mit einem oder mehreren elektrischen Kontaktpartnern verbunden sein können. Zur besseren Veranschaulichung ist hier das erste Kontaktteil 110 mit einem Kontaktpartner 200 verbunden, bei dem es sich hier exemplarisch um eine Art Stromschiene handelt. Das heißt, dass das erste Kontaktteil 110 einerseits mit dem zweiten Kontaktteil 120 und andererseits mit dem Kontaktpartner 200 verbunden ist, so dass über die Leitungsanordnung 100 ein durchgängiger Strompfad zwischen mehreren Kontaktpartnern ausgebildet werden kann. Anhand von 1 ist nachvollziehbar, dass gleichermaßen das zweite Kontaktteil 120 mit einem weiteren (hier nicht gezeigten) Kontaktpartner verbunden werden kann.
  • Das erste Kontaktteil 110 und das zweite Kontaktteil 120 sind aus zueinander unterschiedlichen Materialien gefertigt, wobei das zweite Kontaktteil 120 mechanisch fester als das erste Kontaktteil 110 ist. Gleichermaßen kann das erste Kontaktteil 110 eine höhere Duktilität aufweisen als das zweite Kontaktteil 120. Insbesondere kann das erste Kontaktteil 110 beispielsweise aus einem Aluminiumwerkstoff gefertigt sein. Das zweite Kontaktteil 120 kann beispielsweise aus einem Kupfer- oder Stahlwerkstoff gefertigt sein.
  • Gemäß 1 sind das erste Kontaktteil 110 und das zweite Kontaktteil 120 unter Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung in einem Abschnitt 130 miteinander verbunden. Im Abschnitt 130 sind das erste Kontaktteil 110 und das zweite Kontaktteil 120 ggf. auch miteinander verpresst. Das erste Kontaktteil 110 verfügt über einen männlichen ersten Fügeabschnitt 111, der als Massivbauteil, z.B. einem Vollmaterial, ausgebildet ist und ein rotationssymmetrisches Profil aufweist, das hier exemplarisch eine Zylinderform hat. Das zweite Kontaktteil 120 weist einen zu dem ersten Fügeabschnitt komplementären, weiblichen zweiten Fügeabschnitt 121 auf, der dementsprechend als Hohlprofil zur Aufnahme des ersten Fügeabschnitts ausgebildet ist. Der zweite Fügeabschnitt kann daher auch als eine Art Hülse aufgefasst werden.
  • Das erste Kontaktteil 110 und das zweite Kontaktteil 120 weisen jeweils einen zu dem Fügeabschnitt 111 bzw. 121 zusätzlichen elektrischen Anschlussabschnitt 112 bzw. 122 zum Anbringen eines weiteren Kontaktpartners auf, wie z.B. hier des Kontaktpartners 200. Der erste Anschlussabschnitt 122 des ersten Kontaktteils 110 ist hier exemplarisch als Schweißlasche ausgebildet, kann jedoch auch als Schraublasche usw. ausgebildet sein. Der zweite Anschlussabschnitt 122 des ersten Kontaktteils 110 ist hier exemplarisch als Schraublasche ausgebildet, kann jedoch auch als Schweißlasche usw. ausgebildet sein. Gemäß 1 kann das erste Kontaktteil 110 und/oder das zweite Kontaktteil 120 eine Kröpfung aufweisen, die zwischen dem jeweiligen Fügeabschnitt 111, 121 und dem jeweiligen Anschlussabschnitt 112, 122 ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich dazu, können der jeweilige Fügeabschnitt 111, 121 und der jeweilige Anschlussabschnitt 112, 122, insbesondere um deren Längsachse, zueinander verdreht sein.
  • 2 zeigt eine weitere exemplarische Ausführungsform der Leitungsanordnung 100, wobei hier das erste Kontaktteil 110 einen anderen Anschlussabschnitt 112 aufweist. Abweichend von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Anschlussabschnitt 112 hier nicht als Schweißlasche ausgebildet, sondern eignet sich zum Verbinden mittels Form- und/oder Kraftschluss, beispielsweise für eine Tox-Verbindung.
  • In den 3 und 4 ist die Leitungsanordnung 100 jeweils mit einem Isolationsmaterial 140 ummantelt, das zumindest elektrisch isolierend ist, ggf. aber auch eine abdichtende Funktion hat.
  • 5 umfasst drei 5A, 5B und 5C, die jeweils das erste Kontaktteil 110 als Einzelbauteil zeigen. Diesen drei exemplarischen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass der erste Fügeabschnitt 111 eine Materialaussparung 113 aufweist. Diese ist beispielsweise durch ein spanendes Fertigungsverfahren ausgebildet, wie etwa Bohren, Fräsen oder dergleichen. In 5A weist der erste Fügeabschnitt 111 als Materialaussparung 113 exemplarisch eine zentrale Bohrung auf, die hier als Sackloch ausgebildet ist, die sich zumindest abschnittsweise entlang einer Längenausdehnung bzw. einer Rotationsachse des ersten Fügeabschnitts 111 erstreckt. In 5B sind als Materialaussparung 113 exemplarisch drei Bohrungen vorgesehen, die beispielsweise einen geringeren Querschnitt als die zentrale Bohrung aus 5A haben kann. In 5C ist eine Anzahl Materialaussparungen 113 vorgesehen, die an einer Mantelfläche des ersten Fügeabschnitt 111 ausgebildet sind.
  • Anhand der 6, 7 und 8 soll nun im Folgenden ein Verfahren zum Herstellen der elektrischen Leitungsanordnung 100 durch stoffschlüssiges Fügen des ersten Kontaktteils 110 an das zweite Kontaktteil 120 erläutert werden.
  • Zunächst werden, wie in 6 angedeutet, die beiden Kontaktteile 110, 120 ineinander eingebracht, indem der erste Fügeabschnitt 111 in den zweiten Fügeabschnitt 121 eingeführt wird.
  • Wie in 7 angedeutet, wird in einem optionalen Schritt aus radialer Richtung ein Presswerkzeug 300 im Abschnitt 130 außen angesetzt und eine Presskraft F darauf aufgebracht, wie dies in 7 durch zwei Pfeile angedeutet ist. Dabei kann eine Verformung des ersten Fügeabschnitts 111 durch die Materialaussparung 113 (siehe auch 5 und 6) begünstigt werden.
  • Weiter Bezug nehmend auf 7, wird dann ein Reibschweißwerkzeug 400 an den Abschnitt 130 herangeführt, wie dies durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Das Reibschweißwerkzeug ist hier eine Art Dorn, der sich z.B. Verschieben aber auch Drehen bzw. Rotieren lässt. Beispielsweise wird das Reibschweißwerkzeug 400 an oder teilweise in den zweiten Fügebereich 121 geführt, der hierzu beidseitig offen ist, so dass von einer ersten Seite das erste Kontaktteil 110 und von einer zweiten Seite das Reibschweißwerkzeug 400 herangeführt werden kann. Das Reibschweißwerkzeug 400 wird dann relativ zu dem ersten Kontaktteil 110 und/oder dem zweiten Kontaktteil 120 zum Erzeugen von Schweißenergie bewegt, insbesondere gedreht oder rotiert, zum zumindest teilweisen Plastifizieren eines dem anderen Kontaktteil zugewandten Teils des ersten Fügeabschnitts 111 und/oder zweiten Fügeabschnitts 121.
  • In 8 ist die fertige Verbindungsanordnung 110 in einer Schnittansicht gezeigt. Im Abschnitt 130 ist hier nun eine Schweißverbindung 131 ausgebildet.
  • In einem weiteren optionalen Schritt kann dann im Abschnitt 130, ggf. auch mit einer Überlappung mit einem anderen Abschnitt, das Isolationsmaterial 140 (siehe 3 und 4) aufgebracht werden, beispielsweise durch Umspritzen mit einem geeigneten Kunststoff, oder durch ein ähnliches Fertigungsverfahren.
  • Schließlich kann die Verbindungsanordnung 100 ggf. mit dem einen oder den mehreren Kontaktpartnern 200 verbunden werden, beispielsweise durch Schrauben, Schweißen, Toxen, usw.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    elektrische Verbindungs- und/oder Leitungsanordnung
    110
    erstes Kontaktteil
    111
    erster Fügeabschnitt
    112
    Anschlussabschnitt
    113
    Materialaussparung
    120
    zweites Kontaktteil
    121
    zweiter Fügeabschnitt
    122
    Anschlussabschnitt
    130
    Abschnitt
    131
    Schweißverbindung
    200
    weitere(r) Kontaktpartner
    300
    Presswerkzeug
    400
    Reibschweißwerkzeug

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung (100) durch stoffschlüssiges Fügen eines ersten Kontaktteils (110) an ein zweites Kontaktteil (120), mit den Schritten: Bereitstellen des ersten Kontaktteils (110), das hin zu dem zweiten Kontaktteil (120) einen männlichen, ersten Fügeabschnitt (111) als Massivbauteil mit einem zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrischen Profil aufweist, Bereitstellen des zweiten Kontaktteils (120), das hin zu dem ersten Kontaktteil einen weiblichen, zweiten Fügeabschnitt (121) mit einem Hohlprofil aufweist, Einbringen des ersten Fügeabschnitts (111) in den zweiten Fügeabschnitt (121), Ansetzen eines Reibschweißwerkzeugs (400) an oder in einer Öffnung des zweiten Fügeabschnitts (121), und Bewegen des Reibschweißwerkzeugs (400) relativ zu dem ersten Kontaktteil (110) und/oder dem zweiten Kontaktteil (120) zum Erzeugen von Schweißenergie zum zumindest teilweisen Plastifizieren eines dem anderen Kontaktteil (110, 120) zugewandten Teils des ersten Fügeabschnitts (111) und/oder zweiten Fügeabschnitts (121).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Material des ersten Kontaktteils (110) eine geringere mechanische Festigkeit oder niedrigere Fließgrenze aufweist als ein Material des zweiten Kontaktteils (120).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Kontaktteil (110) mit wenigstens einer im ersten Fügeabschnitt (111) gebildeten Materialaussparung (113) bereitgestellt wird.
  4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die wenigstens eine Materialaussparung (113) durch ein spanendes Fertigungsverfahren gebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei sich die Materialaussparung (113) entlang einer Rotationsachse des ersten Fügeabschnitts (111) erstreckt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Materialaussparung (113) an einer Mantelfläche des ersten Fügeabschnitts (111) angeordnet ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Kontaktteil (110) und/oder das zweite Kontaktteil (120) einen zu dem Fügeabschnitt (111) zusätzlichen elektrischen Anschlussabschnitt (112) zum Anbringen eines weiteren Kontaktpartners (200) oder Kontaktteils aufweist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend den Schritt: Anbringen von wenigstens einem weiteren Kontaktpartner (200) an einen elektrischen Anschlussabschnitt (112, 122) des ersten Kontaktteils (110) und/oder zweiten Kontaktteils (120).
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend den Schritt: Ummanteln des ersten und/oder zweiten Fügeabschnitts (111, 121) nach dem Aufschmelzen desselben mit einem Isolationsmaterial (140).
  10. Elektrische Verbindungsanordnung (100), vorzugsweise hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem ersten Kontaktteil (110), der einen als Massivbauteil ausgebildeten männlichen, ersten Fügeabschnitt (111) mit einem zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrischen Profil aufweist, einem zweiten Kontaktteil (120), der einen weiblichen, zweiten Fügeabschnitt (121) mit einem Hohlprofil aufweist, wobei der erste Fügeabschnitt (111) in dem zweiten Fügeabschnitt (121) angeordnet und stoffschlüssig damit verbunden ist.
DE102020106415.2A 2020-03-10 2020-03-10 REIBSCHWEIßVERBINDER UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG Active DE102020106415B4 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020106415.2A DE102020106415B4 (de) 2020-03-10 2020-03-10 REIBSCHWEIßVERBINDER UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG
EP21710936.2A EP4118717A1 (de) 2020-03-10 2021-03-08 REIBSCHWEIßVERBINDER UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG
US17/910,479 US20230187887A1 (en) 2020-03-10 2021-03-08 Friction welding connector and its method of production
PCT/EP2021/055740 WO2021180627A1 (de) 2020-03-10 2021-03-08 REIBSCHWEIßVERBINDER UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG
CN202180017598.3A CN115210966A (zh) 2020-03-10 2021-03-08 摩擦焊接头及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020106415.2A DE102020106415B4 (de) 2020-03-10 2020-03-10 REIBSCHWEIßVERBINDER UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102020106415A1 true DE102020106415A1 (de) 2021-09-16
DE102020106415B4 DE102020106415B4 (de) 2021-09-30

Family

ID=74867538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020106415.2A Active DE102020106415B4 (de) 2020-03-10 2020-03-10 REIBSCHWEIßVERBINDER UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230187887A1 (de)
EP (1) EP4118717A1 (de)
CN (1) CN115210966A (de)
DE (1) DE102020106415B4 (de)
WO (1) WO2021180627A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023202857A1 (de) * 2022-04-20 2023-10-26 Auto-Kabel Management Gmbh Bimetallischer ladekabelsteckverbinder für hochspannungsanwendungen
DE102022131094A1 (de) 2022-11-24 2024-05-29 Lisa Dräxlmaier GmbH Schweissverbindungsanordnung zur gekühlten stromübertragung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117913614B (zh) * 2024-03-19 2024-06-04 西安誉丰通号科技有限公司 一种铁路钢轨引、连接线的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009004937A1 (de) 2009-01-16 2009-08-27 Daimler Ag Kontaktanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung an und/oder in einer Fahrzeugkarosserie aus Aluminium

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3333728B2 (ja) * 1997-12-25 2002-10-15 東海ゴム工業株式会社 ブッシュ装着用部材及びその製造方法
JP4732559B2 (ja) * 2000-01-26 2011-07-27 昭和電工株式会社 接合継手の製造方法
CN101369688B (zh) * 2008-09-27 2010-06-02 宁波市鄞州中天阀门有限公司 黄铜铝组合接头的摩擦焊接方法
DE102011017070B4 (de) * 2011-04-14 2013-10-31 Auto-Kabel Management Gmbh Herstellung eines elektrischen Kabels sowie Verfahren zur Herstellung einer Verbindung
DE202015100319U1 (de) * 2015-01-23 2015-03-20 Ford Global Technologies, Llc Rotationsgeschweißte elektrische Masse
CN105226479B (zh) * 2015-09-28 2017-08-25 平高集团有限公司 一种管式导电杆的制备方法、液压胀形装置及管式导电杆
CN106825903B (zh) * 2015-12-07 2020-01-07 上海航天设备制造总厂 一种铝合金导电杆制造方法
JP6784192B2 (ja) * 2017-01-12 2020-11-11 住友電装株式会社 ワイヤハーネス
DE102017131352B4 (de) * 2017-12-27 2024-02-08 Lisa Dräxlmaier GmbH Leitungsverbinder sowie Herstellverfahren für eine elektrische Verbindung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009004937A1 (de) 2009-01-16 2009-08-27 Daimler Ag Kontaktanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung an und/oder in einer Fahrzeugkarosserie aus Aluminium

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023202857A1 (de) * 2022-04-20 2023-10-26 Auto-Kabel Management Gmbh Bimetallischer ladekabelsteckverbinder für hochspannungsanwendungen
DE102022131094A1 (de) 2022-11-24 2024-05-29 Lisa Dräxlmaier GmbH Schweissverbindungsanordnung zur gekühlten stromübertragung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020106415B4 (de) 2021-09-30
US20230187887A1 (en) 2023-06-15
WO2021180627A1 (de) 2021-09-16
EP4118717A1 (de) 2023-01-18
CN115210966A (zh) 2022-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102020106415B4 (de) REIBSCHWEIßVERBINDER UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG
EP3189561B1 (de) Crimpkontakt
EP0945919B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Dauerkontaktes am Steg einer Eisenbahnschiene und mit dem Verfahren hergestellter elektrischer Dauerkontakt
DE10358686B4 (de) Crimpkontaktelement
EP1844526B1 (de) Anordnung zum erzeugen eines elektrischen stromflusses durch kohlenstofffasern
DE202018104958U1 (de) Steckverbinder mit Komponenten aus verbessertem Material
EP3609023B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer elektrischen verbindung und elektrische leitung
DE102017123864B3 (de) Elektrische Leitungsanordnung mit Direktkontaktierung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102013013368B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung sowie elektrische Verbindung
EP3771042B1 (de) Herstellung einer flächigen verbindung zwischen einem elektrischen leiter und einem kontaktstück
DE102007052241A1 (de) Lackschabmutter
DE102021120217B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Kontaktierung eines Leiters
EP4147305A1 (de) Verbindungsanordnung und verfahren zur herstellung einer verbindungsanordnung
DE102016119491B3 (de) Anschlussteil sowie Verfahren zur Herstellung eines Anschlussteils
EP2109186A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer Stromschiene und einer Leiterplatte
DE102013022354B3 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung sowie elektrische Verbindung
DE102013020258A1 (de) Verfahren und Werkzeug zum Herstellen eines Faserverbundbauteils sowie Faserverbundbauteil
EP3883064B1 (de) Stecker und buchse für aluminium-energiekabel sowie aluminium-energiekabel mit einem stecker bzw. einer buchse
DE102019104261B4 (de) Verfahren zum Verschweißen zumindest einer Schweißhülse mit einem Anschlussteil, System umfassend zumindest eine Schweißhülse und ein Anschlussteil sowie eine Ultraschallschweißvorrichtung
DE102022128989A1 (de) Verbindungsanordnung und verfahren zur herstellung einer verbindungsanordnung
EP3806243A1 (de) Vorrichtung zum schneiden der primärisolation einer ader eines starkstromkabels, primärisolationsdurchdringende kontaktklemme mit solch einer vorrichtung sowie verfahren zur herstellung eines zahnbettes einer solchen kontaktklemme
WO2024061999A1 (de) Verfahren, verbindungsanordnung und verwendung einer verbindungsanordnung für zumindest zwei litzenleitungen
DE102023136317A1 (de) Befestigungselement und Dichtungsmittel
WO1996003784A1 (de) Presshülse
DE102021213562A1 (de) Elektrische Kontaktanordnung sowie vorgefertigte Baugruppe

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final