DE102020112089A1

DE102020112089A1 - Ausführung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem elektrischen Leiter eines Flachbandkabels und einem Verbindungspartner

Info

Publication number: DE102020112089A1
Application number: DE102020112089.3A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Callies
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2020-05-05
Filing date: 2020-05-05
Publication date: 2021-11-11

Abstract

Vorrichtung mit einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem elektrischen Leiter (3) eines Flachbandkabels (1) und einem elektrischen Verbindungspartner (2), wobei der Leiter in einer Kontaktebene (13) in einem Isoliermantel (4) des Flachbandkabels (1) eingebettet ist, wobei der elektrische Leiter (3) in einem vorgegebenen Kontaktabschnitt (5) wenigstens auf einer Kontaktseite (7) von dem Isoliermantel (4) freigelegt ist, wobei der Kontaktabschnitt (5) des Leiters mit der Kontaktseite (7) aus der Kontaktebene (13) heraus bis über den Isoliermantel (4) hinaus gebogen ist, wobei die Kontaktseite (7) des Kontaktabschnittes (5) des Leiters (3) auf dem elektrischen Verbindungspartner (2) aufliegt und direkt mit dem elektrischen Verbindungspartner (2) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausführung einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem elektrischen Leiter eines Flachbandkabels und einem elektrischen Verbindungspartner und ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung mit einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem elektrischen Leiter eines Flachbandkabels und einem elektrischen Kontakt.
Aus EP 0 699 753 B1 ist eine elektrische Verbindungsanordnung bekannt, wobei eine flexible Schaltkreisanordnung mit einem flächigen Substrat verbunden wird, wobei die flexible Schaltkreisanordnung einen flachen flexiblen Streifen einer Schaltkreisanordnung aufweist, wobei die Schaltkreisanordnung zumindest mit einem Ende in Längsrichtung auf sich zurückgebogen ist, um eine elastische Feder derart zu bilden, dass die Oberseite des zurückgebogenen Abschnitts neben der Oberfläche des nicht gebogenen Abschnitts des Streifens liegt, wobei die Leiter auf der von der zurückgebogenen Oberseite angewandten Bodenfläche nicht isoliert sind, damit sie federelastisch gegen leitende Spuren des flächigen Substrats drückbar sind. In einer weiteren Ausführungsform weist das flexible Bandkabel eine Einbuchtung in Richtung auf die Kontakte auf, wobei die Einbuchtung auf den Kontakten aufliegt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung mit einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem elektrischen Leiter eines Flachbandkabels und einem Verbindungspartner und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Kontakts mit einem Leiter eines Flachbandkabels bereitzustellen.
Es wird eine Vorrichtung mit einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem elektrischen Leiter eines Flachbandkabels und einem elektrischen Verbindungspartner vorgeschlagen. Der Leiter ist in einer Kontaktebene in einem Isoliermantel des Flachbandkabels eingebettet. Der Leiter ist in einem vorgegebenen Kontaktabschnitt wenigstens auf einer Kontaktseite von dem Isoliermantel freigelegt. Der Kontaktabschnitt des Leiters ist mit der Kontaktseite aus der Kontaktebene hinausgebogen, insbesondere bis über den Isoliermantel hinausgebogen. Die Kontaktseite des Kontaktabschnitts des Leiters liegt auf dem elektrischen Verbindungspartner auf und stellt einen direkten elektrischen Kontakt mit dem elektrischen Verbindungspartner her. Zudem ist die Kontaktseite des elektrischen Leiters im Bereich des Kontaktabschnitts mit dem elektrischen Verbindungspartner verbunden. Die Verbindung kann über eine Schweißverbindung, insbesondere eine Laserschweißverbindung realisiert sein. Der Verbindungspartner kann z.B. als elektrischer Leitungsstreifen, als elektrisches Leitungsblech oder jede andere Art von Kontaktelement ausgebildet sein.
Der Isoliermantel des Flachbandkabels ist im Bereich des Kontaktabschnittes nicht in Richtung auf den elektrischen Verbindungspartner gebogen ausgebildet. Das Flachbandkabel kann z.B. im Bereich des Kontaktabschnittes plan ausgebildet sein und in Längsrichtung vor und nach dem Kontaktabschnitt plan in anschließende Bereiche des Flachbandkabels übergehen. Auf diese Weise wird eine zusätzliche mechanische Beanspruchung des Flachbandkabels und der weiteren Leiter des Flachbandkabels im Bereich des Kontaktabschnittes vermieden. Da in dieser Ausführungsform nur der elektrische Leiter in Richtung auf den elektrischen Verbindungspartner gebogen ausgebildet ist, ist der Verarbeitungsaufwand zur Herstellung der elektrischen Kontaktierung reduziert. Zudem kann auf diese Weise eine Vielzahl von in Längsrichtung des Flachbandkabels versetzt angeordnete elektrische Kontaktierungen von nebeneinander angeordneter Leiter hergestellt werden, da keine Durchbiegung des Flachbandkabels in Richtung auf den elektrischen Verbindungspartner erforderlich ist. Das Flachbandkabel kann im Bereich des Kontaktabschnittes plan und eben ausgebildet sein. Somit kann eine insgesamt flächige plane Auflage des Flachbandkabels auf dem Verbindungspartner erreicht werden.
In einer Ausführung ist der Kontaktabschnitt des elektrischen Leiters mit der Kontaktseite in einer ersten Richtung aus der Kontaktebene heraus bis über eine Außenseite des Isoliermantels hinaus gebogen. Die Kontaktseite des Kontaktabschnitts des elektrischen Leiters liegt dabei auf dem elektrischen Verbindungspartner auf und ist direkt mit dem elektrischen Verbindungspartner verbunden. Das Flachbandkabel ist im Bereich des Kontaktabschnitts in einer zweiten Richtung gebogen, wobei die zweite Richtung entgegen der ersten Richtung zeigt. Durch die Durchbiegung des Flachbandkabels entgegen der Biegung des elektrischen Leiters wird eine Vorspannung auf den elektrischen Leiter ausgeübt. Dadurch wird der elektrische Leiter im Kontaktabschnitt mit einer Vorspannung in Richtung auf den Verbindungspartner versehen und kann mit einer höheren Andruckkraft auf den elektrischen Verbindungspartner gedrückt werden. Somit kann eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem elektrischen Verbindungspartner mit höherer Qualität und mit einem einfacheren Verfahren hergestellt werden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass der elektrische Leiter selbst im Bereich des Kontaktabschnitts mit mechanischen Werkzeugen auf den elektrischen Verbindungspartner gedrückt wird. Zudem kann beispielsweise bei einer Laserschweißverbindung die elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem elektrischen Verbindungspartner und dem elektrischen Leiter auf diese Weise verbessert werden. Weiterhin ist in dieser Ausführung mehr freier Raum im Bereich des Kontaktabschnittes des Leiters bei der Montage vorhanden. Somit kann die Verbindung zwischen dem Leiter und dem Verbindungspartner einfacher hergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Kontaktseite des Kontaktabschnitts über mehrere Kontaktpunkte mit dem elektrischen Verbindungspartner verbunden. Auf diese Weise wird die mechanische Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem elektrischen Verbindungspartner verbessert. Weiterhin wird auch die elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem elektrischen Verbindungspartner verbessert. Beispielsweise können die Kontaktpunkte mit Hilfe einer Laserschweißung hergestellt werden. Bei dieser Ausführungsform kann ein Kontaktpunkt durch eine spiralförmig ausgebildete Laserschweißnaht hergestellt werden. Es können jedoch auch andere Formen und/oder Verfahren zum Herstellen der Kontaktpunkte verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Kontaktabschnitt des elektrischen Leiters senkrecht zur Längsrichtung in zwei Teilabschnitte aufgetrennt. Bei dieser Ausführungsform liegt wenigstens ein Teilabschnitt des elektrischen Leiters mit der Kontaktseite auf dem elektrischen Verbindungspartner auf und ist mit dem elektrischen Verbindungspartner mechanisch und elektrisch verbunden.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Kontaktabschnitt des elektrischen Leiters in ein Isoliermaterial, insbesondere in elektrisch isolierendes Vergussmaterial, eingebettet. Auf diese Weise wird sowohl eine elektrische Isolierung des Kontaktabschnitts des elektrischen Leiters als auch ein mechanischer Schutz des Kontaktabschnitts des elektrischen Leiters erreicht.
In einer weiteren Ausführungsform sind der elektrische Verbindungspartner und der elektrische Leiter aus verschiedenen elektrisch leitenden Materialien gebildet, wobei insbesondere der elektrische Verbindungspartner aus Aluminium und der elektrische Leiter aus Kupfer gebildet sein können. Mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung wird auch bei der Verwendung von verschiedenen elektrisch leitenden Materialien, insbesondere bei der Verwendung von Kupfer und Aluminium, ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Leiter und dem Verbindungspartner erreicht. Dabei eignet sich insbesondere die Laserschweißverbindung, um einen guten elektrischen und ausreichenden mechanischen Verbindungspartner zwischen Aluminium und Kupfer herzustellen.
In einer Ausführungsform ist der elektrische Verbindungspartner ein Kontakt eines elektrischen Pols einer Batterie, insbesondere einer Fahrzeugbatterie. Die Batterie kann beispielsweise Teil einer Anordnung von mehreren Batterien sein, wobei der elektrische Leiter dazu verwendet wird, beispielsweise eine Spannungsmessung an einer Batterie vorzunehmen.
Zudem wird ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung mit einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem elektrischen Leiter eines Flachbandkabels und einem elektrischen Verbindungspartner bereitgestellt. Dazu ist ein Flachbandkabel vorgesehen, das wenigstens einen, insbesondere mehrere elektrische Leiter aufweist, die in einer Kontaktebene in einem Isoliermantel des Flachbandkabels eingebettet sind. Wenigstens einer der elektrischen Leiter ist in einem vorgegebenen Kontaktabschnitt wenigstens auf einer Kontaktseite von dem Isoliermantel freigelegt. Beispielsweise kann der elektrische Leiter in dem Kontaktabschnitt auch auf allen Seiten von dem Isoliermantel freigelegt sein. Der Kontaktabschnitt des elektrischen Leiters ist mit der Kontaktseite aus der Kontaktebene heraus bis wenigstens an eine Außenseite des Isoliermantels gebogen. Nach dem Herausbiegen des Leiters aus der Kontaktebene wird das Flachbandkabel auf den Verbindungspartner gelegt. Dabei wird die Kontaktseite des Kontaktabschnitts des elektrischen Leiters auf den elektrischen Verbindungspartner aufgelegt. Anschließend wird die Kontaktseite des Kontaktabschnitts des Leiters mit dem elektrischen Verbindungspartner verbunden, insbesondere verschweißt. Bei diesem Verfahren ist es von Vorteil, dass der Isoliermantel im Bereich des Kontaktabschnitts nicht in Richtung auf den Verbindungspartner gebogen ausgebildet ist. Dadurch steht mehr Raum für die Verbindung des Leiters mit dem Verbindungspartner zur Verfügung. Der Isoliermantel des Flachbandkabels kann im Bereich des Kontaktabschnitts entweder plan zur Oberseite des elektrischen Kontakts angeordnet sein, oder eine Biegung weg vom elektrischen Verbindungspartner aufweisen. Beide Ausführungsformen ermöglichen eine einfache und sichere elektrische Kontaktierung zwischen dem elektrischen Leiter und dem elektrischen Kontakt.
In einer Ausführungsform wird die Kontaktseite des elektrischen Leiters mit Hilfe eines Lasers mit dem elektrischen Verbindungspartner verschweißt. Dabei können beispielsweise eine oder mehrere Kontaktpunkte zwischen dem elektrischen Leiter und dem elektrischen Verbindungspartner ausgebildet werden. Insbesondere kann der Laser eine Lasernaht ausbilden, die beispielsweise spiralförmig ausgebildet ist und einen Kontaktpunkt bildet.
In einer Ausführungsform wird vor dem Auflegen des elektrischen Leiters auf den elektrischen Verbindungspartner und vor dem Verschweißen des Leiters mit dem Verbindungspartner das Flachbandkabel im Bereich des Kontaktabschnitts in einer zweiten Richtung gebogen. Die zweite Richtung ist entgegen der ersten Richtung, in die der elektrische Verbindungspartner gebogen ist, gerichtet. Durch die Ausbildung der Biegung des Flachbandkabels entgegen der Biegungsrichtung des elektrischen Leiters wird eine Vorspannung auf den elektrischen Leiter erzeugt, die eine einfachere und bessere elektrische Kontaktierung zwischen dem elektrischen Leiter und dem elektrischen Verbindungspartner ermöglicht. Somit kann teilweise oder vollständig auf das Verwenden spezieller Niederhaltesysteme verzichtet werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Kontaktabschnitt des elektrischen Leiters senkrecht zur Längsrichtung in einen ersten und einen zweiten Teilabschnitt getrennt. Wenigstens ein erster Teilabschnitt des elektrischen Leiters wird aus der Kontaktebene herausgebogen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch zunächst ein Herausbiegen des elektrischen Leiters aus der Kontaktebene erfolgen und anschließend der elektrische Leiter im Bereich des Kontaktabschnitts in zwei Teilabschnitte aufgeteilt werden. Wenigstens ein erster Teilabschnitt wird auf den elektrischen Verbindungspartner aufgelegt und mit der Kontaktseite mit dem elektrischen Verbindungspartner verschweißt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können beide Teilabschnitte auf den elektrischen Verbindungspartner aufgelegt werden und mit dem elektrischen Verbindungspartner elektrische leitend verbunden werden.
Die Auftrennung des elektrischen Leiters im Bereich des Kontaktabschnitts in zwei Teilabschnitte bietet den Vorteil, dass das eigentliche Flachbandkabel plan verlaufen kann und der abisolierte Leiter weitgehend dehnungsfrei und damit ohne Querschnittsreduzierung als Federelement ausgeführt werden kann und dass die Durchbiegung des elektrischen Leiters heraus aus der Kontaktebene einfacher und mit geringerer mechanischer Belastung des elektrischen Leiters möglich ist. Auf diese Weise können auch dicke Leiter bei geringer Belastung aus der Kontaktebene herausgebogen werden. Zudem können mit Hilfe der Teilabschnitte auch bei dicken Isoliermänteln mit einer entsprechenden Biegung der Teilabschnitte die Teilabschnitte mit einer geringen mechanischen Verformung aus dem Isoliermantel des Flachbandkabels herausgeführt werden. Insbesondere bei dickeren Isoliermänteln ist dadurch die mechanische Beanspruchung des elektrischen Leiters im Bereich des Kontaktabschnitts reduziert. Auf diese Weise werden die mechanische Belastung und die Verformung des elektrischen Leiters reduziert, so dass der elektrische Kontakt in Bezug auf die Langlebigkeit verbessert wird. Insbesondere kann auf diese Weise das mechanische Gefüge des elektrischen Leiters beim Herausbiegen aus der Kontaktebene geschont und weniger beschädigt werden. Auch dadurch wird die Langzeitstabilität der elektrischen Kontaktierung verbessert. Zudem sind dadurch geringere Einflüsse auf den Querschnitt des elektrischen Leiters im Bereich des Kontaktabschnitts gegeben. Auf diese Weise können die Parameter zum Verbinden, insbesondere zum Verschweißen des elektrischen Leiters mit dem elektrischen Verbindungspartner präziser eingestellt werden. Auch dadurch wird sowohl die Qualität der mechanischen als auch der elektrischen Kontaktierung zwischen dem elektrischen Leiter und dem elektrischen Verbindungspartner verbessert. Weiterhin wird auch die Langzeitstabilität der elektrischen Kontaktierung zwischen dem elektrischen Leiter und dem elektrischen Verbindungspartner dadurch erhöht. Dies ist insbesondere bei Anwendungen im Fahrzeugbereich von Vorteil, da ein Fahrzeug während des Betriebs mechanischen Vibrationsbelastungen und thermischen Belastungen, insbesondere hohen Temperaturschwankungen, ausgesetzt ist. Besonders bei der Kontaktierung von elektrischen Kontakten einer Batterie eines Fahrzeugs ist die Qualität der mechanischen und elektrischen Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem elektrischen Verbindungspartner der Batterie von wesentlicher Bedeutung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Flachbandkabels auf einem elektrischen Kontakt;
2 eine schematische Teilschnittdarstellung des Flachbandkabels und des elektrischen Kontakts gemäß 1;
3 einen Querschnitt in Längsrichtung des Flachbandkabels der 1;
4 eine Ausführungsform eines Flachbandkabels mit herausgebogenem elektrischen Leiter;
5 eine Draufsicht auf ein Flachbandkabel gemäß 4, wobei der elektrische Leiter auf dem elektrischen Verbindungspartner aufliegt;
6 einen Teilabschnitt einer Draufsicht auf das Flachbandkabel, wobei ein elektrischer Leiter mit dem elektrischen Verbindungspartner über Kontaktpunkte verbunden ist;
7 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Flachbandkabels, wobei ein elektrischer Leiter mit zwei Teilabschnitten mit dem elektrischen Verbindungspartner verbunden ist;
8 eine perspektivische Darstellung eines Flachbandkabels mit einem Blick auf eine Unterseite des Flachbandkabels, wobei zwei Teilabschnitte eines elektrischen Leiters aus dem Isoliermantel herausgeführt sind;
9 eine perspektivische Darstellung eines Flachbandkabels, wobei zwei Teilabschnitte eines elektrischen Leiters auf einem elektrischen Verbindungspartner aufliegen;
10 eine perspektivische Darstellung der Anordnung der 7;
11 eine Teilschnittdarstellung des Flachbandkabels und des elektrischen Kontakts gemäß 7;
12 die Anordnung der 11, wobei ein Teilabschnitt des elektrischen Leiters des Flachbandkabels in ein Isoliermaterial eingebettet ist;
13 eine schematische Darstellung von Batterien, deren elektrische Pole mit Leitern eines Flachbandkabels kontaktiert sind.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Flachbandkabel 1, das auf einem elektrischen Verbindungspartner 2 aufliegt. Das Flachbandkabel 1 weist mehrere elektrische Leiter 3, 10 auf, die in einem Isoliermantel 4 eingebettet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Flachbandkabel 1 neun elektrische Leiter 3, 10 auf, die im Isoliermantel 4 eingebettet sind. Ein elektrischer Leiter 3 ist in einem Kontaktabschnitt 5 vom Isoliermantel 4 freigelegt. Dies bedeutet, dass der elektrische Leiter 3 im Bereich des Kontaktabschnitts 5 von allen Seiten von dem Material des Isoliermantels 4 befreit ist. Zudem liegt der elektrische Leiter 3 mit dem Kontaktabschnitt mit einer Kontaktseite auf dem elektrischen Verbindungspartner 2 auf.
2 zeigt in einem schematischen Teilquerschnitt, der entlang dem elektrischen Leiter 3 verläuft, die Anordnung der 1. Dabei ist deutlich zu erkennen, dass der elektrische Leiter 3 in dem Kontaktabschnitt 5 vom Isoliermantel 4 befreit ist. Zudem liegt der elektrische Leiter 3 mit dem Kontaktabschnitt 5 und mit einer Kontaktseite auf der Oberseite des elektrischen Kontakts 2 auf. Die übrigen elektrischen Leiter 10 des Flachbandkabels 1 sind vollständig im Isoliermantel eingebettet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auch weitere elektrische Leiter 10 in einem Kontaktabschnitt vom Isoliermaterial des Isoliermantels freigelegt sein und mit einer Kontaktseite auf dem elektrischen Verbindungspartner 2 aufliegen. Die freigelegten Kontaktabschnitte der weiteren elektrischen Leiter 10 können in der Längsrichtung des Flachbandkabels 1 gesehen auf gleicher Höhe oder in verschiedenen Längsabschnitten des Flachbandkabels 1 angeordnet sein.
3 zeigt einen schematischen Querschnitt der Anordnung der 1. Im Bereich des Kontaktabschnitts 5 weist der Isoliermantel 4 eine Ausnehmung 9 auf.
In der Darstellung der 3 ist deutlich zu erkennen, dass das Flachbandkabel 1 seitlich des Kontaktabschnitts 5 mit dem Isoliermantel 4 auf der Oberseite 8 des elektrischen Kontakts 2 aufliegt. Im Bereich des Kontaktabschnitts 5 ist jedoch das Flachbandkabel 1 in einer zweiten Richtung 11 von der Oberseite 8 des elektrischen Kontakts 2 nach oben weggebogen. Zudem ist der elektrische Leiter 3 im Bereich des Kontaktabschnitts 5 aus einer Kontaktebene 13 des Isoliermantels 4 in einer ersten Richtung 12 nach unten in Richtung auf den elektrischen Verbindungspartner 2 gebogen ausgebildet. Die Kontaktebene 13, in der die elektrischen Leiter 3, 10 des Flachbandkabels im Isoliermantel 4 angeordnet sind, ist üblicherweise in der Mitte des Isoliermantels 4 ausgebildet. Durch die Durchbiegung des Leiters 3 in Richtung auf den Verbindungspartner 2 wird eine sichere Auflage einer Kontaktseite 7 des elektrischen Leiters 3 auf der Oberseite 8 des elektrischen Kontakts 2 ermöglicht. Zudem kann durch den nach oben in die zweite Richtung 11 gebogenen Kabelabschnitt 14 eine Vorspannung des Kontaktabschnitts 5 des elektrischen Leiters 3 in Richtung auf den elektrischen Verbindungspartner 2 erreicht werden. Zudem wird dadurch eine leichtere Durchbiegung des Leiters 3 in Richtung auf den Verbindungspartner 2 erreicht, ohne den Leiter 3 umformen zu müssen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Flachbandkabel 1 auch im Bereich des Kontaktabschnitts 5 plan auf dem Verbindungspartner 2 aufliegen. Bei dieser Ausführung ist jedoch der Leiter 3 für die Durchbiegung in Richtung auf den Verbindungspartner verformt, insbesondere gedehnt.
4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine weitere Ausführungsform eines Flachbandkabels 1 mit einem elektrischen Leiter 3, der in der ersten Richtung 12 aus dem Isoliermantel 4 herausgebogen ist. Gleichzeitig ist ein Kabelabschnitt 14 im Bereich des Kontaktabschnitts 5 in einer zweiten Richtung 11, der entgegengesetzt zur ersten Richtung 12 angeordnet ist, gebogen ausgebildet gegenüber dem plan verlaufenden Flachbandkabel.
5 zeigt das Flachbandkabel 1 der 4, das auf den elektrischen Verbindungspartner 2 aufgelegt ist. Dabei liegt der Kontaktabschnitt 5 des elektrischen Leiters 3 auf der Oberseite 8 des elektrischen Kontakts 2 auf. Das Flachbandkabel 1 weist in dieser Ausführungsform insgesamt sechs elektrische Leiter 3, 10 auf, die mit gestrichelten Linien dargestellt sind. Der elektrische Leiter 3 ist mit dem Kontaktabschnitt 5 noch nicht mechanisch mit dem elektrischen Verbindungspartner 2 verbunden, sondern liegt nur auf der Oberseite 8 des elektrischen Kontakts 2 auf. In einem folgenden Verfahrensschritt wird der Kontaktabschnitt 5 des elektrischen Leiters 3 mit der Oberseite 8 des elektrischen Kontakts 2 verbunden. Dazu können beispielsweise Schweißverbindungen, Klebeverbindungen oder Lotverbindungen eingesetzt werden. Bei den Schweißverbindungen können insbesondere Laserschweißverbindungen verwendet werden. Dabei wird mit Hilfe eines Laserstrahls eine Verschweißung des Kontaktabschnitts 5 des elektrischen Leiters 3 mit der Oberseite 8 des elektrischen Kontakts 2 erreicht. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können ein oder mehrere Schweißpunkte 15 verwendet werden, wie in 6 dargestellt ist.
6 zeigt in einer vergrößerten Darstellung einen Ausschnitt der Anordnung der 5, wobei der elektrische Leiter 3 mit zwei Schweißpunkten 15, 16 mit dem elektrischen Verbindungspartner 2 verschweißt ist. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch nur ein Schweißpunkt oder auch mehr als zwei Schweißpunkte verwendet werden. Zudem kann anstelle der runden Form des Schweißpunkts auch eine längliche, rechteckförmige oder gezackte Form der Schweißverbindung gewählt werden. Beispielsweise kann die Schweißverbindung mit Hilfe eines Laserstrahls ausgeführt werden, der spiralförmig von einem Mittelpunkt des Schweißpunkts bis zum Randbereich des Schweißpunkts geführt wird.
7 zeigt eine perspektivische Darstellung einer weiteren Vorrichtung mit einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem elektrischen Leiter 3 eines Flachbandkabels 1 und einem elektrischen Verbindungspartner 2. Die Darstellung der 7 ist schematisch mit einem Blick von oben auf das Flachbandkabel 1, das auf den elektrischen Verbindungspartner 2 aufgelegt ist, gezeigt. Im Isoliermantel 4 des Flachbandkabels 1 ist eine Ausnehmung 9 eingebracht, so dass ein Kontaktabschnitt 5 des elektrischen Leiters 3 vom Isoliermaterial des Isoliermantels 4 befreit ist. Zudem ist der Kontaktabschnitt 5 des elektrischen Leiters 3 in einen ersten Teilabschnitt 17 und einem zweiten Teilabschnitt 18 aufgeteilt. Der erste und der zweite Teilabschnitt 17, 18 sind aus der Kontaktebene des Isoliermantels 4 nach unten aus dem Flachbandkabel 1 herausgeführt und liegen auf der Oberseite 8 des elektrischen Kontakts 2 auf. Zudem ist jeder Teilabschnitt 17, 18 jeweils mit zwei Schweißpunkten 15, 16 mit dem elektrischen Verbindungspartner 2 elektrisch und mechanisch verbunden. Die Schweißpunkte 15, 16 können beispielsweise mit Hilfe einer Laserschweißung hergestellt werden.
8 zeigt das Flachbandkabel 1 der 7 vor dem Auflegen auf den elektrischen Verbindungspartner 2. Dabei sind deutlich die Teilabschnitte 17, 18 des elektrischen Leiters 3 zu erkennen, die aus dem Isoliermantel 4 des Flachbandkabels 1 herausgebogen sind. Die Teilabschnitte 17, 18 sind jeweils in einen ersten Abschnitt 19 und in einem zweiten Abschnitt 20 unterteilt. Der erste Abschnitt 19 geht aus der Kontaktebene 13 des Isoliermantels 4 heraus und weist eine Neigung mit einem vorgegebenen Winkel zur Kontaktebene 13 auf. Der erste Abschnitt 19 geht über eine Biegung 21 in den zweiten Abschnitt 20 über. Der zweite Abschnitt 20 weist eine geringere Neigung zur Kontaktebene 13 auf und kann beispielsweise parallel zur Ebene des Flachbandkabels 1 angeordnet sein. Der erste und der zweite Teilabschnitt 17, 18 können identisch geformt sein, so dass jeweils die ersten Abschnitte 19 den gleichen Winkel zur Ebene des Flachbandkabels 1 aufweisen und dem die zweiten Abschnitte 20 parallel zueinander angeordnet sind. Durch diese Form der Teilabschnitte 17, 18 wird eine vereinfachte und verbesserte Herstellung der elektrischen Kontaktierung zwischen dem elektrischen Leiter 3 und dem elektrischen Verbindungspartner 2 ermöglicht.
Beim Auflegen des Flachbandkabels 1 auf den elektrischen Verbindungspartner 2 weisen aufgrund der Form der Teilabschnitte 17, 18 die zweiten Abschnitte 20 der Teilabschnitte 17, 18 eine relativ große Berührungsfläche mit der Oberseite 8 des elektrischen Kontakts 2 auf. Somit ist eine großflächige Anlage der zweiten Abschnitte 20 der Teilabschnitte 17, 18 auf dem elektrischen Verbindungspartner 2 gegeben. Dadurch ist eine große Kontaktfläche gegeben. Zudem ist eine große Fläche zur Ausbildung der Verbindungen zwischen dem Verbindungspartner 2 und den Teilabschnitte 17, 18 verbunden.
9 zeigt das Flachbandkabel 1 der 8, das auf einen elektrischen Verbindungspartner 2 aufgelegt ist, so dass die Teilabschnitte 17, 18 mit den zweiten Abschnitten 20 auf der Oberseite 8 des elektrischen Kontakts 2 aufliegen.
10 zeigt die Anordnung der 9, nachdem die Teilabschnitte 17, 18 jeweils mit einem Schweißpunkt 15 mit dem elektrischen Verbindungspartner 2 verschweißt wurden.
11 zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung der Anordnung der 10, wobei deutlich die Ausbildung des ersten und des zweiten Abschnitts 19, 20 der Teilabschnitte 17, 18 zu erkennen ist. In der Ausführungsform der 11 sind jeweils zwei Schweißpunkte 15, 16 in den zweiten Abschnitten 20 der Teilabschnitte 17, 18 ausgebildet, die die Teilabschnitte 17, 18 mit dem elektrischen Verbindungspartner 2 elektrisch und mechanisch verbinden.
12 zeigt einen schematischen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform der 7, wobei in dieser Ausführungsform der erste und der zweite Teilabschnitt 16, 17 in ein Isoliermaterial 22 eingebettet sind, Das Isoliermaterial 22 kann beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Vergussmaterial, z.B. Kunststoff, gebildet sein. Dabei können beispielsweise die vom Isoliermantel 4 freigelegten Teilabschnitte 17, 18 wenigstens teilweise, insbesondere vollständig von dem Isoliermaterial 22 bedeckt sein. Somit wird eine sichere und zuverlässige elektrische Isolierung der Teilabschnitte 17, 18 erreicht. In analoger Weise kann auch der Kontaktabschnitt 5 der Ausführungsformen der 1 bis 6 mit dem Isoliermaterial, insbesondere mit dem elektrisch isolierenden Vergussmaterial, bedeckt sein.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform können der elektrische Verbindungspartner 2 und der elektrische Leiter 3 aus verschiedenen Materialien gebildet sein. Beispielsweise kann der elektrische Verbindungspartner 2 aus Aluminium bestehen. Zudem kann der elektrische Leiter 3 aus Kupfer gebildet sein.
13 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Anordnung eines Batteriesystems mit mehreren Batterien 23, 24, 25, wobei jede Batterie elektrische Pole aufweist, wobei ein Teil der Pole 26, 27, 28 schematisch als Rechtecke dargestellt sind. Zudem ist ein Flachbandkabel 1 quer über die Batterien 23, 24, 25 geführt. Das Flachbandkabel 1 weist einen elektrischen Leiter 3, einen weiteren elektrischen Leiter 10 und einen zusätzlichen elektrischen Leiter 29 auf. Die elektrischen Leiter 3, 10, 29 sind schematisch nur in Teilabschnitten dargestellt, sind jedoch entlang des gesamten Flachbandkabels 1 ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform ist der elektrische Leiter 3 mit dem ersten Pol 26 der ersten Batterie 23, der weitere elektrische Leiter 10 mit dem zweiten Pol 27 der zweiten Batterie 24 und der zusätzliche elektrische Leiter 29 mit dem dritten Pol 28 der dritten Batterie 25 elektrisch leitend gemäß einem der vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele der 1 bis 12 verbunden. Beispielsweise ist die Anordnung der Batterie in einem Fahrzeug vorgesehen. Die elektrischen Pole 26, 27, 28 der Batterien stellen elektrische Kontakte dar. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch nur eine Batterie mit einem elektrischen Pol vorgesehen sein, die mit einem Leiter des Flachbandkabels verbunden ist. Die elektrische Kontaktierung der elektrischen Pole der Batterien kann dazu verwendet werden, um eine Spannung der Batterien und/oder eine Temperatur der Batterien zu erfassen. Eine Batterie weist zwei Pole auf, die jedoch in dieser schematischen Darstellung nicht dargestellt sind.
Bezugszeichenliste

1: Flachbandkabel
2: elektrischer Verbindungspartner
3: elektrischer Leiter
4: Isoliermantel
5: Kontaktabschnitt
6
7: Kontaktseite
8: Oberseite elektrischer Kontakt
9: Ausnehmung Isoliermantel
10: weiterer Leiter
11: zweite Richtung
12: erste Richtung
13: Kontaktebene
14: Kabelabschnitt
15: erster Schweißpunkt
16: zweiter Schweißpunkt
17: erster Teilabschnitt
18: zweiter Teilabschnitt
19: erster Abschnitt
20: zweiter Abschnitt
21: Biegung
22: Isoliermaterial
23: erste Batterie
24: zweite Batterie
25: dritte Batterie
26: erster Pol
27: zweiter Pol
28: dritter Pol
29: zusätzlicher elektrischer Leiter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0699753 B1 [0002]

Claims

Vorrichtung mit einer elektrischen Kontaktierung zwischen einem elektrischen Leiter (3) eines Flachbandkabels (1) und einem elektrischen Verbindungspartner (2), wobei der Leiter (3) in einer Kontaktebene (13) in einem Isoliermantel (4) des Flachbandkabels (1) eingebettet ist, wobei der elektrische Leiter (3) in einem vorgegebenen Kontaktabschnitt (5) wenigstens auf einer Kontaktseite (7) von dem Isoliermantel (4) freigelegt ist, wobei der Kontaktabschnitt (5) des Leiters mit der Kontaktseite (7) aus der Kontaktebene (13) heraus bis über den Isoliermantel (4) hinaus gebogen ist, wobei die Kontaktseite (7) des Kontaktabschnittes (5) des Leiters (3) auf dem elektrischen Verbindungspartner (2) aufliegt und direkt mit dem elektrischen Verbindungspartner (2) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kontaktabschnitt (5) des Leiters (3) mit der Kontaktseite (7) in einer ersten Richtung (12) aus der Kontaktebene (13) heraus bis über eine Außenseite des Isoliermantels (4) hinaus gebogen ist, wobei die Kontaktseite (7) des Kontaktabschnitts des Leiters (3) auf dem elektrischen Verbindungspartner (2) aufliegt und direkt mit dem elektrischen Verbindungspartner verbunden ist, und wobei das Flachbandkabel (1) im Bereich des Kontaktabschnitts (5) in einer zweiten Richtung (11) gebogen ist, wobei die zweite Richtung (11) entgegen der ersten Richtung (12) zeigt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktseite (7) des Kontaktabschnitts (5) des elektrischen Leiters (3) über mehrere Kontaktpunkte (15, 16) mit dem elektrischen Verbindungspartner (2) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontaktabschnitt (5) des elektrischen Leiters (3) in zwei Teilabschnitte (17, 18) getrennt ist, und wobei wenigstens ein Teilabschnitt (17, 18) des elektrischen Leiters (3) mit der Kontaktseite (7) auf dem elektrischen Verbindungspartner (2) aufliegt und mit dem Verbindungspartner (2) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontaktabschnitt (5) des elektrischen Leiters (3) in Isoliermaterial (22), insbesondere in elektrisch isolierendes Vergussmaterial eingebettet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbindungspartner (2) und der Leiter (3) aus verschiedenen elektrisch leitenden Materialien gebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Verbindungspartner (2) aus Aluminium und der Leiter (3) aus Kupfer gebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der elektrische Verbindungspartner (2) ein Kontakt eines elektrischen Pols (26, 27, 28) einer Batterie (23, 24, 25), insbesondere einer Fahrzeugbatterie ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der elektrische Leiter (3) mit dem elektrischen Verbindungspartner (2) über eine Schweißverbindung verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Schweißverbindung als Laserschweißverbindung ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein elektrischer Leiter eines Flachbandkabels in einer Kontaktebene in einem Isoliermantel des Flachbandkabels eingebettet ist, wobei der Leiter in einem vorgegebenen Kontaktabschnitt wenigstens auf einer Kontaktseite von dem Isoliermantel freigelegt ist, wobei der Kontaktabschnitt des Leiters mit der Kontaktseite aus der Kontaktebene heraus bis wenigstens an eine Außenseite des Isoliermantels gebogen wird, wobei nach dem Herausbiegen des Leiters aus der Kontaktebene das Flachbandkabel auf den Verbindungspartner gelegt wird, wobei die Kontaktseite des Kontaktabschnittes des Leiters auf den elektrischen Verbindungspartner aufgelegt wird, und wobei anschließend die Kontaktseite des Kontaktabschnittes des Leiters direkt mit dem elektrischen Verbindungspartner verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Kontaktseite des elektrischen Leiters mit dem elektrischen Verbindungspartner verschweißt wird, insbesondere mit einem Laserschweißverfahren verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Kontaktabschnitt des Leiters mit der Kontaktseite in einer ersten Richtung aus der Kontaktebene heraus bis über eine Außenseite des Isoliermantels hinaus ragend gebogen wird, wobei anschließend das Flachbandkabel in Richtung Verbindungspartner bewegt wird und dabei die Kontaktseite des Kontaktabschnittes des Leiters auf den elektrischen Verbindungspartner aufgelegt wird und direkt mit dem elektrischen Verbindungspartner verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei vor dem Auflegen und vor dem Verschweißen des Leiters auf den Verbindungspartner das Flachbandkabel im Bereich des Kontaktabschnittes in einer zweiten Richtung gebogen wird, wobei die zweite Richtung entgegen der ersten Richtung gerichtet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Kontaktabschnitt des Leiters in einen ersten und einen zweiten Teilabschnitt getrennt ist, und wobei wenigstens der erste Teilabschnitt aus der Kontaktebene heraus gebogen wird, wobei der erste Teilabschnitt auf den Verbindungspartner aufgelegt wird und mit der Kontaktseite mit dem Verbindungspartner verbunden wird.