DE102021208390A1 - Crimp connection for connecting an electrical conductor - Google Patents

Crimp connection for connecting an electrical conductor Download PDF

Info

Publication number
DE102021208390A1
DE102021208390A1 DE102021208390.0A DE102021208390A DE102021208390A1 DE 102021208390 A1 DE102021208390 A1 DE 102021208390A1 DE 102021208390 A DE102021208390 A DE 102021208390A DE 102021208390 A1 DE102021208390 A1 DE 102021208390A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
conductor
solder
connection
embedded
crimp connection
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.)
Pending
Application number
DE102021208390.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Florian Woelke
Franz Wetzl
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102021208390.0A priority Critical patent/DE102021208390A1/en
Publication of DE102021208390A1 publication Critical patent/DE102021208390A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/02—Windings characterised by the conductor material
    • 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
    • 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
    • H01R4/20—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 using a crimping sleeve
    • H01R4/203—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 using a crimping sleeve having an uneven wire-receiving surface to improve the contact
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

Crimpverbindung (1), insbesondere zum Verbinden eines vorzugsweise als Statorwicklung (2) eines Elektromotors (3), der insbesondere als Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs dient, ausgebildeten Leiters (2) mit einem Anschlusselement (4), wobei ein Ende (5) der Statorwicklung (2) in ein Lot (6) eingebettet ist und wobei das Anschlusselement (4) mittels Crimpen mit dem in das Lot (6) eingebetteten Ende (5) der Statorwicklung (2) verbunden ist. Vorgeschlagen wird, dass die Statorwicklung (2) auf der Basis zumindest eines Kohlenstoffleiters (10) ausgebildet ist. Ferner ist Elektromotor (3), der insbesondere als Antriebsmotor (3) eines Kraftfahrzeugs dient, angegeben.Crimp connection (1), in particular for connecting a conductor (2), preferably designed as a stator winding (2) of an electric motor (3), which serves in particular as a drive motor of a motor vehicle, to a connection element (4), one end (5) of the stator winding ( 2) is embedded in a solder (6) and wherein the connection element (4) is connected by means of crimping to the end (5) of the stator winding (2) embedded in the solder (6). It is proposed that the stator winding (2) be formed on the basis of at least one carbon conductor (10). Furthermore, an electric motor (3), which serves in particular as a drive motor (3) of a motor vehicle, is specified.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Crimpverbindung zum Verbinden eines elektrischen Leiters, insbesondere einer Statorwicklung eines Elektromotors, und einen Elektromotor.The invention relates to a crimp connection for connecting an electrical conductor, in particular a stator winding of an electric motor, and an electric motor.

Aus der DE 296 03 748 U1 ist ein Kraftfahrzeug-Antrieb mit einem Elektromotor bekannt. Hierbei ist am Innenumfang eines Motorgehäuses ein mit einer Statorwicklung versehenes Statorblechpaket gehalten.From the DE 296 03 748 U1 a motor vehicle drive with an electric motor is known. In this case, a stator lamination stack provided with a stator winding is held on the inner circumference of a motor housing.

Aus der US 2014/0273560 A1 ist eine Crimpverbindung bekannt, bei der zwei Leiter durch eine Kombination aus Crimpen und Löten miteinander verbunden werden.From the U.S. 2014/0273560 A1 a crimp connection is known in which two conductors are connected to one another by a combination of crimping and soldering.

Aus der US 6,838,621 B2 ist eine Crimpverbindung bekannt, bei der zwei Leiter durch eine Kombination aus Crimpen und Löten miteinander verbunden werden.From the US 6,838,621 B2 a crimp connection is known in which two conductors are connected to one another by a combination of crimping and soldering.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die erfindungsgemäße Crimpverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und der erfindungsgemäße Elektromotor mit den Merkmalen des Anspruchs 10 haben den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung und Funktionsweise ermöglicht sind.The crimp connection according to the invention with the features of claim 1 and the electric motor according to the invention with the features of claim 10 have the advantage that an improved design and mode of operation are made possible.

Da durch das Lot im wesentlichen nur eine Verkrallung oder Umschließung der Filamente 11 des Kohlenstoffleiters erzielt werden kann, jedoch kein kompletter Stoffschluss, ist erfindungsgemäß zusätzlich ein Kraftschluss für die mechanische Verbindung vorgesehen. Die Verbindungsfestigkeit ist erfindungsgemäß mittels des zusätzlichen Anschlusselementes bzw. Hülsenstücks 7 mit vorzugsweise gleichmäßiger Flächenlast auf die gesamte Lötstelle, wie es in 1 durch die Pfeile 12 veranschaulicht ist, sichergestellt. Since the solder can essentially only achieve a clawing or enclosing of the filaments 11 of the carbon conductor, but not a complete material connection, a frictional connection for the mechanical connection is additionally provided according to the invention. According to the invention, the strength of the connection is increased by means of the additional connecting element or sleeve piece 7 with a preferably uniform surface load on the entire soldering point, as is shown in 1 illustrated by the arrows 12 is ensured.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Crimpverbindung und des im Anspruch 10 angegebenen Elektromotors möglich.Advantageous developments of the crimp connection specified in claim 1 and of the electric motor specified in claim 10 are possible as a result of the measures listed in the dependent claims.

Besonders herausfordernd bei elektrischen Maschinen mit Kohlenstoffleitern ist eine Verbindungstechnik zur Kontaktierung des Kohlenstoffleiters mit einem elektrisch leitfähigem Metall oder einem weiteren Kohlenstoffleiter. Schweißen oder Löten kommen hierbei bei herkömmlichen Ausgestaltungen mangels Verbindungsfestigkeit nicht zum Einsatz.A connection technology for contacting the carbon conductor with an electrically conductive metal or another carbon conductor is particularly challenging in electrical machines with carbon conductors. Welding or soldering are not used in conventional configurations due to a lack of connection strength.

Beim Crimpen liegen die minimal erzielbaren Übergangswiderstände jedoch mehrere Zehnerpotenzen über der notwendigen Zielanforderungen, die beispielsweise mit einer Obergrenze von 0,05 mOhm (Milliohm) gegeben sein kann. Der hohe ohmsche Kontaktwiderstand liegt vor allem an der sehr geringen Kontaktfläche und der ungleichmäßigen Kraftverteilung auf die einzelnen Kohlenstoff-Filamente, die sich durch einen herkömmlichen Crimpprozess ausbilden würden.When crimping, however, the minimum contact resistance that can be achieved is several powers of ten higher than the necessary target requirements, which can be given, for example, with an upper limit of 0.05 mOhm (milliohm). The high ohmic contact resistance is mainly due to the very small contact area and the uneven distribution of force on the individual carbon filaments, which would be formed by a conventional crimping process.

Die Crimpverbindung dient insbesondere zum Verbinden eines vorzugsweise als Statorwicklung eines Elektromotors, der insbesondere als Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs dient, ausgebildeten Leiters. Die angegebenen vorteilhaften Weiterbildungen ergeben sich in entsprechender Weise allerdings auch in einem anderen Anwendungsfall.The crimped connection is used in particular to connect a conductor that is preferably designed as a stator winding of an electric motor, which is used in particular as a drive motor of a motor vehicle. However, the specified advantageous developments also result in a corresponding manner in a different application.

Vorteilhaft ist es, dass die Statorwicklung auf der Basis zumindest eines Kohlenstoffleiters, der aus Kohlenstoffnanoröhren und/oder Graphen gebildet ist, ausgebildet ist. Hierdurch kann ein niedriger Ohmscher Widerstand der Statorwicklung im Vergleich zu Kupfer erzielt werden.It is advantageous that the stator winding is formed on the basis of at least one carbon conductor formed from carbon nanotubes and/or graphene. As a result, a low ohmic resistance of the stator winding can be achieved in comparison to copper.

Vorteilhaft ist es, dass das Anschlusselement eine Hülsenstück aufweist, das das in das Lot eingebettete Ende der Statorwicklung zumindest im Wesentlich umschließt. Hierdurch werden eine hohe mechanische Stabilität und ein Schutz für Verbindung erreicht.It is advantageous for the connection element to have a sleeve piece which at least essentially encloses the end of the stator winding which is embedded in the solder. This achieves high mechanical stability and protection for the connection.

Vorteilhaft ist es, dass das Hülsenstück zumindest eine Verprägung aufweist, an der das Hülsenstück in das in das Lot eingebettete Ende der Statorwicklung eingepresst ist. Dadurch kann eine mechanische Verbindung realisiert werden, die insbesondere ein Herausziehen des Endes der Statorwicklung aus der Hülse verhindert.It is advantageous that the sleeve piece has at least one embossing, on which the sleeve piece is pressed into the end of the stator winding embedded in the solder. As a result, a mechanical connection can be implemented which, in particular, prevents the end of the stator winding from being pulled out of the sleeve.

Vorteilhaft ist es, dass ein Steckerteil vorgesehen ist, das das Hülsenstück umfasst. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein Kontaktstift, eine Kontaktbuchse oder dergleichen eines Steckers realisiert werden.It is advantageous that a plug part is provided which encompasses the sleeve piece. In this way, a contact pin, a contact socket or the like of a plug can be realized in an advantageous manner.

Vorteilhaft ist es, dass das Lot zumindest eine Stirnseite des Kohlenstoffleiters zumindest im Wesentlich überdeckt. Hier ist ein Übergangswiderstand auf das Lot für weiter Innen liegende Kohlenstoffleiter eines Faserbündels oder dergleichen im Vergleich zu einer Kontaktierung über den Umfang pro Flächeneinheit besonders gering, so dass dies den gesamten Übergangswiderstand weiter reduziert.It is advantageous that the solder at least essentially covers at least one end face of the carbon conductor. Here, a contact resistance to the solder for carbon conductors of a fiber bundle or the like lying further inside is particularly low compared to contacting over the circumference per unit area, so that this further reduces the overall contact resistance.

Vorteilhaft ist es, dass ein Verbindungsteil vorgesehen ist, an dem einerseits das Anschlusselement vorgesehen ist, und dass das Verbindungsteil andererseits ein weiteres Anschlusselement aufweist, dass ein Ende eines Anschlussleiters in ein Lot eingebettet ist, dass das weitere Anschlusselement mittels Crimpen mit dem in das Lot eingebetteten Ende des Anschlussleiters verbunden ist. Somit kann eine vorteilhafte Verbindung zu einem Anschlussleiter realisiert werden. Vorteilhaft ist es hierbei, dass der Anschlussleiter auf der Basis zumindest eines Kohlenstoffleiters ausgebildet ist. Vorteilhaft ist es aber bei einer abgewandelten Ausgestaltung auch, dass der Anschlussleiter auf der Basis zumindest eines metallischen Leiters, insbesondere eines Kupferkabels, ausgebildet ist.It is advantageous that a connecting part is provided on which the connection element is provided on the one hand, and that the connecting part on the other hand has a further connection element, that one end of a connection conductor is embedded in a solder, that the further connection element is connected by means of crimping to the end of the connection conductor that is embedded in the solder. An advantageous connection to a connecting conductor can thus be implemented. It is advantageous here that the connection conductor is formed on the basis of at least one carbon conductor. In a modified configuration, however, it is also advantageous for the connection conductor to be formed on the basis of at least one metallic conductor, in particular a copper cable.

Figurenlistecharacter list

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine Crimpverbindung für eine Statorwicklung eines Elektromotors entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel in einer schematischen Schnittdarstellung;
  • 2 die Crimpverbindung des ersten Ausführungsbeispiels und einen Elektromotor in einer schematischen Darstellung;
  • 3 die in 2 dargestellte Crimpverbindung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 4 die in 2 dargestellte Crimpverbindung entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel und
  • 5 ein Ende einer Statorwicklung, das in ein Lot eingebettet ist.
Preferred exemplary embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the attached drawings, in which corresponding elements are provided with the same reference symbols. Show it:
  • 1 a crimp connection for a stator winding of an electric motor according to a first embodiment in a schematic sectional view;
  • 2 the crimp connection of the first embodiment and an electric motor in a schematic representation;
  • 3 in the 2 crimp connection shown according to a second embodiment;
  • 4 in the 2 crimp connection shown according to a third embodiment and
  • 5 an end of a stator winding embedded in a solder.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Crimpverbindung 1, beispielsweise für eine Statorwicklung 2 eines Elektromotors 3, entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel in einer schematischen Schnittdarstellung. Ferner zeigt 2 die Crimpverbindung 1 des ersten Ausführungsbeispiels und den Elektromotor 3 in einer schematischen Darstellung. 1 shows a crimp connection 1, for example for a stator winding 2 of an electric motor 3, according to a first embodiment in a schematic sectional view. Furthermore shows 2 the crimp connection 1 of the first embodiment and the electric motor 3 in a schematic representation.

Die Crimpverbindung 1 dient beispielsweise zum Verbinden einer Statorwicklung 2 eines Elektromotors 3, der insbesondere als Antriebsmotor 3 eines Kraftfahrzeugs dient, mit einem Anschlusselement 4. Ein Ende 5 der Statorwicklung 2 ist in ein Lot 6 eingebettet. Das Anschlusselement 4 ist mittels Crimpen mit dem in das Lot 6 eingebetteten Ende 5 der Statorwicklung 2 verbunden. Die Statorwicklung ist 2 auf der Basis zumindest eines Kohlenstoffleiters 10 ausgebildet. Hierbei sind die Kohlenstoffleiters 10 aus Kohlenstoffnanoröhren und/oder Graphen gebildet.The crimp connection 1 is used, for example, to connect a stator winding 2 of an electric motor 3, which is used in particular as a drive motor 3 of a motor vehicle, to a connection element 4. One end 5 of the stator winding 2 is embedded in a solder 6. The connecting element 4 is connected to the end 5 of the stator winding 2 embedded in the solder 6 by means of crimping. The stator winding 2 is formed on the basis of at least one carbon conductor 10 . In this case, the carbon conductors 10 are formed from carbon nanotubes and/or graphene.

Kohlenstoffleiter-Wicklungen auf Basis von Kohlenstoffnanoröhren (CNT) oder Graphen ermöglichen im Vergleich zu konventionellen elektrischen Motoren mit Kupferwicklung erhebliche Vorteile. Eine Spitzenleistungsdichte kann beispielsweise 25% höher als bei konventionellen elektrischen Maschinen sein. Es können ein geringeres Gewicht, insbesondere eine Reduzierung um bis zu 40%, geringere Verluste bei hoher Drehzahl und ein geringeres Volumen durch einen höheren Schlitzfüllfaktor erzielt werden.Carbon conductor windings based on carbon nanotubes (CNT) or graphene offer significant advantages compared to conventional copper-wound electric motors. A peak power density can, for example, be 25% higher than in conventional electric machines. Lower weight, specifically up to 40% reduction, lower losses at high speed and lower volume can be achieved through higher slot fill factor.

Grund dafür sind vor allem die hervorragenden Eigenschaften der Kohlenstoffleiter. Hierbei spielen eine höhere Leitfähigkeit als Kupfer, eine Leitfähigkeit, die nahezu temperaturunabhängig ist, eine geringere Dichte als Kupfer, die etwa ein Fünftel der Dichte von Kupfer beträgt, und textile Eigenschaften und eine hohe Zugfestigkeit, insbesondere eine vier Mal so hohe Zugfestigkeit wie die von Kupfer, eine Rolle.The main reason for this is the excellent properties of the carbon conductors. Here, a higher conductivity than copper, a conductivity that is almost temperature-independent, a lower density than copper, which is about one-fifth the density of copper, and textile properties and high tensile strength, in particular a tensile strength four times higher than that of copper copper, one roll.

Ein bevorzugter Anwendungsbereich besteht für Elektromotoren, die als Antriebsmotoren für Kraftfahrzeuge dienen. Weitere denkbare Anwendungsbereiche sind Transformatoren oder elektrische Leiter, eine Antennentechnik für Mobilfunkanwendungen, Elektromotoren in Kleinmaschinen, die von Personen gehandhabt werden, z.B. Elektrowerkzeuge, und eine Elektrische Luftfahrt, insbesondere mittels Lufttaxis, sowie Hochgeschwindigkeits-Elektromotoren.A preferred area of application is for electric motors that serve as drive motors for motor vehicles. Other conceivable areas of application are transformers or electrical conductors, antenna technology for mobile phone applications, electric motors in small machines that are handled by people, e.g. power tools, and electric aviation, in particular using air taxis, and high-speed electric motors.

Wie es in 1 stark vereinfacht und schematisch dargestellt ist, können hierbei eine Vielzahl von Filamenten 11 vorgesehen sein, die aus Kohlenstoffnanoröhren und/oder Graphen gebildet sind. Das Lot 6 kann aus einem Lotwerkstoff ausgebildet sein, des vorzugsweise auf einer Niedertemperatur-Lötlegierung basiert. Beispielsweise kann eine Lötlegierung auf Zinn-/Silberbasis mit einem Anteil an Carbid bildenden Elementen und/oder Elementoxiden und/oder Elementcarbiden zum Einsatz kommen.like it in 1 is shown in a greatly simplified and schematic manner, a multiplicity of filaments 11 formed from carbon nanotubes and/or graphene can be provided here. The solder 6 can be formed from a soldering material that is preferably based on a low-temperature soldering alloy. For example, a tin/silver-based solder alloy with a proportion of carbide-forming elements and/or element oxides and/or element carbides can be used.

Zur Ausbildung der Crimpverbindung kann zunächst ein Eintauchen oder Löten des Kohlenstoffleiter-Endes 5 mittels einem niedrigschmelzenden Lotwerkstoff auf Zinn-/Silberbasis mit Carbid bildenden Elementen, z.B. Titan oder Chrom, Elementoxiden oder Elementcarbiden, vorzugsweise unter Ausschluss der Atmosphäre, erfolgen. Der Atmosphärenausschluss kann über eine Evakuierung im entsprechend ausgebildeten Ofen oder über ein Inertgas erzielt werden. Es erfolgt vorzugsweise ein Eintauchen des Faserendes beziehungsweise der Faserenden (Filamenten) 11 in das flüssige Lotbad. Somit kann das Ende 5 in das Lot 6 eingebettet werden. Der Ausschluss von Luft während des Lötens ermöglicht den Carbid bildenden Elementen des Lotes eine Bindung mit Kohlenstoff einzugehen und nicht mit Sauerstoff aus der Luft zu reagieren. Durch Verwendung eines Lotwerkstoffes, der eine gute Benetzungsfähigkeit und/oder Bindung bei Kohlenstoffwerkstoffen zeigt, ist eine Benetzung nahezu aller einzelnen Kohlenstoff-Filamente 11 großflächig möglich. Zur Unterstützung der homogenen Benetzungsfähigkeit des Lotes 6 am Kohlenstoffleiter 10 kann der Lotwerkstoff mittels Ultraschall-Lötkolben aufgetragen werden.To form the crimp connection, the carbon conductor end 5 can first be immersed or soldered using a low-melting solder material based on tin/silver with carbide-forming elements, eg titanium or chromium, element oxides or element carbides, preferably with exclusion of the atmosphere. The exclusion of the atmosphere can be achieved by evacuation in a suitably designed furnace or by using an inert gas. The fiber end or fiber ends (filaments) 11 are preferably immersed in the liquid sige solder bath. The end 5 can thus be embedded in the solder 6 . The exclusion of air during brazing allows the carbide-forming elements of the braze to bond with carbon and not react with oxygen in the air. By using a soldering material that exhibits good wetting ability and/or bonding with carbon materials, it is possible to wet almost all of the individual carbon filaments 11 over a large area. To support the homogeneous wetting ability of the solder 6 on the carbon conductor 10, the solder material can be applied using an ultrasonic soldering iron.

Die Befestigung des Anschlusselements 4, das den zweiten Leiter darstellt, ist in diesem Ausführungsbeispiel über ein elektrisch leitfähiges Hülsenstück 7 möglich, das z.B. aus Kupfer oder Aluminium sein kann und welches mittels Kraft- und/oder Formschlusslösung mit gleichmäßiger Lastverteilung über den Lotwerkstoff befestigt wird. Diese stellt die Verbindungsfestigkeit zum zweiten Leiterwerkstoff 20, z.B. Kupferdraht, Kupferplatte oder einen weiterer Kohlenstoffleiter mit Lotende 18 (4) her. Das Hülsenstück 7 umschließt dann das in das Lot 6 eingebettete Ende 5 der Statorwicklung 2.The attachment of the connection element 4, which represents the second conductor, is possible in this exemplary embodiment via an electrically conductive sleeve piece 7, which can be made of copper or aluminum, for example, and which is attached using a non-positive and/or form-fitting solution with a uniform load distribution over the solder material. This provides the strength of the connection to the second conductor material 20, for example copper wire, copper plate or another carbon conductor with a solder end 18 ( 4 ) here. The sleeve piece 7 then encloses the end 5 of the stator winding 2 embedded in the solder 6.

Ferner kann das Hülsenstück 7 Verprägungen 8 aufweisen, an denen das Hülsenstück 7 in das in das Lot 6 eingebettete Ende 5 der Statorwicklung 2 eingepresst ist. Das Lot 6 überdeckt zumindest eine Stirnseite 9 des Kohlenstoffleiters 10 zumindest im Wesentlichen. Somit wird eine Crimpverbindung 1 mit besonders geringem ohmschen Kontakt-Übergangswiderstand und hoher Verbindungsfestigkeit erzielt.Furthermore, the sleeve piece 7 can have embossings 8 on which the sleeve piece 7 is pressed into the end 5 of the stator winding 2 embedded in the solder 6 . The solder 6 at least essentially covers at least one end face 9 of the carbon conductor 10 . A crimp connection 1 with a particularly low ohmic contact transition resistance and high connection strength is thus achieved.

3 zeigt die in 2 dargestellte Crimpverbindung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. Hierbei ist ein Steckerteil 15 vorgesehen, das das Hülsenstück 7 umfasst. 3 shows the in 2 crimp connection shown according to a second embodiment. Here, a plug part 15 is provided, which includes the sleeve piece 7 .

4 zeigt die in 2 dargestellte Crimpverbindung entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel. Hierbei ist ein Verbindungsteil 16 vorgesehen, an dem einerseits das Anschlusselement 4 vorgesehen ist. Das Verbindungsteil 16 weist andererseits ein weiteres Anschlusselement 17 auf. Ein Ende 18 eines Anschlussleiters 20 ist in entsprechender Weise in ein Lot 18 eingebettet. Das weitere Anschlusselement 17 kann dann ebenfalls mittels Crimpen mit dem in das Lot 19 eingebetteten Ende 18 des Anschlussleiters 10 verbunden sein. Der Anschlussleiter 10 kann je nach Anwendungsfall auf der Basis zumindest eines Kohlenstoffleiters 21 oder auf der Basis zumindest eines metallischen Leiters 22, insbesondere eines Kupferkabels 22, ausgebildet sein. 4 shows the in 2 crimp connection shown according to a third embodiment. Here, a connecting part 16 is provided, on the one hand the connecting element 4 is provided. On the other hand, the connecting part 16 has a further connecting element 17 . One end 18 of a connecting conductor 20 is embedded in a solder 18 in a corresponding manner. The further connection element 17 can then likewise be connected by means of crimping to the end 18 of the connection conductor 10 embedded in the solder 19 . Depending on the application, the connection conductor 10 can be based on at least one carbon conductor 21 or on the basis of at least one metallic conductor 22 , in particular a copper cable 22 .

5 zeigt ein Ende 5 eines vorzugsweise für eine Statorwicklung 2 dienenden Leiters 2, der in ein Lot 6 eingebettet ist. Hierbei ist das Hülsenstück 7 noch nicht befestigt. 5 shows one end 5 of a conductor 2 that is preferably used for a stator winding 2 and is embedded in a solder 6 . Here, the sleeve piece 7 is not yet attached.

Je nach Ausgestaltung ergeben sich wesentliche Vorteile. Es kann eine etwa exponentielle Vergrößerung der Kontaktierungsfläche des Kohlenstoffleiters 10 (vergleiche 1), durch Umfließen der einzelnen Kohlenstoff-Filamente 11 mittels Lotwerkstoff erreicht werden. Dadurch ist eine erhebliche Verringerung des ohmschen Übergangswiderstands an der Kontaktstelle möglich. Dies Verbessert eine Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine 3 beziehungsweise des Elektromotors 3.Depending on the design, there are significant advantages. An approximately exponential enlargement of the contacting surface of the carbon conductor 10 (cf 1 ), can be achieved by flowing around the individual carbon filaments 11 using solder material. This enables a significant reduction in the ohmic contact resistance at the contact point. This improves the performance of the electric machine 3 or of the electric motor 3.

Es kann eine Erhöhung der mechanischen und dynamischen Festigkeitswerte der Kontaktstelle durch durch die Kombination Löten und Hülsenelement in Verbindung mit einem als Rundcrimpen ausgeführten Crimpen erfolgen. Je nach Art des verwendeten Carbid bildenden Lotes wird gegebenenfalls nur eine Verkrallung oder Umschließung der Filamente 11 aus Kohlenstoffnanoröhren erzielt, jedoch kein kompletter Stoffschluss. Die Verbindungsfestigkeit ist dann mittels des zusätzlichem Hülsenstücks 7 mit vorzugsweise gleichmäßiger Flächenlast auf die gesamte Lötstelle, wie es in 1 durch die Pfeile 12 veranschaulicht ist, sichergestellt. Das Hülsenstück 7 kann dabei als Stecker dienen, wie es in 3 veranschaulicht ist, oder direkt einen weiteren Leiter 20, z.B. ein Kupferkabel 22 oder einen Kohlenstoffleiter 21, insbesondere ein Kabel 21 aus Kohlenstoffnanoröhren, aber auch eine Stromschiene, eine Sammelschiene oder ähnliches anbinden.The mechanical and dynamic strength values of the contact point can be increased through the combination of soldering and sleeve element in conjunction with crimping designed as round crimping. Depending on the type of carbide-forming solder used, only clawing or enclosing of the filaments 11 made of carbon nanotubes may be achieved, but not a complete material bond. The strength of the connection is then ensured by means of the additional sleeve piece 7 with a preferably uniform surface load on the entire soldering point, as is shown in 1 illustrated by the arrows 12 is ensured. The sleeve piece 7 can serve as a plug, as shown in 3 is illustrated, or directly connect a further conductor 20, for example a copper cable 22 or a carbon conductor 21, in particular a cable 21 made of carbon nanotubes, but also a conductor rail, a busbar or the like.

Es können auch vorgefertigten Kohlenstoffleiterhalbzeuge mit vorgefertigten Lotenden, wie es in 5 veranschaulicht ist, hergestellt und vertrieben werden. Hierdurch kann ein Lötprozesses einer weiteren Fertigung vorgelagert sein.Prefabricated carbon conductor semi-finished products with prefabricated solder tails can also be used, as shown in 5 illustrated, manufactured and sold. As a result, a soldering process can precede further production.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.The invention is not limited to the exemplary embodiments described.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 29603748 U1 [0002]DE 29603748 U1 [0002]
  • US 20140273560 A1 [0003]US20140273560A1 [0003]
  • US 6838621 B2 [0004]US 6838621 B2 [0004]

Claims (11)

Crimpverbindung (1) zum Verbinden eines elektrischen Leiters (2), insbesondere einer Statorwicklung (2) eines Elektromotors (3), der insbesondere als Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs dient, mit einem Anschlusselement (4), wobei ein Ende (5) des Leiters (2) in ein Lot (6) eingebettet ist und wobei das Anschlusselement (4) mittels Crimpen mit dem in das Lot (6) eingebetteten Ende (5) des Leiters (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (2) auf der Basis zumindest eines Kohlenstoffleiters (10) ausgebildet ist.Crimp connection (1) for connecting an electrical conductor (2), in particular a stator winding (2) of an electric motor (3), which serves in particular as a drive motor of a motor vehicle, to a connection element (4), one end (5) of the conductor (2 ) is embedded in a solder (6) and wherein the connection element (4) is connected by means of crimping to the solder (6) embedded in the end (5) of the conductor (2), characterized in that the conductor (2) on the Base of at least one carbon conductor (10) is formed. Crimpverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (2) auf der Basis zumindest eines Kohlenstoffleiters (10), der aus Kohlenstoffnanoröhren und/oder Graphen gebildet ist, ausgebildet ist.crimp connection claim 1 , characterized in that the conductor (2) is formed on the basis of at least one carbon conductor (10) formed from carbon nanotubes and/or graphene. Crimpverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (4) ein Hülsenstück (7) aufweist, das das in das Lot eingebettete Ende (5) des Leiters (2) zumindest im Wesentlich umschließt.crimp connection claim 1 or 2 , characterized in that the connecting element (4) has a sleeve piece (7) which at least essentially encloses the end (5) of the conductor (2) embedded in the solder. Crimpverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenstück (7) zumindest eine Verprägung (8) aufweist, an der das Hülsenstück (7) in das in das Lot (6) eingebettete Ende (5) des Leiters (2) eingepresst ist.crimp connection claim 3 , characterized in that the sleeve piece (7) has at least one embossing (8) on which the sleeve piece (7) is pressed into the solder (6) embedded end (5) of the conductor (2). Crimpverbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steckerteil (15) vorgesehen ist, das das Hülsenstück (7) umfasst.crimp connection claim 3 or 4 , characterized in that a plug part (15) is provided, which comprises the sleeve piece (7). Crimpverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lot (6) zumindest eine Stirnseite (9) des Kohlenstoffleiters (10) zumindest im Wesentlich überdeckt.Crimp connection according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the solder (6) at least essentially covers at least one end face (9) of the carbon conductor (10). Crimpverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsteil (16) vorgesehen ist, an dem einerseits das Anschlusselement (4) vorgesehen ist, dass das Verbindungsteil (16) andererseits ein weiteres Anschlusselement (17) aufweist, dass ein Ende (18) eines Anschlussleiters (20) in ein Lot (18) eingebettet ist und dass das weitere Anschlusselement (17) mittels Crimpen mit dem in das Lot (19) eingebetteten Ende (18) des Anschlussleiters (10) verbunden ist.Crimp connection according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that a connecting part (16) is provided, on the one hand the connecting element (4) is provided, that the connecting part (16) on the other hand has a further connecting element (17), that one end (18) of a connecting conductor (20) is embedded in a solder (18) and that the further connection element (17) is connected by means of crimping to the end (18) of the connection conductor (10) embedded in the solder (19). Crimpverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussleiter (10) auf der Basis zumindest eines Kohlenstoffleiters (21) ausgebildet ist.crimp connection claim 7 , characterized in that the connection conductor (10) is formed on the basis of at least one carbon conductor (21). Crimpverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussleiter (10) auf der Basis zumindest eines metallischen Leiters (22), insbesondere eines Kupferkabels (22), ausgebildet ist.crimp connection claim 7 , characterized in that the connecting conductor (10) is formed on the basis of at least one metallic conductor (22), in particular a copper cable (22). Elektromotor (3), der insbesondere als Antriebsmotor (3) eines Kraftfahrzeugs dient, mit einem Stator (25), der zumindest eine Statorwicklung (2) aufweist, die auf der Basis zumindest eines Kohlenstoffleiters (21) ausgebildet ist, und zumindest einem Anschlusselement (4), wobei zumindest ein Ende (5) der Statorwicklung (2) in ein Lot (6) eingebettet ist und wobei das Anschlusselement (4) durch eine Crimpverbindung (1) mit dem in das Lot (6) eingebetteten Ende (5) des Leiters (2) verbunden ist.Electric motor (3), which serves in particular as a drive motor (3) of a motor vehicle, with a stator (25) which has at least one stator winding (2) which is formed on the basis of at least one carbon conductor (21), and at least one connection element ( 4), wherein at least one end (5) of the stator winding (2) is embedded in a solder (6) and wherein the connecting element (4) is connected by a crimp connection (1) to the end (5) embedded in the solder (6) of the Head (2) is connected. Elektromotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimpverbindung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.electric motor after claim 10 , characterized in that the crimp connection (1) according to one of Claims 1 until 9 is trained.
DE102021208390.0A 2021-08-03 2021-08-03 Crimp connection for connecting an electrical conductor Pending DE102021208390A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021208390.0A DE102021208390A1 (en) 2021-08-03 2021-08-03 Crimp connection for connecting an electrical conductor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021208390.0A DE102021208390A1 (en) 2021-08-03 2021-08-03 Crimp connection for connecting an electrical conductor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021208390A1 true DE102021208390A1 (en) 2023-02-09

Family

ID=84975453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021208390.0A Pending DE102021208390A1 (en) 2021-08-03 2021-08-03 Crimp connection for connecting an electrical conductor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021208390A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29603748U1 (en) 1996-02-29 1996-09-26 Siemens Ag Motor vehicle drive with an electric motor
US6838621B2 (en) 1999-02-05 2005-01-04 John E. Endacott Wire connector
US20140273560A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Thomas & Betts International Llc Hybrid Grounding Connector

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29603748U1 (en) 1996-02-29 1996-09-26 Siemens Ag Motor vehicle drive with an electric motor
US6838621B2 (en) 1999-02-05 2005-01-04 John E. Endacott Wire connector
US20140273560A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Thomas & Betts International Llc Hybrid Grounding Connector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1032077B1 (en) Connection of an electrical aluminium cable with terminal made of copper or like metal
DE19651513C2 (en) Method of connecting wires to a connector
DE102008059481A1 (en) Torsional ultrasonic welding
DE102019210341A1 (en) ELECTRICAL CONDUCTOR WITH A CONNECTION AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
EP2482406B1 (en) Electrical connection and attachment socket for a solar cell module and method for producing an electrical connection
EP3719932A1 (en) Power connector, method of manufacturing the same, and electrical connection assembly
DE1263917B (en) Conductive brush pressure spring for brushes made of carbon or graphite for rotating electrical machines with commutators or slip rings
WO2013064243A1 (en) High-current plug-in connector for motor vehicle applications
DE102021208390A1 (en) Crimp connection for connecting an electrical conductor
DE102006025661B4 (en) Contact terminal for connecting a stranded conductor to a relatively thin connection pin
EP0504469A1 (en) Electric contact connection
DE102019007902A1 (en) A battery having a plurality of battery cells and a method for manufacturing a battery
WO2006042587A1 (en) Crimped connection
EP3769370A1 (en) Method for establishing a connection between an electric connection element for a motor vehicle electrical system and a cable of the motor vehicle electrical system
DE1615685A1 (en) Electrical connection between two conductors, at least one of which is made of a hard superconducting material
DE102009033168B4 (en) Contact device for producing a detachable electrical connection between two components
DE2703759A1 (en) CONTACT BODY FOR USE IN AN ELECTRICAL CIRCUIT
DE102013008497A1 (en) Electrical plug connector used in drive components in automotive industry, has cylindrical contact sleeve whose ends are connected with bonded connection provided with carrier element that is formed as compacted end of stranded wire
DE102008047740A1 (en) Energy storage e.g. nickel cadmium battery, for motor vehicle, has connection part connected with connecting piece in firmly bonded manner, where connection part is made of aluminum, and connecting piece is made of non-ferrous metal
DE102017105497A1 (en) Commutator, this using motor and method of making the commutator
EP3451455A1 (en) Method for making an electrical connection and an electrical line
DE112017001217T5 (en) resistance
WO2002099935A1 (en) Electric commutator machine
DE102011015219A1 (en) Solderable electrode for electrical piezoelectric actuator, has mesh electrode element and strip-shaped solder layer which is connected and pressed together with mesh electrode element by upper and lower rollers
DE4117016C2 (en) Method of connecting cables