DE102022124222A1 - Verfahren, Verbindungsanordnung und Verwendung einer Verbindungsanordnung für zumindest zwei Litzenleitungen - Google Patents

Verfahren, Verbindungsanordnung und Verwendung einer Verbindungsanordnung für zumindest zwei Litzenleitungen Download PDF

Info

Publication number
DE102022124222A1
DE102022124222A1 DE102022124222.6A DE102022124222A DE102022124222A1 DE 102022124222 A1 DE102022124222 A1 DE 102022124222A1 DE 102022124222 A DE102022124222 A DE 102022124222A DE 102022124222 A1 DE102022124222 A1 DE 102022124222A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sleeve
busbar
individual wires
stranded
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
DE102022124222.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Lorenz
Sebastian Martens
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.)
Auto Kabel Management GmbH
Original Assignee
Auto Kabel Management 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 Auto Kabel Management GmbH filed Critical Auto Kabel Management GmbH
Priority to DE102022124222.6A priority Critical patent/DE102022124222A1/de
Priority to PCT/EP2023/075998 priority patent/WO2024061999A1/de
Publication of DE102022124222A1 publication Critical patent/DE102022124222A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/28Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for wire processing before connecting to contact members, not provided for in groups H01R43/02 - H01R43/26
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R25/00Coupling parts adapted for simultaneous co-operation with two or more identical counterparts, e.g. for distributing energy to two or more circuits
    • H01R25/16Rails or bus-bars provided with a plurality of discrete connecting locations for counterparts
    • H01R25/161Details
    • H01R25/162Electrical connections between or with rails or bus-bars
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-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
    • H01R4/02Soldered or welded connections
    • H01R4/023Soldered or welded connections between cables or wires and terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-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
    • H01R4/02Soldered or welded connections
    • H01R4/029Welded connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-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
    • H01R4/10Electrically-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
    • H01R4/18Electrically-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
    • H01R4/20Electrically-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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02Apparatus 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
    • H01R43/0207Ultrasonic-, H.F.-, cold- or impact welding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02Apparatus 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
    • H01R43/0221Laser welding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for forming connections by deformation, e.g. crimping tool

Abstract

Verfahren zum Verbinden von zumindest zwei Litzenleitungen mit einer Sammelschiene bei dem die zumindest zwei Litzenleitungen bereitgestellt werden, wobei jede Litzenleitungen einen Endbereich aufweist, in dem die Einzeldrähte der Litzenleitung frei von einer Isolation sind, auf den jeweiligen Endbereich eine Hülse aufgeschoben wird, die jeweilige Hülse auf die Einzeldrähte aufgepresst wird, die jeweiligen Verbindungsbereiche auf die Sammelschiene in zwei voneinander beabstandeten Kontaktbereichen aufgesetzt werden, wobei die Kontaktbereiche auf einer gemeinsamen ersten Seite der Sammelschiene liegen und ausgehend von einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Sammelschiene in einem jeweiligen Kontaktbereich die Hülse, die Einzeldrähte und die Sammelschiene miteinander verschweißt werden.

Description

  • Der Gegenstand betrifft ein Verfahren zum Verbinden von zumindest zwei Litzenleitungen mit einer Sammelschiene sowie eine entsprechende Verbindung zwischen zwei Litzenleitungen und einer Sammelschiene als auch eine Verwendung einer solchen Verbindungsanordnung.
  • Die Verbindung mehrerer elektrischer Leitungen mit einer Potential-Sammelschiene auf engem Raum, insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung, ist hinsichtlich der Verbindungstechnik als auch der Qualität und Dauerhaftigkeit der Verbindung herausfordernd. Insbesondere bei der Verbindung von Aluminiumlitzenleitungen mit metallischen Sammelschienen aus Aluminium oder Kupfer kommt es bei bekannten Verbindungsverfahren z.B. bei der Verwendung von Laserschweißen, zu Schwächungen der einzelnen Einzeldrähte aufgrund der durch den Laser eingetragenen Temperatur um die Schweißzone herum, insbesondere in Längsrichtung der Einzeldrähte, beabstandet von der eigentlichen Schweißzone. Derartige Schwächungen der Einzeldrähte während des Verbindens der Leitungen mit der Sammelschiene haben Nachteile hinsichtlich der Dauerhaftigkeit der Verbindung, insbesondere in dynamischen Umgebungen. Durch Biegewechselbelastungen kann es aufgrund der anfänglichen Schädigung der Einzeldrähte vermehrt zu Litzenbrüchen kommen.
  • Leitungen, die an eine Sammelschiene angeschlossen werden, sind in der Regel mehrere Zentimeter bis mehrere Meter lang. Solche Leitungen lassen sich nicht mittels Rotationsreibschweißen an der Sammelschiene kontaktieren. Es ist nicht möglich, derart lange Leitungen während des Aufschweißens zu rotieren. Andererseits, sobald eine zweite Leitung an einer Sammelschiene angeordnet wird, kann auch die Sammelschiene nicht mehr um diese zweite Leitung rotiert werden. Somit scheidet ein Rotationsreibschweißen als Verbindungstechnologie aus.
  • Auch ein Ultraschallschweißen ist problematisch, sobald mehrerer Verbindungen an einer Sammelschiene mittels Ultraschallschweißen hergestellt werden sollen. Eine bereits vorhandene Ultraschallschweißnaht wird durch den Eintrag der Ultraschallschwingung eines nachfolgenden Schweißvorgangs negativ beeinträchtigt, beschädigt oder zerstört. Daher lassen sich Litzenleitungen auf Sammelschienen, sobald mehrere dieser Litzenleitungen kontaktiert werden sollen und die Schweißpunkt räumlich nah beieinander liegen, nicht zuverlässig mittels Ultraschallschweißen verbinden.
  • Somit lag dem Gegenstand der Aufgabe zugrunde, ein Schweißverfahren zur Verfügung zu stellen, das es ermöglicht, mehrere Litzenleitungen auf einer gemeinsamen Sammelschiene dauerhaft stabil stoffschlüssig zu verbinden.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
  • Gegenständlich wird vorgeschlagen, zumindest zwei Litzenleitungen bereitzustellen. Litzenleitungen sind Leitungen mit mehreren Einzeldrähten, die gegeneinander nicht gesondert isoliert sind. Die Einzeldrähte können verwoben, verseilt und/oder verdreht zueinander sein. Die Einzeldrähte sind metallisch, insbesondere aus einem Übergangsmetall gebildet. Hierbei eignen sich insbesondere Aluminium oder Kupfer sowie Aluminiumlegierungen oder Kupferlegierungen als Werkstoff für die Einzeldrähte. Die Einzeldrähte der Litzenleitungen können mit einer gemeinsamen Isolation ummantelt sein. Auch eine Kombination der oben genannten Werkstoffe ist möglich.
  • Jede Litzenleitung hat zwei distale Enden. Ein Ende kann einen Endbereich aufweisen, in dem die Einzeldrähte der Litzenleitung frei von einer Isolation sind. Um Missverständnisse zu vermeiden, sei klargestellt, dass eine Litzenleitung auch gänzlich frei von einer Isolation sein kann. Bevorzugt ist die Litzenleitung teil eines Kabels, wobei das Kabel zumindest aus der Litzenleitung und der Isolation gebildet ist. Die Isolation fehlt in einem Endbereich, insbesondere ist sie dort entfernt. Ein Endbereich kann sich von einem stirnseitigen Ende der Litzenleitung hin zur Mitte der Litzenleitung erstrecken und insbesondere eine Längsausdehnung zwischen 0,5 cm und 5 cm oder mehr aufweisen. Ein Isolationswerkstoff kann insbesondere Silikon, PVC, VPE, PTFE, PES, PE oder dergleichen sein.
  • Gegenständlich wird vorgeschlagen, dass auf einen Endbereich einer jeweiligen Litzenleitung eine Hülse aufgeschoben wird. Dabei kann an einer Litzenleitung an nur einem Endbereich oder den beiden distalen Endbereichen eine Hülse aufgeschoben sein. Jede Litzenleitung, die gegenständlich mit der Sammelschiene kontaktiert wird, hat an zumindest einem seiner Endbereiche eine aufgeschobene Hülse. Die Hülse ist bevorzugt metallisch, insbesondere aus dem selben Werkstoff wie die Litzenleitung und/oder die Sammelschiene. Die Hülse kann auch aus einem verschiedenen Werkstoff zur Litzenleitung und/oder Sammelschiene sein. Die Hülse kann aus Aluminium, Kupfer, einer Aluminiumlegierung oder einer Kupferlegierung gebildet sein.
  • Dabei kann die Hülse von dem stirnseitigen Ende der Litzenleitung über die Einzeldrähte der Litzenleitung aufgeschoben werden. Hierbei wird die Hülse bevorzugt in Längsrichtung der Litzenleitung auf den Endbereich aufgeschoben. Wie nachfolgend noch beschrieben werden wird, kann die Hülse als einteiliges Bauteil oder als mehrteiliges Bauteil gebildet sein. Die Hülse hat eine in Längsrichtung verlaufende Öffnung, in welche die Einzeldrähte der Litzenleitung eingeschoben werden. Auch kann die Hülse aus einem Band gebildet sein, welches umfänglich um die Einzeldrähte der Litzenleitung im Endbereich gelegt wird und gegebenenfalls verschweißt wird.
  • Nachdem die Hülse auf den jeweiligen Endbereich aufgeschoben wurde, wird vorgeschlagen, dass die jeweilige Hülse auf die Einzeldrähte aufgepresst wird. Hierzu wird die Hülse radial gestaucht. Die Hülse verbindet sich kraft- und formschlüssig mit den Einzeldrähten, in dem die Öffnung der Hülse radial nach innen gestaucht wird. Beim Aufpressen der Hülse auf die Einzeldrähte können die Einzeldrähte kompaktiert werden. Bevorzugt werden die Einzeldrähte derart kompaktiert, dass ein Kompaktierungsgrad von über 90%, bevorzugt von über 95%, insbesondere über 98% erreicht wird. Ein Kompaktierungsgrad ergibt sich bevorzugt aus dem Verhältnis der metallischen Querschnittsfläche und der Querschnittsfläche mit Lufteinschluss, bevorzugt in einem Querschnitt senkrecht zur Längsachse der Litzenleitung.
  • Nachdem die Hülse auf die Einzeldrähte aufgepresst wurde, wird die jeweilige Hülse, bevorzugt samt der Einzeldrähte, stirnseitig derart abgelängt, dass die Einzeldrähte und die Hülse stirnseitig der Hülse im Wesentlichen einen ebenen Verbindungsbereich bilden. Der Verbindungsbereich liegt bevorzugt in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Litzenleitung. Der Verbindungsbereich ist bevorzugt planar, gebildet aus der Stirnfläche der abgelängten Hülse und der Stirnfläche der abgelängten Einzeldrähte der Litzenleitung. Das Ablängen ist bevorzugt derart, dass sämtliche Einzeldrähte der Litzenleitung abgelängt werden. Somit werden alle Einzeldrähte, die gegebenenfalls in Längsrichtung von der Stirnseite zurückstehen abgelängt, so dass alle Einzeldrähte an dem Verbindungsbereich stirnseitig anliegen und eine gemeinsame Ebene mit der Stirnseite der Hülse aufspannen.
  • Das Ablängen kann bevorzugt mittels Laserschneiden erfolgen. Das Ablängen kann jedoch auch mittels Fräsen oder Sägen erfolgen. Gegebenenfalls kann auch die Stirnseite der Einzeldrähte und der Hülse mittels Schleifen abgelängt werden, so dass sich der Verbindungsbereich bildet. Ebenfalls ist es möglich, das Ablängen in einer Kombination der genannten Verfahren durchzuführen.
  • Anschließend werden die Hülse und die darin angeordneten Einzeldrähte mit ihrem Verbindungsbereich auf die Sammelschiene aufgesetzt. Wie einleitend bereits erläutert, werden zumindest zwei Litzenleitungen und zwei Hülsen bereitgestellt. Die Erläuterungen für jeweils eine Hülse samt Einzeldrähte gelten natürlich für alle zumindest zwei Litzenleitungen mit Hülse. Es sei darauf hingewiesen, dass die jeweiligen Verfahrensschritte in diesem Dokument teilweise nur für einen Litzenleitung und/oder eine Hülse beschrieben sind. Dabei ist zu beachten, dass die Verfahrensschritte bevorzugt für alle mit der Sammelschiene verbundenen Hülsen, zumindest jedoch für zwei mit der Sammelschiene verbundenen Hülsen und Litzenleitung gelten. Insofern wird teilweise der Begriff „jeweilig“ benutzt, mit dem zum Ausdruck gebracht werden soll, dass nicht nur eine, sondern mehrere Hülsen und Litzenleitung mit ihren Verbindungsbereichen mit voneinander beabstandeten Kontaktbereichen der Sammelschiene in Verbindung gebracht werden.
  • Gegenständlich wird vorgeschlagen, dass die jeweiligen Verbindungsbereiche auf die Sammelschiene in räumlich voneinander beabstandeten Kontaktbereichen aufgesetzt werden.
  • Die Sammelschiene hat einen Bereich, in dem die Litzenleitungen angebracht werden sollen. In diesem Bereich sind zumindest zwei räumlich voneinander beabstandete Kontaktbereiche vorgesehen, die zur Aufnahme der Verbindungsbereiche der jeweiligen Litzenleitungen vorgesehen sind. Die Verbindungsbereiche werden auf die zwei voneinander beabstandeten Kontaktbereiche aufgesetzt. Die Anzahl der Kontaktbereiche entspricht der Anzahl der Verbindungsbereiche, d.h., dass bei zwei Litzenleitungen zwei Kontaktbereiche und bei N Litzenleitungen, N Kontaktbereiche mit N E N.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die Kontaktbereiche auf einer gemeinsamen Seite der Sammelschiene angeordnet sind. Die Verbindungsbereiche werden auf einer gemeinsamen Seite auf die Kontaktbereiche der Sammelschiene aufgesetzt. Die Sammelschiene ist bevorzugt als Flachteil gebildet und hat zwei breite Oberflächen, die aneinander gegenüberliegen. Diese breiten Oberflächen verlaufen bevorzugt parallel zueinander. Die Kontaktbereiche liegen bevorzugt aus einer gemeinsamen breiten Oberfläche. Die Sammelschiene ist bevorzugt metallisch, insbesondere aus dem selben Werkstoff wie die Litzenleitung und/oder die Hülse. Die Sammelschiene kann auch aus einem verschiedenen Werkstoff zur Litzenleitung und/oder Hülse sein. Die Sammelschiene kann aus Aluminium, Kupfer, einer Aluminiumlegierung oder einer Kupferlegierung gebildet sein. Die Verbindungsbereiche werden auf die Kontaktbereiche aufgesetzt.
  • Anschließend erfolgt ein Verschweißen der Hülse samt der Einzeldrähte mit der Sammelschiene. Dabei wird gegenständlich vorgeschlagen, dass ausgehend von einer zweiten der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Sammelschiene in einem jeweiligen Kontaktbereich die Hülse, die Einzeldrähte und die Sammelschiene miteinander verschweißt werden. D.h., dass ausgehend von der der erste Seite gegenüberliegenden zweiten Seite die Verschweißung erfolgt. Wie nachfolgend noch dargestellt werden wird, eignen sich hierfür verschiedene einerseits Schweißverfahren, bei denen die Hülse samt Litze durch die Sammelschiene durchgesteckt werden kann und andererseits Schweißverfahren, bei denen die Schweißung durch die Sammelschiene bis in die Litzenleitung und die Hülse erfolgt, z.B. ein Reibpunkt-Schweißen.
  • Dadurch, dass die Verschweißung ausgehend von der zweiten Seite durchgeführt wird, erfolgt nur ein geringer Wärmeeintrag in die Einzeldrähte, insbesondere in einem Bereich entfernt von dem Schweißknoten. Die Einzeldrähte erstecken sich ausgehend von dem ebenen Verbindungsbereich in Längsrichtung hin zur Mitte der Litzenleitung. Der Wärmeeintrag erfolgt bevorzugt nur im Verbindungsbereich und dringt nur unwesentlich in Längsrichtung in die Einzeldrähte.
  • Die Hülse führt dazu, dass im Bereich der Schweißnaht bei dynamischer Beanspruchung die mechanische Belastung der Schweißnaht als auch der Einzeldrähte reduziert ist gegenüber herkömmlichen Schweißverfahren. Durch das Verschweißen ausgehend von der zweiten Seite insbesondere aber auch die Verwendung der Hülse wird ein Litzenbruch bei dynamischer, mechanischer Belastung weitestgehend verhindert. Die Hülse nimmt die mechanischen Belastungen unmittelbar neben der Schweißung /Wärmeeinflusszone auf.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Sammelschiene in den Kontaktbereichen Öffnungen, insbesondere Durchgangsöffnungen, insbesondere Bohrungen aufweist. Es sei angemerkt, dass eine Öffnung einen Kontaktbereich bilden kann. Die Öffnungen verlaufen dabei bevorzugt parallel zur Flächennormale derjenigen Oberfläche der Sammelschiene, in der der Kontaktbereich liegt. Die Öffnung hat bevorzugt einen Durchmesser, der dem Durchmesser der verpressten Hülse entspricht. Die Öffnung kann mit der Hülse in Spielpassung, Übergangspassung oder Presspassung sein. Die Hülse wird in die Öffnung eingesteckt. Dabei wird die Hülse mit ihrem Verbindungsbereich ausgehend von der ersten Seite hin zur zweiten Seite in die Öffnung eingesteckt. Die Hülse wird bevorzugt derart in die Öffnung eingesteckt, dass der Verbindungsbereich nach dem Einstecken plan mit der Oberfläche der zweiten Seite der Sammelschiene ist oder leicht darüber hinausschaut (insbesondere mit einer Toleranz von zwischen 0,2mm-2,0mm. Es wird gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, dass die Hülse derart durch die Öffnung in der Sammelschiene gesteckt wird, dass die Hülse und die Einzeldrähte mit ihren Verbindungsbereich (nach dem Einstecken) in etwa in einer Ebene mit der Oberfläche zweiten Seite liegen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Sammelschiene, die Hülse und die Einzeldrähte, ausgehend von der zweiten Seite mittels eines Lasers miteinander verschweißt werden.
  • Beim Verschweißen der Hülse, der Einzeldrähte und der Sammelschiene erfolgt insbesondere ein Verschweißen der Einzeldrähte untereinander. Die Stirnflächen der Einzeldrähte können mit Hilfe des Lasers miteinander verschweißt werden, so dass sich der sich bildende Schweißknoten nur wenige 1/10 Millimeter bis wenige Millimeter in die Litzenleitung hineinerstreckt. Dadurch wird die Temperaturbelastung der Einzeldrähte verringert. Insbesondere erstreckt sich der Schweißknoten nur entsprechend des Abstands der ersten von der zweiten Seite der Sammelschiene in die Litzenleitung.
  • Auch kann die Hülse mit den Einzeldrähten verschweißt werden. Hierbei wird insbesondere eine innere Seitenfläche der Öffnung Hülse mit den Einzeldrähten verschweißt. Insbesondere werden die Einzeldrähte, die außenumfänglich an der Hülse anliegen, mit der inneren Mantelfläche der Öffnung der Hülse verschweißt.
  • Auch kann die Hülse mit der Sammelschiene verschweißt werden. Hierbei wird insbesondere die Öffnung der Sammelschiene mit der Hülse verschweißt werden. Insbesondere wird eine äußere Mantelfläche der Hülse mit einer inneren Mantelfläche der Öffnung der Sammelschiene verschweißt. Die Verschweißung kann derart sein, dass sich ein einheitlicher Schweißknoten aus Einzeldrähte, Hülse und Sammelschiene bildet. Es bildet sich ein einheitlicher Schweißknoten über die Einzeldrähte, die Hülse und die Sammelschiene. Dieser einheitliche Schweißknoten dichtet etwaige Spalte zwischen den Einzeldrähte untereinander, zwischen Einzeldrähte und der Hülse als auch zwischen Hülse und Sammelschiene ab, bevorzugt vollständig, so dass Feuchtigkeit durch diesen Schweißknoten nicht mehr in Längsrichtung entlang der Hülse und der Einzeldrähte in die Litzenleitung eindringen kann.
  • Bevorzugt liegt der Schweißknoten lediglich am stirnseitigen Ende der Einzeldrähte und der Hülse und insbesondere ausschließlich innerhalb der Sammelschiene. Das bedeutet, dass sich der Schweißknoten in Längsrichtung der Litzenleitung bevorzugt maximal entsprechend der Materialstärke der Sammelschiene ausbreitet. Durch die Sammelschiene und deren Materialstärke wird sichergestellt, dass die Einzeldrähte bevorzugt lediglich im Bereich der Sammelschiene einem derartigen Wärmeeintrag ausgesetzt sind, der zu einer Materialbeeinflussung führt. Die Einzeldrähte, die in der Hülse außerhalb der Sammelschiene auf der ersten Seite liegen, sind durch das Schweißen nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt. Die Verbindung zwischen Sammelschiene, Hülse und Litze ist somit dauerstabil und erheblich unempfindlicher gegenüber Biegewechselbeanspruchungen als herkömmliche Verschweißungen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die jeweilige Hülse mit ihren Verbindungsbereich auf dem Kontaktbereich der ersten Seite der Sammelschiene aufgelegt wird. Anders als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen hat die Sammelschiene keine Öffnungen zur Aufnahme der Hülsen und Einzeldrähte. Die Hülsen und die Einzeldrähte werden mit ihrem planen Verbindungsbereich unmittelbar auf den Kontaktbereich auf der ersten Seite aufgelegt.
  • Anschließend erfolgt ein Verschweißen ausgehend von der zweiten Seite. Hierbei kann ein Laserschweißen zum Einsatz kommen, bevorzugt ist aber ein Reibpunkt-Schweißen. Es wird vorgeschlagen, dass die Hülse mit ihrem Verbindungsbereich derart auf den Kontaktbereich der ersten Seite der Sammelschiene aufgelegt wird, dass die Hülse und die Einzeldrähte mit ihren Verbindungsbereichen im Wesentlichen in einer Ebene mit der ersten Seite liegen. Es wird bevorzugt, dass die Hülse samt Einzelleitungen mit ihrem Verbindungsbereich mit einer Anpresskraft gegen den Kontaktbereich der ersten Seite gepresst wird. Diese Anpresskraft ist bevorzugt größer als die Kraft, die ein Reibpunkt-Schweißwerkzeug auf die Hülse und die Litze von der ersten Seite wegweisend ausübt.
  • Die an die erste Seite gedrückte Hülse samt Einzeldrähten wird anschließend mit der Sammelschiene verschweißt. Hierbei wird vorgeschlagen, dass die Sammelschiene, die Hülse und die Einzeldrähte ausgehend von der zweiten Seite mittels eines Reibpunkt-Schweißverfahrens miteinander verschweißt werden.
  • Bevorzugt wird zunächst ein bevorzugt zumindest dreiteiliges Reibwerkzeug auf die zweite Seite aufgesetzt. Dabei wird das Reibwerkzeug bevorzugt konzentrisch zu der jeweils zu verschweißenden Hülse auf der zweiten Seite aufgesetzt. Das Reibwerkzeug umfasst einen Stempel, eine in dem Stempel geführte Hülse und einen in der Hülse angeordneten Pin. Beim Reibpunktschweißen wird der Stempel samt Hülse auf die zweite Seite aufgesetzt. Anschließend wird der Pin innerhalb der Hülse rotierend auf die zweite Seite aufgesetzt. Durch das Rotieren des Pins wird Reibenergie in die Sammelschiene im Bereich der Auflagefläche des Pins eingebracht und das Material der Sammelschiene schmilzt auf. Im weiteren Verlauf wird derart ausreichend Reibenergie in die Sammelschiene eingebracht, dass die Sammelschiene im Kontaktbereich aufschmilzt, insbesondere über ihre gesamte Materialstärke, und insbesondere bis hin zur der ersten Seite. und der dort aufliegenden Hülse und den Einzeldrähte. Anschließend werden auch die auf der ersten Seite aufliegende Hülse und die Einzeldrähte im Verbindungsbereich aufgeschmolzen werden. Während dieses Aufschmelzens wird die Hülse des Schweißwerkzeugs, welche innerhalb des Stempels geführt wird, bevorzugt von der zweiten Seite in Richtung erster Seite bewegt, so dass das aufgeschmolzene Material von Sammelschiene, Einzeldrähte und Hülse miteinander vermischt werden und insbesondere durch die Sammelschiene hindurch miteinander vermischt werden.
  • Anschließend wird unter fortwährender Rotation der Pin aus der Hülse des Schweißwerkzeugs herausgezogen, während die Hülse in Richtung der zweiten Seite, der Sammelschiene bewegt wird. Somit wird eine Punktverbindung zwischen Sammelschiene, Hülse und Einzeldrähten ohne Locheindruck ermöglicht. Nach dem Erkalten der aufgeschmolzenen Materialien werden Stempel und Hülse des Schweißwerkzeugs sowie Pin des Schweißwerkzeugs von der zweiten Seite abgehoben und es ist ein einheitlicher Schweißknoten gebildet, der sich durch die Sammelschiene hindurch bis in die Hülse und die Einzeldrähte erstreckt.
  • Bei einem alternativen Reibpunktschweißen wird der Stempel samt Hülse auf die zweite Seite aufgesetzt. Anschließend wird die Hülse rotierend auf die zweite Seite aufgesetzt. Durch das Rotieren der Hülse wird Reibenergie in die Sammelschiene im Bereich der Auflagefläche des Pins eingebracht und das Material der Sammelschiene schmilzt auf. Im weiteren Verlauf wird derart ausreichend Reibenergie in die Sammelschiene eingebracht, dass die Sammelschiene im Kontaktbereich aufschmilzt, insbesondere über ihre gesamte Materialstärke, und insbesondere bis hin zur der ersten Seite und der dort aufliegenden Hülse und den Einzeldrähte. Anschließend werden auch die auf der ersten Seite aufliegende Hülse und die Einzeldrähte im Verbindungsbereich aufgeschmolzen werden. Während dieses Aufschmelzens wird der Pin des Schweißwerkzeugs, welcher innerhalb der Hülse geführt wird, bevorzugt von der zweiten Seite in Richtung erster Seite bewegt, so dass das aufgeschmolzene Material von Sammelschiene, Einzeldrähte und Hülse miteinander vermischt werden und insbesondere durch die Sammelschiene hindurch miteinander vermischt werden.
  • Anschließend wird unter fortwährender Rotation die Hülse aus dem Schweißgut herausgezogen, während der Pin in Richtung der zweiten Seite, der Sammelschiene bewegt wird. Somit wird eine Punktverbindung zwischen Sammelschiene, Hülse und Einzeldrähten ohne Locheindruck ermöglicht. Nach dem Erkalten der aufgeschmolzenen Materialien werden Stempel und Hülse des Schweißwerkzeugs sowie Pin des Schweißwerkzeugs von der zweiten Seite abgehoben und es ist ein einheitlicher Schweißknoten gebildet, der sich durch die Sammelschiene hindurch bis in die Hülse und die Einzeldrähte erstreckt.
  • Es ist bevorzugt, wenn die Einzeldrähte untereinander verschweißt werden. Durch den rotierenden Pin werden bevorzugt alle Einzeldrähte stirnseitig aufgeschmolzen und es bildet sich ein einheitlicher Schweißknoten über bevorzugt alle Einzeldrähte. Auch ist bevorzugt, wenn die Einzeldrähte mit der Hülse verschweißt werden. Durch den rotierenden Pin werden bevorzugt die Einzeldrähte und die Hülse stirnseitig aufgeschmolzen und es bildet sich ein einheitlicher Schweißknoten über bevorzugt die Einzeldrähte und die Hülse. Hierbei werden insbesondere die außenumfänglichen Einzeldrähte der Litzenleitung mit der inneren Mantelfläche der Hülse verschweißt. Auch ist bevorzugt, wenn die Hülse mit der Sammelschiene verschweißt wird. Durch den rotierenden Pin werden bevorzugt die Hülse und die Sammelschiene aufgeschmolzen und es bildet sich ein einheitlicher Schweißknoten über bevorzugt die Hülse und die Sammelschiene. Dabei ist bevorzugt, wenn die Stirnseite der Hülse mit der Sammelschiene auf der ersten Seite verschweißt ist. Auch ist bevorzugt, wenn die Einzeldrähte mit der Sammelschiene verschweißt werden. Durch den rotierenden Pin werden bevorzugt die Einzeldrähte und die Sammelschiene aufgeschmolzen und es bildet sich ein einheitlicher Schweißknoten über bevorzugt die Einzeldrähte und die Sammelschiene. Dabei ist bevorzugt, wenn die Stirnseiten der Einzeldrähte mit der Sammelschiene auf der ersten Seite verschweißt sind. Bevorzugt wird ein einheitlicher, durchgehender Schweißknoten über Sammelschiene, Hülse und Einzeldrähte. Bevorzugt verschließt dieser Schweißknoten einen Spalt zwischen der Stirnseite der Hülse und der ersten Seite der Sammelschiene vollständig. Der Schweißknoten erstreckt sich durch die Sammelschiene hindurch bis in die Hülse und die Einzeldrähte, die auf der Kontaktfläche auf der ersten Seite aufliegen.
  • Wie zuvor erläutert, ist bevorzugt, dass die Sammelschiene als Flachteil gebildet ist. Hierbei kann die Sammelschiene aus einem Blech oder Band geformt sein. Insbesondere kann die Sammelschiene aus einem Blech oder Band geschnitten oder gestanzt sein. Die Sammelscheine kann so gestaltet sein, dass der oder die Kontaktbereiche Teil einer auskragenden Lasche sind. Die Sammelschiene kann zumindest eine, bevorzugt zwei einander gegenüberliegende oder vier paarweise gegenüberliegende Laschen aufweisen. Die Laschen kragen von einer Seitenkanten des Flachteils der Sammelschiene nach außen aus. Die Laschen können an einander gegenüberliegenden Seitenkanten der Sammelschiene auskragen. Bevorzugt kann auch an jeder oder an mehr als zwei Seitenkanten der Sammelschiene jeweils eine Lasche auskragen. Die Sammelschiene kann zunächst als Flachteil bereitgestellt werden und die Litzenleitung samt Hülse kann in der oben beschriebenen Weise mit der Sammelschiene stoffschlüssig verbunden werden.
  • Zur Realisierung von bestimmten Anschlussgeometrien kann es sinnvoll sein, wenn die Längsachsen der Litzenleitungen winklig zur Flächennormalen des Flachteils verlaufen. Insbesondere kann es sinnvoll sein, wenn die Litzenleitungen in einer Ebene zur Sammelschiene verlaufen, die parallel zur Ebene der ersten und/oder zweiten Seite der Sammelschiene ist. Aus dem genannten Grunde kann es sinnvoll sein, dass nach dem Verschweißen der Sammelschiene in den jeweiligen Kontaktbereichen mit der jeweiligen Hülse und den Einzeldrähte die jeweiligen Laschen um die Seitenkante gebogen werden. Dabei kann eine Biegung von mehr als 45°, insbesondere zwischen 45 und 135°, insbesondere 90° sinnvoll sein.
  • Bei einer Biegung um 90° liegt die Ebene, in der die beiden Längsachsen der Litzenleitungen liegen, im Wesentlichen parallel zur Ebene der ersten und/oder zweiten Seite.
  • Ein weiterer Aspekt ist eine Verbindungsanordnung nach Anspruch 11. Diese Verbindungsanordnung hat den Vorteil, dass Litzenleitungen ohne maßgebliche strukturelle Beschädigung an einer Sammelschiene angeordnet sind und somit selbst bei dynamischen Belastungen dauerstabil befestigt sind.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Einzeldrähte der Litzenleitung aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen gebildet sind. Insbesondere AL99,5 oder Al99,7 sowie weichgeglühtes Aluminium kann vorteilhaft sein.
  • Der Werkstoff der Sammelschiene kann gleich dem Werkstoff der Litzenleitung und/oder Hülse sein und insbesondere auch Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, oder Kupfer oder eine Kupferlegierung sein. Es ist auch möglich, dass der Werkstoff der Sammelschiene von dem Werkstoff der Einzeldrähte unterschiedlich ist. Es ist auch möglich, dass der Werkstoff der Sammelschiene von dem Werkstoff der Hülse unterschiedlich ist.
  • Wie bereits erläutert, wird in die Hülse der Endbereich der Litzenleitungen eingeschoben. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, dass die Hülse eine in Längsrichtung verlaufende Durchgangsöffnung aufweist. Auch ist es möglich, dass die Hülse ein in Längsrichtung verlaufendes Sackloch aufweist. In die Öffnung werden die Einzeldrähte der Litzenleitung eingeschoben. Die Hülse kann an einer Stirnseite einen Boden aufweisen, wobei der Boden eine Öffnung oder Verjüngung aufweisen kann, die einen anderen Querschnitt aufweist, als die Öffnung, in die die Einzeldrähte eingeschoben werden. Insbesondere ist ein Querschnitt der Bodenöffnung oder Verjüngung vorteilhaft, bei dem sich radial weiter nach außen erstreckende Bereiche mit radial weniger nach außen erstreckenden Bereichen abwechseln. Bevorzugt sind nicht kreisförmige Umrissformen der Öffnung / Verjüngung, wobei beispielsweise eine mehrzahlige axiale Symmetrie möglich ist. Im einfachsten Falle ist dies eine dreizählige axiale Symmetrie. Eine mögliche besonders bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Umrissform der Öffnung/Verjüngung etwa eine Epizykloide ähnlich ist. Die Öffnung/Verjüngung könnte auch eckige Umrissformen haben, zum Beispiel einen Vieleckumriss. Es könnten auch Kombinationen aus eckigen und zykloidischen Umrissformen gewählt werden.
  • Eine solche Gestaltung des Bodens hat mehrere Vorteile. Zunächst sorgt das Vorhandensein des Bodens dazu, dass die Einzeldrähte in eine definierte Tiefe in die Hülse eingeschoben werden und nicht zu weit durch die Durchgangsöffnung der Hülse durchgesteckt werden. Der Boden bildet somit einen natürlichen Anschlag für die Litzen. Andererseits ermöglicht die Verjüngung/Öffnung im Boden ein radiales Verpressen der Hülse, so dass die Einzeldrähte samt Hülse miteinander verpresst werden können.
  • Wie eingangs ebenfalls erläutert, kann die Hülse als Rohr geformt sein. Auch kann die Hülse aus einem Blech geformt sein. Insbesondere kann die Hülse als um die Einzeldrähte umgeschlagenes Blech geformt sein. Die Hülse kann einstückig der mehrstückig geformt sein.
  • Ein weiterer Aspekt ist die Verwendung nach Anspruch 15. Insbesondere in Kraftfahrzeugen, Wasserfahrzeugen, Luftfahrzeugen, einer Trägerrakete oder einem Raumfahrzeug und Satelliten. treten erhebliche mechanische Belastungen auf. Gerade bei einer Trägerrakete oder bei einem Raumfahrzeug ist die Ausfallsicherheit von entscheidender Bedeutung. Für diesen Einsatzweck eignet sich insbesondere die gegenständliche Verbindung, da diese selbst bei höchsten mechanischen Belastungen aufgrund der fehlenden oder nur geringen Beeinträchtigung der Einzeldrähte während des Verbindungsprozesses eine dauerstabile Verbindung bereitstellt.
  • Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • 1a, b eine Litzenleitung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 2a, b Hülsen gemäß Ausführungsbeispielen;
    • 3a, b Aufsetzen einer Hülse auf eine Litzenleitung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 4 Ablängen einer Hülse an einer Litzenleitung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 5a eine Sammelschiene gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 5b eine Verbindung zwischen einer Sammelschiene und einer Litzenleitung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 6a eine Sammelschiene gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 6b eine Verbindung zwischen einer Sammelschiene und einer Litzenleitung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 7a, b ein Reibpunkt-Schweißverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 8 eine Sammelschiene mit auskragenden Laschen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 9 eine Verbindungsanordnung mit mehreren Sammelschienen und mehreren Litzenleitungen gemäß einem Ausführungsbeispiel,
  • 1a zeigt ein stirnseitiges Ende eines Kabels 2. Zu erkennen ist, dass das Kabel 2 eine Isolation 2a aufweist. Das Kabel 2 hat eine elektrisch leitende Seele, die als Litzenleitung 4 gebildet ist.
  • 1b zeigt das stirnseitige Ende des Kabels 2 in einem abisolierten Zustand. In einem Endbereich 6 ist die Isolation 2a entfernt und die Einzeldrähte der Litzenleitung 4 liegen blank.
  • Ein solches Kabel 2 wird für die nachfolgende Bearbeitung zur Verfügung gestellt. Es versteht sich, dass anstelle des Kabels 2 auch ausschließlich die Litzenleitung 4 ohne die Isolation 2a bereitgestellt werden kann. Der Endbereich 6 erstreckt sich vom stirnseitigen Ende der Litzenleitung 4 in Längsrichtung der Litzenleitung 4.
  • Auf einen derartigen Endbereich 6 wird eine Hülse 8, wie sie beispielhaft in den 2a, b gezeigt ist, aufgeschoben.
  • 2a zeigt eine Hülse 8, welche sich in einer Längsrichtung 8a erstreckt. Entlang der Längsrichtung 8a weist die Hülse 8 eine als Durchgangsöffnung gebildete Öffnung 10 auf. Die Hülse 8 kann einen radialen Versatz aufweisen, so dass ein erster Bereich auf die Isolation 2a aufgeschoben werden kann und ein zweiter Bereich auf die blanken Einzeldrähte der Litzenleitung 4. Die Hülse 8 der 2a ist frei von einem Boden und die Öffnung 10 ist durchgehend.
  • 2b zeigt eine Hülse 8 mit einem Boden 12. Der Boden 12 verschließt die Öffnung 10 in einem Endbereich der Hülse 8. In dem Boden 12 kann eine Öffnung 14 vorgesehen sein. Die Öffnung 14 kann radial weiter nach außen ragende Bereiche und radial weniger weit nach außen ragende Bereiche aufweisen. Die Öffnung 14 ermöglicht ein leichtes Verpressen in radialer Richtung der Hülse 8. Ohne die Öffnung 14 böte der Boden 12 einen erheblichen Widerstand gegen ein radiales Verpressen, was gegebenenfalls nicht gewünscht ist.
  • 3a zeigt das Aufschieben der Hülse 8 entlang der Längsrichtung 8a auf das Kabel 2 bzw. den Endbereich 6.
  • Nachdem die Hülse 8 auf das Kabel 2 aufgeschoben wurde, wird diese bevorzugt im Endbereich 6 radial nach innen gestaucht, wie in der 3b durch Pfeile angedeutet ist. Hierdurch wird die Hülse 8 mit den Einzeldrähte der Litzenleitung 4 verpresst.
  • Die verpresste Hülse 8 mit der Litzenleitung 4 ist in der 4a dargestellt. Im Anschluss an das Verpressen wird der Boden 12 der Hülse 8 entfernt. Dies kann beispielsweise spanhebend durch Schleifen oder Fräsen als auch spanlos durch Schneiden, Laserschneiden oder dergleichen erfolgen. 4a zeigt, dass die Trennebene 15 senkrecht zur Längsachse 8a verläuft. Entlang der Trennebene 15 werden die stirnseitigen Enden von Hülse 8 und Litzenleitung 4, wie in 4b gezeigt, freigelegt. Die stirnseitigen Enden sind bevorzugt planparallel zueinander.
  • Eine derartig vorbereitete Litzenleitung 4 wird anschließend verwendet, um eine Verbindungsanordnung herzustellen. 5a zeigt beispielhaft eine Sammelschiene 18, die als Flachteil gebildet ist. Die Sammelschiene 18 hat eine erste Seite 18a und eine zweite Seite 18b. Die Seiten 18a, 18 sind auf einander gegenüberliegenden Seiten der Sammelschiene 18. Die Seiten 18a, b sind bevorzugt parallel zueinander auf breiten Oberflächen der Sammelschiene 18.
  • Die Sammelschiene 18 hat zumindest zwei voneinander beabstandete Kontaktbereiche 20. Die Kontaktbereiche gemäß der 5a haben Durchgangsöffnungen, durch die die Hülse 8 samt Litzenleitung 4 eingesteckt wird. Die Hülse 8 samt Litzenleitung 4 wird in Einschubrichtung 22 von der ersten Seite 18a hin zur zweiten Seite 18b durch die Durchgangsöffnung im Kontaktbereich 20 geschoben.
  • Die Stirnseite von Hülse 8 und Litzenleitung 4 liegt nach dem Einschieben bevorzugt planparallel zu der Seite 18b. Die Hülse 8 samt Litzenleitung 4 wird in dieser Position relativ zur Sammelschiene 18 fixiert. Anschließend wird mit einem Laser 24 ein Schweißknoten 16 gebildet, der sich flächig über die Sammelschiene 18, die Stirnseite der Hülse 8 und die Stirnseite der Litzenleitung 4 erstreckt. Es wird ein einheitlicher Schweißknoten 16 gebildet, der sich sowohl flächig über Litzenleitung 4, Hülse 8 und einen den Kontaktbereich angrenzenden Bereich der Sammelschiene 18 erstreckt und eine Tiefenerstreckung aufweist, die in der Längsrichtung 8a bevorzugt die Materialstärke der Sammelschiene 18 erreicht.
  • Die Sammelschiene 18 kann mehr als zwei Kontaktbereiche 20 aufweisen, über die jeweils eine Verbindung mit der Litzenleitung 4 und der Hülse 8 in der gezeigten Art und Weise gebildet werden kann.
  • 6a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Sammelschiene 18 mehrere Kontaktereiche 20 aufweist. Im Gegensatz zu der 5a, sind die Kontaktbereiche 20 jedoch nicht Durchgangsöffnungen. Vielmehr wird vorgeschlagen, ausgehend von der ersten Seite 18a, die stirnseitigen Enden der Hülse 8 samt Litzenleitung 4 gegen die Sammelschiene 8 zu drücken. Die Hülse 8 und die Litzenleitung 4 durchdringen dabei die Sammelschiene 18 nicht. Anschließend erfolgt ein Reibpunkt-Schweißen ausgehend von der zweiten Seite 18b, so dass sich Schweißknoten 16, wie in 6b gezeigt, bilden.
  • Beim Reibpunkt-Schweißen wird ausgehend von der zweiten Seite 18b in Richtung der ersten Seite 18a die Sammelschiene 18 aufgeschmolzen. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis auch die Stirnseite der Hülse 8 und die Stirnseite der Litzenleitung 4, die auf der ersten Seite aufliegen, aufgeschmolzen werden, so dass sich sowohl Material der Sammelschiene 18, als auch Material der Hülse 8 und Material der Litzenleitung 4 zu einem einzigen Schweißknoten 16 verbinden können.
  • Ein derartiges Reibpunkt-Schweißen ist schematisch in den 7a und b dargestellt. In der 7a ist zu erkennen, dass die Hülse 8 samt Litzenleitung 4 mit ihren stirnseitigen Enden gegen die erste Seite 18 gepresst werden. Anschließend wird ein Reibpunkt-Schweißwerkzeug 26 auf die zweite Seite 18b aufgesetzt. Hierbei wird ein Stempel 26a im Kontaktbereich 20 auf die zweite Seite 18b aufgesetzt.
  • Innerhalb des Stempels 26a ist eine Hülse 26b und ein Bolzen/Pin 26c beweglich angeordnet. Zum Reibpunkt-Schweißen wird der Bolzen 26c in Rotationsrichtung 28 in Rotation versetzt und in einem Anpressdruck gegen das Material der Sammelschiene 18, ausgehend von der zweiten Seite 18b gepresst.
  • Durch die Rotation des Bolzens 26c wird zunächst das Material der Sammelscheine 18 aufgeschmolzen. Der Bolzen wird weiter in Richtung der Litzenleitung 4 in das Material der Sammelschiene 18 getrieben, bis er auch das Material von Litzenleitung 43 und Hülse 8 zumindest teilweise aufschmilzt.
  • Die Hülse 26b wird in entgegengesetzter Richtung von der Sammelschiene 18 wegbewegt und erzeugt dabei einen Unterdruck, so dass das aufgeschmolzene Material durchmischt wird.
  • Zum Abschluss wird, wie in 7b dargestellt, der Bolzen 26c von der ersten Seite 18b wegbewegt, wobei er das ausgeschmolzene Material zur zweiten Seite transportiert. Gleichzeitig wird die Hülse 26b in Richtung der Litzenleitung 4 bewegt. Durch diese gegenläufige Bewegung wird das aufgeschmolzene Material durchmengt und es entsteht ein einheitlicher Schweißknoten.
  • Bevorzugt wird der Bolzen 26b soweit angehoben, dass er mit seiner Stirnseite in der Ebene der zweiten Seite 18b verbleibt, so dass nach dem Anheben der Schweißknoten 16 planparallel zu der zweiten Ebene 18b ist.
  • 8 zeigt eine Sammelschiene 18, welche an zwei Längskanten 18' Laschen 28 aufweist. Die Laschen 28 kragen von der Längskante 18' nach außen. Die Laschen 28 können entlang der Längskante 18' um die Längskante 18' herum gebogen werden, so dass sich im Schnitt ein U- oder Z-förmiges Profil der Sammelschiene 18 bildet. An den Laschen 28 sind die Kontaktbereiche 20 vorgesehen. Bevorzugt ist, dass die Litzenleitung 4 samt Hülse 8 in der zuvor beschriebenen Art und Weise an den Kontaktbereichen 20 angeordnet werden und anschließend die Laschen 28 um die Längskanten 18' gebogen werden.
  • 9 zeigt eine konfigurierte Verbindungsanordnung, bei der, ausgehend von einer mittigen Sammelschiene 18, jeweils drei Kabel 2 an einander gegenüberliegenden Laschen 28 angeordnet sind und in entgegengesetzten Richtungen verlaufen. Die Kabel 2 sind an ihren jeweiligen anderen distalen Enden jeweils mit weiteren Laschen 28 an Sammelschienen 18 in der beschriebenen Art und Weis verbunden.
  • Mit Hilfe des gezeigten Verfahrens ist es möglich, dauerhaft stabile Verbindungen zwischen Litzenleitungen und Sammelschienen zur Verfügung zu stellen.

Claims (17)

  1. Verfahren zum Verbinden von zumindest zwei Litzenleitungen mit einer Sammelschiene bei dem - die zumindest zwei Litzenleitungen bereitgestellt werden, wobei jede Litzenleitungen einen Endbereich aufweist, in dem die Einzeldrähte der Litzenleitung frei von einer Isolation sind, - auf den jeweiligen Endbereich eine Hülse aufgeschoben wird, - die jeweilige Hülse auf die Einzeldrähte aufgepresst wird, - die jeweiligen Verbindungsbereiche auf die Sammelschiene in zwei voneinander beabstandeten Kontaktbereichen aufgesetzt werden, wobei die Kontaktbereiche auf einer gemeinsamen ersten Seite der Sammelschiene liegen und - ausgehend von einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Sammelschiene in einem jeweiligen Kontaktbereich die Hülse, die Einzeldrähte und die Sammelschiene miteinander verschweißt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass die Sammelschiene in den zwei Kontaktbereichen Öffnungen, insbesondere Durchgangsöffnungen, insbesondere Bohrungen aufweist, in die die jeweilige Hülse mit ihrem Verbindungsbereich ausgehend von der ersten Seite hin zur zweiten Seite eingesteckt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, - dass die Hülse derart durch die Öffnung in die Sammelschiene gesteckt wird, dass die Hülse und die Einzeldrähte mit ihrem Verbindungsbereich in etwa in einer Ebene mit der zweiten Seite liegen.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Sammelschiene, die Hülse und die Einzeldrähte ausgehend von der zweiten Seite mittels eines Lasers miteinander verschweißt werden, insbesondere dass die Einzeldrähte mit der Hülse, insbesondere einer inneren Mantelfläche der Hülse verschweißt werden und die Hülse mit der Sammelschiene, insbesondere einer inneren Mantelfläche der Öffnung verschweißt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass die jeweilige Hülse mit ihrem Verbindungsbereich auf der ersten Seite der Sammelschiene aufgelegt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, - dass die Hülse mit ihrem Verbindungsbereich derart auf die erste Seite der Sammelschiene aufgelegt wird, dass die Hülse und die Einzeldrähte mit ihrem Verbindungsbereich in etwa in einer Ebene mit der ersten Seite liegen.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, - dass die Sammelschiene, die Hülse und die Einzeldrähte ausgehend von der zweiten Seite mittels eines Reibpunkt-Schweißverfahrens miteinander verschweißt werden, insbesondere dass die Einzeldrähte mit der Hülse, insbesondere einer inneren Mantelfläche der Hülse verschweißt werden und die Hülse mit der Sammelschiene verschweißt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Sammelschiene als Flachteil gebildet ist, wobei die Kontaktbereiche Teil einer aus einer Längskante auskragenden Lasche des Flachteils sind.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, - dass nach dem Verschweißen der Sammelschiene mit der Hülse und den Einzeldrähte die Lasche um die Längskante gebogen wird, insbesondere um mehr als 45° gebogen wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - die jeweilige Hülse stirnseitig derart abgelängt wird, so dass die Einzeldrähte und die Hülse stirnseitig der Hülse im Wesentlichen einen ebenen Verbindungsbereich bilden.
  11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, - dass an zwei einander gegenüberliegenden Längskanten jeweils eine Lasche angeordnet ist und jeweils mindestens zwei Litzenleitungen mit einer jeweiligen Lasche verschweißt werden.
  12. Verbindungsanordnung zwischen zumindest zwei Litzenleitungen und einer Sammelschiene, insbesondere hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem - die zumindest zwei Litzenleitungen jeweils einen Endbereich aufweisen, in dem die Einzeldrähte der Litzenleitung frei von einer Isolation sind, - auf den jeweiligen Endbereich eine Hülse aufgeschoben ist, - die jeweilige Hülse auf die Einzeldrähte aufgepresst ist, - die jeweiligen Verbindungsbereiche auf eine Sammelschiene in zwei voneinander beabstandeten Kontaktbereichen aufgesetzt sind, wobei die Kontaktbereiche auf einer gemeinsamen ersten Seite der Sammelschiene liegen und - ausgehend von einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Sammelschiene in einem jeweiligen Kontaktbereich die Hülse, die Einzeldrähte und die Sammelschiene miteinander verschweißt sind.
  13. Verbindungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, - dass die Einzeldrähte der Litzenleitung aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen gebildet sind und/oder - dass die Sammelschiene aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen gebildet ist und/oder - dass die Hülse aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen gebildet ist.
  14. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, - dass die Hülse eine in Längsrichtung verlaufende Durchgangsöffnung oder ein in Längsrichtung verlaufendes Sackloch aufweist, in welche die Einzeldrähte der Litzenleitung eingeschoben sind.
  15. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, - dass die Hülse aus einem Rohr oder einem Blech geformt ist.
  16. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, - dass die zumindest zwei Litzenleitungen mit ihren distalen Enden jeweils mit einer Sammelschiene verschweißt sind.
  17. Verwendung einer Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15 in einem Kraftfahrzeug, Wasserfahrzeug, Luftfahrzeug oder einer Trägerrakete, einem Raumfahrzeug oder einem Satellit.
DE102022124222.6A 2022-09-21 2022-09-21 Verfahren, Verbindungsanordnung und Verwendung einer Verbindungsanordnung für zumindest zwei Litzenleitungen Pending DE102022124222A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022124222.6A DE102022124222A1 (de) 2022-09-21 2022-09-21 Verfahren, Verbindungsanordnung und Verwendung einer Verbindungsanordnung für zumindest zwei Litzenleitungen
PCT/EP2023/075998 WO2024061999A1 (de) 2022-09-21 2023-09-21 Verfahren, verbindungsanordnung und verwendung einer verbindungsanordnung für zumindest zwei litzenleitungen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022124222.6A DE102022124222A1 (de) 2022-09-21 2022-09-21 Verfahren, Verbindungsanordnung und Verwendung einer Verbindungsanordnung für zumindest zwei Litzenleitungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022124222A1 true DE102022124222A1 (de) 2024-03-21

Family

ID=88188802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022124222.6A Pending DE102022124222A1 (de) 2022-09-21 2022-09-21 Verfahren, Verbindungsanordnung und Verwendung einer Verbindungsanordnung für zumindest zwei Litzenleitungen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022124222A1 (de)
WO (1) WO2024061999A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10346160B3 (de) 2002-05-25 2005-07-14 Feindrahtwerk Adolf Edelhoff Gmbh & Co. Verfahren und Verbindung zur Kontaktierung eines Aluminiumkabels
DE102014000661A1 (de) 2013-02-01 2014-08-07 Auto-Kabel Management Gmbh Kabelendhülse
DE102017114994B3 (de) 2017-07-05 2018-05-09 Lisa Dräxlmaier GmbH Verfahren zum herstellen einer elektrischen leitungsanordnung
DE102017123864B3 (de) 2017-10-13 2019-04-04 Lisa Dräxlmaier GmbH Elektrische Leitungsanordnung mit Direktkontaktierung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102018131640A1 (de) 2018-12-10 2020-06-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Fügeverbindung, Verwendung eines Kontaktabschnitts und Kraftfahrzeug

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11220823A (ja) * 1998-01-30 1999-08-10 Harness Syst Tech Res Ltd 電気接続箱のバスバー構造
ITMI20020789A1 (it) * 2002-04-12 2003-10-13 Abb Service Srl Elemento di connessione di un conduttore flessibile e metodo per connettere un conduttore flessibile ad un terminale di collegamento
JP2014235777A (ja) * 2013-05-30 2014-12-15 矢崎総業株式会社 電線と端子の接合構造及び接合方法
DE102017106742B3 (de) * 2017-03-29 2018-03-08 Auto-Kabel Management Gmbh Verbindung eines Anschlussteils mit einer Litzenleitung
EP3609023B1 (de) * 2018-08-10 2023-03-15 Nexans Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer elektrischen verbindung und elektrische leitung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10346160B3 (de) 2002-05-25 2005-07-14 Feindrahtwerk Adolf Edelhoff Gmbh & Co. Verfahren und Verbindung zur Kontaktierung eines Aluminiumkabels
DE102014000661A1 (de) 2013-02-01 2014-08-07 Auto-Kabel Management Gmbh Kabelendhülse
DE102017114994B3 (de) 2017-07-05 2018-05-09 Lisa Dräxlmaier GmbH Verfahren zum herstellen einer elektrischen leitungsanordnung
DE102017123864B3 (de) 2017-10-13 2019-04-04 Lisa Dräxlmaier GmbH Elektrische Leitungsanordnung mit Direktkontaktierung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102018131640A1 (de) 2018-12-10 2020-06-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Fügeverbindung, Verwendung eines Kontaktabschnitts und Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024061999A1 (de) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3555964B1 (de) Fügen eines anschlusselements mit einem litzenleiter
DE102018119844B4 (de) Elektrische Verbindung sowie Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung
DE19749682A1 (de) Prüfverfahren zum zerstörungsfreien Prüfen eines Schweißverbinders, Prüfvorrichtung und Ultraschallschweißgerät mit einer solchen Vorrichtung
EP1014494A1 (de) Verfahren zum Verbinden von metallischen Stromleitern und nach dem Verfahren hergestellte Stromschienen-Verbindung
EP2984710A1 (de) Verfahren zum verbinden eines rohrkabelschuhs mit einer aus aluminium hergestellten litze
AT519980B1 (de) Statorkomponente für eine elektrische Maschine
AT519175B1 (de) Ultraschallverschweissen eines litzenleiters mit einem kontaktteil
DE102012110217A1 (de) Koaxialkabelbuchse
DE102017205940A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbunds und Kraftfahrzeug
DE102022124222A1 (de) Verfahren, Verbindungsanordnung und Verwendung einer Verbindungsanordnung für zumindest zwei Litzenleitungen
DE102020112051B3 (de) Verbindungsanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsanordnung
DE2726107C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines preßverbundenen Erzeugnisses aus mindestens zwei Metallteilen
EP3474391B1 (de) Verfahren zum verbinden mindestens zweier mehrdrähtiger litzen mittels ultraschalls
DE19643076C2 (de) Vorrichtung zum in einem Arbeitsgang erfolgenden Stanzen und Fügen mindestens zweier Blechteile
DE3115285C2 (de)
WO2019161997A1 (de) Kabel
DE102009032083A1 (de) Verfahren zum Einpressen eines hülsenförmigen Einpresselements in eine Fügeöffnung eines Bauteils
DE102021113513B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeitung eines elektrischen Leiters
EP3924714B1 (de) Verfahren und system zum prüfen einer stoffschlüssigen fügeverbindung zwischen einem litzenleiter und einem kontaktteil
DE102006017815A1 (de) Ausgangskomponente für Sägeblätter bzw. Sägebänder
DE102016116354A1 (de) Verfahren zum Verbinden von Blechen
WO2017032574A1 (de) Verfahren zum herstellen einer steckverbindung, verfahren zum verstärken einer steckverbindung und vorrichtung
DE102016110769B4 (de) Fügeverbindung und -verfahren für Schweißbrennerbauteile
DE102014002643A1 (de) Hülse, Kabel mit Hülse, Verbindung eines Kabels mit einem Anschlussteil sowie Verfahren zur Herstellung einer Verbindung
WO2023006210A1 (de) Ultraschallschweissverfahren und ultraschallschweissteil

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed