DE112011102335B4 - Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses (11) mit Drähten (21), das umfasst:einen Vorgang zum Einführen und Anordnen, in dem Einzelleiter (22) einer Vielzahl von Drähten (21), die aus Ummantelungen (23) an Endabschnitten der Drähte (21) freiliegend vorstehen, als ein Bündel in einen Verbindungsabschnitt (12) eingeführt und in ihm angeordnet werden, wobei dieser eine zylindrische Form mit einem Bodenteil und einem Öffnungsabschnitt (12a) an einer Seite des Verbindungsabschnitts (12) hat und der Anschluss (11) aus einem Metallmaterial besteht und den Verbindungsabschnitt (12) aufweist;einen Vorgang des Erhitzens und Schmelzens, in dem der Verbindungsabschnitt (12), wenn der Öffnungsabschnitt (12a) des Verbindungsabschnitts (12) in einer vertikalen Richtung nach oben gerichtet ist, erhitzt wird, um die Einzelleiter (22) in dem Verbindungsabschnitt (12) zum Schmelzen zu bringen; undeinen Vorgang zum Heben von geschmolzenem Metall (S), durch weiteres Einführen der Leiter (22) in den Verbindungsabschnitt (12) und/oder Druckausübung auf den Verbindungsabschnitt (12) von außen, um das geschmolzene Metall (S) in dem Verbindungsabschnitt (12) in der vertikalen Richtung auf eine Höhe über Endabschnitten der Ummantelung (23) der Drähte (21) zu heben.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses, mit dem ein Anschluss mit Endabschnitten von Drähten verbunden wird.
  • Technischer Hintergrund
  • Beim Verbinden eines Anschlusses mit Endabschnitten von Drähten wird im Allgemeinen ein Quetschabschnitt des Anschlusses auf Einzelleiter der Drähte gequetscht, die aus einer Ummantelung freiliegend vorstehen (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
  • Des Weiteren gibt es ein Verfahren, bei dem Metall-Lot zum Schmelzen gebracht wird, mit dem ein Kerndrahtabschnitt eines Drahtes imprägniert ist, und so ein Anschluss und der Kerndrahtabschnitt über das Metall-Lot verbunden werden (siehe beispielsweise Patentdokument 2). Weiterhin gibt es ein Verfahren, bei dem ein Quetschraum mit einem leitenden Klebstoff gefüllt wird, um so den leitenden Klebstoff in einen Zwischenraum, beispielsweise zwischen Einzeldrähten, einzuleiten (siehe Patentdokument 3). Weiterhin gibt es ein Verfahren, bei dem ein Quetschabschnitt eines Anschlusses vorerhitzt wird, um so den Quetschabschnitt auf einen Leiter aus Aluminiumdraht zu quetschen, der mit Zinn überzogen ist, das erweicht wird (siehe Patentdokument 4).
  • Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei dem Einzelleiter jeweiliger Drähte einer Vielzahl von Drahtbündeln thermisch an einen Anschluss gequetscht werden (siehe beispielsweise Patentdokument 5).
  • Dokumente nach dem Stand der Technik
    • [Patentdokument 1] JP 2001-110464 A
    • [Patentdokument 2] JP 9-82377 A
    • [Patentdokument 3] JP 2004-200094 A
    • [Patentdokument 4] JP 2009-152051 A
    • [Patentdokument 5] JP 10-199599 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Mit der Erfindung zu lösende Probleme
  • Wenn eine Vielzahl von Drähten als ein Bündel mit einem Anschluss verbunden werden, ist es möglich, dass die Einzelleiter aller Drähte nicht ausreichend mittels der Verbindung durch Quetschen oder thermisches Quetschen verbunden werden, wie dies in Patentdokument 1 und 5 offenbart wird.
  • In diesem Fall ist es, wenn mit dem verbindenen Material, wie beispielsweise Metall-Lot und leitendem Klebstoff, imprägniert oder dieses eingefüllt wird, wie dies in Patentdokument 2 und 3 beschrieben ist, oder wenn der Zinnüberzug zum Schmelzen gebracht wird und dann das Quetschen durchgeführt wird, wie dies in Patentdokument 4 beschrieben ist, möglich, eine Verbindungskraft der Einzelleiter in gewissem Maß zu verstärken. Jedoch erhöhen sich, wenn das verbindende Material eingesetzt wird oder der Zinnüberzug an der Innenseite des Anschlusses hergestellt wird, die Kosten, und der Verbindungsvorgang wird aufwändig.
  • Die Erfindung ist gemacht worden, um die oben aufgeführten Probleme zu lösen. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses zu schaffen, mit dem eine Vielzahl von Drähten auf einfache Weise und zuverlässig mit einem Anschluss verbunden werden können, ohne dass die Kosten dafür zunehmen.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Um die oben stehende Aufgabe zu erfüllen, ist ein Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses gemäß der Erfindung durch eine im Folgenden unter 1. aufgeführte Ausführung gekennzeichnet.
    1. 1. Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses mit Drähten, das umfasst:
      • einen Vorgang zum Einführen und Anordnen, in dem Einzelleiter einer Vielzahl von Drähten, die aus Ummantelungen an Endabschnitten der Drähte freiliegend vorstehen, als ein Bündel in einen Verbindungsabschnitt eingeführt und in ihm angeordnet werden, wobei dieser eine zylindrische Form mit einem Bodenteil und einem Öffnungsabschnitt an einer Seite des Verbindungsabschnitts hat und der Anschluss aus einem Metallmaterial besteht und den Verbindungsabschnitt aufweist;
      • einen Vorgang des Erhitzens und Schmelzens, in dem der Verbindungsabschnitt, wenn der Öffnungsabschnitt des Verbindungsabschnitts in einer vertikalen Richtung nach oben gerichtet ist, erhitzt wird, um die Einzelleiter in dem Verbindungsabschnitt zum Schmelzen zu bringen; und
      • einen Vorgang zum Heben von geschmolzenem Metall, durch weiteres Einführen der Leiter in den Verbindungsabschnitt und/oder Druckausübung auf den Verbindungsabschnitt von außen, um das geschmolzene Metall in dem Verbindungsabschnitt in der vertikalen Richtung auf eine Höhe über Endabschnitten der Ummantelungen der Drähte zu heben.
  • Mit dem Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses in der oben beschriebenen Ausführung (1) ist es möglich, das geschmolzene Metall auf einfache Weise zu veranlassen, sich gleichmäßig zwischen den Einzelleitern der Vielzahl von Drähten zu verteilen bzw. zwischen sie einzudringen. Damit ist es möglich, die Leiter der Drähte vorteilhaft in den Verbindungsabschnitt des Anschlusses zu integrieren und die Drähte zuverlässig mit dem Anschluss zu verbinden.
  • Des Weiteren ist es möglich, zu verhindern, dass die Kosten zunehmen, wie dies der Fall ist, wenn das teurere verbindende Material eingesetzt wird oder wenn die Plattierung, aus der das verbindende Material wird, im Voraus durchgeführt wird.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung ist es möglich, ein Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses zu schaffen, mit dem eine Vielzahl von Drähten einfach und zuverlässig mit einem Anschluss verbunden werden können, ohne dass die Kosten dafür zunehmen.
  • Die Erfindung ist bereits kurz beschrieben worden. Die Ausführungsformen der Erfindung im Einzelnen werden beim Lesen der Beschreibung veranschaulichender Ausführungsformen zum Umsetzen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter verdeutlicht.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Perspektivansicht eines Anschlusses, der mit einem Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verbunden wird.
    • 2 ist eine Perspektivansicht des Anschlusses und von Endabschnitten von Drähten, die mit dem Anschluss verbunden werden.
    • 3 ist eine Perspektivansicht, die Einsatzaspekte des Anschlusses zeigt.
    • 4 stellt ein Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses dar, wobei 4(a) eine Perspektivansicht des Anschlusses und der Endabschnitte der Drähte ist, 4(b) eine Perspektivansicht des Anschlusses und einer Heizeinrichtung ist, und 4(c) eine Schnittansicht des Anschlusses ist.
    • 5 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses in einem Bezugsbeispiel zeigt.
  • Ausführungsweise der Erfindung
  • Im Folgenden wird eine veranschaulichende Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Perspektivansicht eines Anschlusses, der mit einem Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform der Erfindung verbunden wird, 2 ist eine Perspektivansicht des Anschlusses und von Endabschnitten von Drähten, die mit dem Anschluss verbunden werden, und 3 ist eine Perspektivansicht, die Einsatzaspekte des Anschlusses zeigt.
  • Ein Anschluss 11 weist, wie in 1 und 2 gezeigt, einen Verbindungsabschnitt 12 sowie einen Verbindungs-Anschlussabschnitt 13 auf und besteht aus Metallmaterial, wie beispielsweise Kupfer, Kupferlegierung und dergleichen. Der Verbindungsanschluss 12 hat eine zylindrische Form mit einem Bodenabschnitt und einem Öffnungsabschnitt 12a an seiner einen Seite, die ein dem Verbindungs-Anschlussabschnitt 13 gegenüberliegender Endabschnitt ist. Des Weiteren hat der Verbindungs-Anschlussabschnitt 13 eine flache Form, und ein Verbindungsloch 13a, das an einem Mittelabschnitt desselben ausgebildet ist. Eine Befestigungsschraube (nicht dargestellt) zur Anbringung an einer Befestigungsstelle wird über das Anschlussloch 13a eingeführt.
  • Eine Vielzahl von Drähten 21, die zu einem Bündel verbunden sind, ist mit dem Verbindungsanschluss 12 des Anschlusses 11 verbunden. Die Drähte 21 bestehen aus Einzelleitern 22 und Ummantelungen 23, die die Leiter 22 umhüllen. Der Leiter 22 des Drahtes 21 besteht aus einem Metallmaterial, wie beispielsweise Aluminium oder Aluminiumlegierung, das einen Schmelzpunkt hat, der niedriger ist als der des Anschlusses 11. Die Ummantelung 23 besteht aus einem Kunststoffmaterial, das hervorragende Wärmebeständigkeit hat, wie beispielsweise Kunststoff aus Polypropylen (PP).
  • Der Anschluss 11 dient beispielsweise als ein Erdanschluss eines Fahrzeugs, und der Verbindungs-Anschlussabschnitt 13 ist mit einem Karosserieblech, einem Motorblock und dergleichen eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eines PKW, verbunden. Erdstrom, der in den Drähten 21 fließt, fließt zu dem Karosserieblech, dem Motorblock und dergleichen über den Anschluss 11.
  • Das heißt, die Drähte 21 sind mit dem Verbindungsabschnitt 12 des Anschlusses 11 verbunden. Daher ist es, wie in 3 gezeigt, möglich, die Vielzahl von Drähten 21 mit einer Befestigungsstelle zu verbinden, indem die Verbindungs-Anschlussabschnitte 13 einer Vielzahl der Anschlüsse 11 übereinander angeordnet werden, so dass die Verbindungslöcher 13a miteinander in Verbindung stehen können und die Anschlüsse an der Befestigungsstelle über eine Befestigungsschraube befestigt werden können, die in die Anschlusslöcher 13a eingeführt wird.
  • Im Folgenden werden die jeweiligen Vorgänge beim Verbinden der Drähte 21 mit dem Anschluss 11 beschrieben. 4(a) bis 4(c) stellen ein Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses dar.
  • Vorgang zum Einführen und Anordnen
  • Die Vielzahl von Drähten 21, deren Einzelleiter 22 aus den Ummantelungen 23 an ihren Endabschnitten freiliegend vorstehen, werden, wie in 4(a) gezeigt, zu einem Bündel verbunden, und die Einzelleiter 22, die aus den Ummantelungen 23 der Drähte 21 freiliegend vorstehen, werden zu einem Bündel verbunden und in den Verbindungsabschnitt 12 des Anschlusses 11 eingeführt und darin angeordnet.
  • Vorgang zum Erhitzen und Schmelzen
  • Der Öffnungsabschnitt 12a des Verbindungsabschnitts 12 des Anschlusses 11 ist, wie in 4(b) gezeigt, in vertikaler Richtung nach oben gewandt, und der Verbindungsabschnitt 12 wird mit Heizeinrichtungen 31 von seinen Seiten her (einer Richtung von Pfeil A in 4(b)) erhitzt. Dadurch werden die Einzelleiter 22 der Drähte 21 in dem Verbindungsabschnitt 12 zum Schmelzen gebracht. So wird das geschmolzene Metall in dem Verbindungsabschnitt 12 aufgenommen.
  • Vorgang zum Heben des geschmolzenen Metalls
  • Die Einzelleiter 22 werden, wie in 4(c) gezeigt, weiter in den Verbindungsabschnitt 12 eingeführt, und der Verbindungsabschnitt 12 wird von den Seiten her (einer Richtung von Pfeil B in 4(c)) unter Druck gesetzt, so dass das geschmolzene Metall S in dem Verbindungsabschnitt 12 in der vertikalen Richtung auf eine Höhe über den Endabschnitten der Ummantelung 23 der Drähte 21 gehoben wird. Um die Leiter 22 in den Verbindungsabschnitt 12 einzuführen, müssen lediglich die Drähte 21 abgesenkt oder der Anschluss 11 angehoben werden. Es können auch sowohl das Absenken der Drähte 21 als auch das Anheben des Anschlusses 11 durchgeführt werden.
  • Dabei können das Einführen der Einzelleiter 22 in den Verbindungsabschnitt 12 oder das Ausüben von Druck auf den Verbindungsabschnitt 12 von außen durchgeführt werden, um das geschmolzene Metall S in der vertikalen Richtung auf die Höhe über den Endabschnitten der Ummantelungen 23 der Drähte 21 anzuheben.
  • Vorgang zum Abkühlen und Verfestigen
  • Danach wird der Anschluss 11 abgekühlt, so dass sich das geschmolzene Metall S in dem Verbindungsabschnitt 12 verfestigt.
  • Indem die oben beschriebenen Vorgänge durchgeführt werden, kann das geschmolzene Metall S auf äußerst einfache Weise gleichmäßig zwischen den Leitern 22 der Vielzahl von Drähten 21 verteilt werden. Damit ist es möglich, die Einzelleiter 22 der Drähte 21 vorteilhaft in den Verbindungsabschnitt 12 des Anschlusses 11 zu integrieren und damit die Drähte zuverlässig mit dem Anschluss zu verbinden.
  • Es ist außerdem möglich, zu verhindern, dass die Kosten zunehmen, wie es der Fall ist, wenn das teuere verbindende Material eingesetzt wird oder wenn die Plattierung, aus der das verbindende Material wird, im Voraus durchgeführt wird.
  • In 5 ist hier ein Bezugsbeispiel dargestellt, um die Überlegenheit der Erfindung zu veranschaulichen.
  • 5 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses in einem Bezugsbeispiel darstellt.
  • Das Bezugsbeispiel zeigt eine Ultraschallverbindung, bei der die Einzelleiter 22 der Drähte 21 Ultraschallwellen ausgesetzt werden, um so die Verbindung herzustellen.
  • Bei diesem Verbindungsverfahren wird, wie in 5 gezeigt eine Sonotrode (nicht dargestellt) an einer einem Amboss 1 in Bezug auf ein Bündel der Einzelleiter 22 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Mit der Sonotrode werden Ultraschallschwingungen zu dem Bündel der Leiter 22 (in einer Richtung von Pfeil C in 5) geleitet.
  • Bei diesem Ultraschall-Verbindungsverfahren erreichen die Ultraschallwellen jedoch eine der Auftreffseite gegenüberliegende Seite nicht ausreichend, so dass die Verbindung möglicherweise unzureichend ist. Des Weiteren wird, da die Einzelleiter 22 nebeneinander angeordnet sind, die Stärke der Ultraschallwellen möglicherweise gestreut und damit verringert.
  • Daher müssen, nachdem die Ultraschallschwingungen einmal aufgebracht wurden, die Ultraschallschwingungen erneut aus einer um 90° geänderten Richtung (einer Richtung von Pfeil D in 5) auf das Bündel der Einzelleiter 22 aufgebracht werden, wodurch der Verbindungsvorgang aufwändig wird. Weiterhin müssen je nach Anzahl oder Anordnung der Einzelleiter 22 entsprechende Verbindungsbedingungen hergestellt werden.
  • Die Erfindung ist dabei nicht auf die oben beschriebene veranschaulichende Ausführungsform beschränkt und kann gegebenenfalls abgewandelt und verbessert werden. Weiterhin sind die Materialien, Formen, Größen, die Anzahl, die Anordnungspositionen und dergleichen der jeweiligen Elemente, die die oben beschriebene veranschaulichende Ausführungsform bilden, beliebig gewählt und unterliegen keiner speziellen Einschränkung, sofern die Aufgabe der Erfindung erfüllt werden kann.
  • Die vorliegende Anmeldung basiert auf der am 14. Juli 2010 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-159924.
  • Industrielle Einsetzbarkeit
  • Bei dem Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses der Erfindung ist es möglich, eine Vielzahl von Drähten auf einfache Weise und zuverlässig mit dem Anschluss zu verbinden, ohne dass die Kosten dafür zunehmen.
  • Bezugszeichenliste
    • 11:
    Anschluss
    12:
    Verbindungsabschnitt
    12a:
    Öffnungsabschnitt
    21:
    Drähte
    22:
    Einzelleiter
    23:
    Ummantelungen
    S:
    geschmolzenes Metall

Claims (1)

  1. Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses (11) mit Drähten (21), das umfasst: einen Vorgang zum Einführen und Anordnen, in dem Einzelleiter (22) einer Vielzahl von Drähten (21), die aus Ummantelungen (23) an Endabschnitten der Drähte (21) freiliegend vorstehen, als ein Bündel in einen Verbindungsabschnitt (12) eingeführt und in ihm angeordnet werden, wobei dieser eine zylindrische Form mit einem Bodenteil und einem Öffnungsabschnitt (12a) an einer Seite des Verbindungsabschnitts (12) hat und der Anschluss (11) aus einem Metallmaterial besteht und den Verbindungsabschnitt (12) aufweist; einen Vorgang des Erhitzens und Schmelzens, in dem der Verbindungsabschnitt (12), wenn der Öffnungsabschnitt (12a) des Verbindungsabschnitts (12) in einer vertikalen Richtung nach oben gerichtet ist, erhitzt wird, um die Einzelleiter (22) in dem Verbindungsabschnitt (12) zum Schmelzen zu bringen; und einen Vorgang zum Heben von geschmolzenem Metall (S), durch weiteres Einführen der Leiter (22) in den Verbindungsabschnitt (12) und/oder Druckausübung auf den Verbindungsabschnitt (12) von außen, um das geschmolzene Metall (S) in dem Verbindungsabschnitt (12) in der vertikalen Richtung auf eine Höhe über Endabschnitten der Ummantelung (23) der Drähte (21) zu heben.
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