DE112015000538B4 - Kabelendstück und Struktur zum Verbinden des Kabelendstücks mit einem Aluminiumkabel - Google Patents

Kabelendstück und Struktur zum Verbinden des Kabelendstücks mit einem Aluminiumkabel Download PDF

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Abstract

Verschraubbares Kabelendstück (1), das mit einem Kabel (2) verbindbar ist, welches einen Aluminiumleiter (3) aus einem auf Aluminium basierenden Metall aufweist, wobei das Kabelendstück (1) einen Kabelverbindungsabschnitt (6) aufweist, welcher durch ein auf Kupfer basierendes metallisches Material gebildet ist, welcher sich an einen elektrischen Kontaktabschnitt (5), der ein Schraubenloch (8) aufweist, anschließt und welcher mit dem Aluminiumleiter (3) verschweißbar und elektrisch verbindbar ist,eine Oberfläche des elektrischen Kontaktabschnitts (5) und eine Oberfläche des Kabelverbindungsabschnitts (6) mit einem ersten Metall beschichtet sind und eine Oberfläche des ersten Metalls des elektrischen Kontaktabschnitts (5) mit einem zweiten Metall beschichtet ist, unddas erste Metall und das zweite Metall, die durch unterschiedliche Metalle gebildet sind, unter Metallen zwischen Wasserstoff und Aluminium ausgewählt sind, wobei Aluminium ein negatives elektrisches Potential in Bezug auf das elektrische Potential von Wasserstoff und eine höhere Ionisierungstendenz aufweist, und das zweite Metall ein Metall mit einem kleineren negativen elektrischen Potential und einer niedrigeren Ionisierungstendenz als das erste Metall ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kabelendstück und eine Struktur zum Verbinden des Kabelendstücks mit einem Aluminiumkabel. Genauer gesagt wird die vorliegende Erfindung vorzugsweise als Kabelendstück benutzt, das ein Aluminiumkabel mit einem Leiter aus einem auf Aluminium basierenden Metall mit einem Kabelendstück verbindet, welches durch Bearbeiten einer Platte bzw. einem Blech aus einem auf Kupfer basierenden Metall ausgebildet ist und durch Festziehen einer Schraube mit einem leitfähigen Gegenstück verbindbar ist.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • In den letzten Jahren gab es Bestrebungen, für in einem Automobil geführte Kabel anstelle des üblicherweise verwendeten Kupferkabels Aluminiumkabel zu benutzen, da dieses vorteilhafterweise leicht und kostengünstig ist. Aluminiumkabel umfassen auf Aluminium basierende metallische Einzeldrähte, die zu einem Leiter verdrillt sind, welcher von einem Isolationsmantel aus einem isolierenden Kunststoff ummantelt ist. Mit dem Kabel ist ein Kabelendstück verbunden, das dazu dient, eine elektrische Verbindung mit einem durch ein leitfähiges metallisches Material gebildeten Gegenstück wie einer Sammelschiene, einer Klemme, einem geerdeten Blech der Fahrzeugkarosserie oder dergleichen herzustellen. Das Kabelendstück ist durch ein auf Kupfer basierendes Metall gebildet, da dieses eine gute Leitfähigkeit aufweist und für eine sehr zuverlässige elektrische Verbindung sorgt.
  • Demgemäß wird der Leiter aus auf Aluminium basierendem Metall (im Weiteren als Aluminiumleiter bezeichnet) des Aluminiumkabels mit einem Kabelendstück aus einem auf Kupfer basierenden Metall in Kontakt gebracht und verbunden. Wenn jedoch der Aluminiumleiter und das auf Kupfer basierende Kabelendstück in Kontakt gebracht werden, wird Kontakt zwischen den verschiedenartigen Metallen Al und Cu hergestellt. Der Kontakt zwischen diesen verschiedenartigen Metallen erhöht jedoch die Wahrscheinlichkeit von Korrosion, und das Fortschreiten von Korrosion wird insbesondere dann begünstigt, wenn ein Kontaktbereich zwischen den verschiedenartigen Metallen einem Enteisungsmittel, einem Batterieelektrolyt, Regenwasser oder Waschwasser ausgesetzt ist.
  • Zur Lösung des vorstehend beschriebenen Problems wurde in der JP 2013-20862A ein in 7 gezeigtes Aluminiumkabel-Kabelendstück 100 vorgeschlagen. Bei dem Kabelendstück 100 ist eine Oberfläche eines Kabelendstücks aus einem auf Kupfer basierenden Metall mit einer Aluminiumschicht überzogen, und wenn Leiter-Quetschlaschen 101 des Kabelendstücks 100 verformt und auf einen Aluminiumleiter eines Aluminiumkabels gequetscht und das Aluminiumkabel und das Kabelendstück 100 in Kontakt gebracht werden, wird Kontakt zwischen gleichartigen Metallen hergestellt, was das Auftreten von Korrosion verhindert.
  • VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
  • PATENTDOKUMENTE
  • Patentdokument Nr. 1: JP 2013-20862 A
  • ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
  • In Fällen, in denen es sich bei dem in 7 gezeigten gequetschten Kabelendstück 100 aus Patentdokument 1 um ein Kabelendstück handelt, bei dem ein elektrischer Kontaktabschnitt 102 ein passendes Gegenkontaktstück passend aufnimmt (weibliches Kabelendstück in 7) und es sich bei dem Gegenkontaktstück ebenfalls um ein mit einer Aluminiumschicht plattiertes Kabelendstück handelt, kommen gleichartige Metalle in Eingriff und es gibt kein Korrosionsrisiko. In manchen Fällen kann jedoch ein Kabelendstück, das zur Verbindung mit einem Aluminiumkabel mit einer Aluminiumschicht versehen ist, wie in 8 gezeigt in einem elektrischen Kontaktabschnitt 151 ein Schraubenloch 152 aufweisen, und eine Schraube 160 wird durch das Schraubenloch 152 geführt, um ein verschraubbares Kabelendstück 150 auszubilden, das mit der Schraube 160 und einer (in der Zeichnung nicht gezeigten) Mutter an einem leitfähigen Gegenstück 165 festgemacht wird. In einem solchen Fall handelt es sich bei der Schraube 160 um ein auf Kupfer basierendes Metall, oder sie weist eine Zinnplattierung auf einer auf Kupfer basierenden Metalloberfläche auf. Daher kommt es zu Kontakt zwischen dem Kupfer oder Zinn auf der Oberfläche der Schraube und der Aluminiumschicht auf dem Kabelendstück 150, wobei Kontakt zwischen verschiedenartigen Metallen hergestellt wird, und es wird wahrscheinlicher, dass es auf einer Oberfläche, wo die Schraube und das Kabelendstück in Kontakt sind, zu Korrosion kommt.
  • Weiterhin werden in Fällen, in denen das Aluminiumkabel ein dickes Kabel ist, dessen Leiter eine Querschnittsfläche von mindestens 8 mm2 aufweist, der Aluminiumleiter und das Kabelendstück durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden, um die Zuverlässigkeit einer elektrischen Verbindung zwischen dem Aluminiumleiter und dem Kabelendstück zu erhöhen und das Eindringen von Feuchtigkeit zuverlässig zu vermeiden. Wenn in einem solchen Falle am Kontakt zwischen Aluminiumleiter und Kabelendstück beide Flächen aus Aluminium sind, kann es zu Schwierigkeiten beim Verschweißen mittels Ultraschallschweißen kommen, weil das Aluminium einen hohen Schmelzpunkt aufweist. Außerdem kann es in dem Isolationsmantel zu hitzebedingten Schäden kommen, wenn statt Ultraschallschweißen Widerstandsschweißen durchgeführt wird.
  • Die vorliegende Erfindung entstand angesichts der vorstehend erwähnten Probleme, und ihr liegt als Aufgabe zugrunde, ein mit einem Aluminiumdraht verbundenes verschraubbares Kabelendstück bereitzustellen, welches vermeidet, dass im Kontaktbereich zwischen dem Aluminiumleiter des Aluminiumkabels und dem Kabelendstück sowie im Kontaktbereich zwischen einer Schraube und dem Kabelendstück verschiedenartige Metalle in Kontakt kommen, und dadurch korrosionshemmend wirkt.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kabelendstück gelöst, bei dem es sich um ein verschraubbares Kabelendstück handelt, welches mit einem Kabel verbindbar ist, das einen Aluminiumleiter aus einem auf Aluminium basierenden Metall umfasst. Das Kabelendstück weist einen Kabelverbindungsabschnitt auf, der durch ein auf Kupfer basierendes metallisches Material gebildet ist, der sich an einen elektrischen Kontaktabschnitt, der ein Schraubenloch aufweist, anschließt, und der mit dem Aluminiumleiter verschweißbar und elektrisch verbindbar ist. Eine Oberfläche des Kabelverbindungsabschnitts ist mit einem ersten Metall beschichtet, und eine Oberfläche des elektrischen Kontaktabschnitts ist mit einem zweiten Metall beschichtet. Das erste Metall und das zweite Metall, die durch unterschiedliche Metalle gebildet sind, sind unter Metallen zwischen Wasserstoff und Aluminium ausgewählt, wobei Aluminium ein negatives elektrisches Potential in Bezug auf das elektrische Potential von Wasserstoff und eine höhere Ionisierungstendenz aufweist, und das zweite Metall ist ein Metall mit einem kleineren negativen elektrischen Potentialwert und einer niedrigeren Ionisierungstendenz als das erste Metall.
  • Das erste Metall kann unter Zn, Cr, Fe und Ni ausgewählt sein, und das zweite Metall kann unter Cr, Fe, Ni und Sn ausgewählt sein. Das erste Metall und das zweite Metall können Legierungen sein, die ein gewähltes Metall als primäre Komponente umfassen. „Primäre Komponente“ bezeichnet eine Komponente, die einen Anteil von mehr als 50 Masse% an einer Gesamtmasse hat.
  • Eine Beziehung zwischen dem elektrischen Potential und der Ionisierungstendenz eines Metalls ist solchermaßen, dass die Ionisierungstendenz abnimmt, wenn das elektrische Potential von negativ über 0 zu positiv ansteigt. Das elektrische Potential von Aluminium ist -1,662 V, das elektrische Potential von Nickel ist -0,257 V, das elektrische Potential von Zinn ist -0,138 V, das elektrische Potential von Wasserstoff ist 0 V und das elektrische Potential von Kupfer ist +0,342 V. Da in den Kontaktbereichen zwischen verschiedenen Metallen mit einem großen Potentialunterschied Korrosion wahrscheinlich ist, werden als miteinander in Kontakt stehende Metalle im Sinne des Korrosionsschutzes Metalle mit einem geringen elektrischen Potentialunterschied gewählt.
  • Der Kabelverbindungsabschnitt des Kabelendstücks kontaktiert den Aluminiumleiter, und der elektrische Kontaktabschnitt kontaktiert die auf Kupfer basierende Metallschraube. Der Potentialunterschied zwischen Aluminium und Kupfer ist groß, und daher steigt, wenn der Kabelverbindungsabschnitt und der elektrische Kontaktabschnitt mit demselben Metall plattiert sind, entweder der Potentialunterschied zu dem Aluminiumkabel oder der Potentialunterschied zu der Schraube, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Korrosion auf der Seite mit dem erhöhten Potentialunterschied steigt. Somit ist bei der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend beschrieben, das erste Metall, das auf den Kabelverbindungsabschnitt, der sich in Kontakt mit dem Aluminiumleiter befindet, plattiert ist und diesen überzieht, ein Metall mit einem geringen elektrischen Potentialunterschied zu Aluminium und einer vergleichsweise hohen Ionisierungstendenz. Das erste Metall unterscheidet sich von dem zweiten Metall, das auf den elektrischen Kontaktabschnitt des Kabelendstücks, welcher sich in Kontakt mit der Schraube befindet, plattiert ist und diesen überzieht. Das zweite Metall ist ein Metall mit einer niedrigen Ionisierungstendenz in der Nähe der Ionisierungstendenz des Kupfers der Schraube und ein Metall mit einer niedrigeren Ionisierungstendenz als das erste Metall.
  • Genauer gesagt ist der Kabelverbindungsabschnitt, der mit dem Aluminiumleiter in Kontakt kommt, vorzugsweise mit einer Nickelplattierung beschichtet (im Weiteren umfasst dies auch eine Plattierung mit Nickellegierung), und der elektrische Kontaktabschnitt, der mit der Schraube in Kontakt kommt, welche mit Zinn plattiert ist (im Weiteren umfasst dies auch eine Plattierung mit Zinnlegierung), ist vorzugsweise mit einer Zinnplattierung beschichtet. Außerdem kann das Plattieren der Grundplatte erfolgen, indem das gesamte Kabelendstück mit Nickel plattiert wird, sodann kann der elektrische Kontaktabschnitt von oben mit einer Zinnplattierung versehen und der Kabelverbindungsabschnitt mit einer Nickelschutzschicht beschichtet werden, wohingegen der verschraubbare elektrische Kontaktabschnitt mit einer Zinnschutzschicht beschichtet werden kann.
  • Bei der auf Kupfer basierenden Metallschraube handelt es sich um dasselbe Metall wie bei dem auf Kupfer basierenden metallischen Kabelendstück. Obwohl diese Ausgestaltung vorteilhaft ist, weil sie in einem Kontaktbereich in einem nicht plattierten Zustand keine Korrosion verursacht, erfolgt dennoch in der Regel eine Plattierung, um das Oxidieren der Schraube zu vermeiden. Bei der Plattierung handelt es sich um eine Zinnplattierung, was den Potentialunterschied zu dem auf Kupfer basierenden Kabelendstück reduziert. Demgemäß weist der elektrische Kontaktabschnitt des Kabelendstücks, der mit der mit Zinn plattierten Schraube in Kontakt kommt, vorzugsweise eine Zinnplattierung auf, damit Kontakt zwischen gleichartigen Metallen hergestellt wird.
  • Wenn das gesamte Kabelendstück mit Zinn plattiert ist und der elektrische Kontaktabschnitt, der mit dem Aluminiumleiter in Kontakt ist, ebenfalls mit Zinn plattiert ist, kann das Zinn beim Verschweißen von Aluminiumleiter und Kabelendstück schmelzen, da Zinn einen Schmelzpunkt von 232 °C aufweist. Daher kann ein Oxidfilm des Aluminiumleiters nicht aufgebrochen werden. Wenn der Oxidfilm des Aluminiumleiters nicht aufgebrochen wird, wird die elektrische Verbindung mit dem Kabelendstück nicht geeignet ausgebildet. Somit ist als Plattierung des Kabelverbindungsabschnitts, der mit dem Aluminiumleiter verschweißt wird, eine Zinnplattierung ungeeignet. Auf dem Kabelverbindungsabschnitt ist eine Nickelplattierung vorgesehen, die einen geringen Potentialunterschied zu Zinn und einen hohen Schmelzpunkt (1453 °C) aufweist. Wäre dagegen das gesamte Kabelendstück mit Nickel plattiert und auch der elektrische Kontaktabschnitt, der mit der mit Zinn plattierten Schraube in Kontakt ist, auch mit Nickel plattiert, würden Zinn und Nickel einen Kontakt zwischen verschiedenartigen Metallen herstellen, was zu einem Korrosionsrisiko führen würde. Daher wird, vor vorstehend beschrieben, eine Zinnplattierung bevorzugt.
  • Wie vorstehend beschrieben handelt es sich bei dem Kabelendstück gemäß der vorliegenden Erfindung um ein verschraubbares Kabelendstück mit einem Schraubenloch in dem elektrischen Kontaktabschnitt. Vorzugsweise weist der Kabelverbindungsabschnitt, der mit dem Aluminiumleiter in Kontakt kommt, eine Grundplattenoberfläche des Kabelverbindungsabschnitts, die sich an die Grundplatte des elektrischen Kontaktabschnitts anschließt, als Leiterschweißabschnitt und an einem hinteren Ende des Leiterschweißabschnitts eine Isolationsmantel-Quetschlasche auf, die verformbar und auf einem Isolationsmantel des Kabels fixierbar ist. Außerdem können auf zwei Seiten in Querrichtung des Drahtschweißabschnitts des elektrischen Kontaktabschnitts Leiter-Quetschlaschen vorstehen, und nachdem der Aluminiumleiter mit dem Leiterschweißabschnitt verschweißt worden ist, kann eine Quetschvorrichtung die Leiter-Quetschlaschen zusammen mit den Isolationsmantel-Quetschlaschen verformen und quetschen.
  • Weiterhin kann der Leiterschweißabschnitt an zwei in einem Intervall in Längsrichtung beabstandeten Stellen mit Rippen versehen sein, die über die gesamte Querrichtung verlaufen, und Einzeldrähte des Aluminiumleiters können an den beiden Stellen ohne Spalt auf die Rippen geschweißt sein.
  • Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung eine Struktur zum Verbinden eines Kabelendstücks mit einem Aluminiumkabel bereit, bei der das verschraubbare Kabelendstück mit dem Aluminiumkabel verbunden ist, welches in einem Fahrzeug geführt ist und den Aluminiumleiter umfasst. Das Aluminiumkabel ist ein dickes Kabel, bei welchem der Aluminiumleiter eine Querschnittsfläche von mindestens 8 mm2 aufweist, und das Aluminiumkabel ist durch Ultraschallweißen mit dem Leiterschweißabschnitt verschweißt. Das mit dem Kabelendstück verschweißte Kabel ist nicht auf das dicke Kabel eingeschränkt. Stattdessen kann bei einem Aluminiumkabel, bei welchem der Leiter eine Querschnittsfläche von weniger als 8 mm2 aufweist, der Aluminiumleiter mit dem Kabelendstück verschweißt sein. Da jedoch das dicke Kabel die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung mit dem Kabelendstück erhöht, wird Ultraschallschweißen bevorzugt.
  • EFFEKT DER ERFINDUNG
  • Wie vorstehend beschrieben weist ein erfindungsgemäßes verschraubbares Kabelendstück, das mit einem Aluminiumkabel verbindbar ist, eine Schutzschicht auf, die einen Kabelverbindungsabschnitt, welcher mit einem Aluminiumleiter des Kabels verschweißt ist, mit einem ersten Metall wie etwa Nickel plattiert, das einen kleineren Potentialunterschied zu Aluminium aufweist, und bildet eine Schutzschicht aus, die einen elektrischen Kontaktabschnitt, der mit einer mit Schraube aus Kupfer oder einer mit Zinn plattierten Schraube in Kontakt kommt, mit einem zweiten Metall wie etwa Zinn plattiert, das einen kleineren Potentialunterschied zu Kupfer oder Zinn aufweist. Demgemäß kann das Auftreten von Korrosion, die sich wahrscheinlich entwickelt, wenn der Potentialunterschied bei Kontakt zwischen verschiedenartigen Metallen groß ist, verhindert oder gehemmt werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Kabelendstück gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 2 ist eine Ansicht des Kabelendstücks von vorn.
    • 3 ist eine Ansicht, die eine Modifikation des Kabelendstücks von vorn zeigt.
    • 4 ist eine Draufsicht auf ein Aluminiumkabel, das mit dem Kabelendstück verbunden ist.
    • 5 ist eine Querschnittsansicht eines Kabelendstücks gemäß einer zweiten Ausführungsform.
    • 6 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Kabelendstücks gemäß einer dritten Ausführungsform.
    • 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Kabelendstücks gemäß einem herkömmlichen Beispiel.
    • 8 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren herkömmlichen Beispiels.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Die 1 bis 4 veranschaulichen ein Kabelendstück gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Kabelendstück ist durch ein verschraubbares Kabelendstück 1 gebildet und, wie in 1 gezeigt ist, mit einem kabelendstückseitigen Ende eines Aluminiumkabels 2 verbunden, in welchem auf Aluminium basierende Einzeldrähte 3s zu einem Aluminiumleiter 3 verdrillt sind, welcher von einem Isolationsmantel 4 ummantelt ist, der durch einen isolierenden Kunststoff gebildet ist. Das Aluminiumkabel 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein dickes Kabel, bei welchem der Aluminiumleiter 3 eine Querschnittsfläche von mindestens 8 mm2 aufweist, und ist als Stromversorgungsleitung oder Erdungsleitung in einem Automobil geführt.
  • Ein vorderer Abschnitt des verschraubbaren Kabelendstücks 1 weist einen elektrischen Kontaktabschnitt 5 auf, und ein hinterer Abschnitt des verschraubbaren Kabelendstücks 1 weist einen Kabelverbindungsabschnitt 6 auf. Genauer gesagt weist ein vorderer Abschnitt einer Grundplatte 7, die in Längsrichtung verläuft, eine große Breite auf und bildet den elektrischen Kontaktabschnitt 5 aus, der ein Schraubenloch 8 aufweist. Der Kabelverbindungsabschnitt 6 umfasst einen Leiterschweißabschnitt 10, der durch einen ebenen, rechteckigen Plattenabschnitt der durchgängigen Grundplatte 7 gebildet ist, und einen Isolationsmantel-Befestiger 12, bei dem ein Paar Isolationsmantel-Quetschlaschen 11 von zwei Seiten in Breitenrichtung der Grundplatte 7 vorstehen, und der nach hinten über den Leiterschweißabschnitt 10 hinaus vorsteht.
  • Das verschraubbare Kabelendstück 1 mit der vorstehend beschriebenen Gestalt wird durch Ausstanzen einer auf Kupfer basierenden Metallplatte (Messingplatte) und anschließendes Biegen der Platte ausgebildet. In einem Bereich A auf einer Vorderseite des Drahtschweißabschnitts 10 des Kabelverbindungsabschnitts 6 ist die auf Kupfer basierende Metallplatte mit Nickel oder Nickellegierung (erstes Metall) plattiert, wodurch eine Nickelschutzschicht 15 (durch die Kreuzschraffierung in 1 dargestellt) bereitgestellt wird. Weiterhin kann, wie in 3 gezeigt ist, eine gesamte Außenfläche der auf Kupfer basierenden Metallplatte (einschließlich einer oberen Fläche, einer unteren Fläche und zweier Seitenflächen des Kabelverbindungsabschnitts 6) mit Nickel plattiert sein, um die Nickelschutzschicht 15 bereitzustellen. Außerdem ist in einem Bereich B in den Zeichnungen auf dem elektrischen Kontaktabschnitt 5, an dem die Schraube 20 befestigt wird, die auf Kupfer basierende Metallplatte mit Zinn oder Zinnlegierung (zweites Metall) plattiert, wodurch eine Zinnschutzschicht 16 (durch eine gestrichpunktete Schraffierung in 1 dargestellt) bereitgestellt wird. Weiterhin kann, wie in 3 gezeigt ist, die gesamte Außenfläche der auf Kupfer basierenden Metallplatte (einschließlich der oberen Fläche, der unteren Fläche und der Seitenflächen des elektrischen Kontaktabschnitts 5) mit Zinn plattiert sein, um die Zinnschutzschicht 16 bereitzustellen.
  • Um das Aluminiumkabel 2 mit dem verschraubbaren Kabelendstück 1 zu verbinden, wird, wie in 4 gezeigt, der Aluminiumleiter 3, der über ein abisoliertes Ende 4s des Isolationsmantels 4 hinaus freigelegt ist und übersteht, auf dem Leiterschweißabschnitt 10 des Kabelverbindungsabschnitts 6 des verschraubbaren Kabelendstücks 1 platziert; das abisolierte Ende 4s wird ein wenig weiter vorn als die Isolationsmantel-Quetschlaschen 11 angeordnet; der Aluminiumleiter 3 wird in diesem Zustand mittels Ultraschallschweißen mit dem Leiterschweißabschnitt 10 verschweißt; und nach dem Verschweißen werden die Isolationsmantel-Quetschlaschen 11 verformt und auf eine Außenumfangsfläche des Isolationsmantels 4 gequetscht.
  • In einem Zustand, in dem das verschraubbare Kabelendstück 1 und das Aluminiumkabel 2 verbunden sind, ist der Aluminiumleiter 3 mit der Nickelschutzschicht 15 auf der Vorderseite des Leiterschweißabschnitts 10 verbunden. Angesichts eines elektrischen Potentials von -1,662 V für Aluminium und eines Elektrons -0,257 V für Nickel ist ein Potentialunterschied zwischen Aluminium und Nickel gering, und daher kann Korrosion gehemmt und vermieden werden. Weiterhin kann der Aluminiumdraht 3 unter Verwendung von Ultraschallschweißen mit der Nickelschutzschicht 15 verschweißt werden.
  • Wie in 1 gezeigt ist, wird das verschraubbare Kabelendstück 1, das mit dem Aluminiumkabel 2 verbunden ist, mit der Schraube 20 an einem leitfähigen Element wie etwa einer Stromzufuhr-Sammelschiene 30 festgezogen und fixiert. Die Schraube 20 ist durch ein auf Kupfer basierendes Metall ausgebildet und weist im Hinblick auf Korrosionsvermeidung eine Zinnplattierung auf ihrer Oberfläche auf. Der elektrische Kontaktabschnitt 5 des verschraubbaren Kabelendstücks 1, der mit der mit Zinn plattierten Schraube 20 in Kontakt ist, weist die Zinnschutzschicht 16 auf. Somit besteht in einem Bereich, in dem die Schraube 20 und die Zinnschutzschicht 16 in Kontakt miteinander sind, Kontakt zwischen gleichartigen Metallen, so dass das Auftreten von Korrosion verhindert wird.
  • Das verschraubbare Kabelendstück gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform eingeschränkt. Genauer gesagt sind das erste Metall, das auf den Kabelverbindungsabschnitt 6 des verschraubbaren Kabelendstücks 1 plattiert ist, und das zweite Metall, das auf den elektrischen Kontaktabschnitt 5 plattiert ist, nicht auf die vorstehend beschriebenen Metalle Nickel und Zinn eingeschränkt. Das erste Metall kann unter Zn, Cr, Fe und Ni ausgewählt sein, und das zweite Metall kann unter Cr, Fe, Ni und Sn ausgewählt sein. Weiterhin weist das als das zweite Metall gewählte Metall ein kleineres negatives elektrisches Potential und eine niedrigere Ionisierungstendenz auf als das als das erste Metall gewählte Metall.
  • Für das erste Metall verläuft eine Reihenfolge von dem größten negativen elektrischen Potential und der höchsten Ionisierungstendenz zum kleinsten negativen elektrischen Potential und der niedrigsten Ionisierungstendenz wie folgt: Zn → Cr → Fe → Ni. Auf gleiche Weise verläuft für das erste Metall eine Reihenfolge von dem größten negativen elektrischen Potential und der höchsten Ionisierungstendenz zum kleinsten negativen elektrischen Potential und der niedrigsten Ionisierungstendenz wie folgt: Cr -> Fe -> Ni -> Sn. Das zweite Metall, das auf den elektrischen Kontaktabschnitt 5 plattiert ist, ist ein Metall mit einem kleineren negativen elektrischen Potential als das erste Metall, das auf den Leiterschweißabschnitt 10 plattiert ist. Wenn daher Zn als das erste Metall gewählt ist, kann ein beliebiges Metall unter Cr, Fe, Ni und Sn als zweites Metall gewählt werden, aber der elektrische Kontaktabschnitt 5, der in Kontakt mit der zinnplattierten Kupferschraube 20 ist, ist vorzugsweise wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform mit Zinn plattiert. Wenn dagegen Zinn, welches das niedrigste elektrische Potential aufweist, als zweites Metall gewählt ist, mit dem der elektrische Kontaktabschnitt 5 plattiert ist, kann es sich bei dem ersten Metall, mit dem der Leiterschweißabschnitt 10 plattiert ist, um ein beliebiges Metall unter den Metallen Zn, Cr, Fe und dem vorstehend beschriebenen Ni handeln und es ist nicht auf Ni eingeschränkt.
  • Bei einer zweiten Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, wird als Grundplattierung auf ein gesamtes verschraubbares Kabelendstück 1-2 eine Nickelplattierung 22 aufgebracht; hernach wird auf den elektrischen Kontaktabschnitt 5 (unter Ausschluss des Kabelverbindungsabschnitts 6) eine Zinnplattierung 23 als Deckplattierung aufgebracht, und der elektrische Kontaktabschnitt 5 weist eine Zinnschutzschicht 16B auf, bei welcher die Zinnplattierung 23 von oben auf eine Vorderseite der Grundplattierung, bei der es sich um eine Nickelplattierung 22 handelt, auf einer Vorderseite der auf Kupfer basierenden Metallplatte plattiert ist. Unterdessen bildet in dem Leiterschweißabschnitt 10 des Kabelverbindungsabschnitts 6 die Grundplattierung, bei der es sich um eine Nickelplattierung 22 handelt, eine Nickelschutzschicht 15B als Oberflächenschicht aus.
  • Auf dem verschraubbaren Kabelendstück, das eine auf Kupfer basierende Metallplatte als Substrat aufweist, können die durch das erste Metall gebildete Plattierung und die durch das zweite Metall gebildete Plattierung plattiert werden, bevor die auf Kupfer basierende Metallplatte ausgestanzt wird; sie können in einem fortgeschrittenen Zustand nach dem Ausstanzen und vor dem Biegen plattiert werden, oder sie können nach dem Biegen und Ausbilden einer Produktgestalt plattiert werden. Bei dem Plattieren kann es sich entweder um eine Eintauchplattierung (Eintauchen in ein Plattierungsbad) oder ein Plattierungsverfahren handeln, bei dem eine Plattierungsflüssigkeit strahlzersträubt wird. Weiterhin wird eine zweistufige Plattierung bevorzugt, bei dem die Plattierung unter Maskieren eines zuvor plattierten Abschnitts durchgeführt wird.
  • 6 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform. Ein verschraubbares Kabelendstück 1-3 gemäß der dritten Ausführungsform ist analog zu dem der ersten Ausführungsform ausgestaltet, wobei bei dem verschraubbaren Kabelendstück 1-3 die Nickelschutzschicht 15 auf dem Leiterschweißabschnitt 10 des Kabelverbindungsabschnitts 6 vorgesehen ist und die Zinnschutzschicht 16 auf dem elektrischen Kontaktabschnitt 5 vorgesehen ist. Ein Paar Leiter-Quetschlaschen 18 ist von den beiden Seiten in Querrichtung des Leiterschmelzabschnitts 10 des Kabelverbindungsabschnitts 6 vorstehend vorgesehen, und eine Nickelschutzschicht 15C ist auch auf einer inneren Fläche der Leiter-Quetschlaschen 18 vorgesehen und kontaktiert den Aluminiumleiter 3. Auf den Leiter-Quetschlaschen 18 erfolgt Ultraschallschweißen, und anschließend werden die Leiter-Quetschlaschen 18 zusammen mit den Isolationsmantel-Quetschlaschen 11 verformt und gequetscht.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    verschraubbares Kabelendstück
    2
    Aluminiumkabel
    3
    Aluminiumleiter
    4
    Isolationsmantel
    5
    elektrischer Kontaktabschnitt
    6
    Kabelverbindungsabschnitt
    7
    Grundplatte
    8
    Schraubenloch
    10
    Leiterschweißabschnitt
    11
    Isolationsmantel-Quetschlasche
    15
    Nickelschutzschicht
    16
    Zinnschutzschicht
    20
    Schraube

Claims (5)

  1. Verschraubbares Kabelendstück (1), das mit einem Kabel (2) verbindbar ist, welches einen Aluminiumleiter (3) aus einem auf Aluminium basierenden Metall aufweist, wobei das Kabelendstück (1) einen Kabelverbindungsabschnitt (6) aufweist, welcher durch ein auf Kupfer basierendes metallisches Material gebildet ist, welcher sich an einen elektrischen Kontaktabschnitt (5), der ein Schraubenloch (8) aufweist, anschließt und welcher mit dem Aluminiumleiter (3) verschweißbar und elektrisch verbindbar ist, eine Oberfläche des elektrischen Kontaktabschnitts (5) und eine Oberfläche des Kabelverbindungsabschnitts (6) mit einem ersten Metall beschichtet sind und eine Oberfläche des ersten Metalls des elektrischen Kontaktabschnitts (5) mit einem zweiten Metall beschichtet ist, und das erste Metall und das zweite Metall, die durch unterschiedliche Metalle gebildet sind, unter Metallen zwischen Wasserstoff und Aluminium ausgewählt sind, wobei Aluminium ein negatives elektrisches Potential in Bezug auf das elektrische Potential von Wasserstoff und eine höhere Ionisierungstendenz aufweist, und das zweite Metall ein Metall mit einem kleineren negativen elektrischen Potential und einer niedrigeren Ionisierungstendenz als das erste Metall ist.
  2. Kabelendstück (1) nach Anspruch 1, wobei das erste Metall unter Zn, Cr, Fe und Ni ausgewählt ist und das zweite Metall unter Cr, Fe, Ni und Sn ausgewählt ist.
  3. Kabelendstück (1) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Kabelverbindungsabschnitt (6), der mit dem Aluminiumleiter (3) in Kontakt kommt, mit einer Plattierung aus Nickel oder Nickellegierung beschichtet ist, und der elektrische Kontaktabschnitt (5), der mit der mit Zinn plattierten Schraube (20) in Kontakt kommt, mit einer Plattierung aus Zinn oder Zinnlegierung beschichtet ist.
  4. Kabelendstück (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kabelendstück (1) ein verschraubbares Kabelendstück (1) mit einem Schraubenloch (8) in dem elektrischen Kontaktabschnitt (5) ist, und der Kabelverbindungsabschnitt (6), der mit dem Aluminiumleiter (3) in Kontakt kommt, eine Grundplattenoberfläche des Kabelverbindungsabschnitts (6), die sich an die Grundplatte (7) des elektrischen Kontaktabschnitts (5) anschließt, als Leiterschweißabschnitt (10) aufweist, und an einem hinteren Ende des Leiterschweißabschnitts (10) eine Isolationsmantel-Quetschlasche (11) aufweist, die verformbar und auf einem Isolationsmantel des Kabels (2) fixierbar ist.
  5. Struktur zum Verbinden eines Kabelendstücks mit einem Aluminiumkabel (2), bei welcher das Kabelendstück (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit dem Aluminiumkabel (2) verbunden ist, das in einem Fahrzeug geführt ist und den Aluminiumleiter (3) umfasst, und das Aluminiumkabel (2) ein dickes Kabel ist, bei welchem der Aluminiumleiter (3) eine Querschnittsfläche von mindestens 8 mm2 aufweist, und das Aluminiumkabel (2) durch Ultraschallweißen mit dem Leiterschweißabschnitt (10) verschweißt ist.
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