-
Bezugnahme auf relevante Anmeldungen
-
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung 2015-099051 , die am 14. Mai 2015 eingereicht wurde. Auf den Inhalt dieser Patentanmeldung wird vollumfänglich im Rahmen dieser Offenbarung Bezug genommen.
-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anschluss zur elektrischen Verbindung einer Leitung mit einem externen Leiter und ein Verfahren zur Verbindung des Anschlusses mit der Leitung.
-
Technischer Hintergrund
-
Wenn eine Leitung – beispielsweise eine Leitung für eine Stromquelle – mit einem elektrischen Anschluss (Leiter) einer externen Stromquelle, eines Rundläufers oder eines anderen Gerätes elektrisch verbunden wird, wird ein Anschluss zur Leitungsverbindung herkömmlicherweise mit einem Ende der Leitung verbunden. Der Anschluss wird beispielsweise mittels eines Schraubenkörpers an einem Schraubenloch eines elektrischen Anschlusses angebracht und beispielsweise durch Löten mit der Leitung verbunden. Als ein solcher Anschluss ist beispielsweise ein in Patentschrift 1 beschriebener Anschluss mit einem Verbinder und einer zylindrischen Leitungsverbindung bekannt. Der Verbinder hat ein Loch, über das der Verbinder an dem oben beschriebenen externen Leiter angebracht wird. Eine Leitung kann an die Leitungsverbindung gelötet werden.
-
Liste zitierter Schriften
-
Patentschrift
-
- [Patentschrift 1] Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2006-286385
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Technisches Problem
-
Es kommt jedoch vor, dass beim Löten das Lot aus dem Leitungsverbindung in den Verbinder ausströmt und das ausgeströmte Lot einen Teil des Verbinders bedeckt. Wenn das passiert, haftet der Verbinder beim Anschrauben des Verbinders an das Schraubenloch des externen Leiters nicht ausreichend an dem externen Leiter, was dazu führt, dass die elektrische Verbindung unzureichend wird.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anschluss zur Leitungsverbindung und ein Verfahren zur Verbindung des Anschlusses mit einer Leitung bereitzustellen, wobei beim Löten das Problem des Ausströmens des Lotes aus einem Leitungsverbindung in einen Verbinder gelöst ist.
-
Lösung des Problems
-
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung einen Anschluss zur elektrischen Verbindung einer Leitung mit einem externen Leiter bereit. Der Anschluss umfasst einen Verbinder, der an dem externen Leiter angebracht ist, und einen Leitungsverbindung mit einer Verbindungsfläche, die durch Löten mit der Leitung aus gebündelten Kerndrähten verbunden ist. Der Leitungsverbindung hat eine Klemme, die geklemmt ist, um die Leitung zu halten. Der Anschluss umfasst eine aus der Verbindungsfläche ragende Stufe, die sich zwischen dem Verbinder und der Klemme befindet. Die Kerndrähte können jeweils eine Einzelleitung oder eine Litze sein.
-
Nach der vorliegenden Erfindung umfasst der Anschluss die aus der Verbindungsfläche ragende Stufe, die sich zwischen dem Verbinder und der Klemme befindet. Dadurch kann das beim Löten auftretende Problem, dass das Lot aus dem Leitungsverbindung in den Verbinder austritt, gelöst werden. Wenn ein Ende der Leitung mit der Stufe in Berührung steht oder sich in der Nähe der Stufe befindet, haftet das beim Löten an dem Ende der Leitung haftende Lot fest an der Stufe. Dadurch werden die Leitung und der Anschluss besser miteinander verbunden. Folglich werden die Leitung und der Anschluss, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, fester aneinander gelötet, was normalerweise schwierig zu erreichen wäre.
-
Vorzugsweise umfasst der Leitungsverbindung einen sich erstreckenden Teil, der sich zu der der Stufe gegenüberliegenden Seite der Klemme erstreckt. Beim Löten kann das Lot aus dem Leitungsverbindung zu der in Bezug auf die Klemme der Stufe gegenüberliegenden Seite ausströmen. Der Leitungsverbindung umfasst jedoch den sich erstreckenden Teil, der sich, zu der der Stufe gegenüberliegenden Seite der Klemme erstreckt. Deswegen kann der sich erstreckende Teil das Ausströmen des Lotes aus dem Leitungsverbindung verhindern, auch wenn das Lot zu der gegenüberliegenden Seite strömt. Dadurch werden die Leitung und der Anschluss stabiler miteinander verbunden.
-
In dem Anschluss ist die Leitung bevorzugt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt. Vorzugsweise ist der Anschluss aus einem anderen Material als die Leitung gefertigt, wie etwa aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Vorzugsweise ist mindestens die Verbindungsfläche zum Schutz gegen elektrolytische Korrosion behandelt. Leitungen werden oft beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt. Andererseits ist die Verwendung von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung vorteilhaft, da diese Materialien eine hohe Leitfähigkeit haben und leichter und günstiger als Kupfer sind. Wenn eine Leitung aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist und mit einem Anschluss zur Leitungsverbindung aus einem anderen Material, wie beispielsweise Kupfer oder einer Kupferlegierung, verbunden wird, kann es zu einer elektrolytischen Korrosion zwischen der Leitung und dem Anschluss kommen und die Leitung kann korrodieren. Da bei diesem Aufbau jedoch mindestens die Verbindungsfläche, an die die Leitung gelötet wird, zum Schutz gegen elektrolytische Korrosion behandelt ist, kann die Leitung auf eine feste und stabile Weise mechanisch und elektrisch mit dem Anschluss verbunden werden, während das Risiko der elektrolytischen Korrosion verringert wird, auch wenn die Leitung aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und der Anschluss aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt ist.
-
Vorzugsweise umfasst die Klemme erste geklemmte Stücke, die geklemmt sind und die Leitung mit Spannung unter Einwirkung einer ersten äußeren Kraft halten, und zweite geklemmte Stücke, die geklemmt sind und die Leitung ohne Spannung unter keiner Einwirkung äußerer Kräften bedecken. Vorzugsweise sind die ersten und zweiten geklemmten Stücke in einem vorgegebenen Abstand voneinander in Längsrichtung der Leitung angeordnet. Vorzugsweise sind der Anschluss und die Leitung mit Spannung unter Einwirkung der von den ersten geklemmten Stücken ausgehenden ersten äußeren Kraft elektrisch miteinander verbunden. Vorzugsweise sind der Anschluss und die Leitung ohne von den zweiten geklemmten Stücken ausgehende Spannung durch Löten mechanisch miteinander verbunden.
-
Bei diesem Aufbau sind die ersten geklemmten Stücke geklemmt und halten damit die Leitung mit Spannung unter Einwirkung der ersten äußeren Kraft. Deswegen wird die Verbindungsdichte der Kerndrähte erhöht und die Leitung kann auf eine stabile Weise elektrisch mit dem Anschluss verbunden werden. Außerdem wird die von den zweiten geklemmten Stücken bedeckte Leitung ohne Spannung gelötet. Deshalb dringt das Lot genügend in die Lücken zwischen den Kerndrähten in der Nähe der Außenumfangsfläche der Leitung ein. Dadurch wird die Verbindungsfestigkeit zwischen der Außenumfangsfläche der Leitung und dem Anschluss erhöht und damit können der Anschluss und die Leitung auf eine feste Weise mechanisch miteinander verbunden werden.
-
Bei dem Aufbau mit den ersten und zweiten geklemmten Stücken haben die ersten geklemmten Stücke vorzugsweise eine Leitungsdurchführung, in den die Leitung eingefügt wird. Die zweiten geklemmten Stücke haben vorzugsweise eine andere Leitungsdurchführung, in den die Leitung eingefügt wird. Vorzugsweise hat die Leitungsdurchführung der ersten geklemmten Stücke eine kleinere Querschnittsfläche als der Teil der Leitung, der sich außerhalb der Leitungsdurchführung befindet. Anderseits hat die Leitungsdurchführung der zweiten geklemmten Stücke vorzugsweise eine größere Querschnittsfläche als der Teil der Leitung, der sich außerhalb der Leitungsdurchführung befindet. In diesem Fall kann die Leitung durch die ersten geklemmten Stücke mit Spannung geklemmt und gehalten werden und in diesem Zustand von den zweiten geklemmten Stücken, die ohne Spannung unter keiner Einwirkung äußerer Kräfte geklemmt sind, bedeckt werden.
-
Bei dem Aufbau mit den ersten und zweiten geklemmten Stücken können die zweiten geklemmten Stücke einen oder mehrere Aussparungen, die durch die zweiten geklemmten Stücke in eine orthogonal zu der Leitung verlaufende Richtung dringen, haben. Dann können das Flussmittel und das Lot besser durch die Aussparungen der verklemmten Stücke strömen und die Verbindungsfestigkeit kann verstärkt werden. Ferner kann der Leitungsverbindung einen aus der Verbindungsfläche ragenden Vorsprung haben. Durch das Vorsehen des Vorsprungs, der wie ein ausgeschnittenes und aufgerichtetes Stück des Leitungsverbindungs ist und aus der Verbindungsfläche ragt, wird die Berührungsfläche zwischen den geklemmten Stücken und den Kerndrähten vergrößert und die Verbindungsfestigkeit durch das Löten wird weiter verstärkt.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verbindung des die ersten und zweiten geklemmten Stücke umfassenden Anschlusses mit einer Leitung bereit. Das Verfahren umfasst folgende Schritte elektrisches Verbinden, bei dem die ersten geklemmten Stücken geklemmt werden, sodass der Anschluss und die Leitung mit Spannung unter Einwirkung der von den ersten geklemmten Sticken ausgehenden ersten äußeren Kraft elektrisch miteinander verbunden werden und mechanisches Verbinden, bei dem die zweiten geklemmten Stücke so geklemmt werden, dass keine äußeren Kräfte auf die Leitung aufgebracht werden, sodass sich die zweiten geklemmten Stücke der Leitung annähern, Strom zu einer ersten Heizelektrode zur Erhitzung der zweiten geklemmten Stücke fließt und, während die Leitung ohne Spannung erhitzt wird, der Leitung ein Flussmittel und ein Lot über Zwischenräume zwischen den zweiten geklemmten Stücken und der Leitung zugeführt werden und die Leitung an den Anschluss gelötet wird, sodass der Anschluss und die Leitung mechanisch miteinander verbunden werden.
-
Bei diesem Verfahren sind die ersten geklemmten Stücke geklemmt und halten damit die Leitung mit Spannung unter Einwirkung der ersten äußeren Kraft. Deswegen wird die Verbindungsdichte der Kerndrähte erhöht und die Leitung kann auf eine stabile Weise elektrisch mit dem Anschluss verbunden werden. Außerdem wird die von den zweiten geklemmten Stücken bedeckte Leitung ohne Spannung unter keiner Einwirkung äußerer Kräfte durch Stromfluss durch die erste Heizelektrode erhitzt und an den Anschluss gelötet. Deshalb dringt das über die Zwischenräume zwischen der Leitung und den zweiten geklemmten Stücken zugeführte Lot genügend in die Lücken zwischen den Kerndrähten in der Nähe der Außenumfangsfläche der Leitung. Dadurch wird die Verbindungsfestigkeit zwischen der Außenumfangsfläche der Leitung und des Anschlusses erhöht und der Anschluss und die Leitung können mechanisch fest miteinander verbunden werden.
-
Beim mechanischen Verbinden kann ein sich zwischen den ersten und zweiten geklemmten Stücken befindender Teil der Leitung unter Einwirkung einer zweiten äußeren Kraft durch eine zweite Elektrode erhitzt werden und die Kerndrähte des sich zwischen den ersten und zweiten geklemmten Stücken befindenden Teils der Leitung können durch das Flussmittel und das Lot, die der Leitung über die Zwischenräume zwischen den zweiten geklemmten Stücken und der Leitung zugeführt worden sind und in die Leitung geströmt sind, miteinander verlötet werden. Da die Kerndrähte in diesem Fall zwischen den beiden verklemmten Stücken unter Einwirkung der zweiten äußeren Kraft miteinander verlötet werden können, kann der Anschluss mechanisch fester mit der Leitung verbunden werden.
-
Die vorliegende Erfindung umfasst verschiedene Kombinationen mindestens zweier der in den Ansprüchen und/oder in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarter Eigenschaften. Insbesondere umfasst die vorliegende Erfindung verschiedene Kombinationen zweier oder mehrerer der Ansprüche.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Erläuterung bevorzugter Ausführungsformen in Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verständlich gemacht. Die Ausführungsformen und die Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung und nicht zur Bestimmung des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben. In den Zeichnungen werden für identische beziehungsweise einander entsprechende Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet.
-
1 ist eine perspektivische Explosionszeichnung eines Anschlusses zur Leitungsverbindung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist eine perspektivische Ansicht des Anschlusses, an dem eine Leitung angebracht ist.
-
3 ist eine perspektivische Explosionszeichnung eines Anschlusses zur Leitungsverbindung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
4 ist eine perspektivische Ansicht des Anschlusses, an dem eine Leitung angebracht ist.
-
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Leitungsdurchführung für den Anschluss.
-
6 ist eine perspektivische Ansicht eines geklemmten Abschnitts des Anschlusses, an dem eine Leitung angebracht ist.
-
7 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Verfahren zur Verbindung des Anschlusses nach der zweiten Ausführungsform mit der Leitung darstellt.
-
8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine erste Variation zweiter geklemmter Stücke nach der zweiten Ausführungsform darstellt.
-
9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine zweite Variation der zweiten geklemmten Stücke nach der zweiten Ausführungsform darstellt.
-
10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine dritte Variation der zweiten geklemmten Stücke nach der zweiten Ausführungsform darstellt.
-
11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Variation des Leitungsverbindungs nach den Ausführungsformen darstellt.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden dieselben Bezugszeichen für identische beziehungsweise einander entsprechende Elemente verwendet. Sofern keine besonderen Abänderungen vorliegen, die einer weiteren Erklärung bedürfen, wird eine solche Erklärung entsprechend ausgelassen.
-
1 ist eine perspektivische Explosionszeichnung eines Anschlusses zur Leitungsverbindung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bevor eine Leitung angebracht wird. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Anschlusses, an dem die Leitung angebracht ist. Ein Anschluss 1 zur Leitungsverbindung befindet sich zwischen einer Leitung 5 und einem externen Leiter (nicht gezeigt), um die Leitung 5 elektrisch mit dem externen Leiter zu verbinden. Die Leitung 5 ist ein Bündel von Kerndrähten wie Einzelleitungen beziehungsweise Litzen aus beispielsweise Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung. Der Anschluss 1 ist eine Platte aus einem anderen Material wie beispielsweise Kupfer oder einer Kupferlegierung wie Messing. Mindestens eine später beschriebene Verbindungsfläche des Anschlusses 1 ist zum Schutz gegen elektrolytische Korrosion behandelt. In dieser Ausführungsform ist die ganze Oberfläche des Anschlusses 1 verzinnt. Durch das Verzinnen wird elektrolytische Korrosion verhindert, auch wenn der Anschluss 1 und die Leitung 5 aus einem anderen Material bestehen.
-
Der Anschluss 1 umfasst einen Verbinder 2 und einen Leitungsverbindung 3. Der Verbinder 2 wird angebracht indem er an einen externen Leiter – beispielsweise einem Anschlussblock (nicht gezeigt) mit einem Schraubenloch geschraubt wird. Der Leitungsverbindung 3 hat eine Verbindungsfläche 3b, die durch Löten (nicht gezeigt) mit der Leitung 5 aus beispielsweise den oben beschriebenen gebündelten Kerndrähten verbunden ist. Der Verbinder 2 und der Leitungsverbindung 3 sind nebeneinander in eine in 1 gezeigte Längsrichtung X der Leitung 5 angeordnet. Ein an dem externen Leiter zu verschraubendes Befestigungsloch 21 ist in der Mitte des sich vor dem Leitungsverbindung 3 befindenden Anschlusses 2 vorgesehen und dringt vertikal, also in eine orthogonal zu der Vorder- und Rückseite des Verbinders 2 verlaufende Richtung, durch den Verbinder 2. Der Leitungsverbindung 3 hat eine Klemme 6, der geklemmt ist und dadurch die Leitung 5 hält. In dieser Ausführungsform hat die Klemme 6 zwei dünne geklemmte Stücke 60 und 60, die von den beiden Seiten der Verbindungsfläche 3b zu einer Seite, an der die Leitung 5 angebracht ist – das heißt, zu der Verbindungsfläche 3b –, ragen und einstückig mit dem Leitungsverbindung 3 ausgebildet sind. Alternativ kann nur ein geklemmtes Stück 60 vorgesehen sein. In dieser Ausführungsform verläuft die Verbindungsfläche 3b von der Rückseite einer Stufe 4 zu den hinteren Endkanten der zwei geklemmten Stücke 60 und 60. Die zwei geklemmten Stücke 60 und 60 sind geklemmt, um die Leitung 5 zu umklammern, und pressen die Leitung 5 auf die Verbindungsfläche 3b. In diesem Zustand werden die zwei geklemmten Stücke 60 und 60, die Verbindungsfläche 3b und die Leitung 5 aneinander gelötet.
-
Der Anschluss 1 nach dieser Ausführungsform umfasst eine von der Verbindungsfläche 3b ausgehend nach oben ragende Stufe 4, die sich zwischen dem Verbinder 2 und dem Leitungsverbindung 3 befindet. Das heißt, die Stufe 4 ragt – wie in 1 gezeigt – in eine Richtung, in die die Leitung 5 gelötet wird und in die die zwei geklemmten Stücke 60 und 60 der Klemme ragen. Die Stufe 4 steht orthogonal zu der Verbindungsfläche 3b des Leitungsverbindungs 3. Vorzugsweise ist die Stufe 4 elektrisch und mechanisch mit dem Verbinder 2 und dem Leitungsverbindung 3 verbunden und durch Biegen einstückig mit dem Verbinder 2 und dem Leitungsverbindung 3 ausgebildet. Der Anschluss 1 umfasst diese Stufe 4. Der Verbinder 2 ragt aus der Verbindungsfläche 3b des Leitungsverbindungs 3, an die die Leitung 5 gelötet wird, und blockiert damit beim Löten ein Ausströmen des Lotes aus dem Leitungsverbindung 3 in den Verbinder 2. Durch diesen Aufbau kann das Problem gelöst werden, dass das Lot an der Oberseite des Verbinders 2 haftet. Wenn ein Ende 51 der Leitung 5 – wie in 2 gezeigt – mit der Stufe 4 in Berührung steht (beziehungsweise sich in der Nähe der Stufe 4 befindet), haftet das beim Löten an das Ende 51 der Leitung 5 gehaftete Lot fest an der Stufe 4. Dadurch können die Leitung 5 und der Anschluss 1 besser miteinander verbunden werden.
-
In dem Anschluss 1 nach dieser Ausführungsform hat der Leitungsverbindung 3 weiter einen sich erstreckenden Teil 3a, der sich nach hinten, das heißt, zu der der Stufe 4 gegenüberliegenden Seite der Klemme 6 erstreckt. Der sich erstreckende Teil 3a ist ein Teil des Leitungsverbindungs 3, kann aber auch ein getrenntes Element sein. Die Länge des sich erstreckenden Teils 3a beträgt beispielsweise ca. 30% bis 50% der Gesamtlänge des Leitungsverbindungs 3. Beim Löten kann es passieren, dass das Lot aus der Verbindungsfläche 3b zwischen den zwei geklemmten Stücken 60 beispielsweise über die angebrachte Leitung 5 nach hinten ausströmt. Der Leitungsverbindung 3 hat jedoch den sich nach hinten erstreckenden Teil 3a, wodurch das Ausströmen des Lotes verhindert werden kann. Außerdem erhöht das von der Verbindungsfläche 3b entlang der Leitung 5 auf den erstreckenden Teil 3a ausgetretene Lot die Verbindungsfestigkeit zwischen der Außenumfangsfläche 5a der Leitung und dem Anschlusses 1. Die mechanische Verbindung zwischen dem Anschluss 1 und der Leitung 5 wird stärker und stabiler.
-
3 ist eine perspektivische Explosionszeichnung eines Anschlusses zur Leitungsverbindung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bevor eine Leitung angebracht wird. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Anschlusses, an dem die Leitung angebracht ist. Ein Anschluss 1 nach dieser Ausführungsform hat – anders als in der ersten Ausführungsform – erste geklemmte Stücke 61 und zweite geklemmte Stücke 62, die nachfolgend beschrieben werden. Der Anschluss 1 nach dieser Ausführungsform stellt die gleichen oder ähnliche Vorteile wie der nach der ersten Ausführungsform bereit. Darüber hinaus bringt der Anschluss 1 nach dieser Ausführungsform mit den ersten geklemmten Stücken 61 und 61 und den zweiten geklemmten Stücken 62 und 62 zusätzliche Vorteile. Nachfolgend werden die ersten und zweiten geklemmten Stücke 61 und 62, ein Verfahren zur Verbindung des Anschlusses 1 mit der Leitung 5 und weitere Vorteile beschrieben. In dieser Ausführungsform umfasst der Anschluss 1 – ähnlich wie in der ersten Ausführungsform – eine aus der Verbindungsfläche 3b ragende Stufe 4 und einen Leitungsverbindung 3 mit einem sich erstreckenden Teil 3a, der sich nach hinten, das heißt, zu der der Stufe 4 gegenüberliegenden Seite der Klemme 6 erstreckt.
-
In dieser Ausführungsform umfasst die Klemme 6 des Leitungsverbindungs 3 zwei erste geklemmte Stücke 61 und 61 und zwei zweite geklemmte Stücke 62 und 62. Die geklemmten Stücke 61, 61, 62 und 62 sind dünne vorstehende Stücke, die einstückig mit dem Leitungsverbindung 3 ausgebildet sind. Alternativ können nur ein geklemmtes Stück 61 und ein geklemmtes Stück 62 vorgesehen sein. Die ersten und zweiten geklemmten Stücke 61 und 62 sind in einem vorgegebenen Abstand voneinander in die Längsrichtung X der Leitung 5 angeordnet. Die ersten geklemmten Stücke 61 befinden sich näher an dem Ende 51 der Leitung 5 als die zweiten geklemmten Stücke 62. In dieser Ausführungsform verläuft die Verbindungsfläche 3b von der Rückseite der Stufe 4 zu den hinteren Endkanten der zwei zweiten geklemmten Stücke 62 und 62. Die Leitung 5 kommt mit der Verbindungsfläche 3b in Berührung und wird an die Verbindungsfläche 3b gelötet. Die Leitung 5 ist von den zwei zweiten geklemmten Stücken 62 eingeschlossen und wird in diesem Zustand an die zwei zweiten geklemmten Stücken 62 gelötet und durch die zwei zweiten geklemmten Stücke 62 gehalten.
-
Konkret sind die ersten geklemmten Stücke 61 und 61 so geklemmt, dass sie die Leitung 5 umklammern, und halten die Leitung 5 mit Spannung unter Einwirkung einer ersten äußeren Kraft. Die zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 sind geklemmt und bedecken die Leitung 5 ohne Spannung unter keiner Einwirkung äußerer Kräfte. Der Anschluss 1 und die Leitung 5 sind mit Spannung unter Einwirkung der von den ersten geklemmten Stücken 61 und 61 ausgehenden ersten äußeren Kraft elektrisch miteinander verbunden. Der Anschluss 1 und die Leitung 5 sind ohne von den zweiten geklemmten Stücken 62 und 62 ausgehende Spannung durch das Löten mechanisch miteinander verbunden. Dieser Aufbau kommt zustande, indem der Anschluss 1 und die Leitung 5 elektrisch miteinander verbunden werden (elektrisches Verbinden). Wie oben beschrieben, sind die ersten geklemmten Stücke 61 und 61 geklemmt. Dadurch wird die Leitung 5 mit Spannung unter Einwirkung der von den ersten geklemmten Stücken 61 und 61 ausgehenden ersten äußeren Kraft mit dem Anschluss 1 elektrisch verbunden. Als nächstes werden die zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 – wie oben beschrieben – so an der Leitung 5 geklemmt, dass keine äußeren Kräfte auf die Leitung 5 einwirken. Dann nähern sich die zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 der Leitung 5 an. in diesem Zustand wird Strom zu einer später beschriebenen zur Beheizung der zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 dienenden ersten Heizelektrode geleitet. Somit kommt dieser Aufbau zustande, indem der Anschluss 1 und die Leitung 5 mechanisch miteinander verbunden werden (mechanisches Verbinden). Während die Leitung 5 ohne Spannung erhitzt wird, werden der Leitung 5 ein Flussmittel und das Lot über die Zwischenräume zwischen den zweiten geklemmten Stücken 62 und 62 und der Leitung 5 zugeführt, um die Leitung 5 an den Anschluss 1 zu löten.
-
Die ersten geklemmten Stücke 61 sind wie oben beschrieben geklemmt und formen damit eine wie den in 5 gezeigten Leitungsdurchführung 8, in den die Leitung 5 eingefügt wird. Die zweiten geklemmten Stücke 62 sind wie oben beschrieben geklemmt und formen damit eine – wie den in 5 gezeigten – Leitungsdurchführung 9, in den die Leitung 5 eingefügt wird. Die Leitungsdurchführung 8 ist von den ersten geklemmten Stücken 61 und 61 und dem Leitungsverbindung 3 umgeben. Die Leitungsdurchführung 9 ist von den zweiten geklemmten Stücken 62 und 62 und dem Leitungsverbindung 3 (d. h. der Verbindungsfläche 3b) umgeben.
-
Die Querschnittsfläche A1 der Leitungsdurchführung 8 der ersten geklemmten Stücke 61 ist kleiner als die Querschnittsfläche A des sich außerhalb der Leitungsdurchführung 8 befindenden Teils der Leitung 5 (siehe 3). Beispielsweise ist die Querschnittsfläche A1 in einem Bereich von A1 ≤ 0,85 A festgelegt. Das heißt, es gibt keinen Zwischenraum zwischen der Innenumfangsfläche der Leitungsdurchführung 8 der ersten geklemmten Stücke 61 und der Außenumfangsfläche 5a des Teils der Leitung 5 innerhalb der Leitungsdurchführung 8. Wie in 6 gezeigt, sind die ersten geklemmten Stücke 61 und 61 geklemmt, wodurch die Leitung 5 stark auf die Oberseite des Leitungsverbindungs 3 gepresst wird und dadurch mit Spannung unter Einwirkung der von den ersten geklemmten Stücken 61 und 61 ausgehenden ersten äußeren Kraft versehen wird. Dadurch kommen die Kerndrähte innerhalb der Leitung 5 lückenlos miteinander in Berührung und die Verbindungsdichte unter den Kerndrähten erhöht sich, wodurch der Anschluss 1 auf eine stabile Weise mit der Leitung 5 elektrisch verbunden wird. Es sei angemerkt, dass die Oxidationsschicht auf der Spitze der aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigten Leitung 5 vorher entfernt wird, sodass die Spitze durch die ersten geklemmten Stücke 61 und 61 geklemmt wird.
-
Die zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 werden mittels einer beispielsweise in 7 gezeigten Elektrode zum Schmelzschweißen – mit der Leitung 5 verlötet. Eine Heizelektrode wie etwa eine Elektrode zum Schmelzschweißen ist beispielsweise aus Wolfram gefertigt und umfasst zwei obere Elektroden 10 und 11 und eine untere Elektrode 12. Die Leitung 5 und der Anschluss 1 sind so angeordnet, dass sie durch die oberen Elektroden 10 und 11 und die untere Elektrode 12 von oben und unten eingeklemmt werden. In diesem Zustand werden die Elektroden durch Stromfluss erhitzt. Die obere Elektrode 10 und die untere Elektrode 12 bilden die erste Heizelektrode. Die obere Elektrode 11 und die untere Elektrode 12 bilden eine zweite Heizelektrode.
-
Die Leitung 5 ist durch die ersten geklemmten Stücke 61 und 61 geklemmt und weist dadurch eine einigermaßen hohe mechanische Festigkeit auf. Beim Schmelzschweißen werden die ersten geklemmten Stücke 61 und 61 vor dem Verstemmen der zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 geklemmt. Dadurch wird der Anschluss 1 gehalten, um nicht von der Leitung 5 wegzurutschen, und temporär fixiert. Nach dem Verstemmen der zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 und dem Löten der Leitung 5 tragen die zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 hauptsächlich zu einer mechanischen Festigkeit bei. Bei den ersten geklemmten Stücken 61 und 61 wird fast keine mechanische Belastung ausgeübt und sie tragen hauptsächlich zur elektrischen Verbindung bei.
-
Bei erneuter Betrachtung von 5 ist die Querschnittsfläche A2 der Leitungsdurchführung 9 der zweiten geklemmten Stücke 62 größer als die Querschnittsfläche A des sich außerhalb der Leitungsdurchführung 8 befindenden Teils der Leitung 5 (siehe 3). Beispielsweise ist die Querschnittsfläche A2 in einem Bereich von 1,01 A ≤ A2 ≤ 1,05 A festgelegt. Das heißt, es gibt einen Zwischenraum zwischen der Innenumfangsfläche der Leitungsdurchführung 9 der zweiten geklemmten Stücke 62 und der Außenumfangsfläche 5a des Teils der Leitung 5 innerhalb der Leitungsdurchführung 9. Alternativ kommen die Innenumfangsfläche der Leitungsdurchführung 9 und die Außenumfangsfläche 5a des Teils der Leitung 5 innerhalb der Leitungsdurchführung 9 leicht miteinander in Berührung. Zu diesem Zeitpunkt werden die zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 so geklemmt, dass keine äußeren Kräfte auf die Leitung 5 aufgebracht werden und sich die zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 der Leitung 5 annähern. Durch Stromfluss, dessen Menge und Dauer angemessen kontrolliert werden, zu den in 7 gezeigten ersten Heizelektroden 10 und 12 wird die Leitung 5 ohne Spannung erhitzt. In diesem Zustand werden der Leitung 5 ein Flussmittel und das Lot über die Zwischenräume zwischen den zweiten geklemmten Stücken 62 und 62 und der Leitung 5 zugeführt und die Leitung 5 wird an den Anschluss gelötet.
-
In diesem Fall wird die Leitung 5 nicht fest an den zweiten geklemmten Stücken 62 und 62 geklemmt und fixiert. Stattdessen sind die zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 entlang der äußeren Form des Bündels der Kerndrähte leicht gebogen, wodurch die Zwischenräume zwischen den Innenumfangsflächen der zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 und der Außenumfangsfläche 5a der Leitung 5 ausgebildet werden (d. h. ohne Spannung). In diesem Zustand wird die Leitung 5 so mit den zweiten geklemmten Stücken 62 und 62 bedeckt, dass die Leitung 5 innerhalb des Leitungsverbindungs 3 nicht rasselt. Durch die Zwischenräume werden das Flussmittel und das Lot zugeführt. Dieser Aufbau verhindert Brüche der aus einem zerbrechlichen Material wie Aluminium gefertigten Leitung 5 und ermöglicht ein geeignetes Löten.
-
Dann verteilen sich das Flussmittel und das Lot auf der gesamten Außenumfangsfläche 5a der Leitung 5 und erhöhen die Verbindungsfestigkeit zwischen der Außenumfangsfläche 5a der Leitung 5 und dem Anschluss 1. Der Anschluss 1 wird mechanisch fest mit der Leitung 5 verbunden. In diesem Fall erreichen das Flussmittel und das Lot die Innenseite der Leitung 5 nicht, sondern dringen in die Lücken zwischen den Kerndrähten in der Nähe der Außenumfangsfläche 5a der Leitung 5. Obwohl die elektrische Verbindungsdichte zwischen den zweiten geklemmten Stücken 62 und 62 und der Leitung 5 niedrig ist, sind die zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 hauptsächlich für die mechanischen Festigkeit zuständig.
-
Beim mechanischen Verbinden wird der sich zwischen den ersten und zweiten geklemmten Stücken 61 und 62 befindende Teil der Leitung 5 – wie in 7 gezeigt – zwischen der oberen Elektrode 11 und der unteren Elektrode 12, die die zweite Heizelektrode bilden, eingeklemmt, durch eine zweite äußere Kraft gepresst und mit Spannung unter Einwirkung der zweiten äußeren Kraft durch Stromfluss zu den Elektroden 11 und 12 erhitzt. In diesem Zustand werden die Kerndrähte des sich zwischen den geklemmten Sticken 61 und 62 befindenden Teils der Leitung 5 durch das Flussmittel und das Lot, die in die Zwischenräume zwischen den zweiten geklemmten Stücken 62 und 62 und der Leitung 5 zugeführt werden und in den sich zwischen den geklemmten Stücken 61 und 62 befindenden Teil der Leitung 5 einströmen, miteinander verlötet. Der Anschluss 1 kann noch fester mechanisch mit der Leitung 5 verbunden werden. Ein Teil des Flussmittels und des Lotes kann in den sich zwischen den ersten geklemmten Stücken 61 und 61 befindenden Teil der Leitung 5 einströmen und die Kerndrähte löten, um die mechanische Verbindungsfestigkeit zu erhöhen. Der Stromfluss in die oberen und unteren Elektroden 10 und 12 und in die oberen und unteren Elektroden 11 und 12 kann gleichzeitig oder nacheinander erfolgen.
-
In dieser Ausführungsform ist der Anschluss
1 aus einem anderen Material gefertigt als die Leitung
5. Wie vorher beschrieben, ist die Oberfläche des Anschlusses
1 zum Schutz vor elektrolytischer Korrosion der Leitung
5 behandelt (d. h. verzinnt). Beispielsweise weist ein bekannter Crimpverbindungsaufbau nach Patentschrift 1 eine verbesserte Schutzfunktion gegen elektrolytische Korrosion auf. Bei diesem Aufbau, der ein wasserdichter Verschlussaufbau ist, wird ein Metallteil aus Kupfer für einen Anschluss durch Crimpen mit einem Aluminiumdraht verbunden. Danach wird der ganze gecrimpte Abschnitt einem Hot-Melt-Molding-Prozess unterzogen. Bei einem anderen bekannten Anschlussaufbau (z. B. nach der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-277325 ) wird eine beispielsweise von einer Isolierschicht bedeckte Leitung zwischen Heizelektroden wie etwa Elektrode zum Schmelzschweißen oder Widerstandsschweisselektroden eingeklemmt und erhitzt. Gleichzeitig wird Druck auf die Leitung ausgeübt. Dadurch wird die Isolierschicht geschmolzen und die Leitung wird mit einem Anschluss verbunden. Wenn eine Leitung aus beispielsweise Aluminium – wie bei den bekannten Aufbaubeispielen – durch Crimpen, also Pressen und Erhitzen, mit einem Anschluss verbunden wird, kann die Leitung wegen ihrer verglichen mit beispielsweise Kupfer niedrigeren Stärke durch den Druck gebrochen werden. Diese schwache mechanische Verbindung ist problematisch. Andererseits muss ein Stromfluss zwischen dem Anschluss und der Leitung sichergestellt werden, um die elektrische Verbindung zu stabilisieren. Außerdem nimmt bei dem wasserdichten Verschlussaufbau zur Verhinderung von elektrolytischer Korrosion die Anzahl von Prozessschritten zur Verbindung zwischen dem Anschluss und der Leitung zu und der Anschlussaufbau wird kompliziert. In dieser Ausführungsform kann die Leitung
5 jedoch – wie oben beschrieben – mithilfe des einfachen Aufbaus auf eine stabile und feste Weise mechanisch und elektrisch mit dem Anschluss
1 verbunden werden, während das Risiko einer elektrolytischen Korrosion und eine extreme Zunahme der Anzahl von Prozessschritten vermieden werden, auch wenn der Anschluss
1 und die Leitung
5 aus unterschiedlichen Materialen bestehen.
-
8 bis 10 sind perspektivische Ansichten, die erste bis dritte Variationen der zweiten geklemmten Stücke 62 nach der zweiten Ausführungsform darstellen. Nach den ersten bis dritten Variationen haben die zweiten geklemmten Stücke 62 jeweils einen oder mehrere Aussparungen 15 (15A bis 15C), die durch die zweiten geklemmten Stücke 62 in eine orthogonal zu der Leitung 5 verlaufende Richtung dringen. Abgesehen von den geklemmten Stücken 62 entsprechen diese Aufbaubeispiele der zweiten Ausführungsform. In 8 bis 10 sind der Anschluss 2, die Stufe 4 und der sich erstreckende Teil 3a der Einfachheit halber nicht gezeigt.
-
Nach der ersten Variation ist die Aussparung 15A – wie in 8 gezeigt – in den Oberseiten der zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 so ausgebildet, dass die zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 von oben betrachtet jeweils eine L-Form haben. Nach der zweiten Variation ist die schlitzartige Aussparung 15B – wie in 9 gezeigt – von den Oberseiten der zweiten geklemmten Stücke 62 und 62 bis zu den Seitenflächen ausgebildet. Nach der dritten Variation sind die Aussparungen 15C – wie in 10 gezeigt – in den Oberseiten und Seitenflächen der zweiten geklemmten Stücke 62 ausgebildet. Konkret ist je die schlitzartige Aussparung in den Oberseiten jedes der zweiten geklemmten Stücke 62 ausgebildet und Aussparungen, die Durchgangslöcher sind, sind jeweils in den Seitenflächen der zweiten geklemmten Stücke 62 ausgebildet. In diesen Beispielen kann die Elektrode 10 zum Schmelzschweißen über diese Aussparungen direkt mit der Leitung 5 in Berührung kommen. Folglich strömen das Flussmittel und das Lot nach diesen Variationen besser über die Aussparungen 15 der zweiten geklemmten Stücke 62 und die Wärme der Elektrode 10 und 12 zum Schmelzschweißen wird leichter auf die Leitung 5 übertragen.
-
Wie bei einer in 11 gezeigten Variation, kann der Leitungsverbindung 3 nach der zweiten Ausführungsform einen Vorsprung 16 haben. Der Vorsprung 16 ist ein ausgeschnittenes und aufgerichetes Stück, welches aus der Verbindungsfläche 3b ragt. Der Vorsprung 16 kann auch in der ersten Ausführungsform vorgesehen sein. Folglich nähern sich die Kerndrähte dank des Vorsprungs 16 den Innenumfangsflächen der geklemmten Stücke 62 an und die Berührungsfläche zwischen den zweiten geklemmten Stücken 62 und den Kerndrähten wird vergrößert. Dadurch wird die Wärme der Elektrode zum Schmelzschweißen leichter auf die Innenseiten der Kerndrähte übertragen.
-
Vorstehend wurden die bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Eine fachkundige Person kann anhand dieser Beschreibung im offensichtlichen Rahmen der Erfindung leicht verschiedene Ergänzungen, Änderungen oder Weglassungen erdenken, ohne dabei vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Folglich wird davon ausgegangen, dass solche Modifikationen von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung erfasst werden beziehungsweise als deren Äquivalente gelten. Beispielsweise besteht die Leitung in den oben beschriebenen Ausführungsformen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Die Leitung kann jedoch auch ein magnetisch plattierter Draht (Englisch magnetic-plated wire (FPW)) beziehungsweise ein Draht aus kupferkaschiertem Aluminium (Englisch copper-clad aluminium wire (CCAW)) sein. Bei einem FPW ist eine Aluminium- beziehungsweise Kupferlitze beispielsweise von einer ferromagnetischen Dünnfilmschicht bedeckt, um Proximity-Effekte beim Anlegen von Hochfrequenzstrom zu verringern. Ein CCAW ist leicht und weist eine verbesserte Zug- und Biegefestigkeit auf. Kurz gesagt sind die Ausführungsformen für die Verbindung einer Leitung mit einem aus einem anderen Material gefertigten Anschluss zur Leitungsverbindung geeignet. Vorzugsweise wird eine Behandlung zum Schutz vor elektrolytischer Korrosion vorgenommen. Die Leitung wird durch eine als Heizelektrode wirkende Schmelzelektrode erhitzt. Alternativ kann die Leitung durch eine Widerstandsschweißelektrode erhitzt werden. Auch ein solcher Aufbau fällt in den Rahmen der vorliegenden Erfindung.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Anschluss zur Leitungsverbindung
- 2
- Verbinder
- 3
- Leitungsverbindung
- 3a
- sich erstreckender Teil
- 3b
- Verbindungsfläche
- 4
- Stufe
- 5
- Leitung
- 6
- Klemme
- 61
- erstes geklemmtes Stück
- 62
- zweites geklemmtes Stück
- 8
- Leitungsdurchführung aus ersten geklemmten Stücken
- 9
- Leitungsdurchführung aus zweiten geklemmten Stücken
- 10
- obere Elektrode (erste Heizelektrode)
- 11
- obere Elektrode (zweite Heizelektrode)
- 12
- untere Elektrode (erste oder zweite Heizelektrode)
- 15
- Aussparung
- 16
- Vorsprung
