EP1766734A1 - Verfahren zum verbinden mindestens eines drahtes mit einem kontaktelement - Google Patents

Verfahren zum verbinden mindestens eines drahtes mit einem kontaktelement

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EP1766734A1 EP05759904A EP05759904A EP1766734A1 EP 1766734 A1 EP1766734 A1 EP 1766734A1 EP 05759904 A EP05759904 A EP 05759904A EP 05759904 A EP05759904 A EP 05759904A EP 1766734 A1 EP1766734 A1 EP 1766734A1
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Description

Verfahren zum Verbinden mindestens eines Drahtes mit einem Kontaktelement
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden mindestens eines Drahtes mit einem Kontaktelement zum Anschließen des Drahtes an eine Stromquelle, mit den Schritten des Bereitstellens eines Kontaktelementes, welches eine Nut für die Aufnahme des Drahtes aufweist, wobei die Nut vorzugsweise tiefer ist als der Durchmesser des Drahtes, und Einlegen mindestens eines Drahtes in die Nut des Kontaktelementes.
Ein solches Verbindungsverfahren ist aus der US 5,674,588 bekannt. Dort wird beschrieben, wie ein Kontaktelement, nämlich ein gegabelter Kontaktstift, in eine Schweißmuffe einzusetzen ist, um einen Klemmkontakt mit einem Draht zu bilden. Wesentlich für den guten elektrischen Kontakt ist es, daß die zwischen den Gabelstegen gebildete Nut ein Abstandsmaß hat, der geringer ist als der Durchmesser des Drahtes, so daß eine effektive kalte Klemmverbindung hergestellt werden kann. Dies bedeutet aber auch, daß der Querschnitt des Drahtes verändert bzw. vermindert wird, so daß ein gleichmäßiger Stromfluß durch den Draht nicht mehr gewährleistet ist.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Verbinden eines Drahtes mit einem Kontaktelement zur Verfügung zu stellen, bei dem der Querschnitt des Drahtes erhalten bleibt und das doch vollautomatisch durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5; ein Kontaktelement zur Durchführung des Verfahrens ist in den Ansprüchen 6 bis 14 beschrieben. Eine speziell ausgebildete Elektrode ist Gegenstand des Anspruches 15, besondere Anwendungsmöglichkeiten in Verbindung mit einem Trägerkörper sind Gegenstand der Ansprüche 16 bis 18.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß, wenn der Draht in die Nut des Kontaktelementes eingelegt wird, eine Elektrode auf das Kontaktelement abgesenkt wird und die Umgebung der Nut durch die Elektrode geheizt wird, wobei gleichzeitig die Umgebung der Nut durch die Elektrode auch mechanisch deformiert wird, so daß der in der Nut liegende Draht verklemmt wird. Das Verfahren, das eine Abwandlung des Warmpreßschweißens ist, ermöglicht es, einen elektischen Kontakt auch zwischen Materialien herzustellen, die nicht miteinander verschweißbar sind. Es können lackierte und nicht lackierte Drähte behandelt werden, wobei ein lackierter Draht als ein ein- oder mehrlagiger hülsenförmiger Stromleiter zu verstehen ist, wobei zumindest eine nicht leitende Lage vorgesehen ist. Ein unlackierter Draht besteht dementsprechend aus ein- oder mehrlagigen leitenden Materialien, zumindest ist die äußere Lage leitend. Der Querschnitt des Drahtes muß nicht notwendigerweise kreisförmig sein, er kann beispielsweise rechtwinklig sein, wenn etwa ein als Flachband ausgebildeter Draht eingebettet werden soll.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird beim Absenken der Elektrode auf das Kontaktelement ein Punktkontakt, Linienkontakt oder minimaler Flächenkontakt zwischen Kontaktelement und Elektrode hergestellt. Dadurch wird der verfahrensspezifische mechanische und elektrische Einfluß auf die Elektrode reduziert und die Standzeit der Elektrode verbessert.
Weiter vorteilhaft wird anschließend an das Deformieren der Umgebung der Nut und somit das Einschließen des Drahtes das Kühlen des deformierten Kontaktelementes vorgenommen.
Vorteilhaft ist die Nut tiefer als der Durchmesser des Drahtes, obwohl dies für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht unbedingt nötig ist. Es muß lediglich sichergestellt sein, daß der Draht nicht permanent mit der Elektrode in Kontakt ist. Insbesondere ein lackierter Draht würde die Elektrode verschmutzen und nur kurze Standzeiten nach sich ziehen. Ansonsten kann es durchaus ausreichend sein, wenn der Draht nur etwa zur Hälfte in der Nut liegt, da durch eine besondere Elektrodengestaltung, die weiter unten noch diskutiert wird, Material des Kontaktelementes aufgeworfen und über den Draht geschoben wird.
m einer besonderen Anwendungsfoπii können zwei oder mehr Drähte oder Drahtenden zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen den Drähten oder Drahtenden in die Nut gelegt werden. Es ist, mit anderen Worten, damit möglich, auch zwischen nicht verschmelzbaren bzw. nicht verlötbaren Materialien eine elektrische Verbindung einzurichten. Das Kontaktelement kann entsprechend den Gegebenheiten ausgestattet werden. Die Nut kann im Querschnitt beispielsweise rechtwinklig, teilkreisförmig oder V-förmig ausgebildet sein, deren Innenflächen können glatt, gezahnt oder geriffelt sein, außerdem kann die Nut in Längsrichtung konvex oder geradlinig, entweder horizontal oder geneigt, oder konkav verlaufend ausgebildet sein.
Das Kontaktelement kann aus einem einzigen Material bestehen, aber auch als metallischer Grundkörper mit einer Beschichtung ausgebildet sein. Der metallische Grundkörper kann dabei beispielsweise aus Kupfer, Aluminium oder Stahl bestehen, der zumindest teilweise mit einer niedrig schmelzenden metallischen oder die elektrische Leitfähigkeit verbessernden Beschichtung versehen ist. Geeignete Bescliichtungsmaterialien sind für Kupfer oder Aluminium beispielsweise Zink oder Zinn, für Stahl bietet sich eine Beschichtung mit Kupfer an. Auch Legierungen dieser Metalle können verwendet werden, weiterhin können auch Eutektika das elektrische Übergangsverhalten zum einzubettenden Draht verbessern. Mehrere Schichten solcher Materialien sind möglich.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Nut zwischen mindestens einem Paar aus zwei einander gegenüberstehenden Gabelstegen ausgebildet.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die Gabelstege eines Paares im wesentlichen parallel zueinander stehend angeordnet sind. Allerdings ist es auch möglich, daß die Gabelstege eines Paares unter einem Winkel zueinander angeordnet sind, so daß eine in etwa V-förmige Nut ausgebildet wird.
Das Kontaktelement kann weiter dadurch gekennzeichnet sein, daß es einen stiftförmigen Körper aufweist, an dessen einem frei liegenden Ende die Nut ausgebildet ist. Ein solcher stiftförmiger Körper ist insbesondere dazu ausgelegt, in die Durchgangsöffnung eines Trägerkörpers eingefügt zu werden.
Um den festen Sitz zu gewährleisten, kann ein um den Stiftkörper umlaufender, mindestens einteiliger Flansch vorgesehen sein, beispielsweise ein Ringflansch, ein Flansch mit polygonaler Umfangskontur, aber auch ein segmentierter Flansch, wobei die entsprechenden Aufhahmebereiche der Durchgangsöffhung an diese Form angepaßt sind.
Eine Elektrode, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Konkavität zur Anlage auf das Kontaktelement aufweist. "Konkavität" bedeutet dabei nicht nur eine halbkugelartige Form, sondern auch eine zylindrische, kegelartige, polygonale oder als ein flächiger Ring gestaltende Form. Es muß lediglich sichergestellt sein, daß der gewünschte Punktkontakt, Linienkontakt oder minimale Flächenkontakt zum Kontaktelement hergestellt werden kann. Es ist auch zweckmäßig, die Form derart zu wählen, daß beim Aufsetzen der Elektrode auf das Kontaktelement eine gewisse Zentrier- bzw. Positionierwirkung hervorgerufen wird.
Die Gegenkontur der Elektrode bildet sich auf der Anlagefläche des Kontaktstiftes nach der Verschweißung ab. Dieses kann dazu ausgenutzt werden, durch eine Strukturierung der Innenfläche der Elektrode der sich nach dem Verschweißen gebildeten Tulpe ein charakteristisches Aussehen zu geben. Das erfmdungsgemäße Verfahren erfordert keine mechanische Nacharbeit, die ohnehin nur eine veränderte Geometrie der Kontaktelementfläche ergeben würde, aber keine Auswirkungen auf die Verbindungsqualität hat.
Eine Konkavität der Elektrode ist für das erfϊndungsgemäße Verfahren nicht zwingend notwendig. Wenn das Kontaktelement geeignet vorverformt ist, kann man auch mit flachen Elektroden arbeiten.
Der schon angesprochene Trägerkörper aus thermoplastischem Kunststoff, welche die mindestens eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme jeweils eines Kontaktelementes aufweist, kann ein Schweißkörper sein, beispielsweise eine Muffe, eine Winkel, ein Reduzierstück, T- Stück oder Sattel. Trägerkörper aus thermoplastischem Kunststoff werden bevorzugt in der Heizwendelschweißtechnik eingesetzt, so daß hier die Erfindung ihre bevorzugte Anwendung finden wird. Das Material für den Trägerkörper kann dabei teilthermoplastisch oder vollthermoplastisch sein. Teilthermoplastisch wären beispielsweise Verbundmaterialien, die Verstärkungseinlagen, wie Glasfasern, Aramidfaser und dergleichen enthalten, weiterhin Pigmente. Als thermoplastische Materialien sind Polyethylen, Polypropylen oder auch Polyamid geeignet.
Das Kontaktelement wird schon durch seine geometrische Ausgestaltung im wesentlichen verschiebesicher in der Durchgangsöffnung gehalten, beim elektrischen und mechanischen Verbindevorgang jedoch kann es vorgesehen sein, den Kontaktstift auf der Gegenseite zur Elektrode abzustützen. Es kann ausreichend sein, daß der Reibschluß des Kontaktelementes in der Durchgangsöffnung allein durch eine in die Durchgangsöffnung ragende Anlageschulter hervorgerufen wird. In speziellen Ausgestaltungen, die weiter unten noch genauer beschrieben, können auch weitere Bereiche des Körpers in seiner Kontur an die Durchgangsöffnung angepaßt werden.
Es hat sich herausgestellt, daß es zweckmäßig ist, zumindest im Bereich der Nut des eingesetzten Kontaktelementes den Durchmesser der Durchgangsöffnung größer als den Durchmesser des Kontaktelementes zu wählen. Es wird nämlich damit verhindert, daß der Kunststoff in der Umgebung der Nut aufschmilzt, wenn elektrische Energie über die Elektrode eingebracht wird.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt:
Figur 1 eine schematisierte Teilschnittansicht einer Schweißmuffe als Trägerkörper mit einem Kontaktstift als Kontaktelement, für die das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden soll;
Figur 2 eine Ansicht ähnlich der Figur 1 mit dem in die Aufnahmeöffnung eingelassenen Kontaktstift;
Figur 3 eine Ansicht ähnlich der Figur 2, bei der der Kontaktstift in seiner Endposition in der Schweißmuffe liegt; Figur 4 eine Ansicht der Schweißmuffe mit Kontaktstift und herangefahrener
Elektrode;
Figur 5 eine Ansicht, bei der die Elektrode auf dem Kontaktstift aufliegt;
Figur 6 eine Ansicht, die den Warmpreßvorgang verdeutlichen soll;
Figur 7 eine Ansicht ähnlich der der Figur 6 bei fortgeschrittenem Warmpreßvorgang;
Figur 8 eine Ansicht ähnlich der der Figur 7, bei der der Warmpreßvorgang weitgehend abgeschlossen ist;
Figur 9 eine Ansicht ähnlich der der Figur 8, mit eingeschlossenem Draht;
Figur 10 eine Ansicht, die den Kühlvorgang veranschaulichen soll;
Figur 11 eine Ansicht mit sich entfernender Elektrode und vollständig eingebundenem
Draht; und
Figur 12 eine Variante, bei der Vollkörper verwendet wird;
Figur 13 eine Anzahl möglicher Geometrien für die Nut 40;
Figur 14 Varianten für die Geometrien von Gabelstegen; und
Figur 15 ein Schliffbild einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kontaktstelle.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand eines in eine Schweißmuffe als Trägerkörper eingesetzten Kontaktstiftes beschrieben; es ist aber nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Andere mögliche Trägerkörper sind Winkel, Reduzierstücke, T-Stücke, Sattel und dergleichen, insbesondere solche Schweißkörper, die im Zusammenhang mit der Heizwendelschweißtechnik eingesetzt werden. Auch ist es möglich, die Verbindung des Kontaktelementes mit dem Draht völlig ohne Trägerkörper oder mit nichtmetallischem Trägerkörper durchzurühren. Bei metallischem Trägerkörper sind hier bevorzugt lackierte Drähte zu verwenden. Es ist auch möglich, den Draht mit einem Kontaktelement, beispielsweise einem Kontaktstift, direkt zu verbinden und danach in einen Trägerkörper, z. B. aus thermoplastischem Material, zu integrieren. Auch können Drahtenden oder durchgehende Drähte verarbeitet werden. Durch Ausformung einer Schneide, die direkt an der Elektrode vorgesehen sein kann, kann der Draht abgelängt werden. Als Material für den Draht kommen beispielsweise Aluminium, Kupfer, Eisen, Konstantan, Legierungsdraht und dergleichen in Frage.
In Figur l(a) ist in schematischer Teilschnittansicht eine Schweißmuffe 10 dargestellt, die vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie Polypropylen oder Polyethylen, besteht. Die Schweißmuffe 10 weist eine Vielzahl von Kontaktstellen auf, die zur Anbindung von Drähten 20 dienen, von denen hier jedoch nur eine Kontaktstelle bzw. ein Draht dargestellt ist. Dabei liegt der Draht 20 über einem Aufnahmekanal 12, der sich zu einer Aufnahmeöffnung 16 erweitert und dabei eine zur Außenseite der Schweißmuffe 10 hin weisende Anlageschulter 14 definiert. Die Aufnahmeöffnung 16 ist im wesentlichen durch einen ringförmigen Ansatz 18 an die Schweißmuffe 10 begrenzt, und nur hier teilweise, beispielsweise zu einem Viertel, in die Schweißmuffe 10 eingearbeitet. Andere Ausgestaltungen sind möglich, so daß auch auf den Ansatz 18 verzichtet werden kann. Aufhahmekanal 12 und Aufnahmeöffnung 16 bilden eine Durchgangsöffnung, in die, wie in Figur 1 nur angedeutet ist, ein Kontaktstift 30 einzusetzen ist. Dieser Kontaktstift 30 soll nach dem erfindungsgemäßen Verfahren einen elektrisch praktisch widerstandsfreien Übergang zu dem Draht 20 bilden und selbst die Verbindung zu einer Stromquelle herstellen. Wie es aus Figur 1 ersichtlich ist, liegt der Draht 20 etwas oberhalb der Innenfläche der Schweißmuffe 10, so daß seine Lage optisch, beispielsweise mittels einer Kamera, überwacht werden kann.
Figur l(b) zeigt, wie der Draht 20 quer über dem Aufnahmekanal 12 liegt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist so tolerant, daß auch Abweichungen von dieser bevorzugten Ausrichtung die Durchführung des Verfahrens nicht gefährden, beispielsweise kann der Draht auch diagonal über der Öffnung des Aufhahmekanals 12 oder im Aufhahmekanal 12 liegen, gewellt einliegen oder gestaucht sein.
Es ist auch möglich, den Bereich 36 des Körpers so auszubilden, daß er mit den Gabelstegen 42, 44 fluchtet oder in anderer Art abgestuft ausgebildet ist. Wesentlich ist, daß, wie in Figur 3 gezeigt, ein Ringraum 38 vorgesehen ist, der thermisch isolierend wirkt.
Figur 2 zeigt den Kontaktstift 30, wie er mit seinem Körper 32 in die Aufhahmeöffnung 16 der Schweißmuffe 10 eingelassen ist. Der Durchmesser des Körpers 32 ist deutlich geringer als der der Aufnahmeöffhung 16, allerdings weist der Körper 32 einen umlaufenden Ringflansch 34 auf, der so dimensioniert ist, daß der Kontaktstift 30 zwar verschiebebeweglich, aber dennoch reibfest in der Aufnahmeöffnung 16 sitzt. Oberhalb des umlaufenden Ringflansches 34 weist der Kontaktstift einen Bereich 36 auf, welcher einen Durchmesser hat, der an den Durchmesser des Aufnahmekanals 12 angepaßt ist. Auf diesem vergrößerten Bereich 36 befinden sich zwei einander gegenüberstehende Gabelstege 42, 44, die zwischen sich eine Nut 40 freilassen, in der später der Draht 20 aufgenommen werden soll.
Figur 3(a) zeigt den Kontaktstift 30, wie er in seiner Endposition in der Schweißmuffe 10 sitzt. Der um den Körper 32 des Kontaktstiftes 30 umlaufende Ringflansch 34, hier geschlossen ausgeführt, es ist aber auch eine segmentierte Gestaltung des Ringflansches möglich, liegt an der Anlageschulter 14 der Aufhahmeöffnung 16. Der über dem umlaufenden Ringflansch 34 befindliche vergrößerte Bereich 36 sitzt eng in dem Aufnahmekanal 12 und füllt diesen über etwa die Hälfte seiner Höhe aus. Im Übergangsbereich zu den Gabelstegen ist eine Stufe 38 ausgebildet, so daß die Gabelstege 42, 44 zu der sie umgebenden Schweißmuffe 10 einen gewissen Abstand einhalten, wobei der dadurch gebildete Ringraum 38 dazu dienen soll, später beim Schweißvorgang den umgebenden Kunststoff der Schweißmuffe 10 vor unerwünschter thermischer Belastung zu schützen. Die Gabelstege 42, 44 ragen über die Innenfläche der Schweißmuffe 10 hinaus und bilden eine Positionierhilfe, die später noch im Zusammenhang mit Figur 5 näher erläutert wird. Andere Ausführungsformen sind denkbar, bei denen die Gabelstege 42, 44 mehr oder weniger in den Aufhahmekanal 12 versenkt sind. Die genaue Ausgestaltung kann abhängig sein von der gewünschten Führung des Drahtes 20 in bezug auf die Schweißmuffe 10 bzw. den Kontaktstift 30.
Figur 3(b) zeigt, wie der Draht 20 lose zwischen den Gabelstegen 42, 44 liegt. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verklemmen des Drahtes 20 weder erforderlich noch erwünscht. Das lose Einlegen des Drahtes 20 gewährleistet vielmehr, daß später nach der Kontaktierung der Drahtquerschnitt unversehrt bleibt. Hierdurch ergibt sich eine ideale Nieder- und Hochbestromungsfestigkeit der mit dem erfmdungsgemäßen Verfahren generierten Flächenübergänge zwischen Draht und Kontaktstift bzw. der Kontaktierung.
Figur 4 zeigt, wie eine an einem Halter 50 befindliche Elektrode 52 so über das ins Innere der Schweißmuffe 10 ragende Ende des Kontaktstiftes 30 gezeigt wird, daß die Elektrode 52 mit den Gabelstegen im wesentlichen ausgerichtet ist. Anschließend, wie in Figur 5 gezeigt, wird der Halter 50 mit der Elektrode 52 so weit abgesenkt, bis die konkave Innenfläche 54 auf den Gabelstegen 42, 44 aufliegt und mit ihnen einen Linienkontakt bildet, wie er schematisch durch das Bezugszeichen A angedeutet ist. Linienkontakt bedeutet dabei, daß zwischen der Elektrode 52 und den Gabelstegen 42, 44 eine schmale Grenzfläche gebildet wird, die das Fließen derart hoher Ströme ermöglicht, daß das Temperaturniveau der Gabelstege 42, 44 durch die mechanische und/oder elektrische zugeführte Energie ansteigt, hierbei die Festigkeit der Gabelstege 42, 44 reduziert wird und sie somit teigig werden und sich verformen können. Dies ist in Figur 6 deutlicher zu sehen. Für den Stromfluß ist zumindest ein Punktkontakt erforderlich, besser mehrere Punktkontakte, idealerweise sollte der schon angesprochene Linien- oder Flächenkontakt gebildet werden, wodurch der verfahrensspezifische mechanische und elektrische Einfluß auf die Elektrode reduziert und somit deren Standzeit verbessert wird. Unter Einfluß eines Stromflusses oder mehrerer Stromflüsse oder Stromimpulse, die abhängig von der gewählten Geometrie der Gabelstege 42, 44 und deren Material angepaßt werden, deformieren sich die Gabelstege 42, 44. Bei den im Ausführungsbeispiel verwendeten Geometrien und Materialien für Kontaktstift 30 und Draht 20 wird bei einer Spitzenleistung von 5 kW mit einer effektiven Leistung von 2 kW in einer Zeit von etwa 0.5 sec (mit durchaus möglichen Abweichungen im Bereich von +/- 0.3 sec) eine elektrische Arbeit von 0.2 Wh benötigt. Es deformieren sich die Gabelstege 42, 44, wobei, begünstigt durch die konkave Innenfläche 54 der Elektrode 52, ein Verdrängen des Gabelstegmaterials in die Nut 40 gefördert wird. Bei weiterem Fortgang des elektrischen Verformungsvorganges, in Figur 7 veranschaulicht, wird der Draht 20 zwischen den Gabelstegen 42, 44 gehalten und schließlich, wie in Figur 8 zu sehen, von diesen vollständig umschlossen. Figur 9 zeigt den abgeschlossenen Verformungsvorgang, bei dem der Draht 20 mit im wesentlichen unversehrtem Querschnitt zwischen den nun deformierten Gabelstegen 42, 44 verpreßt ist. Die ehemals frei liegenden Enden der Gabelstege 42, 44 sind dabei miteinander verschweißt, so daß praktisch keine rückstellende Kraft wirksam werden kann, die den Draht unbeabsichtigt frei gibt.
Gemäß Figur 10 wird anschließend ein optionaler Kühlvorgang eingeleitet, symbolisiert durch den strichlierten Pfeil B, anschließend wird, wie in Figur 11 zu sehen, die Elektrode 52 weggefahren. Der Kontaktstift 30 liegt nun mit fest eingebundenem Draht 20 in der Schweißmuffe 10. Es hat sich gezeigt, daß zwischen Kontaktstift 30 und Draht 20 kein meßbarer Kontaktübergangswiderstand vorliegt, obwohl mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durchaus Materialien behandelt werden können, die sich nicht verschweißen lassen, da die Kontaktierung durch Verpressen erfolgt, wobei durch die in das System induzierte Energie und deren thermischer Einfluß das hier beschriebene Verfahren begünstigt werden kann.
Figur 12 zeigt eine Variante, bei der ein Draht 20 in Vollmaterial 60 verpreßt wird, d. h. ein Teil des Vollmaterials übernimmt die Funktion des Kontaktelementes, welches in der in den Figuren 1 bis 11 dargestellten Ausführungsform durch den Kontaktstift 30 verkörpert war. Der Draht 20 liegt in einer entsprechenden Nut lose ein und wird dann durch Absenken einer Elektrode, ähnlich der der Figur 4, innig mit dem Vollmaterial verpreßt.
Figur 13 zeigt eine Anzahl möglicher Geometrien für die Nut 40. Der Boden x der Nut 40 kann dabei konvex oder konkav gewölbt sein, geradlinig sein oder mit einer Zahnung oder Riffelung versehen sein. Ähnliches gilt für die Seitenwand y der Nut, die in bezug auf den Boden x senkrecht, nach außen geneigt oder nach innen geneigt gestaltet sein kann und unterschiedliche Oberflächenstrukturen aufweisen kann. In Längsrichtung z der Nut 40 sind weiterhin diverse Gestaltungen möglich, beispielhaft gezeigt ist eine konkave Ausnehmung, ohne und mit Riffelung, eine gerade Gestaltung oder auch ein unregelmäßiges Profil bzw. ein konvexer Verlauf. Ähnlich variable Ausgestaltungen sind im Nutgrund r und an der Nutkante q möglich. Die in den Figuren angegebenen Darstellungen sind lediglich beispielhaft.
Schließlich zeigt Figur 14, wie die Geometrie der Gabelstege 42, 44 variiert werden kann. Die Innenfläche der Gabelstege - hier ist beispielhaft nur der Gabelsteg 42 dargestellt - richtet sich nach der gewünschten Geometrie der Nut 40. Bei der Außenfläche des Gabelsteges 42 besteht weitgehende Gestaltungsfreiheit, abhängig von den Umgebungsbedingungen und dem möglichen Biegeverhalten des Materials des Gabelsteges 42. Die Darstellungen im Teilbild (a) sind Schnittansichten, beispielsweise kann ein Gabelsteg im Schnitt konkav gekrümmt bzw. in unterschiedlicher Dicke ausgeführt sein, wie in den Darstellungen (1) und (2) gezeigt, rechtwinklig aufragend, wie in Darstellung (3), dabei auch sich von der Nut weg erstreckend, wie in Darstellung (4) und in einer Abwandlung in Darstellung (5). Die freiliegende Fläche der Gabelstege muß nicht horizontal sein, sondern kann auch nach innen zur Nut hin ansteigen oder abfallen, wie in den Darstellungen (6) und (7) veranschaulicht. Teilbild (b) zeigt eine Draufsicht auf die Stirnflächen der Gabelstege, die entsprechend den Darstellungen (8), (9) und (10) mit unregelmäßiger Kontur ausgestaltet sein können.
Kombinationen aller beschriebenen Geometrien sind möglich.
Figur 15 zeigt ein Schliffbild einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kontaktstelle. Durch die mechanische und elektrische Verformung sind die Gabelstege des Kontaktstiftes zu einer Tulpe 80 zusanimengeführt, in die der Draht 20 eingebettet ist.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Verbinden mindestens eines Drahtes (20) mit einem Kontaktelement (30) zum Anschließen des Drahtes an eine Stromquelle, mit den Schritten:
a) Bereitstellen eines Kontaktelementes (30), welches eine Nut (40) für die Aufnahme mindestens eines Drahtes (20) aufweist; b) Einlegen des Drahtes (20) in die Nut (40) des Kontaktelementes (30); c) Absenken einer Elektrode (52) auf das Kontaktelement (30);
gekennzeichnet durch
d) Heizen der Umgebung der Nut (40) durch die Elektrode (52); dabei gleichzeitig Deformieren der Umgebung der Nut (40) durch die Elektrode (52), so daß der in der Nut (40) liegende Draht (20) verklemmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt c) ein Punktkontakt, Linienkontakt oder minimaler Flächenkontakt zwischen Kontaktelement (30) und Elektrode (52) hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an den Schritt d) der Schritt
e) Kühlen des deformierten Kontaktelementes (30)
vorgenommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (40) tiefer ist als der Durchmesser des Drahtes (20).
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Drähte (20) oder Drahtenden zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen den Drähten oder Drahtenden in die Nut (40) gelegt werden.
6. Kontaktelement zur Durchfuhrung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (40) im Querschnitt rechtwinklig, teilkreisförmig oder V-förmig ausgebildet ist.
7. Kontaktelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Nut (40) glatt, gezahnt oder geriffelt ausgebildet sind.
8. Kontaktelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (40) in Längsrichtung konvex oder geradlinig, entweder horizontal oder geneigt, oder konkav verlaufend ausgebildet ist.
9. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (40) zwischen mindestens einem Paar aus zwei einander gegenüberstehenden Gabelstegen (42, 44) ausgebildet ist.
10. Kontaktelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelstege (42, 44) eines Paares im wesentlichen parallel zueinander stehend angeordnet sind.
11. Kontaktelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelstege (42, 44) eines Paares unter einem Winkel zueinander ausgebildet sind.
12. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es einen stiftförmigen Körper (32, 36) aufweist, an dessen einem freiliegenden Ende die Nut (40) ausgebildet ist.
13. Kontaktelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein um den stiftförmigen Körper (32, 36) umlaufender, mindestens einteiliger Flansch (34) vorgesehen ist.
14. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Grundkörper, beispielsweise aus Kupfer, Aluminium oder Stahl, zumindest teilweise mit einer niedrigschmelzenden oder die elektrische Leitfähigkeit verbessernden metallischen Beschichtung, wie Zink, Zinn, Kupfer, Legierungen daraus und/oder Eutektika versehen ist.
15. Elektrode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Konkavität zur Anlage auf das Kontaktelement (30) aufweist.
16. Trägerkörper aus thermoplastischem Kunststoff, mit mindestens einer Durchgangsöffnung (12, 16) zur Aufnahme jeweils eines Kontaktelementes (30) nach einem der Ansprüche 6 bis 11.
17. Trägerkörper nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (30) durch seine geometrische Ausgestaltung im wesentlichen verschiebesicher in der Durchgangsöffnung (12, 16) gehalten ist.
18. Trägerkörper nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (12, 16) eine in die Durchgangsöffnung ragende Anlageschulter (14) aufweist.
19. Trägerkörper nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich der Nut (40) des eingesetzten Kontaktelementes (30) der Durchmesser der Durchgangsöffnung (12) größer ist als der Durchmesser des Kontaktelementes (30).
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