EP1928057B1 - Erstellung einer elektrischen Verbindung mittels einer Löthülse - Google Patents

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EP1928057B1
EP1928057B1 EP06024847A EP06024847A EP1928057B1 EP 1928057 B1 EP1928057 B1 EP 1928057B1 EP 06024847 A EP06024847 A EP 06024847A EP 06024847 A EP06024847 A EP 06024847A EP 1928057 B1 EP1928057 B1 EP 1928057B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sleeve
electrical conductor
receiving opening
solder
connecting element
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP06024847A
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English (en)
French (fr)
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EP1928057A1 (de
Inventor
Olaf Fröde
Waldemar Kowalski
Herbert Schink
Waldemar Wagenknecht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
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Priority to DK06024847.3T priority patent/DK1928057T3/da
Priority to DE502006007603T priority patent/DE502006007603D1/de
Priority to AT06024847T priority patent/ATE476766T1/de
Publication of EP1928057A1 publication Critical patent/EP1928057A1/de
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Publication of EP1928057B1 publication Critical patent/EP1928057B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H01R4/023—Soldered or welded connections between cables or wires and terminals
    • H01R4/024—Soldered or welded connections between cables or wires and terminals comprising preapplied solder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0235—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections for applying solder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/28—Contacts for sliding cooperation with identically-shaped contact, e.g. for hermaphroditic coupling devices

Definitions

  • the invention relates to a connecting element for connecting to at least one electrical conductor, wherein the connecting element is designed as a sleeve.
  • connection of the two to be connected subconductor bundles by means of the compression sleeve is to be considered that although whole bundles or subconductor bundles could be connected to each other, but the connection can only be made in a horizontal position to achieve a reasonably adequate solder joint.
  • different soldering gaps were produced by the ferrule or compression sleeve, so that the respective soldering process had to be adapted to the respectively unique soldering task.
  • the US 5,780,770 discloses a liquid-cooled electrical connection in which the electrical conductor is geometrically changed.
  • the US 4,963,694 shows an electrical connection for transmission of high frequency currents.
  • the present invention has for its object to improve an electrical connection or a connecting element for connecting to at least one electrical conductor of the type mentioned in that a permanent and high quality electrical connection is provided.
  • the object is achieved in that the sleeve has a receiving opening for receiving a Einsteckendes the at least one electrical conductor which is closed on one side, so that a sleeve bottom is formed, and that the sleeve has on its outer surface connecting surfaces, wherein the receiving opening according to the Design of the at least one electrical conductor is performed in order to ensure a sufficient connection of the electrical conductor with the sleeve can.
  • the receiving opening is in this case adapted to the configuration of the at least one electrical conductor, that between the inner surface of the receiving opening and the outer surface of the at least one electrical conductor, a gap is formed.
  • the electrical conductor could be square or quadrangular in cross-section, so that the receiving opening can be designed accordingly square or square slightly larger than the electrical conductor.
  • the electrical conductor can be seen in cross-section but also designed to be round or oval, wherein the receiving opening is then carried out according to the configuration of the electrical conductor round or oval slightly larger than the electrical conductor.
  • the sleeve is L-shaped with a base leg and a transverse leg arranged at an angle thereto, in which the receiving opening is arranged.
  • the sleeve may also have other configurations than the exemplified or preferred L-shaped design.
  • solder when in the receiving opening a solder is arranged, which is associated with at least the sleeve bottom.
  • the solder may for example be designed as a solder foil, so that the soldering process is optimized by the presence of the solder pot located in the receiving opening as a whole.
  • the solder foil may be assigned not only to the sleeve bottom, but also the inner surface of the receiving opening.
  • the sleeve has three connecting surfaces, wherein one end face configured as a base contact surface and two as an angle to the base contact surface, wherein the two end faces are oriented opposite to each other.
  • one end face configured as a base contact surface and two as an angle to the base contact surface, wherein the two end faces are oriented opposite to each other.
  • two connecting surfaces preferably the mutually oppositely oriented end faces are bevelled.
  • a solder is arranged on at least one connecting surface, which in turn is preferably designed as a solder foil.
  • both the base contact surface and the two mutually oppositely oriented end surfaces associated with a solder foil are expedient in the context of the invention.
  • a connecting element is assigned to a first electrical conductor and a second connecting element to a second electrical conductor, wherein the two connecting elements are preferably identical to each other, and wherein the two connecting elements on their each corresponding connecting surfaces are connected to each other.
  • the electrical conductor is designed as a partial conductor bundle of a generator winding rod.
  • a durable and high-quality electrical connection is preferably achieved when interconnecting partial conductor bundles or generally when connecting electrical conductors. This is achieved in particular by an improvement in the contacting of the conductor bundles or their insertion ends by their secure connection to the sleeve bottom of the sleeve by "flooding" the existing gap during a vertically downwardly performed brazing outside the exemplary electric machine or the generator.
  • connecting element according to the invention can be dispensed with a rotation of the stator in the horizontal position, whereby a connection of the corresponding subconductor bundle with a subconductor bundle to be connected in each position or position of the stand is possible.
  • the receiving opening of the sleeve is adapted to the configuration of the electrical conductor or the partial conductor bundle, a defined gap is generated in which a solder foil is used, whereby a secure and permanent electrical contact can be achieved.
  • the soldering process is optimized by the solder depot (solder foil) in the receiving opening.
  • a sleeve designed according to the invention is arranged at each insertion end of the partial conductor bundle.
  • the two sleeves are connected to one another in such a way that the respective base contact surfaces lie against one another, wherein the preferably beveled end faces bear against the respective associated end faces.
  • the sub-conductor bundle or the sub-conductor bundle connected to one another is preferably provided with a welding-point fuse, so that the two sleeves are initially slightly but sufficiently connected to one another. Subsequently, the two sleeves are soldered together, wherein here also preferably the brazing method is applied.
  • beveled end surfaces not only cause easier alignment of the individual bundles, here by optimized contact surfaces or connecting surfaces are created, but also prevent a thermal "rising" of the two interconnected connecting element or sleeves, since the tapered end faces act as a kind of wedge and thus also advantageously counteract the restoring forces.
  • solder deposit is created by the proposed solder foil, which ensures at the same time a defined distance between the two elements to be joined together. By soldering a sufficient solder joint is achieved in the subsequent brazing process.
  • a corresponding Lötinduktors an additional supply of the soldered contact surfaces or connecting surfaces with solder material from the outside.
  • solder joint with constantly defined parameters such. Material, temperature, gap, soldering quantity and time provided, so that a high-quality electrical connection is guaranteed.
  • the Figures 1 and 2 show a connecting element 1 for connecting to at least one electrical conductor.
  • the connecting element 1 is designed in the illustrated embodiment as a sleeve 2 or as a soldering sleeve.
  • the sleeve 2 is suitable in the illustrated embodiment, in particular for the connection of partial conductor bundles, for example, an electrical machine, in particular a generator.
  • the sleeve 2 is not limited to this preferred embodiment and can be used with any connection to an electrical conductor.
  • the sleeve 2 has a receiving opening 3 for receiving an insertion end 4 (FIG. FIG. 3 ) of an exemplary partial conductor bundle 6 as an electrical conductor.
  • the receiving opening 3 is closed on one side, so that a sleeve bottom 7 is formed, wherein the sleeve has on its outer surface connecting surfaces 8, 9 and 11.
  • the sleeve 2 is substantially L-shaped with a base leg 12 and an angle, preferably arranged perpendicular thereto transverse leg 13, wherein the receiving opening 3 is arranged in the transverse leg 13.
  • the receiving opening 3 is quadrangular in accordance with the configuration of the at least one electrical conductor or the partial conductor bundle 6 (FIG. FIG. 3 ).
  • solder is arranged, which is designed in the illustrated embodiment as a solder foil.
  • the solder foil is associated with at least the sleeve bottom 7, but can also be assigned in a preferred embodiment of the inner surface 14 of the receiving opening 3 fully or partially circumferentially.
  • the receiving opening 3 is adapted to the configuration of the at least one electrical conductor or the partial conductor bundle 6, the between the inner surface 14 of the receiving opening 3 and the outer surface of the at least one electrical conductor or the partial conductor bundle 6, a gap 16 is formed ( FIG. 3 ).
  • a gap 16 is formed ( FIG. 3 ).
  • the sleeve 2 on its outer surface connecting surfaces 8, 9 and 11, which are designed as a base contact surface 8 and two angularly arranged thereto end faces 9, 11.
  • the end faces 9, 11 are oriented opposite to each other ( FIG. 2 ).
  • the end face 9 is associated with the transverse leg 13, wherein the end face 11 is associated with the free end of the base leg 12.
  • the end face 9 extends from the base contact surface 8 to a free end edge 17 of the transverse leg 13, wherein the end face 11 extends oppositely oriented from the base contact surface 8 to a free end edge 18 of the base leg 12 extends.
  • FIG. 2 is indicated by the dotted lines that the end faces 9 and 11 can be bevelled.
  • This causes the end faces 9 and 11 are designed substantially wedge-shaped, wherein the end face 9 is adapted to the configuration of the corresponding end face 11 of a second connecting element or a second sleeve 2, and wherein the end face 11 of the first connecting element to the End face 9 of the corresponding second connecting element or sleeve 2 is adapted.
  • solder At least on the base contact surface 8, but also on the end faces 9, 11 or on the tapered end faces 9, 11, a solder may be arranged, which in turn is preferably designed as a solder foil.
  • the connecting element 1 or the sleeve 2 shown by way of example is preferably suitable for connecting two partial conductor bundles 6 to one another, as is the case for example FIG. 4 shows.
  • FIG. 4 It can be seen that each subconductor bundle 6 or its insertion end 4 is assigned in each case a sleeve 2.
  • the male ends 4 of the respective partial conductor bundle 6 are received in the receiving opening 3 of the sleeve 2 and soldered by the existing in the receiving opening 3 Lötdepot (solder foil) in a so-called brazing with the sleeve 2.
  • Lötdepot solder foil
  • the two sleeves 2 are connected to the subconductor bundle 6 and the electrical conductor, that the respective base contact surfaces 8 are opposite, wherein the end face 9 of the first sleeve 2 abuts the end face 11 of the second sleeve, and wherein the end face 9 of the second sleeve 2 rests against the end face 11 of the first sleeve 2.
  • the L-shaped configuration of the sleeve 2 thus results in a Z-shaped connecting gap 19 between the abutting connecting surfaces 8, 9 and 11, wherein in the gap 19 a solder foil (solder deposit) is arranged so that always a defined gap 19 for Is made available.
  • solder foil solder deposit
  • FIG. 4 is a preferred embodiment with bevelled end faces 9 and 11 respectively.
  • FIG. 4 the two partial conductor bundles 6 are shown after the alignment of these in the exemplary electric machine or the generator, wherein a punctual fixing of the contact surfaces or the connecting surfaces 8, 9, and 11 is carried out by a spot weld 21 shown by way of example.
  • the choice of the welding spot in FIG. 4 is merely exemplary and can be arranged at any suitable location in the region of the gap 19.
  • the two sleeves 2 can be connected to each other by means of brazing.
  • the solder pot in the gap 19 already causes a sufficient and high-quality compound, of course, with suitable means from the outside further solder can be supplied.
  • FIG. 5 is exemplified how the two sleeves 2 are connected or soldered together, wherein high-quality contact surfaces or connecting surfaces are ensured due to an excellent degree of filling in the gap 19.
  • solder joint shown in the described embodiment is not limited to these.
  • Conceivable is any suitable type of cohesive connection, which is to be included by the invention.
  • a cohesive connection a compound is considered in the context of the invention, in which the connection partners are held together by atomic or molecular forces.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zum Verbinden mit zumindest einem elektrischen Leiter, wobei das Verbindungselement als Hülse ausgeführt ist.
  • Bekannt ist, dass bisher bei der Fertigung z.B. von Wicklungsstäben elektrischer Maschinen insbesondere von Generatorwicklungsstäben deren Teilleiterbündel lediglich an den Enden mittels einer so genannten Bündelhartlötung verfestigt wurden. Nach dem Einbau und beim Verschalten in dem Ständer der elektrischen Maschine bzw. dem Generator wurden die Teilleiter manuell ausgerichtet und in einer waagerechten Position mittels einer Presshülse verquetscht und anschließend induktiv hartgelötet. Hierzu musste der Ständer jeweils aus der vertikalen Position in die horizontale Position gedreht werden.
  • Als ein Hauptnachteil der Verbindung der beiden zu verbindenden Teilleiterbündel mittels der Presshülse ist dabei anzusehen, dass zwar ganze Bündel bzw. Teilleiterbündel miteinander verbunden werden konnten, wobei die Verbindung aber lediglich in einer waagerechten Position erfolgen kann, um eine halbwegs hinreichende Lötverbindung zu erreichen. Durch die Quetschhülse bzw. Presshülse ergaben sich dabei aber jeweils unterschiedliche Lötspalte, so dass der jeweilige Lötvorgang auf die jeweils singuläre Lötaufgabe angepasst werden musste.
  • Dies ist nicht nur aus Qualitätsgründen nachteilig, sondern beinhaltet auch einen erheblichen Kostenfaktor.
  • Die US 5,780,770 offenbart eine flüssigkeitsgekühlte elektrische Verbindung, bei der der elektrische Leiter geometrisch verändert wird.
  • Die US 4,963,694 zeigt eine elektrische Verbindung zur Übertragung von Hochfrequenzströmen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Verbindung bzw. ein Verbindungselement zum Verbinden mit zumindest einem elektrischen Leiter der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine dauerhafte und qualitativ hochwertige elektrische Verbindung zur Verfügung gestellt wird.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Hülse eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme eines Einsteckendes des zumindest einen elektrischen Leiters aufweist, die einseitig geschlossen ist, so dass ein Hülsenboden gebildet ist, und dass die Hülse an ihrer Außenoberfläche Verbindungsflächen aufweist, wobei die Aufnahmeöffnung entsprechend der Ausgestaltung des zumindest einen elektrischen Leiters ausgeführt ist, um eine hinreichende Verbindung des elektrischen Leiters mit der Hülse gewährleisten zu können. Die Aufnahmeöffnung ist hierbei derart an die Ausgestaltung des zumindest einen elektrischen Leiters angepasst, dass zwischen der Innenfläche der Aufnahmeöffnung und der Außenoberfläche des zumindest einen elektrischen Leiters ein Spalt gebildet ist. Beispielsweise könnte der elektrische Leiter im Querschnitt gesehen quadratisch oder viereckig ausgeführt sein, so dass die Aufnahmeöffnung dementsprechend quadratisch oder viereckig etwas größer als der elektrische Leiter ausgeführt sein kann. Der elektrische Leiter kann im Querschnitt gesehen aber auch rund oder oval ausgeführt sein, wobei die Aufnahmeöffnung dann entsprechend an die Ausgestaltung des elektrischen Leiters rund bzw. oval etwas größer als der elektrische Leiter ausgeführt ist.
  • Damit zwei miteinander zu verbindende elektrische Leiter miteinander verbindbar sind, ist es günstig im Sinne der Erfindung, wenn die Hülse L-förmig mit einem Basisschenkel und einem winklig dazu angeordneten Querschenkel ausgeführt ist, in der die Aufnahmeöffnung angeordnet ist. Natürlich kann die Hülse auch andere Ausgestaltungen als die beispielhaft genannte bzw. bevorzugte L-förmige Ausführung aufweisen.
  • Um eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Lötverbindung des zumindest einen elektrischen Leiters mit der Hülse herzustellen, ist es günstig im Sinne der Erfindung, wenn in der Aufnahmeöffnung ein Lötmittel angeordnet ist, das zumindest dem Hülsenboden zugeordnet ist. Das Lötmittel kann beispielsweise als Lötfolie ausgeführt sein, so dass der Lötvorgang durch das Vorhandensein des in der Aufnahmeöffnung befindlichen Lötdepots insgesamt optimiert wird. Hierbei kann die Lötfolie nicht nur dem Hülsenboden zugeordnet sein, sondern auch der Innenfläche der Aufnahmeöffnung.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Hülse drei Verbindungsflächen auf, wobei eine als Basiskontaktfläche und zwei als zur Basiskontaktfläche winklig angeordnete Stirnflächen ausgeführt sind, wobei die beiden Stirnflächen zueinander entgegengesetzt orientiert sind. Günstig im Sinne der Erfindung ist, wenn zwei Verbindungsflächen, vorzugsweise die einander entgegengesetzt orientierten Stirnflächen angeschrägt sind.
  • Um eine hinreichende Verbindung zweier Verbindungselemente miteinander zu erreichen, ist es zweckmäßig im Sinne der Erfindung, wenn auf zumindest einer Verbindungsfläche ein Lötmittel angeordnet ist, das wiederum bevorzugt als Lötfolie ausgeführt ist. In bevorzugter Ausgestaltung ist sowohl der Basiskontaktfläche als auch den beiden zueinander entgegengesetzt orientierten Stirnflächen eine Lötfolie zugeordnet.
  • Zum Verbinden zweier elektrischer Leiter miteinander ist es zweckmäßig im Sinne der Erfindung, wenn jeweils ein Verbindungselement einem ersten elektrischen Leiter und ein zweites Verbindungselement einem zweiten elektrischen Leiter zugeordnet ist, wobei die beiden Verbindungselemente bevorzugt identisch zueinander ausgeführt sind, und wobei die beiden Verbindungselemente über ihre jeweils korrespondierenden Verbindungsflächen miteinander verbindbar sind.
  • In bevorzugter Ausgestaltung ist der elektrische Leiter als Teilleiterbündel eines Generatorwicklungsstabes ausgeführt.
  • Insgesamt wird mit dem erfindungsgemäßen Verbindungselement eine dauerhafte und qualitativ hochwertige elektrische Verbindung vorzugsweise beim Verschalten von Teilleiterbündeln bzw. allgemein bei dem Verbinden elektrischer Leiter erreicht. Dies wird insbesondere durch eine Verbesserung der Kontaktierung der Teilleiterbündel bzw. deren Einsteckenden durch deren sichere Anbindung an den Hülsenboden der Hülse durch "Fluten" der vorhandenen Spalte während eines senkrecht nach unten durchgeführten Hartlötvorgangs außerhalb der beispielhaften elektrischen Maschine bzw. des Generators erreicht.
  • Mittels des erfindungsgemäßen Verbindungselementes kann auf ein Drehen des Ständers in die waagerechte Position verzichtet werden, wodurch eine Verbindung des entsprechenden Teilleiterbündels mit einem damit zu verbindenden Teilleiterbündel in jeder Position bzw. Lage des Ständers möglich ist.
  • Durch das Anschrägen der Verbindungsflächen bzw. der einander entgegengesetzt orientierten Stirnflächen ist eine leichtere Ausrichtung der einzelnen Teilbündel zueinander durch die optimierte Kontaktfläche erreichbar.
  • Dadurch, dass die Aufnahmeöffnung der Hülse an die Ausgestaltung des elektrischen Leiters bzw. des Teilleiterbündels angepasst ist, wird ein definierter Spalt erzeugt, in dem eine Lötfolie eingesetzt ist, wodurch eine sichere und dauerhafte elektrische Kontaktierung erreichbar ist. Zudem wird der Lötvorgang durch das Lötdepot (Lötfolie) in der Aufnahmeöffnung optimiert.
  • Werden zwei Teilleiterbündel miteinander verbunden, ist vorteilhaft vorgesehen, dass an jedem Einsteckende des Teilleiterbündels eine erfindungsgemäß ausgeführte Hülse angeordnet ist. Die beiden Hülsen werden derart miteinander verbunden, dass die jeweiligen Basiskontaktflächen aneinander liegen, wobei die bevorzugt angeschrägten Stirnflächen an den jeweils zugeordneten Stirnflächen anliegen. Zur kurzzeitigen Fixierung der so aneinander gesetzten Teilleiterbündel bzw. der so miteinander verbundenen Teilleiterbündel ist bevorzugt eine Schweißpunktsicherung vorgesehen, so dass die beiden Hülsen zunächst leicht aber hinreichend miteinander verbunden sind. Anschließend werden die beiden Hülsen miteinander verlötet, wobei hier auch bevorzugt das Hartlötverfahren angewendet wird. Durch die an den Verbindungsflächen angeordnete Lötfolie (Lötdepot) und die Schweißpunktsicherung ergibt sich somit ein definierter Lötspalt, so dass auch hier der Lötvorgang optimiert ist.
  • Durch die definierten Spalte zum einen zwischen der Innenfläche der Aufnahmeöffnung und der Außenoberfläche des Teilleiterbündels und zum anderen zwischen den aneinander liegenden Verbindungsflächen kann durch das anschließende Lötverfahren der Füllgrad insgesamt verbessert werden, da definierte Lötparameter für jeden einzelnen Verbindungsvorgang vorliegen, was auch zu einer Minimierung von Wärmeverlusten führt.
  • Die angeschrägten Stirnflächen bewirken aber nicht nur eine leichtere Ausrichtung der einzelnen Bündel, indem hier optimierte Kontaktflächen bzw. Verbindungsflächen geschaffen werden, sondern verhindern auch ein thermisches "Aufgehen" der beiden miteinander zu verbindenden Verbindungselement bzw. Hülsen, da die angeschrägten Stirnflächen quasi als Keil wirken und somit auch vorteilhaft den Rückstellkräften entgegenwirken.
  • Wie bereits gesagt, wird ein Lötdepot durch die vorgesehene Lötfolie geschaffen, die zugleich einen definierten Abstand der beiden miteinander zu verbindenden Elemente sicherstellt. Durch das Lötdepot wird so bei dem anschließenden Hartlötvorgang eine hinreichende Lötverbindung erreicht. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, mittels eines entsprechenden Lötinduktors eine zusätzliche Versorgung der zu lötenden Kontaktflächen bzw. Verbindungsflächen mit Lötmaterial von außen zuzuführen.
  • Insgesamt wird mit dem erfindungsgemäßen Verbindungselement eine Lötverbindung mit stets definierten Parametern wie z.B. Werkstoff, Temperatur, Spalt, Lötmenge und Zeit zur Verfügung gestellt, so dass eine qualitativ hochwertige elektrische Verbindung gewährleistet ist.
  • Weiter wird eine erhebliche Verkürzung der Fertigungszeiten erreichet, da z.B. ein Drehen des Ständers in die waagerechte Lage zum Löten vermieden wird. Zudem ergibt sich die Möglichkeit einer schnelleren Reparatur ohne dass ein Auslöten der einzelnen Teilleiterbündel erforderlich wäre. Auch eine wiederholte Verschaltung der Hülsen ist möglich.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter folgender Figurenbeschreibung offenbart.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Verbindungselement in einer perspektivischen Ansicht mit einem Blick in eine Aufnahmeöffnung,
    Fig. 2
    das Verbindungselement aus Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht mit einem Blick auf die Verbindungsflächen,
    Fig. 3
    das Verbindungselement aus Fig. 1, das auf einem Teilleiterbündel positioniert ist,
    Fig. 4
    ausgerichtete Teilleiterbündel mit aufgesetzten Verbindungselementen aus Fig. 1, und
    Fig. 5
    miteinander verbundene Verbindungselemente.
  • In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Verbindungselement 1 zum Verbinden mit zumindest einem elektrischen Leiter. Das Verbindungselement 1 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Hülse 2 bzw. als Löthülse ausgeführt. Die Hülse 2 eignet sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere zur Verbindung von Teilleiterbündeln z.B. einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Generators. Die Hülse 2 ist auf dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel aber nicht beschränkt und kann bei jeder Verbindung mit einem elektrischen Leiter eingesetzt werden.
  • Die Hülse 2 weist eine Aufnahmeöffnung 3 zur Aufnahme eines Einsteckendes 4 (Figur 3) eines beispielhaften Teilleiterbündels 6 als elektrischen Leiter auf. Die Aufnahmeöffnung 3 ist einseitig geschlossen, so dass ein Hülsenboden 7 gebildet ist, wobei die Hülse an ihrer Außenoberfläche Verbindungsflächen 8, 9 und 11 aufweist.
  • Die Hülse 2 ist im Wesentlichen L-förmig mit einem Basisschenkel 12 und einem winklig, bevorzugt senkrecht dazu angeordnetem Querschenkel 13 ausgeführt, wobei die Aufnahmeöffnung 3 in dem Querschenkel 13 angeordnet ist.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Aufnahmeöffnung 3 viereckig entsprechend der Ausgestaltung des zumindest einen elektrischen Leiters bzw. des Teilleiterbündels 6 (Figur 3) ausgeführt.
  • In der Aufnahmeöffnung 3 ist ein Lötmittel angeordnet, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Lötfolie ausgeführt ist. Die Lötfolie ist zumindest dem Hülsenboden 7 zugeordnet, kann aber auch in bevorzugter Ausgestaltung der Innenfläche 14 der Aufnahmeöffnung 3 voll umfänglich oder teilumfänglich zugeordnet sein.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist die Aufnahmeöffnung 3 derart an die Ausgestaltung des zumindest einen elektrischen Leiters bzw. des Teilleiterbündels 6 angepasst, das zwischen der Innenfläche 14 der Aufnahmeöffnung 3 und der Außenoberfläche des zumindest einen elektrischen Leiters bzw. des Teilleiterbündels 6 ein Spalt 16 gebildet ist (Figur 3). Durch die an der Innenfläche 14 bzw. dem Hülsenboden 7 angeordnete Lötfolie wird ein definierter Spalt 16 zur Verfügung gestellt, wobei der Spalt 16 auch durch einen senkrechten Lötvorgang vollständig mit Lötmittel gefüllt werden kann.
  • Wie bereits oben gesagt, weist die Hülse 2 an ihrer Außenoberfläche Verbindungsflächen 8, 9 und 11 auf, die als Basiskontaktfläche 8 und zwei winklig dazu angeordneten Stirnflächen 9, 11 ausgeführt sind. Die Stirnflächen 9, 11 sind zueinander entgegengesetzt orientiert (Figur 2).
  • Die Stirnfläche 9 ist dem Querschenkel 13 zugeordnet, wobei die Stirnfläche 11 dem freien Ende des Basisschenkels 12 zugeordnet ist. Die Stirnfläche 9 erstreckt sich von der Basiskontaktfläche 8 zu einer freien Stirnkante 17 des Querschenkels 13, wobei sich die Stirnfläche 11 dazu entgegengesetzt orientiert von der Basiskontaktfläche 8 zu einer freien Stirnkante 18 des Basisschenkel 12 erstreckt.
  • In Figur 2 ist mittels der strichpunktierten Linien angedeutet, dass die Stirnflächen 9 und 11 angeschrägt sein können. Dies bewirkt, dass die Stirnflächen 9 bzw. 11 im Wesentlichen keilförmig ausgeführt sind, wobei die Stirnfläche 9 an die Ausgestaltung der dazu korrespondierenden Stirnfläche 11 eines zweiten Verbindungselementes bzw. einer zweiten Hülse 2 angepasst ist, und wobei die Stirnfläche 11 des ersten Verbindungselementes an die Stirnfläche 9 des dazu korrespondierenden zweiten Verbindungselementes bzw. Hülse 2 angepasst ist.
  • Zumindest auf der Basiskontaktfläche 8, aber auch auf den Stirnflächen 9, 11 bzw. an den angeschrägten Stirnflächen, 9, 11 kann ein Lötmittel angeordnet sein, das wiederum bevorzugt als Lötfolie ausgeführt ist.
  • Das Verbindungselement 1 bzw. die beispielhaft dargestellte Hülse 2 eignet sich bevorzugt zur Verbindung von zwei Teilleiterbündeln 6 miteinander, wie beispielhaft Figur 4 zeigt. Figur 4 ist zu entnehmen, dass jedem Teilleiterbündel 6 bzw. dessen Einsteckende 4 jeweils eine Hülse 2 zugeordnet ist. Die Einsteckenden 4 des jeweiligen Teilleiterbündels 6 sind in der Aufnahmeöffnung 3 der Hülse 2 aufgenommen und durch das in der Aufnahmeöffnung 3 vorhandene Lötdepot (Lötfolie) in einem so genannten Hartlötvorgang mit der Hülse 2 verlötet. Selbstverständlich kann während des Lötvorgangs mit geeigneten Mitteln zur Ausfüllung des Spaltes, sofern erforderlich, von außen weiteres Lötmittel zugeführt werden.
  • Die beiden Hülsen 2 werden derart mit dem Teilleiterbündel 6 bzw. dem elektrischen Leiter verbunden, dass sich die jeweiligen Basiskontaktflächen 8 gegenüberliegen, wobei die Stirnfläche 9 der ersten Hülse 2 an der Stirnfläche 11 der zweiten Hülse anliegt, und wobei die Stirnfläche 9 der zweiten Hülse 2 an der Stirnfläche 11 der ersten Hülse 2 anliegt. Durch die L-förmige Ausgestaltung der Hülse 2 ergibt sich somit ein Z-förmiger Verbindungsspalt 19 zwischen den aneinander liegenden Verbindungsflächen 8, 9 und 11, wobei in dem Spalt 19 eine Lötfolie (Lötdepot) angeordnet ist, so dass stets ein definierter Spalt 19 zur Verfügung gestellt wird.
    Nicht dargestellt in Figur 4 ist eine bevorzugte Ausgestaltung mit angeschrägten Stirnflächen 9 bzw. 11.
  • In Figur 4 sind die beiden Teilleiterbündel 6 nach dem Ausrichten dieser in der beispielhaften elektrischen Maschine bzw. dem Generator dargestellt, wobei eine punktuelle Fixierung der Kontaktflächen bzw. der Verbindungsflächen 8, 9, und 11 durch eine beispielhaft dargestellte Punktschweißung 21 ausgeführt ist. Die Wahl des Schweißpunktortes in Figur 4 ist lediglich beispielhaft und kann an jedem geeigneten Ort im Bereich des Spaltes 19 angeordnet sein.
  • Sind die beiden Teilleiterbündel 6 zueinander ausgerichtet und mittels der beispielhaften Punktschweißung 21 fixiert, können die beiden Hülsen 2 beispielsweise mittels einer Hartlötung miteinander verbunden werden. Hierbei bewirkt das Lötdepot in dem Spalt 19 bereits eine hinreichende und qualitativ hochwertige Verbindung, wobei natürlich auch mit geeigneten mitteln von außen weiteres Lötmaterial zugeführt werden kann.
  • In Figur 5 ist beispielhaft dargestellt, wie die beiden Hülsen 2 miteinander verbunden bzw. verlötet sind, wobei hochwertige Kontaktflächen bzw. Verbindungsflächen aufgrund eines hervorragenden Füllgrades in dem Spalt 19 gewährleistet sind.
  • Die in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel dargestellte Lötverbindung ist natürlich nicht auf diese beschränkt. Denkbar ist jede geeignete Art einer stoffschlüssigen Verbindung, welche von der Erfindung eingeschlossen sein soll. Als stoffschlüssige Verbindung wird im Sinne der Erfindung eine Verbindung angesehen, bei der die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden.

Claims (6)

  1. Verbindungselemente zum Verbinden mit jeweils zumindest einem elektrischen Leiter (6), wobei jedes Verbindungselement (1) als Hülse (2) ausgeführt ist,
    wobei die Hülse(2) eine Aufnahmeöffnung (3) zur Aufnahme eines Einsteckendes (4) des zumindest einen elektrischen Leiters (6) aufweist, die einseitig geschlossen ist, so dass ein Hülsenboden 7 gebildet ist, und dass die Hülse an ihrer Außenoberfläche Verbindungsflächen (8, 9, 11) aufweist,
    wobei die Aufnahmeöffnung (3) entsprechend der Ausgestaltung des zumindest einen elektrischen Leiters (6) ausgeführt ist,
    wobei die Hülse (2) aus drei Verbindungsflächen (8, 9, 11) besteht, die als Basiskontaktfläche (8) und zwei winklig dazu angeordneten Stirnflächen (9, 11) ausgeführt sind,
    wobei die Stirnflächen (9, 11) zueinander entgegengesetzt orientiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass
    jeweils eine erste Hülse (2) einem ersten elektrischen Leiter (6) und eine zweite Hülse (2) einem zweiten elektrischen Leiter (6) zum Verbinden der beiden elektrischen Leiter (6) zugeordnet ist, wobei die beiden Hülsen (2) identisch zueinander ausgeführt sind, und wobei die beiden Hülsen (2) über ihre jeweils drei korrespondierenden Verbindungsflächen (8, 9, 11) stoffschlüssig miteinander verbindbar sind.
  2. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Aufnahmeöffnung (3) derart an die Ausgestaltung des zumindest einen elektrischen Leiters (6) angepasst ist, das zwischen einer Innenfläche (14) der Aufnahmeöffnung (3) und der Außenoberfläche des zumindest einen elektrischen Leiters (6) ein Spalt (16) gebildet ist.
  3. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in der Aufnahmeöffnung (3) ein Lötmittel angeordnet ist, das zumindest dem Hülsenboden (7) zugeordnet ist.
  4. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zumindest zwei Verbindungsflächen (9, 11) angeschrägt sind.
  5. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    auf zumindest einer Verbindungsfläche (8, 9, 11) ein Lötmittel angeordnet ist.
  6. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der elektrische Leiter als Teilleiterbündel (6) eines Generatorwicklungsstabes ausgeführt ist.
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