EP3417514B1 - Kontaktsystem zur kontaktierung eines schirmgeflechts und eines kontaktelements - Google Patents

Kontaktsystem zur kontaktierung eines schirmgeflechts und eines kontaktelements Download PDF

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EP3417514B1
EP3417514B1 EP17731915.9A EP17731915A EP3417514B1 EP 3417514 B1 EP3417514 B1 EP 3417514B1 EP 17731915 A EP17731915 A EP 17731915A EP 3417514 B1 EP3417514 B1 EP 3417514B1
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EP
European Patent Office
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contact
inner sleeve
aluminum
sleeve
aluminium
Prior art date
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Application number
EP17731915.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3417514A1 (de
Inventor
Gottfried Fleischer
Karl Fröschl
Michael SCHWENT
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.)
Gebauer and Griller Kabelwerke GmbH
Original Assignee
Gebauer and Griller Kabelwerke GmbH
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Publication date
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Priority to EP18190110.9A priority patent/EP3422481B1/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
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/50—Clamped connections, spring connections utilising a cam, wedge, cone or ball also combined with a screw
    • H01R4/5083—Clamped connections, spring connections utilising a cam, wedge, cone or ball also combined with a screw using a wedge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/03—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections
    • H01R9/05—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections for coaxial cables
    • H01R9/0524—Connection to outer conductor by action of a clamping member, e.g. screw fastening means
    • 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
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/50—Clamped connections, spring connections utilising a cam, wedge, cone or ball also combined with a screw
    • H01R4/5016—Clamped connections, spring connections utilising a cam, wedge, cone or ball also combined with a screw using a cone
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a contact system for contacting an aluminum screen braid
  • a contact system for contacting an aluminum screen braid comprising a contact element an electrically conductive cable with an electrical inner conductor, a primary insulation surrounding the electrical inner conductor and a secondary insulation surrounding the primary insulation;
  • the aluminum screen braid comprising a plurality of aluminum wires, which is arranged at least in sections between the primary insulation and the secondary insulation of the electrically conductive cable;
  • the contact element which can be pushed onto the electrically conductive cable and which comprises an outer sleeve and an inner sleeve which can be inserted at least in sections into the outer sleeve.
  • a screen braid which consists of a plurality of strands made of an electrically conductive material and which envelops the electrical inner conductor.
  • the shield braid is usually located within a cable sheath and is arranged between a primary insulation, also called inner sheath, which is arranged between the inner conductor and the shield braid, and a secondary insulation, also called outer sheath or cable sheath, which surrounds the shield braid on the outside.
  • a shielding film which is usually a plastic-laminated aluminum foil, may be provided either between the primary insulation and the shielding braid or between the shielding braid and the secondary insulation.
  • This screen film does not transmit any appreciable currents and is not contacted when the screen braid is contacted, but is separated when the screen braid is exposed.
  • the braided screen can be connected to a ground in the end regions of the electrical cable.
  • at least one contact element is generally provided at each end of the cable, which are connected in an electrically conductive manner to the braided shield and can be connected to the ground.
  • Known methods for connecting a braid of copper to a contact element are usually realized in that a support sleeve is pushed onto the secondary insulation of the cable and the exposed braided shield is pushed back over the support sleeve. The contact part is then guided over the support sleeve and the braided shield resting thereon and radially pressed, for example crimped, with a suitable tool for contacting. Through the pressing process, the braided screen is clamped between the support sleeve and the contact part. These methods can only be used for materials with good transverse conductivity, since the braiding of the shielding is only carried out selectively.
  • Aluminum or aluminum alloys are also suitable as conductive material for screen braids, which due to its low mass is used in many fields of application, for example in the automotive sector, in particular in electrically powered automobiles.
  • aluminum wires made of aluminum or an aluminum alloy are pressed together, these wires naturally only have one very difficult to penetrate oxide layer on its surface.
  • a contacting process for a screen braid that is common in copper technology is not able to make contact with all aluminum wires of the aluminum screen braid with the contact element due to the radial pressing, since the oxide layers that form on the aluminum wires prevent the transverse conductivity in the pressed areas.
  • the known layers cannot break through the oxide layers for all wires in the braided shield. It has also been shown that no known connection can be achieved with known contacting methods in the case of aluminum screen braids.
  • connection methods for aluminum shielding braids use additional measures to secure the contacting of all aluminum wires and, if necessary, to be able to break open the oxide layer.
  • connection methods for aluminum shielding braids use additional measures to secure the contacting of all aluminum wires and, if necessary, to be able to break open the oxide layer.
  • this type of connection technology has the disadvantage that the quality of the shielding braid always influences the quality of the connection; here, above all, adhering substances from the previous processes are interference factors.
  • the production of such electrically conductive connections between an aluminum screen braid and a contact element is dependent on the presence of expensive welding systems, which are also not portable and therefore cannot be used flexibly.
  • the EP 2 874 236 A1 describes a contact system consisting of a first inner contact part and a second outer contact part by means of which an aluminum wire screen comprising a plurality of individual wires can be clamped and contacted.
  • the wire screen is pressed between a conical outer surface of a contact area of the first contact element and a conical inner surface of the second contact element via clamping means of the contact system.
  • the US 5 508 475 A discloses the preamble of claim 1.
  • This object relates to a contact system according to the invention for contacting an aluminum screen braid with a contact element of the type mentioned at the outset, the inner sleeve having a first contact surface and the outer sleeve having a second contact surface for contacting the aluminum screen braid, the first and / or second contact surface in each case regions with a different cross-section relative to a conductor axis of the electrically conductive cable, and wherein the contact surfaces are formed such that the aluminum wires of the aluminum screen braid are clamped in a contact position of the contact part by axially pushing the inner sleeve and the outer sleeve between the contact surfaces and are in contact with the contact part.
  • an electrical inner conductor made of electrically conductive material preferably copper, aluminum or at least one of these Alloys containing metals are understood in the sense of the invention to mean both single conductors and strands consisting of several individual conductors or a package of two, three, four or more strands which are covered by the primary insulation.
  • the electrical inner conductor defines a conductor axis which follows the course of the electrical cable, that is to say can be straight, curved or angled in sections. At least in the area of the contacting, however, the conductor axis generally runs in a straight line.
  • a sleeve is usually understood to mean an element which comprises a, preferably central, through-opening and a, preferably rotationally symmetrical, casing body having the through-opening.
  • the through opening can in principle have any geometric cross section, as long as the passage of at least a section of the electrically conductive cable is ensured.
  • the inner sleeve is the sleeve that is arranged closer to the inner conductor in the contact position in the radial direction.
  • the inner sleeve can be pushed onto the electrically conductive cable, so that the through opening of the inner sleeve, hereinafter referred to as the cable bushing, is advantageously adapted to the geometry of the electrical inner conductor of the cable, for example circular, elliptical or essentially polygonal.
  • the jacket body of the inner sleeve is designed such that the inner sleeve can be inserted at least in sections into the outer sleeve, the first contact surface of the inner sleeve generally being formed by a radially outer peripheral surface of the inner sleeve.
  • the insertability is achieved in that the outer dimensions of the inner sleeve are smaller than or equal to the inner dimensions of the through opening of the outer sleeve.
  • the second contact surface of the outer sleeve is generally formed by a radially inner circumferential surface, that is to say by the boundary surface of the through opening of the outer sleeve.
  • the contact surfaces are defined by a surface of the inner sleeve or the outer sleeve and theoretically enclose a volume. If, in the light of the invention, one speaks of a cross section of a contact surface, this is understood to mean the cross section of the enclosed volume, which is oriented normal to the conductor axis.
  • the aluminum screen braid is arranged between the contact surfaces, so that the aluminum wires of the aluminum screen braid, preferably If possible, contact all aluminum wires, both the first contact surface and the second contact surface. Due to the cross-sections of at least one of the contact surfaces of the inner sleeve and outer sleeve, which are provided according to the invention and are generally arranged in a corresponding manner in the contact position, the aluminum wires of the aluminum shielding braid contacting the contact surfaces are already clamped by axially pushing the outer sleeve and inner sleeve together.
  • each of the contact surfaces preferably has regions with different cross sections.
  • Either an electrical contact is thus made between the outer sleeve and / or the inner sleeve and the aluminum wires in order to enable equipotential bonding.
  • a large number of shapes can be used to select the geometry of the interacting contact surfaces of the sleeves, as long as at least one area is defined by the configuration of the contact surfaces and their cross-sections, through which a clamping force acting on the aluminum shield is exerted when the sleeves are pushed into one another.
  • axial pushing together or pressing together is understood to mean that the two sleeves are pushed or pressed into one another in the direction of a conductor axis and the pressing is not achieved, as is known from the prior art, by subsequent radial pressing, for example crimping becomes.
  • a uniform contact between the aluminum wires and the contact element is already by pushing the sleeves together achieved because the pressing is no longer carried out radially or selectively, but runs evenly over the contact surface and the aluminum wires.
  • the contact element according to the invention is also suitable for screen braids made of other materials or alloys, for example of copper or copper alloys.
  • the invention provides that the first and the second contact surface have at least one step.
  • a step is understood to mean a sudden increase or decrease in the cross-sectional area defining the corresponding contact surface normal to the conductor axis.
  • Such a configuration can in principle be combined with any geometrical shape of the contact surfaces, for example the first and / or second contact surface can have a cylindrical shape or the previously described conical shape.
  • the two contact surfaces have mutually corresponding first and second stages.
  • the at least one first and second step defines the area in which the pressure peak in the contact position for exerting the clamping force or for squeezing / shearing and cold welding the aluminum wires of the aluminum screen braid is formed.
  • the invention further provides that the first contact surface has at least one first step and the second contact surface has at least one second step, wherein the steps each form a circumferential contact edge and the aluminum screen braid is contacted by the contact edges in the contact position.
  • the contact edges in turn define the area in which the pressure peak is formed in the contact position to exert the clamping force or to pinch / shear and cold weld the aluminum wires of the aluminum screen braid.
  • the contact surfaces are further designed such that in the Contact position of the contact element by axial compression of the outer sleeve and inner sleeve, a crushing / shearing of the aluminum wires of the aluminum screen braid and cold welding of the aluminum wires of the aluminum screen braid with the contact element takes place.
  • the contact between the aluminum shielding braid and the contact element is thus achieved in the embodiment variant in that the contact surfaces of the inner sleeve and outer sleeve are designed in such a way that the surface having the oxide layer, if possible, of all the aluminum wires of the aluminum shielding braid is broken open when the inner sleeve and outer sleeve are pressed together axially. so that cold welding can occur between at least one contact surface and the aluminum screen braid.
  • the aluminum wires are squeezed or at least partially sheared / sheared off during the pressing together, so that cold welding occurs between the aluminum wires and at least one of the sleeves, that is to say the inner sleeve and / or the outer sleeve.
  • At least one area is defined in which forms a pressure peak when pressed together.
  • This area usually corresponds to the area in which the clamping force is also exerted.
  • Cold welding takes advantage of the fact that aluminum tends to flow under very high pressure and can therefore be cold welded to contacting materials. Such a connection is permanent and electrically conductive.
  • the choice of the geometry of the interacting contact surfaces ensures that the oxide layer is reliably broken through when the sleeves are pressed together axially, by squeezing or squeezing the aluminum wires of the aluminum shielding braid in a region defined by the contact surfaces be sheared.
  • the connection by means of the contact system according to the invention is insensitive to surface contamination of the aluminum screen braid due to the local shear / crushing and the cold welding taking place there.
  • a large number of shapes are possible for the choice of the geometry of the interacting contact surfaces of the sleeves, as long as the design of the contact surfaces and their areas with different cross sections defines at least one area in which a pressure peak is formed during the axial pressing together, which leads to crushing / Shear of the aluminum wires and ultimately leads to cold welding.
  • one of the sleeves is made of copper or a, preferably coated, copper alloy and serves as a contact sleeve while the other sleeve functions as a support sleeve.
  • Cold welding advantageously takes place both between the contact sleeve and between the support sleeve and the aluminum screen braid instead.
  • the second contact surface of the outer sleeve limits an insertion volume for the inner sleeve and the first contact surface of the inner sleeve is formed by a section of the inner sleeve that can be inserted into the insertion volume.
  • the insertion volume of the outer sleeve is generally formed through a section of the through opening, preferably completely through the through opening.
  • the insertion volume and / or insertable section taper at least in sections with respect to the conductor axis.
  • the element (s) forming the contact surfaces By tapering at least one, preferably both, the element (s) forming the contact surfaces, a geometry of the contact surfaces is achieved in a simple manner, which causes the aluminum screen braid to be clamped or crushed / sheared in the contact position.
  • the area In the tapering section, the area is formed which exerts a clamping force on the aluminum wires or causes a crushing / shearing of the aluminum wires. It goes without saying that two, three, four or more tapering sections can also be provided.
  • the contact surfaces can be designed in such a way that in an intermediate position of the contact part, in which the inner sleeve is partially inserted into the outer sleeve, a gap for receiving the aluminum screen braid is formed between the contact surfaces and the gap has at least one cross-sectional constriction.
  • first and / or the second contact surface in the contact position are at least partially inclined to the conductor axis , In other words, the imaginary extensions of the first and / or second contact surface intersect the conductor axis.
  • clamping and / or compression / shearing of the aluminum wires of the aluminum screen braid between the contact surfaces can be achieved in that the first and / or the second contact surface is conical. Due to the taper, which generally relates to the conductor axis of the at least one contact surface, preferably both contact surfaces, it is achieved that the contact surfaces exert a clamping force on the aluminum wires by means of an axial displacement of the sleeves into the contact position, or a pressure peak for crushing / Form shear (i.e. cold welding) the aluminum wires. It goes without saying that the contact surfaces are designed to correspond to one another, at least if both contact surfaces are conical.
  • an increase in the clamping force or a particularly efficient definition of a region in which cold welding is produced is achieved in a further preferred embodiment variant in that the first and the second contact surface are conical, the opening angles of the cones being different in size, at least in sections. Because of the different Opening angle in relation to the conductor axis, when axially pushed into one another, results in an increase in the clamping force in the area in which the clear distance between the contact surfaces is minimal. On the other hand, an area can be defined between the contact surfaces in which a pressure peak is formed when the sleeves are pressed together. Due to this pressure peak, the aluminum wires can be sheared / crushed in order to produce the cold welding.
  • the effects previously mentioned in connection with the conical contact surfaces can be further improved in that the first and / or the second contact surface has at least one kink.
  • the term kink here means the change in the slope in the conical or frustoconical contact surface, or in other words, the continuous transition between two merging sections with different opening angles of the contact surface.
  • Each kink defines a circumferential contact edge on which a pressure peak is formed and / or which exerts a clamping force on the aluminum screen braid.
  • Advantageous effects are already observed if only one of the contact surfaces has a kink.
  • variants are also conceivable in which a contact surface has several kinks or both contact surfaces have one or more kinks.
  • the kinks in turn define the area in which the clamping force is exerted on the aluminum wires in the contact position or the pressure peak is formed in the contact position.
  • one of the sleeves is designed as a contact sleeve, via which the equipotential bonding is made possible and the other sleeve is designed as a support sleeve.
  • the contact sleeve made of copper or a Copper alloy is made.
  • either the inner sleeve or the outer sleeve can be designed as a contact sleeve.
  • both the contact sleeve and the support sleeve are made of copper or a copper alloy. It is therefore provided in further embodiment variants of the invention that the inner sleeve and / or the outer sleeve is made of copper or a copper alloy.
  • one of the sleeves is made of copper or a copper alloy and the other sleeve is made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the sleeve made of aluminum or an aluminum alloy ie the sleeve designed as a support sleeve, further minimizes the tendency of the aluminum wires to corrode in the region of the contact element.
  • it can also be made of stainless steel, which is preferably protected against corrosion, for example by means of a corrosion-inhibiting coating.
  • the sleeve made of copper or a copper alloy has a corrosion-inhibiting coating having.
  • Nickel and / or tin or alloys containing nickel and / or tin are particularly suitable as coating materials for such a corrosion-inhibiting coating.
  • the secondary insulation is removed at least in that area of the electrically conductive cable in which the contact element is arranged in the contact position, the area having the smallest cross section of the first contact surface being adjacent to the area having the secondary insulation adjacent to the cable.
  • the inner sleeve is preferably inserted between the primary insulation and the aluminum shield braid, so that the inner sleeve contacts the primary insulation on the one hand and the aluminum shield braid on the other hand. It is therefore provided in a further preferred embodiment variant of the invention that the inner sleeve is arranged in the contact position between the primary insulation and the aluminum shielding braid, a cable bushing of the inner sleeve preferably making contact with the primary insulation.
  • both the inner sleeve and the outer sleeve or at least their contact surfaces are located in the radial direction in the stripped area of the cable.
  • the aluminum shielding braid is folded over the first contact surface of the inner sleeve and a cable bushing of the inner sleeve contacts the secondary insulation or the aluminum shielding braid. If the inner sleeve sits on the secondary insulation in the contact position and thus the cable entry, i.e. the through hole, of the inner sleeve contacts the secondary insulation, the aluminum shielding braid has to be turned over for contacting via the first contact surface.
  • a particularly space-saving design is achieved by pushing the inner sleeve in the stripped area of the cable over the aluminum shielding braid and then turning the aluminum shielding braid over the first contact surface.
  • the cable bushing contacts the section of the aluminum shielding braid that is in contact with the primary insulation and the first contact surface contacts the part of the aluminum shielding braid that has been turned back.
  • the electrically conductive cable is first cut to length and an open end of the cable resulting therefrom is stripped, with at least the secondary insulation being removed in that or up to that area in which the contacting with the contact element is to be made during the stripping. It goes without saying that an already cut cable with stripped open end can also be used.
  • the inner sleeve and outer sleeve are pushed onto the cable, the cable being guided through the through opening of the sleeves, or respectively the insertion volume and the cable bushing.
  • the electrical cable is already supplied prefabricated, so that the outer sleeve and inner sleeve only have to be pushed or pressed together.
  • the contact element is to be arranged in the contact position in the non-stripped area of the cable, it is necessary to first push the inner sleeve onto the secondary insulation, then to fold the aluminum shielding braid over the secondary insulation or over the inner sleeve and then the outer sleeve from the direction of the stripped area of the cable in the direction of the inner sleeve.
  • the inner sleeve is placed between the secondary insulation and the folded-back section of the aluminum screen braid.
  • the inner sleeve is first pushed over the secondary insulation and then the aluminum screen braid is folded over the first contact surface before the outer sleeve is moved in the direction of the inner sleeve.
  • the outer sleeve is displaced from the direction of the open end of the cable in the direction of the region of the electrically conductive cable which has the secondary insulation in order to be brought into the contact position.
  • the outer sleeve is first pushed onto the secondary insulation of the cable.
  • the inner sleeve is then inserted between the primary insulation and the aluminum shielding braid, so that it is no longer necessary to turn the aluminum shielding braid.
  • the outer sleeve is then pushed in the direction of the stripped area of the cable or in the direction of the inner sleeve.
  • the outer sleeve is first pushed over the secondary insulation and then the inner sleeve is inserted between the aluminum braided shield and primary insulation before the outer sleeve is moved in the direction of the inner sleeve.
  • the outer sleeve is displaced from the region of the electrical cable which has the secondary insulation in the direction of the open end of the cable in order to be brought into the contact position.
  • the inner sleeve in the stripped area is pushed directly onto the aluminum shielding braid attached to the primary insulation and the aluminum shielding braid is folded over the first contact surface in the stripped area of the electrically conductive cable.
  • the aluminum screen braid is exposed to such an extent that a section protrudes over the pushed-on inner sleeve and can be folded over.
  • the outer sleeve is then displaced in the direction of the region of the electrically conductive cable which has the secondary insulation.
  • the inner sleeve is first pushed over the aluminum shielding braid and then a section of the aluminum shielding braid projecting over the inner sleeve is folded over the first contact surface before the outer sleeve is displaced in the direction of the inner sleeve.
  • the outer sleeve is made Moved towards the open end of the cable in the direction of the region of the electrically conductive cable having the secondary insulation in order to be brought into the contact position.
  • the inner sleeve is placed between the inner conductor and the screen braid, viewed in the radial direction, possibly with the intermediate insulation and / or the secondary insulation being interposed.
  • the Figures 1 and 2 show the basic structure of a contact system according to the invention for contacting an aluminum screen braid 7 with a contact element 1.
  • the aluminum screen braid 7 comprises a large number of aluminum wires and runs between a primary insulation 6 and a secondary insulation 8 of an electrically conductive cable 4.
  • the structure of the cable 4, which in particular in Figure 2 and 4 can be seen as follows:
  • the core of the cable 4 is formed by an electrical inner conductor 5 which defines a conductor axis 15 which runs in a straight line in the figures.
  • the inner conductor 5 is formed by a plurality of individual conductors bundled as a strand and has an essentially circular cross section.
  • the electrically conductive cable 4 has to be cut to length, so that an open end of the cable 4 is formed. In that area of the electrically conductive cable 4 in which the contact element 1 can be arranged in the contact position, the secondary insulation 8 is removed.
  • the stripped area is arranged in the section of the open end of the cable 4 and, as can be seen in the figures, extends to the end of the cable 4.
  • an end section can also be provided the cable 4 of primary insulation 6, aluminum shield braid 7 and 8 secondary insulation be so that the inner conductor 5 is exposed for electrical connection.
  • the contact element 1 comprises an inner sleeve 2 with a first contact surface 2a and an outer sleeve 3 with a second contact surface 3a, the contact surfaces 2a, 3a being designed for contacting the aluminum screen braid 7 in the contact position shown.
  • the inner sleeve 2 can be inserted into the outer sleeve 3 at least in sections.
  • At least one of the two sleeves 2, 3 is designed as a contact sleeve and can be electrically connected to a ground for the purpose of equipotential bonding.
  • the contact surfaces 2a, 3a of the sleeves 2, 3 are designed such that the aluminum wires of the aluminum screen braid 7 are clamped in the contact position of the contact part 1 by axially pushing the inner sleeve 2 and outer sleeve 3 between the contact surfaces 2a, 3a and with the contact part 1 are contacted, the aluminum screen braid 7 is clamped in the contact position shown between the contact surfaces 2a, 3a.
  • the contact surfaces 2a, 3a in the exemplary embodiments are also designed in such a way that in the contact position of the contact element 1 by axially pressing the outer sleeve 3 and the inner sleeve 2, the aluminum wires of the aluminum screen braid 7 are crushed / sheared and the aluminum wires of the aluminum screen braid 7 are cold-welded takes place with the contact element 1.
  • This design is achieved in that the contact surfaces 2a, 3a have areas of different cross-sections, in the present case different diameters. Therefore, the electrical connection between the aluminum wires of the aluminum screen braid 7 and the contact element 1 is made in the contact position shown by means of cold welding. In other words, the aluminum wires are welded to the contact element 1 in the contact position.
  • the contact surfaces 2a, 3a surrounding the aluminum screen braid 7 ensure that all aluminum wires are evenly contacted, if possible, without radial pressing, for example crimping, or that additional welding is necessary. Nevertheless, the electrical contact can be made by simply pushing or pressing the sleeves 2, 3 together.
  • Figure 3 shows an axonometric view of a first exemplary embodiment of the system according to the invention in an intermediate position in which the contact surfaces 2a, 3a of the sleeves 2, 3 are not yet in contact with the aluminum screen braid 7.
  • the first contact surface 2a of the inner sleeve 2 is conical, so that the size of the cross sections or diameters change normal to the conductor axis 15 along the entire longitudinal extent of the sleeves 2, 3.
  • both contact surfaces 2a, 3a run obliquely to the conductor axis 15.
  • the contact surface 2a has two sections of different gradients which merge into one another at a bend 12.
  • the contact surface 2 a has a larger opening angle in a first section facing the outer sleeve 3 in the present illustration, that is to say is steeper than in the second section.
  • Figure 4 shows one too Figure 3 analog axonometric view of a second embodiment of the system according to the invention in the intermediate position. It can be seen here that the first contact surface 2a of the inner sleeve 2 is composed of three cylindrical sections of different cross-section or diameter, two first steps 13 each separating two successive sections.
  • FIG 5 is a contact element 1 of the first embodiment
  • Figure 6 a contact element 1 of the second embodiment, that is, the inner sleeve 2 and the outer sleeve 3, respectively, shown in detail.
  • the inner sleeve 2 and outer sleeve 3 each have a through opening and that the inner sleeve 2 can be inserted into the outer sleeve 3 at least in sections.
  • the through opening of the inner sleeve 2 is designed as a cable bushing 11 through which the cable 4 can be guided.
  • the first contact surface 2a of the inner sleeve 2 is formed by an outer peripheral surface of the inner sleeve 2.
  • the through opening of the outer sleeve 3 is designed as an insertion volume 9 for receiving an insertable section 10 of the inner sleeve 2 and also serves for the passage of the cable 4.
  • the insertable section 10 comprises the entire extent of the inner sleeve 2, so that the inner sleeve 2 is in the contact position is completely accommodated in the outer sleeve 3.
  • the insertable section 10 comprises only part of the longitudinal extent of the inner sleeve 2, so that a part of the inner sleeve 2 protrudes from the outer sleeve 3 in the contact position.
  • the second contact surface 3a is formed by an inner peripheral surface of the outer sleeve 3a and delimits the insertion volume 9.
  • first contact surface 2a corresponds to that of the second contact surface 3a, insofar as the aluminum screen braid 7 can be clamped or cold-welded between the contact surfaces 2a, 3a.
  • the kink 12 defines that area in which a clamping force is exerted on the aluminum wires by the contact surfaces 2a, 3a or in which a pressure peak is formed for crushing / shearing and cold welding the aluminum wires.
  • the area is therefore a circumferential contact edge defined by the kink.
  • the steps 13, 14 define the area in which a clamping force is exerted on the aluminum wires by the contact surfaces 2a, 3a or in which a pressure peak is formed for crushing / shearing and cold welding the aluminum wires.
  • a circumferential contact edge is formed by each of the steps 13, 14, which represents the above-mentioned area.
  • FIGS 7a, b, c, d and 8a, b, c, d show different positions of the contact element 1 or the inner sleeve 2 and the outer sleeve 3 during the contacting process, a system according to the first embodiment being shown in the former figures and a system according to the second embodiment being shown in the latter figures.
  • a first step can be seen in Figures 7a, 7b or 8a, 8b
  • the outer sleeve 3 is pushed onto the electrically conductive cable 4.
  • the outer sleeve 3 is pushed beyond the stripped area, so that the outer sleeve 3 comes to rest on the secondary insulation 8.
  • the smallest diameter of its through opening is greater than or equal to the diameter of the cable 4 including the secondary insulation 8.
  • the cable 4 is received in sections in the insertion volume 9 of the outer sleeve 3.
  • the second step (shown in the Figures 7b, 7c and 8b, 8c ) is that the inner sleeve 2 is pushed onto the electrically conductive cable 4.
  • the smallest diameter of the cable bushing 11 is greater than or equal to the diameter of the cable 4 including the primary insulation 6, so that the inner sleeve 2 can be pushed onto the primary insulation 6.
  • the inner sleeve 2 is inserted between the primary insulation 6 and the aluminum shielding braid 7, so that the aluminum shielding braid 7 contacts the first contact surface 2a. It is also conceivable that the aluminum screen braid 7 is lifted off the primary insulation 6 in a separate step and, after the inner sleeve 2 has been pushed on, is put onto the first contact surface 2a, for example by means of the step described below or in a separate step.
  • the outer sleeve 3 is then moved in the direction of the inner sleeve 2 until in the contact position the second contact surface 3a and the first contact surface 2a contact the aluminum screen braid 7 and the aluminum wires of the aluminum screen braid 7 are clamped between the contact surfaces 2a, 3a and the electrical contact between contact element 1 and the aluminum screen braid 7 is established.
  • this defines the wedge-shaped taper or Bend 12 and, in the second exemplary embodiment, steps 13, 14 that area of the contact surfaces 2a, 3a in which the clamping force is exerted on the aluminum screen braid 7 in the contact position.
  • the surface of the aluminum wires having the oxide layer is broken up and the oxide layer is thus broken through and a new formation of the oxide layer is prevented, so that an alternating temperature-resistant, well-conducting electrical connection between the aluminum screen braid 7 and the contact element 1 is ensured, if the aluminum wires are cold-welded in the contact position with the contact element 1 after being pressed together.
  • one of the two sleeves 2, 3, that is to say either the inner sleeve 2 or the outer sleeve 3, is designed as a contact sleeve which is made of copper or a copper alloy and preferably a corrosion-inhibiting coating, for example made of nickel and / or tin or alloys therefrom.
  • the potential equalization of the aluminum screen braid 7 with a ground is possible via this contact sleeve, in which the contact sleeve can be electrically connected to the ground by means of an equalizing conductor.
  • the other sleeve is designed as a support sleeve and is made of aluminum or an aluminum alloy in order to reduce the corrosion of the aluminum wires.
  • any combinations of the first and second exemplary embodiments are also suitable for achieving the same technical effects.
  • Geometries deviating from the geometry of the contact surfaces 2a, 3a shown in the exemplary embodiments are conceivable if they enable the aluminum wires of the aluminum screen braid 7 to be clamped or compressed / sheared off.
  • FIG. 9 A third exemplary embodiment of the contact system according to the invention is shown, in which the inner sleeve 2 is seated on the secondary insulation 8 in the contact position.
  • a section of the aluminum screen braid 7 is folded back over the first contact surface 2a.
  • the outer sleeve 3 can be pushed onto the inner sleeve 2 in the axial direction, that is to say in the direction of the conductor axis 15, in order to enable the aluminum wires of the aluminum shielding braid 7 to be clamped or compressed / sheared between the two contact surfaces 2a, 3a.
  • the method for contacting the aluminum screen braid 7 with the contact element 1 differs from the methods previously described in connection with the first two embodiment variants due to the different structure of the contact systems:
  • the inner sleeve 2 is placed on the open end of the electrically conductive cable 4 pushed on and pushed over the stripped area onto the secondary insulation 8.
  • the first contact surface 2 a - as in the exemplary embodiment shown - has areas with different cross sections, it is advantageous if the area with the smallest cross section is directed in the direction of the open end of the cable 4.
  • the contact surfaces 2a, 3a are conical, as in the first and fourth exemplary embodiments, but it is equally conceivable that the contact surfaces 2a, 3a have steps analogous to the second exemplary embodiment, or a combination of inclines and steps.
  • the inner sleeve 2 is flush with the secondary insulation 8, and there is also a left-hand or right-hand offset is conceivable. Subsequently, a section of the aluminum screen braid 7 exposed by the stripping is folded over the first contact surface 2a, so that the aluminum screen braid 7 is folded back and rests on the first contact surface 2a.
  • the outer sleeve 3 is then shifted from the direction of the open end of the cable 4 in the direction of the inner sleeve 2, so that the aluminum screen braid 7 is first clamped between the contact surfaces 2a, 3a and is further compressed or sheared off by axial pressing and cold welded.
  • Such a configuration allows conventional methods in which the aluminum screen braid 7 is folded over to be combined in a simple manner with the clamping or cold welding which is advantageous for aluminum by pushing the sleeves 2, 3 together or pressing them together.
  • Figure 10 shows a fourth embodiment of the contact system according to the invention, which is constructed similarly to the previously described third embodiment.
  • the inner sleeve 2 In the contact position, in contrast to the previously described exemplary embodiment, the inner sleeve 2 is not seated on the secondary insulation 8, but rather on an exposed section of the aluminum shielding braid 7.
  • the aluminum shielding braid 7 is thus exposed or stripped over a larger area than when it is turned over becomes.
  • the method for contacting the aluminum shielding braid 7 is carried out analogously to the method described above, with the inner sleeve 2 just being pushed onto the exposed section of the aluminum shielding braid 7 and the section of the aluminum shielding braid 7 projecting over the inner sleeve 2 over the first contact surface 2a is handled.
  • the outer sleeve 3 is pushed on as previously described.
  • Such a design enables a particularly space-saving arrangement of the contact element 1 in the contact position. Only by pushing or pressing the sleeves 2, 3 according to the invention in order to produce the contact does it become a contact of the inner sleeve 2 on the aluminum shielding braid 7, since the aluminum shielding braid 7 located under the inner sleeve 2 could be damaged in conventional radial pressing processes.
  • the secondary insulation 8 can be used as a stop for positioning the inner sleeve 2.

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem zur Kontaktierung eines Aluminium-Schirmgeflechts mit einem Kontaktelement umfassend
    ein elektrisch leitendes Kabel mit einem elektrischen Innenleiter, einer den elektrischen Innenleiter umgebenden Primärisolation und einer die Primärisolation umgebenden Sekundärisolation;
    das eine Mehrzahl an Aluminiumdrähten umfassende Aluminium-Schirmgeflecht, welches zumindest abschnittsweise zwischen der Primärisolation und der Sekundärisolation des elektrisch leitenden Kabels verlaufend angeordnet ist;
    das auf das elektrisch leitende Kabel aufschiebbare Kontaktelement, welches eine Außenhülse und eine zumindest abschnittsweise in die Außenhülse einschiebbare Innenhülse umfasst.
    • STAND DER TECHNIK
  • Elektrische Kabel, deren Innenleiter hohe Spannungen führen, bedürfen einer elektrischen Abschirmung, um eine Beeinflussung von in der Nähe befindlichen elektrischen bzw. elektronischen Komponenten zu verhindern. Gleichsam kann die Abschirmung auch zum Schutz des Innenleiters gegen äußere elektrische und/oder magnetische Störeinflüsse vorgesehen sein. Zum Zwecke der Abschirmung ist ein Schirmgeflecht, welches aus einer Vielzahl an Litzen aus einem elektrisch leitenden Material besteht, vorgesehen, welches den elektrischen Innenleiter umhüllt. Das Schirmgeflecht befindet sich dabei in der Regel innerhalb eines Kabelmantels und ist dabei zwischen einer Primärisolation, auch Innenmantel bezeichnet, welche zwischen Innenleiter und Schirmgeflecht angeordnet ist, und einer Sekundärisolation, auch Außenmantel oder Kabelmantel genannt, welcher das Schirmgeflecht außen umgibt, angeordnet. Um die Schirmwirkung des Schirmgeflechts zu erhöhen kann zusätzlich entweder zwischen der Primärisolation und dem Schirmgeflecht oder zwischen dem Schirmgeflecht und der Sekundärisolation eine Abschirmfolie vorgesehen sein, welche üblicherweise eine kunststoffkaschierte Aluminiumfolie ist. Diese Schirmfolie überträgt keine nennenswerten Ströme und wird im Falle der Kontaktierung des Schirmgeflechts nicht mitkontaktiert, sondern beim Freilegen des Schirmgeflechts abgetrennt.
  • Um die Abschirmung des Innenleiters bzw. den Potentialausgleich des Schirmgeflechts sicherzustellen, ist es notwendig, dass das Schirmgeflecht in den Endbereichen des elektrischen Kabels mit einer Masse verbindbar ist. Zu diesem Zweck ist in der Regel zumindest ein Kontaktelement an jedem Ende des Kabels vorgesehen, welche mit dem Schirmgeflecht elektrisch leitend verbunden sind und an die Masse anschließbar sind.
  • Bekannte Verfahren zum Verbinden eines Schirmgeflechts aus Kupfer mit einem Kontaktelement, beispielsweise in der DE 10 2015 004 485 B4 offenbart, werden üblicherweise dadurch realisiert, dass eine Stützhülse auf die Sekundärisolation des Kabels aufgeschoben wird und das freigelegte Schirmgeflecht über die Stützhülse zurückgeschlagen wird. Der Kontaktteil wird danach über Stützhülse und das darauf aufliegende Schirmgeflecht geführt und zur Kontaktierung mit einem geeigneten Werkzeug radial verpresst, beispielsweise vercrimpt. Durch den Verpressvorgang wird das Schirmgeflecht zwischen Stützhülse und Kontaktteil geklemmt. Diese Verfahren können ausschließlich bei Werkstoffen mit guter Querleitfähigkeit eingesetzt werden, da die Verpressung des Schirmgeflechts nur punktuell erfolgt.
  • Als leitendes Material für Schirmgeflechte eignen sich auch Aluminium oder Aluminiumlegierungen, welches aufgrund seiner geringen Masse in vielen Anwendungsgebieten, beispielsweise im Automobilsektor, insbesondere in elektrisch angetriebenen Automobilen, eingesetzt wird. Werden jedoch Aluminiumdrähte aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung miteinander verpresst, so haben diese Drähte naturgemäß bereits eine nur sehr schwer durchdringbare Oxidschicht an ihrer Oberfläche. Ein in der Kupfertechnik üblicher Kontaktierungsvorgang für ein Schirmgeflecht ist aufgrund der radialen Verpressung nicht in der Lage eine Kontaktierung aller Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts mit dem Kontaktelement herzustellen, da die sich auf den Aluminiumdrähten ausbildenden Oxidschichten die Querleitfähigkeit in den verpressten Bereichen verhindern. Somit können durch bekannte Verfahren die Oxidschichten nicht für alle Drähte im Schirmgeflecht durchbrochen werden. Es hat sich auch gezeigt, dass mit bekannten Kontaktierungsverfahren bei Aluminium-Schirmgeflechten keine über eine Temperaturwechselbelastung stabile Verbindung erzielt werden kann.
  • Um die gleichmäßige Schirmkontaktierung bei diesen Materialien zu ermöglichen, bedienen sich bekannte Verbindungsverfahren für Aluminium-Schirmgeflechte zusätzlicher Maßnahmen, um die Kontaktierung aller Aluminiumdrähte zu sichern und gegebenenfalls die Oxidschicht aufbrechen zu können. Beispielsweise ist aus der DE 10 2012 00 137 B4 bekannt, dass bei der Verbindung eines Aluminium-Schirmgeflechts mit einer Hülse das Schirmgeflecht über die Hülse zurückgeschlagen und mittels Ultraschallschweißens die Verbindung hergestellt wird. Bei diesem Verfahren wird über Hitzezufuhr eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Schirmgeflecht und Kontaktteil hergestellt.
  • Diese Art der Verbindungstechnik hat einerseits den Nachteil, dass immer auch die Qualität der Schirmlitze die Güte der Verbindung beeinflusst, hierbei sind vor allem anhaftende Stoffe aus den vorangegangenen Prozessen Störeinflussgrößen. Andererseits ist die Herstellung solcher elektrisch leitender Verbindungen zwischen einem Aluminium-Schirmgeflecht und einem Kontaktelement abhängig vom Vorhandensein teurer Schweißanlagen, die noch dazu nicht portabel und daher nicht flexibel einsetzbar sind.
  • Die EP 2 874 236 A1 beschreibt ein Kontaktsystem bestehend aus einem ersten inneren Kontaktteil und einem zweiten äußeren Kontaktteil mittels welchem ein Aluminium Drahtschirm umfassend mehrere Einzeldrähte geklemmt und kontaktiert werden kann. Dabei wird der Drahtschirm zwischen einer konischen Außenfläche eines Kontaktbereichs des ersten Kontaktelements und einer konischen Innenfläche des zweiten Kontaktelements über Spannmittel des Kontaktsystems verpresst.
  • Die US 5 508 475 A offenbart den Oberbegriff von Anspruch 1.
    • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung die bekannten Kontaktsysteme des Stands der Technik zu verbessern und ein System vorzuschlagen, welches in einfacher Art und Weise eine zuverlässige Kontaktierung eines Aluminium-Schirmgeflechts mit einem Kontaktelement ermöglicht, wobei die Klemmkraft in definierten Bereichen der Kontaktoberflächen durch konstruktive Maßnahmen erhöht sein soll.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Aufgabe betrifft ein erfindungsgemäßes Kontaktsystem zur Kontaktierung eines Aluminium-Schirmgeflechts mit einem Kontaktelement der eingangs erwähnten Art, wobei die Innenhülse eine erste Kontaktoberfläche und die Außenhülse eine zweite Kontaktoberfläche zur Kontaktierung des Aluminium-Schirmgeflechts aufweisen, wobei die erste und/oder zweite Kontaktoberfläche jeweils Bereiche mit unterschiedlich großem Querschnitt bezogen auf eine Leiterachse des elektrisch leitenden Kabels aufweist,
    und wobei die Kontaktoberflächen derart ausgebildet sind, dass die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts in einer Kontaktposition des Kontaktteils durch axiales Ineinanderschieben von Innenhülse und Außenhülse zwischen den Kontaktoberflächen geklemmt und mit dem Kontaktteil kontaktiert sind.
  • Als elektrische Innenleiter aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise Kupfer, Aluminium oder zumindest eines dieser Metalle enthaltende Legierungen, werden im Sinne der Erfindung sowohl Einzelleiter verstanden als auch aus mehreren Einzelleitern bestehende Litzen oder aber ein Paket aus zwei, drei, vier oder mehr Litzen, welche von der Primärisolation umhüllt sind. Der elektrische Innenleiter definiert eine Leiterachse, welche dem Verlauf des elektrischen Kabels folgt, also abschnittsweise gerade, gebogen oder gewinkelt verlaufen kann. Zumindest im Bereich der Kontaktierung verläuft die Leiterachse im Allgemeinen jedoch geradenförmig.
  • Unter Hülse wird üblicherweise ein Element verstanden, welches eine, vorzugsweise zentrische, Durchgangsöffnung und einen die Durchgangsöffnung aufweisenden, vorzugsweise rotationssymmetrischen, Mantelkörper umfasst. Die Durchgangsöffnung kann dabei grundsätzlich einen beliebigen geometrischen Querschnitt haben, solange die Durchführung zumindest eines Abschnitts des elektrisch leitenden Kabels gewährleistet ist. Die Innenhülse ist dabei jene Hülse, welche in der Kontaktposition in radialer Richtung näher am Innenleiter angeordnet ist. In anderen Worten ist die Innenhülse auf das elektrisch leitende Kabel aufschiebbar, sodass die Durchgangsöffnung der Innenhülse, in der Folge Kabeldurchführung genannt, vorteilhafter Weise an die Geometrie des elektrischen Innenleiters des Kabels angepasst ist, beispielsweise kreisrund, elliptisch oder im Wesentlichen polygonal. Der Mantelkörper der Innenhülse ist derart ausgebildet, dass die Innenhülse zumindest abschnittsweise in die Außenhülse einschiebbar ist, wobei die erste Kontaktoberfläche der Innenhülse in der Regel von einer radial äußeren Umfangsfläche der Innenhülse ausgebildet ist. Im Allgemeinen wird die Einschiebbarkeit dadurch erreicht, dass die äußeren Abmessungen der Innenhülse kleiner oder gleich den inneren Abmessungen der Durchgangsöffnung der Außenhülse ist. Die zweite Kontaktoberfläche der Außenhülse wird in der Regel von einer radial inneren Umfangsfläche, sprich von der Begrenzungsfläche der Durchgangsöffnung der Außenhülse, ausgebildet.
  • Die Kontaktoberflächen werden jedenfalls durch eine Oberfläche der Innenhülse bzw. der Außenhülse definiert und schließen gedanklich ein Volumen ein. Wenn im Lichte der Erfindung von einem Querschnitt einer Kontaktoberfläche gesprochen wird, wird darunter sinngemäß der Querschnitt des eingeschlossenen Volumens verstanden, welcher normal zur Leiterachse ausgerichtet ist.
  • In der Kontaktposition ist das Aluminium-Schirmgeflecht zwischen den Kontaktoberflächen angeordnet, sodass die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts, vorzugsweise möglichst alle Aluminiumdrähte, sowohl die erste Kontaktoberfläche als auch die zweite Kontaktoberfläche kontaktieren. Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen unterschiedlich großen Querschnitte zumindest einer der Kontaktoberflächen von Innenhülse und Außenhülse, die in der Regel in der Kontaktposition miteinander korrespondierend angeordnet sind, werden die die Kontaktoberflächen kontaktierende Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts bereits durch axiales Ineinanderschieben von Außenhülse und Innenhülse geklemmt. Durch die unterschiedlichen Querschnitte, bei kreisrundem Querschnitt entsprechen diese dem Durchmesser, in unterschiedlichen Bereichen zumindest einer der zusammenwirkenden Kontaktoberflächen, welche Bereiche entweder kontinuierlich oder sprunghaft ineinander übergehen, wird zumindest ein Bereich definiert, in welchem bei Ineinanderschieben der Hülsen von den Kontaktoberflächen eine auf das Aluminium-Schirmgeflecht wirkende Klemmkraft ausgeübt wird. Vorzugsweise weist jede der Kontaktoberflächen jeweils Bereiche mit unterschiedlich großem Querschnitt auf.
  • Somit ist entweder ein elektrischer Kontakt zwischen der Außenhülse und/oder der Innenhülse und den Aluminiumdrähten hergestellt, um einen Potentialausgleich zu ermöglichen. Für die Wahl der Geometrie der zusammenwirkenden Kontaktoberflächen der Hülsen kommt eine Vielzahl von Formen in Frage, solange durch die Ausgestaltung der Kontaktoberflächen und deren Querschnitte zumindest ein Bereich definiert wird, durch welchen beim Ineinanderschieben der Hülsen eine auf die Aluminium-Abschirmung wirkende Klemmkraft ausgeübt wird.
  • Unter axialem Ineinanderschieben bzw. Zusammenpressen wird dabei im erfindungsgemäßen Kontext verstanden, dass die beiden Hülsen in Richtung einer Leiterachse ineinander geschoben bzw. gepresst werden und die Verpressung nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, durch nachfolgendes radiales Verpressen, bspw. Crimpen, erreicht wird. Somit wird eine gleichmäßige Kontaktierung zwischen den Aluminiumdrähten und dem Kontaktelement bereits durch das Ineinanderschieben den Hülsen erreicht, da die Verpressung nicht mehr radial bzw. punktuell erfolgt, sondern gleichmäßig über die Kontaktoberfläche und die Aluminiumdrähte verlaufend.
  • Obwohl sich die Erfindung auf ein Aluminium-Schirmgeflecht aus Aluminiumdrähten bezieht sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Kontaktelement auch für Schirmgeflechte aus anderen Materialien bzw. Legierungen, beispielsweise aus Kupfer oder Kupferlegierungen eignet.
  • Um eine Klemmung und/oder eine Quetschung/Scherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts zwischen den Kontaktoberflächen der Hülsen zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die erste und die zweite Kontaktoberfläche zumindest eine Stufe aufweisen. Unter einer Stufe wird dabei eine sprunghafte Vergrößerung bzw. Verkleinerung der die entsprechende Kontaktoberfläche definierenden Querschnittsfläche normal auf die Leiterachse verstanden. Eine derartige Ausgestaltung lässt sich grundsätzlich mit einer beliebigen geometrischen Form der Kontaktoberflächen kombinieren, beispielsweise kann die erste und/oder zweite Kontaktoberfläche eine zylindrische Form oder die zuvor beschriebene konische Form aufweisen. Erfindungsgemäß weisen beide Kontaktoberflächen zueinander korrespondierende erste und zweite Stufen auf.
  • Durch die zumindest eine erste und zweite Stufe ist der Bereich definiert, in welchem sich in der Kontaktposition die Druckspitze zur Ausübung der Klemmkraft bzw. zur Quetschung/Scherung und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts ausbildet. Es werden bereits vorteilhafte Effekte beobachtet, wenn nur eine der Kontaktoberflächen eine Stufe aufweist. Es sind jedoch auch Varianten denkbar, in denen eine Kontaktoberfläche mehrere Stufen aufweist oder beide Kontaktoberflächen eine oder mehrere Stufen aufweisen.
  • Um die oben im Zusammenhang mit den Stufen erwähnten Vorteile zu verstärken, ist erfindungsgemäß weiters vorgesehen, dass die erste Kontaktoberfläche zumindest eine erste Stufe und die zweite Kontaktoberfläche zumindest eine zweite Stufe aufweisen, wobei die Stufen jeweils eine umlaufende Kontaktkante ausbilden und das Aluminium-Schirmgeflecht in der Kontaktposition von den Kontaktkanten kontaktiert ist. Durch die Kontaktkanten wird wiederum jener Bereich definiert, in welchem sich in der Kontaktposition die Druckspitze zur Ausübung der Klemmkraft bzw. zur Quetschung/Scherung und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts ausbildet.
  • Um die Kontaktierung zwischen den Aluminiumdrähten des Aluminium-Schirmgeflechts und dem Kontaktelement in einfacher Art und Weise sicherzustellen, insbesondere um die Oxidschicht der Aluminiumdrähte sicher durchdringen zu können, ist in einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Kontaktoberflächen weiters derart ausgebildet sind, dass in der Kontaktposition des Kontaktelements durch axiales Zusammenpressen von Außenhülse und Innenhülse eine Quetschung/Scherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts mit dem Kontaktelement stattfindet.
  • Die Kontaktierung zwischen Aluminium-Schirmgeflecht und Kontaktelement wird in der Ausführungsvariante also dadurch erreicht, dass die Kontaktoberflächen von Innenhülse und Außenhülse derart gestaltet sind, dass die die Oxidschicht aufweisende Oberfläche möglichst aller Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts beim axialen Zusammenpressen von Innenhülse und Außenhülse aufgebrochen wird, sodass eine Kaltverschweißung zwischen zumindest einer Kontaktoberfläche und dem Aluminium-Schirmgeflecht entstehen kann. Zum Aufbrechen der Oberfläche werden die Aluminiumdrähte beim Zusammenpressen gequetscht bzw. zumindest teilweise geschert/abgeschert werden, sodass es zu einer Kaltverschweißung zwischen den Aluminiumdrähten und zumindest einer der Hülsen, also der Innenhülse und/oder der Außenhülse, kommt. Durch die, vorzugsweise miteinander korrespondierenden Bereiche verschiedenem Querschnitts der Kontaktoberflächen, wird wiederum zumindest ein Bereich definiert, in welchem sich beim Zusammenpressen eine Druckspitze ausbildet. Dieser Bereich entspricht in der Regel dem Bereich in dem auch die Klemmkraft ausgeübt wird. Ein kaltverschweißter Zustand kann also dadurch erreicht werden, wenn die Hülsen, beispielsweise ausgehend von der Kontaktposition, in welcher das Aluminium-Schirmgeflecht zwischen den Kontaktoberflächen geklemmt ist, axial zusammengepresst werden.
  • Beim Kaltverschweißen wird der Effekt ausgenützt, dass Aluminium unter Anwendung von sehr hohem Druck zum Fließen neigt und dadurch mit kontaktierenden Materialien kaltverschweißt werden kann. Eine solche Verbindung ist unlösbar und elektrisch leitend.
  • Mit anderen Worten ist durch die Wahl der Geometrie der zusammenwirkenden Kontaktoberflächen unter Berücksichtigung der Bereiche mit verschieden großen Querschnitten sichergestellt, dass die Oxidschicht beim axialen Zusammenpressen der Hülsen zuverlässig durchbrochen wird, indem die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts in einem durch die Kontaktoberflächen definierten Bereich gequetscht bzw. (ab)geschert werden. Gleichzeitig ist die Verbindung mittels des erfindungsgemäßen Kontaktsystems aufgrund der örtlichen Scherung/Quetschung und der dort stattfindenden Kaltverschweißung unempfindlich gegenüber oberflächlichen Verunreinigungen des Aluminium-Schirmgeflechts. Für die Wahl der Geometrie der zusammenwirkenden Kontaktoberflächen der Hülsen kommt eine Vielzahl von Formen in Frage, solange durch die Ausgestaltung der Kontaktoberflächen und deren Bereiche mit unterschiedlichem Querschnitt zumindest ein Bereich definiert wird, in welchem sich beim axialen Zusammenpressen eine Druckspitze ausbildet, die zur Quetschung/Scherung der Aluminiumdrähte und letztendlich zur Kaltverschweißung führt.
  • In der Regel ist eine der Hülsen aus Kupfer oder einer, vorzugsweise beschichteten, Kupferlegierung gefertigt und dient als Kontakthülse während die andere Hülse als Stützhülse fungiert. Vorteilhafter Weise findet die Kaltverschweißung sowohl zwischen der Kontakthülse als auch zwischen der Stützhülse und dem Aluminium-Schirmgeflecht statt.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Kontaktoberfläche der Außenhülse ein Einführvolumen für die Innenhülse begrenzt und die erste Kontaktoberfläche der Innenhülse durch einen in das Einführvolumen einführbaren Abschnitt der Innenhülse ausgebildet ist. Das Einführvolumen der Außenhülse wird in der Regel durch einen Abschnitt der Durchgangsöffnung, vorzugsweise vollständig durch die Durchgangsöffnung, ausgebildet. Durch die Gestaltung von Einführvolumen der Außenhülse und einführbarem Abschnitt der Innenhülse lässt sich in einfacher Art und Weise die Zusammenwirkung der Kontaktoberflächen erreichen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass sich Einführvolumen und/oder einführbarer Abschnitt bezogen auf die Leiterachse zumindest abschnittsweise verjüngen. Durch die Verjüngung von zumindest einem, vorzugsweise beider, die Kontaktoberflächen ausbildenden Element(e) wird in einfacher Art und Weise eine Geometrie der Kontaktoberflächen erreicht, welche eine Klemmung bzw. eine Quetschung/Scherung des Aluminium-Schirmgeflechts in der Kontaktposition bewirkt. Im sich verjüngenden Abschnitt bildet sich jener Bereich aus, der eine Klemmkraft auf die Aluminiumdrähte ausübt bzw. eine Quetschung/Scherung der Aluminiumdrähte bewirkt. Es versteht sich von selbst, dass auch zwei, drei, vier oder mehrere sich verjüngende Abschnitte vorgesehen sein können. In anderen Worten können die Kontaktoberflächen derart ausgebildet sein, dass sich in einer Zwischenposition des Kontaktteils, in welcher die Innenhülse abschnittsweise in die Außenhülse eingeschoben ist, ein Spalt zur Aufnahme des Aluminium-Schirmgeflechts zwischen den Kontaktoberflächen ausbildet und der Spalt zumindest eine Querschnittsverengung aufweist.
  • Eine besonders platzsparende Gestaltung des Kontaktelements wird in einer bevorzugten Ausführungsvariante dadurch erreicht, dass die Innenhülse in der Kontaktposition vollständig im Einführvolumen der Außenhülse aufgenommen ist. In anderen Worten ist die gesamte Innenhülse als einführbarer Abschnitt ausgebildet.
  • Um die Bereiche mit unterschiedlich großem Querschnitt in den Kontaktoberflächen in einfacher Art und Weise herstellen und definieren zu können, ist in einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die erste und/oder die zweite Kontaktoberfläche in der Kontaktposition zumindest abschnittsweise schräg zur Leiterachse verlaufend ausgebildet sind. In anderen Worten schneiden die gedachten Verlängerungen der ersten und/oder zweiten Kontaktoberfläche die Leiterachse.
  • In besonders einfacher Art und Weise lässt sich eine Klemmung und/oder eine Verdichtung/Abscherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts zwischen den Kontaktoberflächen in einer bevorzugten Ausführungsvariante dadurch erreichen, dass die erste und/oder die zweite Kontaktoberfläche konisch ausgebildet ist. Durch die Konizität, welche sich in der Regel auf die Leiterachse bezieht, der zumindest einen Kontaktoberfläche, vorzugsweise beider Kontaktoberflächen, wird erreicht, dass die Kontaktoberflächen durch eine axiale Verschiebung der Hülsen in die Kontaktposition eine Klemmkraft auf die Aluminiumdrähte ausüben bzw. eine Druckspitze zur Quetschung/Scherung (sprich Kaltverschweißung) der Aluminiumdrähte ausbilden. Es versteht sich dabei von selbst, dass die Kontaktoberflächen zueinander korrespondierend ausgebildet sind, zumindest wenn beide Kontaktoberflächen konisch ausgebildet sind.
  • Eine Erhöhung der Klemmkraft bzw. eine besonders effiziente Definierung eines Bereichs in dem eine Kaltverschweißung erzeugt wird, wird in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante dadurch erreicht, dass die erste und die zweite Kontaktoberfläche konisch ausgebildet sind, wobei die Öffnungswinkel der Konen zumindest abschnittsweise unterschiedlich groß sind. Aufgrund der unterschiedlichen Öffnungswinkel bezogen auf die Leiterachse kommt es beim axialen Ineinanderschieben einerseits zu einer Erhöhung der Klemmkraft in jenem Bereich in welchem der lichte Abstand zwischen den Kontaktoberflächen minimal ist. Andererseits lässt sich dadurch ein Bereich zwischen den Kontaktoberflächen definieren, in welchem sich beim Zusammenpressen der Hülsen eine Druckspitze ausbildet. Aufgrund dieser Druckspitze kann eine Scherung/Quetschung der Aluminiumdrähte zur Herstellung der Kaltverschweißung erreicht werden.
  • Weiter verbessert werden können die zuvor im Zusammenhang mit den konischen Kontaktoberflächen erwähnten Effekte dadurch, dass die erste und/oder die zweite Kontaktoberfläche zumindest einen Knick aufweist. Unter Knick wird dabei die Änderung der Steigung in der kegel- oder kegelstumpfförmigen Kontaktoberfläche verstanden oder andersgesagt der stetige Übergang zwischen zwei ineinander übergehenden Abschnitten mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln der Kontaktoberfläche. Dabei definiert jeder Knick eine umlaufende Kontaktkante, an welcher sich eine Druckspitze ausbildet und/oder welche eine Klemmkraft auf das Aluminium-Schirmgeflecht ausübt. Es werden bereits vorteilhafte Effekte beobachtet, wenn nur eine der Kontaktoberflächen einen Knick aufweist. Es sind jedoch auch Varianten denkbar, in denen eine Kontaktoberfläche mehrere Knicke aufweist oder beide Kontaktoberflächen einen oder mehrere Knicke aufweisen. Die Knicke definieren wiederum den Bereich in welchem in der Kontaktposition die Klemmkraft auf die Aluminiumdrähte ausgeübt wird bzw. sich in der Kontaktposition die Druckspitze ausbildet.
  • Vorteilhaft zum Potentialausgleich ist es, wenn eine der Hülsen als Kontakthülse ausgebildet ist, über welche der Potentialausgleich ermöglicht wird und die andere Hülse als Stützhülse ausgebildet ist. Um gute Verbindungseigenschaften zwischen den Aluminiumdrähten des Aluminium-Schirmgeflechts und der Kontakthülse zu erreichen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kontakthülse aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt ist. Je nach Anwendungsgebiet kann entweder die Innenhülse oder die Außenhülse als Kontakthülse ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass sowohl Kontakthülse als auch Stützhülse aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt sind. Daher ist in weiteren Ausführungsvarianten der Erfindung vorgesehen, dass die Innenhülse und/oder die die Außenhülse aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt ist.
  • Besonders gute Klemmeigenschaften bzw. Kaltverschweißungseigenschaften und elektrische Leitungseigenschaften werden in einer weiteren Ausführungsvariante dadurch erreicht, dass eine der Hülsen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt ist und die jeweils andere Hülse aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist. Durch die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigte Hülse, also die als Stützhülse ausgebildete Hülse, wird weiters die Korrosionsneigung der Aluminiumdrähte im Bereich des Kontaktelements minimiert. Um eine besonders hohe Festigkeit der Stützhülse zu erreichen, kann diese auch aus Edelstahl gefertigt sein, welche vorzugsweise, beispielsweise mittels einer korrosionshemmenden Beschichtung, korrosionsgeschützt ist.
  • Um auch die Korrosionseigenschaften der aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigten Hülse, vorzugsweise der Kontakthülse, zu verbessern und die Korrosionsneigung der Aluminiumdrähte zu verringern, ist in einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigte Hülse eine korrosionshemmende Beschichtung aufweist. Für eine derartige korrosionshemmende Beschichtung eignen sich insbesondere Nickel und/oder Zinn bzw. Nickel und/oder Zinn enthaltende Legierungen als Beschichtungswerkstoffe.
  • Um das zwischen Primärisolation und Sekundärisolation angeordnete Aluminium-Schirmgeflecht mit dem Kontaktelement kontaktieren zu können, ist es in der Regel notwendig das Kabel abzulängen und das Aluminium-Schirmgeflecht an einem offenen Ende des Kabels abzuisolieren, also zumindest die Sekundärisolation zu entfernen, und die Innenhülse relativ zum elektrischen Leiter zu positionieren. Daher ist in einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Sekundärisolation zumindest in jenem Bereich des elektrisch leitenden Kabels entfernt ist, in welchem das Kontaktelement in der Kontaktposition angeordnet ist, wobei der den kleinsten Querschnitt der ersten Kontaktoberfläche aufweisende Bereich an den die Sekundärisolation aufweisenden Bereich des Kabels angrenzt.
  • Während es gemäß dem Stand der Technik bekannt ist, dass das Kontaktelement in der Kontaktposition auf der Sekundärisolation des Kabels sitzt und das Schirmgeflecht über das Kontaktelement zurückgeschlagen ist, um durch die nachfolgende radiale Verpressung oder Verschweißung den Innenleiter nicht zu beschädigen, ist es durch die erfindungsgemäße Gestaltung von Innenhülse und Außenhülse jedoch möglich, das Kontaktelement platzsparend im abisolierten Bereich des Kabels, also in jenem Bereich in dem die Sekundärisolation entfernt ist, anzuordnen. Der Grund dafür liegt darin, dass die Klemmung bzw. Kaltverschweißung lediglich durch Ineinanderschieben bzw. axiales Zusammenpressen von Innenhülse und Außenhülse erreicht wird und somit keinerlei Gefahr besteht, dass der Innenleiter durch die axiale Verpressung der Hülsen verletzt wird. Vorzugsweise ist die Innenhülse zwischen Primärisolation und Aluminium-Schirmgeflecht eingeschoben, sodass die Innenhülse einerseits die Primärisolation und andererseits das Aluminium-Schirmgeflecht kontaktiert. Daher ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Innenhülse in der Kontaktposition zwischen der Primärisolation und dem Aluminium-Schirmgeflecht angeordnet ist, wobei vorzugsweise eine Kabeldurchführung der Innenhülse die Primärisolation kontaktiert. Somit befinden sich sowohl Innenhülse als auch Außenhülse bzw. zumindest deren Kontaktoberflächen in radialer Richtung im abisolierten Bereich des Kabels.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Aluminium-Schirmgeflecht über die erste Kontaktoberfläche der Innenhülse umgeschlagen ist und eine Kabeldurchführung der Innenhülse die Sekundärisolation oder das Aluminium-Schirmgeflecht kontaktiert. Wenn die Innenhülse in der Kontaktposition auf der Sekundärisolation sitzt und somit die Kabeldurchführung, sprich die Durchgangsöffnung, der Innenhülse die Sekundärisolation kontaktiert, muss das Aluminium-Schirmgeflecht zur Kontaktierung über die erste Kontaktoberfläche umgeschlagen werden. Eine besonders platzsparende Bauweise wird dadurch erreicht, dass die Innenhülse im abisolierten Bereich des Kabels über das Aluminium-Schirmgeflecht geschoben wird und danach das Aluminium-Schirmgeflecht über die erste Kontaktoberfläche umgeschlagen ist. Dabei Kontaktiert die Kabeldurchführung den an der Primärisolation anliegenden Abschnitt des Aluminium-Schirmgeflechts und die erste Kontaktoberfläche den zurückgeschlagenen Teil des Aluminium-Schirmgeflechts.
  • Eine Möglichkeit zur Anwendung des erfindungsgemäßen Kontaktsystems betrifft ein Verfahren zur Kontaktierung eines aus Aluminiumdrähten gebildeten, einen elektrischen Innenleiter eines elektrisch leitenden Kabels umgebenden Aluminium-Schirmgeflechts und eines Kontaktelements,
    wobei das Kontaktelement eine Innenhülse mit einer ersten Kontaktoberfläche und eine Außenhülse mit einer zweiten Kontaktoberfläche umfasst, wobei folgende Schritte durchgeführt werden:
    • gegebenenfalls Entfernen eines Abschnitts einer das Aluminium-Schirmgeflecht umgebenden Sekundärisolation und/oder eines Abschnitts einer den Innenleiter umgebenden Primärisolation im Bereich eines offenen Endes des elektrischen Kabels;
    • gegebenenfalls Aufschieben von Innenhülse und Außenhülse auf das elektrisch leitende Kabel;
    • Platzieren der Innenhülse zwischen Aluminium-Schirmgeflecht und Innenleiter, wobei das Aluminium-Schirmgeflecht an der ersten Kontaktoberfläche anliegt;
    • Verschieben der Außenhülse in Richtung der Innenhülse in eine Kontaktposition des Kontaktteils in dem die zweite Kontaktoberfläche der Außenhülse das Aluminium-Schirmgeflecht kontaktiert und die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts zwischen den Kontaktoberflächen festgeklemmt wird.
  • Dabei wird zuerst das elektrisch leitende Kabel abgelängt und ein dadurch entstehendes offenes Ende des Kabels abisoliert, wobei beim Abisolieren zumindest die Sekundärisolation in jenem bzw. bis zu jenem Bereich entfernt wird, in welchem die Kontaktierung mit dem Kontaktelement hergestellt werden soll. Es versteht sich von selbst, dass auch ein bereits abgelängtes Kabel mit abisoliertem offenen Ende verwendet werden kann.
  • Nachfolgend werden Innenhülse und Außenhülse auf das Kabel aufgeschoben, wobei das Kabel durch die Durchgangsöffnung der Hülsen, respektive Einführvolumen und Kabeldurchführung, geführt wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass das elektrische Kabel bereits vorgefertigt geliefert wird, sodass Außenhülse und Innenhülse nur mehr zusammen geschoben bzw. zusammengepresst werden müssen.
  • Sofern das Kontaktelement in der Kontaktposition im nicht abisolierten Bereich des Kabels angeordnet sein soll ist es notwendig, zuerst die Innenhülse auf die Sekundärisolation aufzuschieben, danach das Aluminium-Schirmgeflecht über die Sekundärisolation bzw. über die Innenhülse umzuschlagen und nachfolgend die Außenhülse aus Richtung des abisolierten Bereichs des Kabels in Richtung der Innenhülse zu schieben. Dabei ist in anderen Worten die Innenhülse zwischen der Sekundärisolation und dem zurückgeschlagenen Abschnitts des Aluminium-Schirmgeflechts platziert. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens ist daher vorgesehen, dass zuerst die Innenhülse über die Sekundärisolation geschoben wird und nachfolgend das Aluminium-Schirmgeflecht über die erste Kontaktoberfläche umgeschlagen wird bevor die Außenhülse in Richtung der Innenhülse verschoben wird. Dabei wird die Außenhülse aus Richtung des offenen Endes des Kabels in Richtung des die Sekundärisolation aufweisenden Bereichs des elektrisch leitenden Kabels verschoben, um in die Kontaktposition gebracht zu werden.
  • Wenn aber das Kontaktelement in der Kontaktposition in platzsparender Weise im abisolierten Bereich des Kabels angeordnet sein soll, wie in einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens vorgesehen ist, so wird zuerst die Außenhülse auf die Sekundärisolation des Kabels aufgeschoben. Die Innenhülse wird nachfolgend zwischen die Primärisolation und das Aluminium-Schirmgeflecht eingeschoben, sodass kein Umschlagen des Aluminium-Schirmgeflechts mehr notwendig ist. Nachfolgend wird dann die Außenhülse in Richtung des abisolierten Bereichs des Kabels bzw. in Richtung der Innenhülse geschoben. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens ist daher vorgesehen, dass zuerst die Außenhülse über die Sekundärisolation geschoben wird und nachfolgend die Innenhülse zwischen Aluminium-Schirmgeflecht und Primärisolation eingeschoben wird bevor die Außenhülse in Richtung der Innenhülse verschoben wird. Dabei wird die Außenhülse von dem die Sekundärisolation aufweisenden Bereich des elektrischen Kabels in Richtung des offenen Endes des Kabels verschoben, um in die Kontaktposition gebracht zu werden.
  • Besonders platzsparend ist es, wenn die Innenhülse im abisolierten Bereich direkt auf das an der Primärisolation anliegende Aluminium-Schirmgeflecht aufgeschoben wird und das Aluminium-Schirmgeflecht im abisolierten Bereich des elektrisch leitenden Kabels über die erste Kontaktoberfläche umgeschlagen ist. Dabei ist das Aluminium-Schirmgeflecht so weit freigelegt, dass ein Abschnitt über die aufgeschobene Innenhülse vorsteht und umgeschlagen werden kann. Nachfolgend wird dann die Außenhülse in Richtung des die Sekundärisolation aufweisenden Bereichs des elektrisch leitenden Kabels verschoben. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens ist daher vorgesehen, dass zuerst die Innenhülse über das Aluminium-Schirmgeflecht geschoben wird und nachfolgend ein über die Innenhülse überstehender Abschnitt des Aluminium-Schirmgeflechts über die erste Kontaktoberfläche umgeschlagen wird bevor die Außenhülse in Richtung der Innenhülse verschoben wird. Dabei wird die Außenhülse aus Richtung des offenen Endes des Kabels in Richtung des die Sekundärisolation aufweisenden Bereichs des elektrisch leitenden Kabels verschoben, um in die Kontaktposition gebracht zu werden.
  • In allen oben erwähnten Varianten wird jedenfalls, gegebenenfalls unter Zwischenlage der Primärisolation und/oder der Sekundärisolation, die Innenhülse in radialer Richtung gesehen zwischen Innenleiter und Schirmgeflecht platziert.
  • Durch das axiale Ineinanderschieben von Außenhülse und Innenhülse werden die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts zwischen den Kontaktoberflächen festgeklemmt, wie eingangs im Zusammenhang mit dem Kontaktsystem ausführlich beschrieben wurde.
  • Um die Kontaktierung zwischen den Aluminiumdrähten des Aluminium-Schirmgeflechts und dem Kontaktelement in einfacher Art und Weise sicherzustellen, insbesondere um die Oxidschicht der Aluminiumdrähte sicher durchdringen zu können, ist in einer Ausführungsvariante des Verfahrens vorgesehen, dass weiters folgender Verfahrensschritt durchgeführt wird:
    • Weiterverschieben und Pressen der Außenhülse in Richtung der Innenhülse sodass durch die Druckbeaufschlagung der Kontaktoberflächen eine Quetschung/Scherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts an den Kontaktoberflächen des Kontaktelements stattfindet.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein erfindungsgemäßes System in Kombination mit dem beschriebenen Verfahren verwendet wird bzw. wenn ein erfindungsgemäßes System durch das beschriebene Verfahren herstellbar ist.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben.
  • Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktsystems in einer Kontaktposition;
    Fig. 2
    eine axonometrische Ansicht des Kontaktsystems in der Kontaktposition;
    Fig. 3
    eine axonometrische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des Kontaktsystems in einer Zwischenposition;
    Fig. 4
    eine axonometrische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Kontaktsystems in einer Zwischenposition;
    Fig. 5
    eine vergrößerte Detailansicht eines Kontaktelements des ersten Ausführungsbeispiels;
    Fig. 6
    eine vergrößerte Detailansicht eines Kontaktelements eines zweiten Ausführungsbeispiels;
    Fig. 7a,b,c,d
    Schnittansichten des ersten Ausführungsbeispiels in mehreren aufeinanderfolgenden Positionen;
    Fig. 8a,b,c,d
    Schnittansichten des zweiten Ausführungsbeispiels in mehreren aufeinanderfolgenden Positionen;
    Fig. 9
    eine Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des Kontaktsystems in der Kontaktposition;
    Fig. 10
    eine Schnittansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des Kontaktsystems in der Kontaktposition;
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen den grundsätzlichen Aufbau eines erfindungsgemäßen Kontaktsystems zur Kontaktierung eines Aluminium-Schirmgeflechts 7 mit einem Kontaktelement 1. Das Aluminium-Schirmgeflecht 7 umfasst eine Vielzahl an Aluminiumdrähten und verläuft zwischen einer Primärisolation 6 und einer Sekundärisolation 8 eines elektrisch leitenden Kabels 4. Der Aufbau des Kabels 4, welcher insbesondere in Figur 2 und 4 ersichtlich ist, sieht dabei wie folgt aus:
    Der Kern des Kabels 4 wird durch einen elektrischen Innenleiter 5 gebildet, welcher eine in den Abbildungen geradlinig verlaufende Leiterachse 15 definiert. In den vorliegenden Abbildungen ist der Innenleiter 5 durch eine als Litze gebündelte Vielzahl von Einzelleitern ausgebildet und hat einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt. Es versteht sich dabei von selbst, dass die Anzahl der Einzelleiter einer Litze sowie der Anzahl der Litzen bzw. die Geometrie des Querschnitts für die Erfindung selbst unerheblich sind. Grundsätzlich sind also beispielsweise sowohl Einzelleiter als auch elliptische oder polygonale Querschnitte des Innenleiters 5 denkbar. Auf dem Innenleiter 5 ist eine Primärisolation 6, auch Innenmantel oder Leiterisolation genannt, aufgebracht, welche eine Isolation zwischen dem Innenleiter 5 und dem Aluminium-Schirmgeflecht 7 bewirkt. Auf dem Aluminium-Schirmgeflecht 7 ist sodann eine Sekundärisolation 8, auch Außenmantel oder Kabelmantel genannt, aufgebracht, welche Innenleiter 5 und Aluminium-Schirmgeflecht 7 gegen die Umgebung isoliert.
  • Bevor die Kontaktierung des Aluminium-Schirmgeflechts 7 und des Kontaktelements 1 realisiert werden kann, muss üblicher Weise das elektrisch leitende Kabel 4 abgelängt werden, sodass ein offenes Ende des Kabels 4 gebildet wird. In jenem Bereich des elektrisch leitenden Kabels 4, in welchem das Kontaktelement 1 in der Kontaktposition anordenbar ist, ist die Sekundärisolation 8 entfernt. In der Folge wird daher in diesem Zusammenhang vom abisolierten Bereich gesprochen. In der Regel ist der abisolierte Bereich im Abschnitt des offenen Endes des Kabels 4 angeordnet und erstreckt sich, wie in den Abbildungen zu sehen ist, bis zum Ende des Kabels 4. Weiters kann auch, wie in den Abbildungen zu sehen ist, ein endseitiger Abschnitt des Kabels 4 von Primärisolation 6, Aluminium-Schirmgeflecht 7 und Sekundärisolation 8 befreit sein, sodass der Innenleiter 5 zur elektrischen Verbindung frei liegt.
  • Das Kontaktelement 1 umfasst eine Innenhülse 2 mit einer ersten Kontaktoberfläche 2a und eine Außenhülse 3 mit einer zweiten Kontaktoberfläche 3a, wobei die Kontaktoberflächen 2a,3a für die Kontaktierung des Aluminium-Schirmgeflechts 7 in der dargestellten Kontaktposition ausgebildet sind. Die Innenhülse 2 ist dabei zumindest abschnittsweise in die Außenhülse 3 einschiebbar. Zumindest eine der beiden Hülsen 2,3 ist als Kontakthülse ausgebildet und zum Zwecke des Potentialausgleichs mit einer Masse elektrisch verbindbar.
  • Da die Kontaktoberflächen 2a,3a der Hülsen 2,3 derart ausgebildet sind, dass die die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts 7 in der Kontaktposition des Kontaktteils 1 durch axiales Ineinanderschieben von Innenhülse 2 und Außenhülse 3 zwischen den Kontaktoberflächen 2a,3a geklemmt und mit dem Kontaktteil 1 kontaktiert sind, ist das Aluminium-Schirmgeflecht 7 in der dargestellten Kontaktposition zwischen den Kontaktoberflächen 2a,3a festgeklemmt. Weiters sind die Kontaktoberflächen 2a,3a in den Ausführungsbeispielen auch derart ausgebildet, dass in der Kontaktposition des Kontaktelements 1 durch axiales Zusammenpressen von Außenhülse 3 und Innenhülse 2 eine Quetschung/Scherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts 7 und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts 7 mit dem Kontaktelement 1 stattfindet. Diese Gestaltung wird dadurch erreicht, dass die Kontaktoberflächen 2a,3a Bereiche unterschiedlichen Querschnitts, im vorliegenden Fall unterschiedlichen Durchmessers aufweisen. Daher ist die elektrische Verbindung zwischen den Aluminiumdrähten des Aluminium-Schirmgeflechts 7 und dem Kontaktelement 1 in der dargestellten Kontaktposition mittels Kaltverschweißung hergestellt. In anderen Worten sind die Aluminiumdrähte in der Kontaktposition mit dem Kontaktelement 1 verschweißt. Grundsätzlich wird durch die das Aluminium-Schirmgeflecht 7 umgebenden Kontaktoberflächen 2a,3a jedenfalls eine gleichmäßige Kontaktierung möglichst aller Aluminiumdrähte erreicht, ohne dass eine radiale Verpressung, etwa Crimpen, oder dass eine zusätzliche Verschweißung notwendig ist. Gleichwohl ist die elektrische Kontaktierung durch einfaches Zusammenschieben bzw. Zusammenpressen der Hülsen 2,3 herstellbar.
  • Auf zwei mögliche geometrische Ausgestaltungen der Kontaktoberflächen 2a,3a, welche die beiden oben genannten Effekte erreichen wird in der Folge im Detail eingegangen.
  • Figur 3 zeigt eine axonometrische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Systems in einer Zwischenposition, in welcher die Kontaktoberflächen 2a,3a der Hülsen 2,3 noch nicht im Kontakt mit dem Aluminium-Schirmgeflecht 7 stehen. Deutlich zu erkennen ist dabei, dass die erste Kontaktoberfläche 2a der Innenhülse 2 konisch ausgebildet ist, sodass sich die Größe der Querschnitte bzw. Durchmesser normal zur Leiterachse 15 entlang der gesamten Längserstreckung der Hülsen 2,3 verändern. Mit anderen Worten verlaufen beide Kontaktoberflächen 2a,3a schräg zur Leiterachse 15. Gleichfalls ist zu erkennen, dass die Kontaktoberfläche 2a zwei Abschnitte unterschiedlicher Steigung aufweist, die an einem Knick 12 ineinander übergehen. Dabei weist die Kontaktoberfläche 2a in einem ersten, in der vorliegenden Abbildung der Außenhülse 3 zugewandten, Abschnitt einen größeren Öffnungswinkel auf, ist also steiler, als im zweiten Abschnitt.
  • Figur 4 zeigt eine zu Figur 3 analoge axonometrische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Systems in der Zwischenposition. Hier ist zu sehen, dass die erste Kontaktoberfläche 2a der Innenhülse 2 aus drei zylindrischen Abschnitten unterschiedlich großen Querschnitts bzw. Durchmessers zusammengesetzt ist, wobei zwei erste Stufen 13 jeweils zwei aufeinanderfolgende Abschnitte voneinander trennen.
  • In Figur 5 ist ein Kontaktelement 1 des ersten Ausführungsbeispiels, in Figur 6 ein Kontaktelement 1 des zweiten Ausführungsbeispiels, sprich jeweils die Innenhülse 2 und die Außenhülse 3, im Detail dargestellt. Dabei lässt sich unmittelbar erkennen, dass Innenhülse 2 und Außenhülse 3 jeweils eine Durchgangsöffnung aufweisen und dass die Innenhülse 2 zumindest abschnittsweise in die Außenhülse 3 einschiebbar ist. Die Durchgangsöffnung der Innenhülse 2 ist als Kabeldurchführung 11 ausgebildet, durch welche das Kabel 4 führbar ist. Die erste Kontaktoberfläche 2a der Innenhülse 2 ist von einer äußeren Umfangsfläche der Innenhülse 2 ausgebildet.
  • Die Durchgangsöffnung der Außenhülse 3 ist als Einführvolumen 9 zur Aufnahme eines einführbaren Abschnitts 10 der Innenhülse 2 ausgebildet und dient weiters zur Durchführung des Kabels 4. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der einführbare Abschnitt 10 die gesamte Erstreckung der Innenhülse 2, sodass die Innenhülse 2 in der Kontaktposition vollständig in der Außenhülse 3 aufgenommen ist. In alternativen Ausführungsvarianten ist es auch denkbar, dass der einführbare Abschnitt 10 nur einen Teil der Längserstreckung der Innenhülse 2 umfasst, sodass ein Teil der Innenhülse 2 in der Kontaktposition aus der Außenhülse 3 hinaus ragt. Die zweite Kontaktoberfläche 3a ist von einer inneren Umfangsfläche der Außenhülse 3a gebildet und begrenzt das Einführvolumen 9.
  • In beiden Ausführungsbeispielen ist zu erkennen, dass die Geometrie der ersten Kontaktoberfläche 2a mit der der zweiten Kontaktoberfläche 3a korrespondiert, insofern als dass zwischen den Kontaktoberflächen 2a,3a das Aluminium-Schirmgeflecht 7 klemmbar bzw. kaltverschweißbar ist.
  • In Figur 5 ist die zuvor im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Konizität der ersten Kontaktoberfläche 2a nochmals samt Knick 12 dargestellt. Daneben ist nun auch die konische Ausbildung der zweiten Kontaktoberfläche 3a der Außenhülse 3 zu erkennen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheiden sich die Öffnungswinkel der Konen der Kontaktoberflächen 2a,3a voneinander, sodass beim Einschieben der Innenhülse 2 in die Außenhülse 3 bzw. beim Aufschieben der Außenhülse 3 auf die Innenhülse 2 eine keilartige Querschnittsverengung erzielt wird. Durch den Knick 12 wird jener Bereich definiert, in dem von den Kontaktoberflächen 2a,3a eine Klemmkraft auf die Aluminiumdrähte ausgeübt wird bzw. in dem sich eine Druckspitze zur Quetschung/Scherung und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte ausbildet. Es handelt sich bei dem Bereich somit um eine durch den Knick definierte umlaufende Kontaktkante.
  • In Figur 6 dagegen sind die zuvor im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsvariante beschriebenen ersten Stufen 13 der ersten Kontaktoberfläche 2a zu erkennen. Nun ist auch die zweite Kontaktoberfläche 3a dargestellt, welche mit den ersten Stufen 13 zusammenwirkende zweite Stufen 14 aufweist, welche die zweite Kontaktoberfläche 3a in drei Abschnitte teilt. Beim Einschieben der Innenhülse 2 in die Außenhülse 3 bzw. beim Aufschieben der Außenhülse 3 auf die Innenhülse 2 wird durch das Zusammenwirken der Stufen 13,14 wiederum eine keilartige Querschnittsverengung erzielt. Mit anderen Worten wird durch die Stufen 13,14 der Bereich definiert, in dem von den Kontaktoberflächen 2a,3a eine Klemmkraft auf die Aluminiumdrähte ausgeübt wird bzw. in dem sich eine Druckspitze zur Quetschung/Scherung und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte ausbildet. In diesem Ausführungsbeispielwird durch jede der Stufen 13,14 eine umlaufende Kontaktkante ausgebildet, welche den obengenannten Bereich darstellt.
  • Die Figuren 7a,b,c,d und 8a,b,c,d zeigen verschiedene Positionen des Kontaktelements 1 bzw. der Innenhülse 2 und der Außenhülse 3 während des Kontaktierungsvorganges, wobei in den erstgenannten Figuren ein System gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und in den letztgenannten Figuren ein System gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt ist. In einem ersten Schritt (zu sehen in Figuren 7a,7b bzw. 8a,8b) wird jeweils die Außenhülse 3 auf das elektrisch leitende Kabel 4 aufgeschoben. Die Außenhülse 3 wird dabei über den abisolierten Bereich hinaus geschoben, sodass die Außenhülse 3 über der Sekundärisolation 8 zum Liegen kommt. Um gewährleisten zu können, dass die Außenhülse 3 auf die Sekundärisolation 8 aufschiebbar ist, ist der kleinste Durchmesser ihrer Durchgangsöffnung größer oder gleich dem Durchmesser des Kabels 4 samt Sekundärisolation 8. In anderen Worten ist das Kabel 4 abschnittsweise im Einführvolumen 9 der Außenhülse 3 aufgenommen.
  • Der zweite Schritt (abgebildet in den Figuren 7b,7c und 8b,8c) besteht darin, dass die Innenhülse 2 auf das elektrisch leitende Kabel 4 aufgeschoben wird. Dabei ist der kleinste Durchmesser der Kabeldurchführung 11 größer oder gleich dem Durchmesser des Kabels 4 samt Primärisolation 6, sodass die Innenhülse 2 auf die Primärisolation 6 aufschiebbar ist.
  • Wie in den Figuren 7c und 8c zu erkennen ist wird die Innenhülse 2 zwischen die Primärisolation 6 und das Aluminium-Schirmgeflecht 7 eingeschoben, sodass das Aluminium-Schirmgeflecht 7 die erste Kontaktoberfläche 2a kontaktiert. Es ist dabei auch denkbar, dass das Aluminium-Schirmgeflecht 7 in einem separaten Schritt von der Primärisolation 6 abgehoben wird und nach dem Aufschieben der Innenhülse 2 auf die erste Kontaktoberfläche 2a gestülpt wird, beispielsweise mittels des nachfolgend beschriebenen Schritts oder in einem separaten Schritt.
  • Im letzten Schritt wird sodann die Außenhülse 3 in Richtung der Innenhülse 2 verschoben bis in der Kontaktposition die zweite Kontaktoberfläche 3a und die erste Kontaktoberfläche 2a das Aluminium-Schirmgeflecht 7 kontaktieren und die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts 7 zwischen den Kontaktoberflächen 2a,3a geklemmt sind und der elektrische Kontakt zwischen Kontaktelement 1 und dem Aluminium-Schirmgeflecht 7 hergestellt ist. Dabei definiert im ersten Ausführungsbeispiel die keilförmige Verjüngung bzw. der Knick 12 und im zweiten Ausführungsbeispiel die Stufen 13,14 jenen Bereich der Kontaktoberflächen 2a,3a, in welchem in der Kontaktposition die Klemmkraft auf das Aluminium-Schirmgeflecht 7 ausgeübt wird.
  • Beim weiteren Zusammenpressen von Innenhülse 2 und Außenhülse 3 bilden sich am Knick 12 bzw. an den Stufen 13,14 (also an den umlaufenden Kontaktkanten) Druckspitzen aus, welche zuerst zu einer Verdichtung und bei weiterem Zusammenpressen zu einer zumindest teilweisen Quetschung bzw. Scherung, vorzugsweise einer vollständigen Abscherung, der Aluminiumdrähte führen, sodass eine Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts 7 mit dem Kontaktelement 1 stattfindet. Durch das Quetschen bzw. Scheren der Aluminiumdrähte wird die die Oxidschicht aufweisende Oberfläche der Aluminiumdrähte aufgebrochen und somit die Oxidschicht durchbrochen und eine Neuausbildung der Oxidschicht verhindert, sodass eine wechseltemperaturfeste, gut leitende elektrische Verbindung zwischen dem Aluminium-Schirmgeflecht 7 und dem Kontaktelement 1 sichergestellt ist, wenn die Aluminiumdrähte nach dem Zusammenpressen in der Kontaktposition mit dem Kontaktelement 1 kaltverschweißt sind.
  • In der Regel ist eine der beiden Hülsen 2,3, also entweder die Innenhülse 2 oder die Außenhülse 3, als Kontakthülse ausgebildet, welche aus Kupfer oder ein Kupferlegierung gefertigt ist und vorzugsweise eine korrosionshemmende Beschichtung, etwa aus Nickel und/oder Zinn bzw. Legierungen daraus, aufweist. Über diese Kontakthülse ist der Potentialausgleich des Aluminium-Schirmgeflechts 7 mit einer Masse möglich, in dem die Kontakthülse mittels eines Ausgleichsleiters elektrisch mit der Masse verbindbar ist. Die jeweils andere Hülse ist als Stützhülse ausgebildet und ist aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt, um die Korrosion der Aluminiumdrähte zu reduzieren.
  • Es versteht sich von selbst, dass beliebige Kombinationen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels ebenfalls geeignet sind dieselben technischen Effekte zu erreichen. Auch sind von der in den Ausführungsbeispielen dargestellten Geometrie der Kontaktoberflächen 2a,3a abweichende Geometrien denkbar, wenn sie eine Klemmung bzw. Verdichtung/Abscherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts 7 ermöglichen.
  • In Figur 9 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktsystems abgebildet, in welchem die Innenhülse 2 in der Kontaktposition auf der Sekundärisolation 8 sitzt. Um das Aluminium-Schirmgeflecht 7 zwischen den Kontaktoberflächen 2a,3a klemmen zu können, ist ein Abschnitt des Aluminium-Schirmgeflechts 7 über die erste Kontaktoberfläche 2a zurückgeschlagen. Die Außenhülse 3 ist in axialer Richtung, also in Richtung der Leiterachse 15, auf die Innenhülse 2 aufschiebbar, um die Klemmung bzw. Verdichtung/Abscherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts 7 zwischen den beiden Kontaktoberflächen 2a,3a zu ermöglichen.
  • Das Verfahren zur Kontaktierung des Aluminium-Schirmgeflechts 7 mit dem Kontaktelement 1 unterscheidet sich aufgrund des unterschiedlichen Aufbaus der Kontaktsysteme von den zuvor im Zusammenhang mit den ersten beiden Ausführungsvarianten beschriebenen Verfahren: In einem ersten Schritt wird die Innenhülse 2 auf das offene Ende des elektrisch leitenden Kabels 4 aufgeschoben und über den abisolierten Bereich hinweg auf die Sekundärisolation 8 aufgeschoben. Wenn die erste Kontaktoberfläche 2a - wie im dargestellten Ausführungsbeispiel - Bereiche mit unterschiedlich großem Querschnitt aufweist, ist es vorteilhaft, wenn der Bereich mit dem kleinsten Querschnitt in Richtung des offenen Endes des Kabels 4 gerichtet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kontaktoberflächen 2a,3a wie im ersten und im vierten Ausführungsbeispiel konisch ausgebildet, es ist jedoch genauso denkbar, dass die Kontaktoberflächen 2a,3a analog zum zweiten Ausführungsbeispiel Stufen aufweisen oder eine Kombination aus Schrägen und Stufen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel schließt die Innenhülse 2 bündig mit der Sekundärisolation 8 ab, wobei auch ein linksseitiger oder rechtsseitiger Versatz denkbar ist. Nachfolgend wird ein durch die Abisolierung freigelegter Abschnitt des Aluminium-Schirmgeflechts 7 über die erste Kontaktoberfläche 2a umgeschlagen, sodass das Aluminium-Schirmgeflecht 7 zurückgeschlagen ist und auf der ersten Kontaktoberfläche 2a aufliegt. Im letzten Schritt wird sodann die Außenhülse 3 aus Richtung des offenen Endes des Kabels 4 in Richtung der Innenhülse 2 verschoben, sodass das Aluminium-Schirmgeflecht 7 zuerst zwischen den Kontaktoberflächen 2a,3a geklemmt und weiters durch axiales Zusammenpressen verdichtet bzw. abgeschert und kaltverschweißt wird. Durch eine derartige Ausgestaltung lassen sich herkömmliche Verfahren bei denen ein Umschlagen des Aluminium-Schirmgeflechts 7 vorgesehen ist, in einfacher Art und Weise mit der für Aluminium vorteilhaften Klemmung bzw. Kaltverschweißung durch Ineinanderschieben bzw. Zusammenpressen der Hülsen 2,3 kombinieren.
  • Figur 10 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktsystems, welches ähnlich zum zuvor beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist. Dabei sitzt die Innenhülse 2 in der Kontaktposition im Unterschied zum vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel nicht auf der Sekundärisolation 8, sondern auf einem freigelegten Abschnitt des Aluminium-Schirmgeflechts 7. Das Aluminium-Schirmgeflecht 7 ist also über einen größeren Bereich freigelegt bzw. abisoliert, als es umgeschlagen wird.
  • Das Verfahren zur Kontaktierung des Aluminium-Schirmgeflechts 7 wird analog zum oben beschriebenen Verfahren durchgeführt, wobei die Innenhülse 2 eben auf den freigelegten Abschnitt des Aluminium-Schirmgeflechts 7 aufgeschoben wird und der über die Innenhülse 2 überstehende Abschnitt des Aluminium-Schirmgeflechts 7 über die erste Kontaktoberfläche 2a umgeschlagen wird. Das Aufschieben der Außenhülse 3 erfolgt wie zuvor beschrieben. Die derartige Gestaltung ermöglicht eine besonders platzsparende Anordnung des Kontaktelements 1 in der Kontaktposition. Erst durch das erfindungsgemäße Ineinanderschieben bzw. Zusammenpressen der Hülsen 2,3 zum Herstellen der Kontaktierung wird ein Aufliegen der Innenhülse 2 auf dem Aluminium-Schirmgeflecht 7 ermöglicht, da das unter der Innenhülse 2 liegende Aluminium-Schirmgeflecht 7 bei herkömmlichen radialen Pressvorgängen verletzt werden könnte. Zusätzlich dazu kann die Sekundärisolation 8 als Anschlag zur Positionierung der Innenhülse 2 genutzt werden.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Kontaktelement
    2
    Innenhülse
    2a erste Kontaktoberfläche
    3
    Außenhülse
    3a zweite Kontaktoberfläche
    4
    elektrisch leitendes Kabel
    5
    Innenleiter
    6
    Primärisolation
    7
    Aluminium-Schirmgeflecht
    8
    Sekundärisolation
    9
    Einführvolumen
    10
    einführbarer Abschnitt
    11
    Kabeldurchführung
    12
    Knick
    13
    erste Stufe
    14
    zweite Stufe
    15
    Leiterachse

Claims (15)

  1. Kontaktsystem zur Kontaktierung eines Aluminium-Schirmgeflechts (7) mit einem Kontaktelement (1) umfassend
    - ein elektrisch leitendes Kabel (4) mit einem elektrischen Innenleiter (5), einer den elektrischen Innenleiter (5) umgebenden Primärisolation (6) und einer die Primärisolation (6) umgebenden Sekundärisolation (8);
    - das eine Mehrzahl an Aluminiumdrähten umfassende Aluminium-Schirmgeflecht (7), welches zumindest abschnittsweise zwischen der Primärisolation (6) und der Sekundärisolation (8) des elektrisch leitenden Kabels (4) verlaufend angeordnet ist;
    - das auf das elektrisch leitende Kabel (4) aufschiebbare Kontaktelement (1), welches eine Außenhülse (3) und eine zumindest abschnittsweise in die Außenhülse (3) einschiebbare Innenhülse (2) umfasst,
    wobei die Innenhülse (2) eine erste Kontaktoberfläche (2a) aufweist und die Außenhülse (3) eine zweite Kontaktoberfläche (3a) aufweist,
    wobei die erste (2a) und/oder zweite Kontaktoberfläche (2a,3a) Bereiche mit unterschiedlich großem Querschnitt bezogen auf eine Leiterachse (15) des elektrisch leitenden Kabels (4) aufweist,
    wobei die Kontaktoberflächen (2a,3a) ausgebildet sind, um die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts (7) zu klemmen und zu kontaktieren,
    wobei das Kontaktsystem durch axiales Ineinanderschieben von Innenhülse (2) und Außenhülse (3) unter Zwischenlage der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts (7) in eine Kontaktposition bringbar ist, in welcher Kontaktposition die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts (7) zwischen den Kontaktoberflächen (2a,3a) geklemmt sind und mit dem Kontaktelement (1) kontaktiert sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die erste Kontaktoberfläche (2a) zumindest eine erste Stufe (13) und die zweite Kontaktoberfläche (3a) zumindest eine zweite Stufe (14) aufweisen, wobei die Stufen (13,14) jeweils eine umlaufende Kontaktkante ausbilden und das Aluminium-Schirmgeflecht (7) in der Kontaktposition von den Kontaktkanten kontaktiert ist.
  2. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktoberflächen (2a,3a) weiters ausgebildet sind, um eine Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts (7) mit dem Kontaktelement (1) zu ermöglichen,
    wobei Außenhülse (3) und Innenhülse (2) in der Kontaktposition axial zusammengepresst sind, sodass die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts (7) gequetscht bzw. zumindest teilweise geschert/abgeschert und mit zumindest einer der Kontaktoberflächen (2a,3a) kaltverschweißt sind.
  3. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kontaktoberfläche (3a) der Außenhülse (3) ein Einführvolumen (9) für die Innenhülse (2) begrenzt und die erste Kontaktoberfläche (2a) der Innenhülse (2) durch einen in das Einführvolumen (9) einführbaren Abschnitt (10) der Innenhülse (2) ausgebildet ist.
  4. Kontaktsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich Einführvolumen (9) und/oder einführbarer Abschnitt (10) bezogen auf die Leiterachse (15) zumindest abschnittsweise verjüngen.
  5. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (2) in der Kontaktposition vollständig im Einführvolumen (9) der Außenhülse (3) aufgenommen ist.
  6. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (2a) und/oder die zweite Kontaktoberfläche (3a) in der Kontaktposition zumindest abschnittsweise schräg zur Leiterachse (15) verlaufend ausgebildet sind.
  7. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (2a) und/oder die zweite Kontaktoberfläche (3a) konisch ausgebildet ist.
  8. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (2a) und die zweite Kontaktoberfläche (3a) konisch ausgebildet sind, wobei die Öffnungswinkel der Konen zumindest abschnittsweise unterschiedlich groß sind.
  9. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (2a) und/oder die zweite Kontaktoberfläche (3a) zumindest einen Knick (12) aufweist.
  10. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (2) und/oder die Außenhülse (3) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt ist.
  11. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Hülsen (2,3) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt ist und die jeweils andere Hülse (3,2) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder Edelstahl gefertigt ist.
  12. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigte Hülse (2,3) eine korrosionshemmende Beschichtung aufweist.
  13. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Kontaktsystem in der Kontaktposition befindet, wobei die Sekundärisolation (8) zumindest in jenem Bereich des elektrisch leitenden Kabels (4) entfernt ist, in welchem das Kontaktelement (1) angeordnet ist,
    wobei der den kleinsten Querschnitt der ersten Kontaktoberfläche (2a) aufweisende Bereich an den die Sekundärisolation (8) aufweisenden Bereich des Kabels (4) angrenzt.
  14. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Kontaktsystem in der Kontaktposition befindet, wobei die Innenhülse (2) zwischen der Primärisolation (6) und dem Aluminium-Schirmgeflecht (7) angeordnet ist.
  15. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminium-Schirmgeflecht (7) über die erste Kontaktoberfläche (2a) der Innenhülse (2) umgeschlagen ist und eine Kabeldurchführung (11) der Innenhülse (2) die Sekundärisolation (8) oder das Aluminium-Schirmgeflecht (7) kontaktiert.
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