EP3994767A1 - Elektrische verbindung zwischen einem elektrischen leiter und einem kontaktelement - Google Patents

Elektrische verbindung zwischen einem elektrischen leiter und einem kontaktelement

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EP3994767A1
EP3994767A1 EP20734768.3A EP20734768A EP3994767A1 EP 3994767 A1 EP3994767 A1 EP 3994767A1 EP 20734768 A EP20734768 A EP 20734768A EP 3994767 A1 EP3994767 A1 EP 3994767A1
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EP
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electrical conductor
area
contact section
irradiated
contact
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Gebauer and Griller Kabelwerke GmbH
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    • H01R43/048—Crimping apparatus or processes

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an electrical connection between an electrical conductor comprising a plurality of individual wires and a contact element, the electrical conductor being arranged in a contact section of the contact element and subsequently the
  • the invention also relates to a corresponding device for establishing an electrical connection and to a
  • the contact element is formed, for example, by a cable lug, such as a crimp cable lug, or a cable sleeve, such as a crimp sleeve.
  • connection methods for electrically connecting an electrical cable to a contact element in which a cable crimping section which is provided on the contact element is brought into press contact with an electrical conductor of the electrical cable.
  • electrical cable is made up of several individual wires, the conductor wires, which are located on the outer circumference, brought into direct contact with the contact element and for this a power line is easy to achieve.
  • the individual wires that are arranged in the center of the conductor can be connected to the Contact element can only be brought into conductive contact via the individual wires that are located on the outer circumference.
  • the process is that the first welding step can still lead to explosive distribution.
  • Device for connecting an electrical conductor to a contact part wherein the device for pressing one or more openings are provided through which a
  • Laser beam of a laser welding device can pass through.
  • a specific arrangement or mode of action of laser beams is not disclosed in DE 10 2013 010981 B3.
  • a crimped contact element that encloses a bundle of aluminum wires.
  • tabs of the contact element are by means of
  • Distribution is reduced and a transverse conductivity between individual wires can still be established.
  • the starting point for this is a method for producing an electrical connection between an electrical conductor comprising several individual wires and a contact element, the electrical conductor being arranged in a contact section of the contact element and then the
  • elongated welded connections are made between the contact section and the electrical conductor, the elongated welded connections extending in an irradiation direction from an irradiated area of the contact section, or from an irradiated area of the electrical conductor, through an entire cross section of the pressed electrical conductor up to an area of the Contact portion, which is opposite to the irradiated area, extend so that the electrical conductor with this area of the contact portion is connected, wherein the irradiated areas are arranged in a grid shape.
  • welded connections should not be melted.
  • the invention therefore provides that the laser irradiation is carried out in such a way that the elongated welded connection extends in the irradiation direction through the entire cross section of the pressed electrical conductor.
  • the elongated welded connections thus extend in their longitudinal direction in a first variant of FIG.
  • the elongated welded connections extend from the irradiated area of the electrical conductor through the conductor to that area of the contact section passed around the conductor which is opposite the irradiated area. Then the individual wires captured by this welded connection are at at least one point with the
  • Elongated welded connections according to the present invention have a greater extent in their longitudinal direction, that is to say in the direction of irradiation, than in the width direction.
  • the length is preferably a multiple of the average width or its diameter, in particular the elongate welded connections can be rod-shaped, that is to say one
  • Welded connections can be made by deep laser welding
  • the melt in the direction of radiation create a vapor capillary deep into the workpiece.
  • the material is also melted in depth, the melting zone is usually more deep than wide.
  • the energy of the laser beam is determined according to the desired penetration depth of the laser beam in the area of the
  • a typical power of a laser for the method according to the invention is 1-15 kW. The power requirement depends on the
  • the power requirement also depends on the diameter of the elongated welded connection, the length of the elongated welded connection, i.e. the penetration depth, and the
  • the irradiated area is after the laser irradiation in the first variant of the invention on the surface of the
  • the irradiated areas are therefore located in the first variant of the invention on the surface of the contact section, and in the second variant on the surface of the electrical conductor. Since the electrical conductor comprises several individual wires, the irradiated areas are located on the surface of the individual wires.
  • One design variant provides that the elongated
  • Irradiation direction are spaced from each other.
  • the elongated welded connections are spaced from one another over their entire length.
  • One embodiment of the invention provides that several elongated welded connections, preferably all of them, are made over time successively produced by the same source of laser irradiation.
  • a source that is to say a laser
  • all desired irradiated areas can be reached from a source, for example by appropriate optical deflections (eg mirrors, etc.), without the contact element having to be moved relative to the source.
  • the laser beam can be divided into all desired irradiated areas again by appropriate optical deflections.
  • the invention provides that several elongated
  • irradiated areas spaced apart irradiated areas.
  • the irradiated areas usually as small approximately circular spots on the surface of the
  • the irradiated areas are therefore arranged according to a grid on the surface of the contact area or the electrical conductor.
  • the fact that the individual wires of the electrical conductor are usually also twisted and change their position in the conductor cross-section over their length also contributes to the contacting of all individual wires.
  • Examples of a grid-like arrangement of the irradiated areas are, for example, several irradiated areas that lie on a line and thus form a row, with two or more such rows transverse, in particular normal, to the
  • the individual wires of the electrical conductor are arranged in the longitudinal direction and in the longitudinal direction of the individual wires are arranged at a constant distance from one another. Adjacent rows have the same number of irradiated areas, for example, or differ by one irradiated area.
  • one irradiated area is offset from another irradiated area normal to the longitudinal direction of the individual wires, so that the projection of all elongated wires
  • the laser beam usually hits the surface of the contact section on the
  • Staggered irradiated areas consists for example of several rows of irradiated areas, the rows running transversely, in particular normal, to the longitudinal direction of the individual wires and adjacent rows being offset to one another transversely, in particular normal, to the longitudinal direction of the individual wires.
  • the irradiated areas of the first, third, etc. row can then be aligned with one another as seen in the longitudinal direction of the individual wires, as can the irradiated areas of the second, fourth, etc. row.
  • Adjacent rows, which are offset from one another, can also be aligned in the longitudinal direction of the
  • the individual wires overlap as seen.
  • the degree of crimping indicates the ratio of conductor cross-section after crimping (or crimping) to conductor cross-section before crimping (or crimping).
  • a compression rate of 100% means that the conductor cross-section has not been reduced at all by the compression (or crimping), but has remained the same.
  • a crimping degree of 80% means that the conductor cross-section increases as a result of the crimping (resp.
  • the contact section is divided into two longitudinal areas transversely to the longitudinal direction of the individual wires.
  • the conductor In one longitudinal area the conductor is only pressed, in the other longitudinal area the conductor is pressed and additionally irradiated with the laser according to the invention.
  • the laser In the longitudinal area where the laser is also used, it is advantageous if there are as many spaces as possible between the individual wires, that is to say an open one
  • Rope structure is ensured when building a
  • Ventilation channel acts. This measure stabilizes the laser welding process, that is, for example, if there is an emulsion residue between the pressed wires, this can lead to an emulsion when the energy is introduced
  • the length of the two steps corresponds to a longitudinal section of the
  • the different heights of the support surface relative to the contact section of the contact element have the effect that the conductor is compressed to different degrees in the two longitudinal sections of the contact element.
  • Cable lug claws i.e. more material that is pressed towards the conductor during pressing. In this way, a different height or compression of the conductor can be achieved even with a flat contact surface of the pressing tool.
  • the degree of compression of the individual wires in a longitudinal area of the contact element where the irradiated areas are located is greater than 70%.
  • the laser irradiation in that
  • an elongated welded connection takes less than 100 ms, in particular less than 80 ms, e.g. around 60 ms. Depending on the power of the laser, there is a range of 20 to 100 ms for creating an elongated welded joint.
  • the contact section is provided with a nickel coating, at least in the area where it touches the electrical conductor.
  • the nickel layer on the one hand causes corrosion protection between the conductor and the contact section and on the other hand increases the
  • the diameter of an irradiated area is between 0.4 and 0.8 mm, in particular between 0.5 and 0.7 mm, preferably 0.6 mm.
  • the grid constant of the irradiated areas is between 0.8 and 1.2 mm, in particular between 0.9 and 1.1 mm, preferably 1 mm.
  • the grid constant gives the constant distance between two irradiated areas in a certain
  • the grid constant will therefore be greater than a diameter of an irradiated area in order to allow the elongated welds from one another
  • the diameter of an elongated weld joint is usually slightly larger than the diameter of the irradiated one Area.
  • the largest diameter of an elongated welded connection is 0.7 to 0.9 mm, in particular around 0.8 mm.
  • Method that is to say for producing an electrical connection between an electrical conductor comprising several individual wires and a contact element, comprises a pressing tool with which the electrical conductor arranged in a contact section of the contact element is connected to the contact element
  • a device for laser irradiation which is designed to produce a plurality of elongated welded connections spaced apart from one another between the contact section and the electrical conductor, the elongated welded connections each extending in an irradiation direction from an irradiated area of the contact section , or from an irradiated area of the electrical conductor in an opening in the contact section to an area of the contact section which is opposite the irradiated area, so that the electrical conductor is connected to this area of the contact section, the
  • irradiated areas are arranged in a grid.
  • the device can be designed so that one or more variant embodiments of the method according to the invention can be carried out with it.
  • the device can be designed so that the position of the pressed
  • electrical conductor is not changed between pressing and laser irradiation.
  • the invention also comprises one according to the method according to the invention or with the device according to the invention
  • Elongated welded connections in an irradiation direction each extend from an irradiated area of the contact section, or from an irradiated area of the electrical conductor in an opening in the contact section, to an area of the contact section which is opposite the irradiated area, so that the electrical conductor connects to this area of the contact portion is connected, the
  • irradiated areas are arranged in a grid.
  • the unit can, a variant of the
  • the elongated welded connections are spaced from one another over a large part of their length normal to the direction of irradiation.
  • the unit can, a variant of the
  • the method according to the invention be designed so that at least one irradiated area is offset from another irradiated area normal to the longitudinal direction of the individual wires, so that the projection of all elongated
  • the unit can, a variant of the
  • the diameter of an irradiated area is between 0.4 and 0.8 mm, in particular between 0.5 and 0.7 mm, preferably 0.6 mm.
  • the unit can, a variant of the
  • the grid constant of the irradiated areas is between 0.8 and 1.2 mm, in particular between 0.9 and 1.1 mm, preferably 1 mm.
  • the unit can, a variant of the
  • the largest diameter of an elongated welded joint is 0.7 to 0.9 mm, in particular around 0.8 mm.
  • the invention can be used to produce a so-called B crimp form or heart crimp form, as is known from the prior art.
  • the invention can be used to produce a so-called B crimp form or heart crimp form, as is known from the prior art.
  • the invention can be used to produce a so-called B crimp form or heart crimp form, as is known from the prior art.
  • the invention can be used to produce a so-called B crimp form or heart crimp form, as is known from the prior art.
  • the invention makes it possible in particular to use individual wires made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the use of aluminum for the strands leads
  • the individual wires made of aluminum or an aluminum alloy are advantageously pressed with a contact section or a contact element (e.g. crimp cable lug, crimp sleeve) made of copper or a copper alloy, e.g. bronze, brass.
  • a contact element e.g. crimp cable lug, crimp sleeve
  • copper or a copper alloy e.g. bronze, brass.
  • the unit according to the invention can be used for high-voltage connector systems.
  • Fig. La-d a first embodiment of a device for pressing and laser welding (Fig. La-c), for a contact element (Fig. Id) with contact sections of different lengths in the transverse direction
  • Fig. 2 is a perspective view of the device from FIG.
  • Fig. 3a-b shows the device from Fig. La-c in a sectional view during laser welding
  • Fig. 4 is an enlargement from Fig. 3b
  • Fig. 5 is a plan view of the contact element after
  • Pressing tool has a stepped support surface
  • Fig. 8 shows a contact element in the initial state, for a
  • FIG. 11 shows the contact element from FIG. 10 inserted into a
  • a device for pressing and laser welding in a third variant seen obliquely from below,
  • FIG. 12 shows the contact element and the device from FIG. 11, seen obliquely from above
  • FIG. 13 shows the device from FIG. 11 closed
  • Fig. La-d show a first variant embodiment
  • this device for pressing and laser welding, this device for contact elements with contact sections with cable lug claws of different lengths in the transverse direction
  • Fig. La is a longitudinal section through the open
  • a contact element 2 (cable lug) is inserted into the pressing tool.
  • Pressing tool is the contact section 4 of the
  • the contact element 2 has here, seen in its longitudinal direction, a connection section 8 with a round tab for further electrical connection and a contact section 4 for pressing with the electrical conductor 5.
  • the contact section 4 is divided into two longitudinal areas with cable lug claws 6, 7 of different lengths in the transverse direction. The shorter cable lug claw 6 then surrounds an area of the conductor 5 which is closer to the connecting section 8 and which is additionally welded with the laser.
  • a higher degree of compression therefore results within the cable lug claw 6, e.g. higher than 70%, in particular higher than 80% or higher than 90%. So here should be an open
  • the longer cable lug claw 7 surrounds an area of the
  • the support surface 10 (see Fig. La) of the lower part 1 is straight here and therefore designed to be the same for both cable lug claws 6.7.
  • a laser part 11 can be lowered into the upper part 3.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the device from FIGS. 1 a-c, with a pressed but not yet welded conductor 5.
  • Fig. 3a-b show the device from Fig. La-c in
  • the laser part 11 contains or is connected to a laser as a source of radiation.
  • the laser part can, by means of optics containing lenses, mirrors, etc., emit a laser beam in the irradiation direction, here the vertical, and emit this laser beam along a grid
  • the laser beam can be applied to different, approximately
  • Laser beams 12 are shown here as thin lines.
  • the laser beam can be divided into several laser beams 12 by means of an optical system, which simultaneously impinge on the irradiated areas.
  • Fig. 3a two laser beams 12 are shown, each impinging in an irradiated area and there each down into the conductor 5 and up to the cable lug 6 on the opposite side an elongated one
  • Fig. 3b six laser beams 12 are shown, which each impinge in an irradiated area and form an elongated weld connection 14 down into the conductor 5 and up to the cable lug claw 6 on the opposite side.
  • the elongated welded connections 14 run essentially in the direction of irradiation, that is to say here vertically. They do not overlap or touch each other.
  • FIG. 4 shows an enlargement from FIG. 3b, where the elongated welded connections 14 are shown schematically and can be better recognized.
  • FIG. 5 shows a top view of the contact element 2 after laser welding, where the entry points of the laser beam 12 can each be seen as an irradiated area 13.
  • irradiated areas 13 are regular from each other
  • Compression tool has a stepped support surface.
  • Fig. 7a largely corresponds to Fig. La except for the fact that the bearing surface 10 of the lower part 1 for the contact section 4 corresponds to the two longitudinal regions of the
  • Contact section 4 has a different height, thus forming two steps 15, 16.
  • the cable lug claws 6, 7 can, but need not, be of the same length.
  • FIG. 7b corresponds to FIG. 1b and has the same
  • FIG. 7c corresponds to FIG. 1c and has the same degree of compression.
  • the cable lug claw 6 surrounds an area of the conductor 5 which is closer to the connecting section 8 and which is additionally welded with the laser. Within the cable lug claw 6 there is a higher degree of compression due to the lower step 15, e.g. higher than 70%, in particular higher than 80% or higher than 90%.
  • the individual wires 9 have another one, as in FIG.
  • the cable lug claw 7 again surrounds a region of the conductor 5 which is further away from the connecting section 8 and which is not welded with the laser.
  • Cable lug claw 7 therefore results in a lower one Degree of compression, eg less than 80%.
  • a lower one Degree of compression eg less than 80%.
  • the pressing tool here not having a stepped bearing surface.
  • the two cable lug claws 6,7 of the contact element 2 are of the same length here.
  • the contact element 2 in Fig. 8 again has a
  • the contact section 4 comprises two cable lug claws 6, 7 of the same length here on both sides, which are separated from one another by a slot which, when the contact element is pressed, forms an opening 17 through which the surface of the pressed electrical conductor 5 remains accessible.
  • a corrugation between the two cable lug claws 7, which are further away from the end of the electrical conductor 5 than the cable lug claws 6, serves to secure the electrical conductor 5 from being pulled out of the contact element 2 in the longitudinal direction of the electrical conductor 5
  • Cable lug claws 6,7 could also according to the
  • Design variants in FIGS. 1 to 7 may be of different lengths.
  • the cable lug claws 6, 7 are already bent towards one another, so that an electrical conductor 5 can be inserted between them, as shown in FIG. 10.
  • the insulation of the electrical conductor 5 has been removed in the area of the cable lug claws 6.7.
  • the cable lug claws are here 6,7 relative to the
  • the contact section 4 of the contact element 2, more precisely its cable shoe claws 6, 7, is pressed inwards and then downwards, the ends of the cable lug claws 6, 7 being pressed inwards into the conductor 5.
  • the press or crimp connection is produced in the form of a B crimp.
  • the upper part 3 has a transverse to the longitudinal direction of the
  • the laser beams 12 hit the contact element 2 from the side with the ends of the cable lug claws 6, 7, while in the embodiment variants according to FIGS. 1-7 the laser beams 12 hit the opposite side of the contact element 2.
  • closed pressing tool comprising the upper part 3 and the lower part 1, shown.
  • the opening 17 extends in the transverse direction of the contact element 4, that is normal to the longitudinal direction of the individual wires 9, over the entire width of the pressed electrical conductor 5. This ensures that each individual wire 9 is gripped by an elongated welded connection 14.
  • FIG. 15 the process of laser irradiation on the pressed electrical conductor 5 from FIG. 14 is shown. This process takes place in the pressing tool 1.3, following the
  • the laser beams 12 are arranged in the form of a grid and impinge normally on the surface of the individual wires 9 exposed in the opening 17.
  • the grid-like arrangement of the laser beams 12 here comprises three parallel rows which run normal to the longitudinal direction of the individual wires 9, the middle row being offset by half a grid constant relative to the two outer rows.
  • the outer rows here include, for example, eight laser beams, the middle row seven laser beams.
  • Fig. 16 shows a possible arrangement of irradiated
  • Areas 13 in a larger schematic representation are arranged here in two rows of nine irradiated areas 13 each, which rows together cover a length L which corresponds to the width of the pressed electrical conductor 5.
  • the rows run normal to the longitudinal direction of the individual wires 9.
  • the irradiated areas 13 are spaced apart from one another which corresponds to the raster constant R.
  • irradiated areas 13 extend downward into the plane of the drawing, on one plane, they extend normal to the plane of the drawing and parallel to the rows of irradiated areas 13
  • electrical conductor 5 covers. This ensures that all individual wires 9 are covered by an elongated welded connection 14.
  • the irradiated areas 13 here have a diameter D of 0.6 mm, the grid constant R is 1 mm.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem mehrere Einzeldrähte (9) umfassenden elektrischen Leiter (5) und einem Kontaktelement (2), wobei der elektrische Leiter (5) in einem Kontaktabschnitt (4) des Kontaktelements (2) angeordnet wird und nachfolgend der Kontaktabschnitt (4) und der elektrische Leiter (5) miteinander verpresst werden, sodass der Kontaktabschnitt (4) den elektrischen Leiter (5) umgreift, und wobei mittels einer Laserbestrahlung des Kontaktabschnitts (4), oder mittels einer Laserbestrahlung des elektrischen Leiters (5) durch eine Öffnung (17) im Kontaktabschnitt (4), mehrere voneinander beabstandete längliche Schweißverbindungen (14) zwischen dem Kontaktabschnitt (4) und dem elektrischen Leiter (5) hergestellt werden, wobei sich die länglichen Schweißverbindungen (14) in einer Bestrahlungsrichtung jeweils von einem bestrahlten Bereich (13) des Kontaktabschnitts (4), oder von einem bestrahlten Bereich (13) des elektrischen Leiters (5), durch einen gesamten Querschnitt des verpressten elektrischen Leiters (5) bis zu einem Bereich des Kontaktabschnitts (4), der dem bestrahlten Bereich (13) gegenüber liegt, erstrecken, sodass der elektrische Leiter (5) mit diesem Bereich des Kontaktabschnitts (4) verbunden ist, wobei die bestrahlten Bereiche (13) rasterförmig angeordnet sind.

Description

Elektrische Verbindung zwischen einem elektrischen Leiter und einem Kontaktelement
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem mehrere Einzeldrähte umfassenden elektrischen Leiter und einem Kontaktelement, wobei der elektrische Leiter in einem Kontaktabschnitt des Kontaktelements angeordnet wird und nachfolgend der
Kontaktabschnitt und der elektrische Leiter miteinander verpresst werden, sodass der Kontaktabschnitt den elektrischen Leiter umgreift.
Die Erfindung betrifft weiters eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung sowie eine
Einheit aus einem mehrere Einzeldrähte umfassenden
elektrischen Leiter und einem Kontaktelement.
Das Kontaktelement wird beispielsweise durch einen Kabelschuh, wie einen Crimpkabelschuh, oder eine Kabelhülse, wie eine Crimphülse, gebildet.
STAND DER TECHNIK
Bekannt sind Verbindungsverfahren zum elektrischen Verbinden eines elektrischen Kabels mit einem Kontaktelement, bei dem ein Kabelcrimpabschnitt, der an dem Kontaktelement vorgesehen ist, mit einem elektrischen Leiter des elektrischen Kabels in Presskontakt gebracht wird. Bei einer solchen
Quetschkontaktverbindung werden, wenn der Leiter des
elektrischen Kabels aus mehreren Einzeldrähten aufgebaut ist, die Leiterdrähte, die sich am äußeren Umfang befinden, mit dem Kontaktelement in direkten Kontakt gebracht und für diese ist eine Stromleitung einfach zu erzielen. Die Einzeldrähte, die im Zentrum des Leiters angeordnet sind, können mit dem Kontaktelement nur über die Einzeldrähte, die sich an dem äußeren Umfang befinden, in leitenden Kontakt gebracht werden.
Um einen entsprechenden Querkontakt zwischen den im Inneren des Leiters liegenden Einzeldrähten zu anderen Einzeldrähten und weiter zum Kontaktelement herzustellen, wurde etwa in der DE 10358153 Al vorgeschlagen, zusätzlich zum Vercrimpen die Einzeldrähte untereinander und mit dem Kontaktelement mittels Laser zu verschweißen. Dabei ist dort vorgesehen, dass mehrere Bereiche des Leiters nacheinander und überlappend verschweißt werden. Während des ersten Schweißschritts erfolgt ein
schnelles Erwärmen durch das Aufbringen des Laserstrahls und dabei ein explosives Verteilen von Material innerhalb des Leiters. Ein jeweils nachfolgend geschweißter Bereich
überdeckt den zuerst geschweißten Bereich und nutzt den dadurch vorhandenen erhöhten Temperaturzustand, indem kein schnelles Erwärmen durch den Laserstrahl während des zweiten und der nachfolgenden Schweißschritte gegeben ist. Der
Werkstoff schmilzt allmählich, so dass ein explosives
Verteilen verhindert werden kann. Nachteilig an diesem
Verfahren ist allerdigs, dass es beim ersten Schweißschritt dennoch zu einem explosiven Verteilen kommen kann.
Die DE 10 2013 010981 B3 zeigt ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Verbinden eines elektrischen Leiters mit einem Kontaktteil, wobei bei der Vorrichtung zum Verpressen eine oder mehrere Öffnungen vorgesehen sind, durch welche ein
Laserstrahl eines Laserschweißgeräts hindurchtreten kann. Eine bestimmte Anordnung oder Wirkungsweise von Laserstrahlen ist in der DE 10 2013 010981 B3 nicht geoffenbart.
Aus der US 2016/126642 Al ist ein gecrimptes Kontaktelement bekannt, das ein Bündel von Aluminiumdrähten umschließt. In einem Übergangsabschnitt, wo sich keine Aluminiumdrähte befinden, werden Laschen des Kontaktelements mittels
punnktförmiger Laserschweißung miteinander verbunden, was allerdings das Eintreten von Flüssigkeit in das Kontaktelement verhindern soll, und nicht der Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Einzeldrähten eines elektrischen
Leiters und dem Kontaktelement dient.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und ein Verfahren
vorzuschlagen, bei welchem die Gefahr des explosiven
Verteilens verringert und dennoch eine Querleitfähigkeit zwischen Einzeldrähten hergestellt werden kann.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Ausgangspunkt dafür ist ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem mehrere Einzeldrähte umfassenden elektrischen Leiter und einem Kontaktelement, wobei der elektrische Leiter in einem Kontaktabschnitt des Kontaktelements angeordnet wird und nachfolgend der
Kontaktabschnitt und der elektrische Leiter miteinander verpresst werden, sodass der Kontaktabschnitt den elektrischen Leiter umgreift.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mittels einer
Laserbestrahlung des Kontaktabschnitts, oder mittels einer Laserbestrahlung des elektrischen Leiters durch eine Öffnung im Kontaktabschnitt, mehrere voneinander beabstandete
längliche Schweißverbindungen zwischen dem Kontaktabschnitt und dem elektrischen Leiter hergestellt werden, wobei sich die länglichen Schweißverbindungen in einer Bestrahlungsrichtung jeweils von einem bestrahlten Bereich des Kontaktabschnitts, oder von einem bestrahlten Bereich des elektrischen Leiters, durch einen gesamten Querschnitt des verpressten elektrischen Leiters bis zu einem Bereich des Kontaktabschnitts, der dem bestrahlten Bereich gegenüber liegt, erstrecken, sodass der elektrische Leiter mit diesem Bereich des Kontaktabschnitts verbunden ist, wobei die bestrahlten Bereiche rastertörmig angeordnet sind.
Durch die Herstellung von mehreren länglichen
Schweißverbindungen, die sich jeweils von der Oberfläche des Kontaktabschnitts durch diesen und weiter in das Innere des Leiters erstrecken, oder durch die Herstellung von mehreren länglichen Schweißverbindungen, die sich jeweils von der
Oberfläche des elektrischen Leiters in das Innere des Leiters erstrecken - für den Fall, dass eine Öffnung im
Kontaktabschnitt die Oberfläche des elektrischen Leiters für die Laserbestrahlung freigibt, wobei die länglichen
Schweißverbindungen jedoch voneinander beabstandet sind, wird der Energieeintrag gegenüber herkömmlichen Schweißverfahren verringert, weil das Material zwischen den länglichen
Schweißverbindungen erfindungsgemäß nicht aufgeschmolzen werden soll.
Umso tiefer die länglichen Schweißverbindungen in den Leiter reichen, umso mehr Einzeldrähte werden mit der länglichen Schweißverbindungen verbunden und umso besser ist die
Querleitfähigkeit. Die Erfindung sieht deshalb vor, dass die Laserbestrahlung so durchgeführt wird, dass sich die längliche Schweißverbindung in Bestrahlungsrichtung jeweils durch den gesamten Querschnitt des verpressten elektrischen Leiters erstreckt. Die länglichen Schweißverbindungen erstrecken sich also in ihrer Längsrichtung in einer ersten Variante der
Erfindung, wo die Laserstrahlung am Kontaktelement
auftrifft, vom bestrahlten Bereich des Kontaktabschnitts durch den Leiter bis zu jenem Bereich des um den Leiter
herumgeführten Kontaktabschnitts, der dem bestrahlten Bereich gegenüber liegt. Dann sind die von dieser Schweißverbindung erfassten Einzeldrähte sogar an zwei Stellen mit dem
Kontaktabschnitt verbunden.
In einer zweiten Variante der Erfindung, wo das Kontaktelement eine Öffnung aufweist, durch welche die Laserstrahlung
hindurchtritt und an der Oberfläche des elektrischen Leiters auftrifft, erstrecken sich die länglichen Schweißverbindungen vom bestrahlten Bereich des elektrischen Leiters durch den Leiter bis zu jenem Bereich des um den Leiter herumgeführten Kontaktabschnitts, der dem bestrahlten Bereich gegenüber liegt. Dann sind die von dieser Schweißverbindung erfassten Einzeldrähte an zumindest einer Stelle mit dem
Kontaktabschnitt verbunden.
Durch Variation der vom Laser in das Material eingebrachten Energie und/oder durch die Dauer der Laserbestrahlung kann eingestellt werden, wie tief der Laser in das Material eindringt .
Längliche Schweißverbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung haben in ihrer Längsrichtung, also in Bestrahlungsrichtung, eine größere Ausdehnung als in Breitenrichtung. Vorzugsweise beträgt die Länge ein Vielfaches der durchschnittlichen Breite bzw. ihres Durchmessers, insbesondere können die länglichen Schweißverbindungen dabei stabförmig sein, also einen
annähernd konstanten Durchmesser über deren Länge aufweisen.
Derartige längliche, insbesondere stabförmige,
Schweißverbindungen können durch Lasertiefschweißen
hergestellt werden, wo sich durch hohe Strahlintensitäten in der Schmelze in Strahlungsrichtung eine Dampfkapillare in die Tiefe des Werkstücks bildet. Der Werkstoff wird dadurch auch in der Tiefe aufgeschmolzen, die Schmelzzone ist in der Regel mehr tief als breit.
Die Energie des Laserstrahls wird entsprechend der gewünschten Eindringtiefe des Laserstrahls in den Bereich des
Kontaktabschnitts, der dem bestrahlten Bereich gegenüber liegt, dosiert. Der Laserstrahl soll diesen gegenüberliegenden Bereich des Kontaktabschnitts nicht vollständig durchdringen und nach außen austreten, da dies einen Qualitätsmangel darstellen würde. Eine typische Leistung eines Lasers für das erfindungsgemäße Verfahren beträgt 1-15 kW. Der Leistungsbedarf hängt vom
Material des elektrischen Leiters sowie des Kontaktabschnitts ab. Der Leistungsbedarf hängt weiters vom Durchmesser der länglichen Schweißverbindung, von der Länge der länglichen Schweißverbindung, also der Einstichtiefe, und der
Einstichgeschwindigkeit ab.
Der bestrahlte Bereich ist nach der Laserbestrahlung in der ersten Variante der Erfindung an der Oberfläche des
Kontaktabschnitts, bzw. in der zweiten Variante der Erfindung an der Oberfläche des elektrischen Leiters, in der Regel als ein annähernd runder Bereich sichtbar, entsprechend dem
Durchmesser des Laserstrahls und dem rundherum
aufgeschmolzenen Material des Kontaktbereichs bzw. des elektrischen Leiters. Die bestrahlten Bereiche befinden sich also in der ersten Variante der Erfindung an der Oberfläche des Kontaktabschnitts, und in der zweiten Variante an der Oberfläche des elektrischen Leiters. Da der elektrische Leiter mehrere Einzeldrähte umfasst, befinden sich die bestrahlten Bereiche also an der Oberfläche der Einzeldrähte.
Durch die Konzentration des geschmolzenen Materials pro sogenanntem Lasereinstich, also pro Bereich der späteren länglichen Schweißverbindung, auf einen sehr engen Bereich wird relativ zu herkömmlichen Schweißmethoden nur wenig
Material verflüssigt, was die Gefahr eines explosiven
Verteilens von Material verringert.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die länglichen
Schweißverbindungen über einen Großteil ihrer Länge, die in Bestrahlungsrichtung gemessen wird, normal zur
Bestrahlungsrichtung voneinander beabstandet sind. Im
Idealfall sind die länglichen Schweißverbindungen über ihre gesamte Länge voneinander beabstandet.
Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass mehrere längliche Schweißverbindungen, vorzugsweise alle, zeitlich nacheinander durch die gleiche Quelle der Laserbestrahlung hergestellt werden. Mit einer Quelle, also einem Laser, können z.B. durch entsprechende optische Umlenkungen (z.B. Spiegel, etc.) alle gewünschten bestrahlten Bereiche von einer Quelle aus erreicht werden, ohne dass das Kontaktelement relativ zur Quelle bewegt werden muss.
Bevorzugt ist aber, weil schneller durchführbar, wenn mehrere längliche Schweißverbindungen gleichzeitig, insbesondere durch die gleiche Quelle der Laserbestrahlung, hergestellt werden. Mit einer Quelle kann z.B. wieder durch entsprechende optische Umlenkungen der Laserstrahl auf alle gewünschten bestrahlten Bereiche aufgeteilt werden.
Die Erfindung sieht vor, dass mehrere längliche
Schweißverbindungen rasterförmig, also in regelmäßig
voneinander beabstandeten bestrahlten Bereichen, hergestellt werden. Die bestrahlten Bereiche, in der Regel als kleine annähernd kreisrunde Stellen an der Oberfläche des
Kontaktbereichs bzw. des elektrischen Leiters sichtbar, sind also mit einem Abstand zueinander auf der Oberfläche des
Kontaktbereichs bzw. des elektrischen Leiters angeordnet.
Durch die regelmäßige Anordnung kann eine regelmäßige
Durchdringung des Leiters, und damit Verbindung der
Einzeldrähte des Leiters, mit länglichen Schweißverbindungen sichergestellt werden. Die bestrahlten Bereiche sind also gemäß einem Raster auf der Oberfläche des Kontaktbereichs bzw. des elektrischen Leiters angeordnet. Dass die Einzeldrähte des elektrischen Leiters in der Regel zusätzlich verdrillt sind und ihre Lage im Leiterquerschnitt über ihre Länge ändern, trägt ebenfalls zur Kontaktierung aller Einzeldrähte bei.
Beispiele für eine rasterförmige Anordnung der bestrahlten Bereiche sind etwa mehrere bestrahlte Bereiche, die auf einer Linie liegen und somit eine Reihe bilden, wobei zwei oder mehrere solcher Reihen quer, insbesondere normal, zur
Längsrichtung der Einzeldrähte des elektrischen Leiters angeordnet sind und in Längsrichtung der Einzeldrähte in konstantem Abstand zueinander angeordnet sind. Benachbarte Reihen haben beispielsweise gleich viele bestrahlte Bereiche, oder unterscheiden sich um einen bestrahlten Bereich.
Bei der rastertörmigen Anordnung der bestrahlten Bereiche kann vorgesehen sein, dass ein bestrahlter Bereich zu einem anderen bestrahlten Bereich normal zur Längsrichtung der Einzeldrähte versetzt ist, sodass die Projektion aller länglichen
Schweißverbindungen auf eine Querschnittsfläche des
elektrischen Leiters, die im Bereich der länglichen
Schweißverbindungen liegt, eine durchgehende verschweißte Fläche in Querrichtung des elektrischen Leiters ergeben. Damit ist sichergestellt, dass nicht nur immer ein und derselbe Einzeldraht von verschiedenen, in Längsrichtung der
Einzeldrähte aufeinanderfolgenden länglichen
Schweißverbindungen kontaktiert wird und andere benachbarte Einzeldrähte nicht. Zudem ist sichergestellt, dass alle
Einzeldrähte zumindest einmal in einer länglichen
Schweißverbindung enthalten sind.
Der Laserstrahl trifft in der Regel in der ersten Variante der Erfindung normal zur Oberfläche des Kontaktabschnitts am
Kontaktabschnitt auf, bzw. in der zweiten Variante der
Erfindung normal zur Oberfläche des elektrischen Leiters, konkret normal zur Oberfläche seiner Einzeldrähte, auf dem elektrischen Leiter auf. Insofern sind bei dieser
Ausführungsvariante die bestrahlten Bereiche gleichzeitig normal zur Bestrahlungsrichtung zueinander versetzt.
Eine mögliche rasterförmige Anordnung mit zueinander
versetzten bestrahlten Bereichen besteht zum Beispiel aus mehreren Reihen von bestrahlten Bereichen, wobei die Reihen quer, insbesondere normal, zur Längsrichtung der Einzeldrähte verlaufen und benachbarte Reihen zueinander quer, insbesondere normal, zur Längsrichtung der Einzeldrähte versetzt sind. Die bestrahlten Bereiche der ersten, dritten, usw. Reihe können dann in Längsrichtung der Einzeldrähte gesehen miteinander fluchten, ebenso die bestrahlten Bereiche der zweiten, vierten, usw. Reihe. Benachbarte Reihen, die ja zueinander versetzt sind, können einander auch in Längsrichtung der
Einzeldrähte gesehen überlappen.
Es kann vorgesehen sein, dass der Verpressungsgrad der
Einzeldrähte in einem Längsbereich des Kontaktelements, in dem sich keine bestrahlten Bereiche befinden, geringer ist als in einem Längsbereich des Kontaktelements, wo sich bestrahlte Bereiche befinden.
Der Verpressungsgrad gibt das Verhältnis von Leiterquerschnitt nach dem Verpressen (bzw. Vercrimpen) zu Leiterquerschnitt vor dem Verpressen (bzw. Vercrimpen) an. Ein Verpressungsgrad von 100% bedeutet, dass der Leiterquerschnitt durch das Verpressen (bzw. Vercrimpen) gar nicht vermindert worden, sondern gleich geblieben ist. Ein Verpressungsgrad von 80% bedeutet, dass sich der Leiterquerschnitt durch das Verpressen (bzw.
Vercrimpen) auf 80% des ursprünglichen Leiterquerschnitts verringert hat.
Es kann nun vorgesehen sein, dass der Kontaktabschnitt quer zur Längsrichtung der Einzeldrähte in zwei Längsbereiche unterteilt wird. In einem Längsbereich wird der Leiter nur verpresst, im anderen Längsbereich wird der Leiter verpresst und zusätzlich erfindungsgemäß mit dem Laser bestrahlt. In dem Längsbereich, wo zusätzlich mit dem Laser bestrahlt wird, ist es vorteilhaft, wenn möglichst viele Zwischenräume zwischen den Einzeldrähten vorhanden sind, also eine offene
Seilstruktur sichergestellt wird, die bei Aufbau eines
Schmelzedrucks im Rahmen des Laserschweißvorgangs als
Entlüftungskanal fungiert. Diese Maßnahme stabilisiert den Laserschweißprozess, das heißt beispielsweise, falls sich zwischen den verpressten Drähten ein Emulsionsrückstand befindet, kann es beim Einbringen der Energie zu einer
Verdampfung dieser Emulsion kommen, die das
Laserschweißergebnis negativ beeinflusst. Stellt man nun sicher, dass durch die lockere Seilstruktur eine Art
Kamineffekt gegeben ist, so hat die Verdampfung dieses Emulsionsrückstands keinen negativen Einfluss auf das Ergebnis .
Eine Möglichkeit, um einen unterschiedlichen Verpressungsgrad herzustellen, besteht darin, dass der unterschiedliche
Verpressungsgrad durch ein Verpresswerkzeug mit einer
gestuften Auflagefläche hergestellt wird. Die Länge der beiden Stufen entspricht jeweils einem Längsabschnitt des
Kontaktabschnitts. Die unterschiedliche Höhe der Auflagefläche relativ zum Kontaktabschnitt des Kontaktelements bewirkt, dass der Leiter in den beiden Längsabschnitten des Kontaktelements unterschiedlich stark zusammengepresst wird.
Eine andere Möglichkeit, um einen unterschiedlichen
Verpressungsgrad herzustellen, besteht darin, dass der
unterschiedliche Verpressungsgrad durch einen Kontaktabschnitt mit in Querrichtung unterschiedlich langen Kabelschuhkrallen hergestellt wird. Jener Längsabschnitt, welcher mehr
zusammengepresst werden soll, weist dann längere
Kabelschuhkrallen, also mehr Material auf, das beim Verpressen in Richtung Leiter gepresst wird. So kann auch bei ebener Auflagefläche des Verpresswerkzeugs eine unterschiedliche Höhe bzw. Pressung des Leiters erreicht werden.
Es ist auch nicht ausgeschlossen, gleichzeitig gestufte
Auflageflächen und unterschiedliche lange Kabelschuhkrallen zu verwenden .
Im Hinblick auf eine offene Seilstruktur der Einzeldrähte ist es vorteilhaft, wenn der Verpressungsgrad der Einzeldrähte in einem Längsbereich des Kontaktelements, wo sich bestrahlte Bereiche befinden, größer als 70% ist.
Um unnötige Bearbeitungsschritte, wie das Verbringen des verpressten Leiters zu einer Schweißstation, zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass die Laserbestrahlung in jenem
Werkzeug erfolgt, in welchem die Verpressung erfolgt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Lage des verpressten elektrischen Leiters zwischen Verpressen und
Laserbestrahlung nicht verändert wird. Der verpresste
elektrische Leiter verbleibt also nach dem Verpressen im
Werkzeug und wird dort auch mit dem Laser verschweißt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Herstellung einer länglichen Schweißverbindung weniger als 100 ms, insbesondere weniger als 80 ms, z.B. um 60 ms dauert. Je nach Leistung des Lasers ergibt sich ein Bereich von 20 bis 100 ms für die Herstellung einer länglichen Schweißverbindung.
Es kann vorgesehen sein, dass der Kontaktabschnitt zumindest im Bereich, wo dieser den elektrischen Leiter berührt, mit einer Nickelbeschichtung versehen ist. Die Nickelschicht bewirkt einerseits einen Korrosionsschutz zwischen dem Leiter und dem Kontaktabschnitt und erhöht andererseits die
Energieabsorption beim Laserschweißen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Durchmesser eines bestrahlten Bereichs zwischen 0,4 und 0,8 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 0,7 mm liegt, bevorzugt 0 , 6 mm beträgt .
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rasterkonstante der bestrahlten Bereiche zwischen 0,8 und 1,2 mm, insbesondere zwischen 0,9 und 1,1 mm liegt, bevorzugt 1 mm beträgt. Die Rasterkonstante gibt den konstanten Abstand zwischen zwei bestrahlten Bereichen in einer bestimmten
Richtung des Rasters vor. Die Rasterkonstante wird daher größer als ein Durchmesser eines bestrahlten Bereichs sein, damit die länglichen Schweißverbindungen voneinander
beabstandet sind. Umso größer die Rasterkonstante im Vergleich zum Durchmesser der bestrahlten Bereiche, umso größer ist der Abstand der länglichen Schweißungen zueinander.
Der Durchmesser einer länglichen Schweißverbindung ist in der Regel etwas größer als der Durchmesser des bestrahlten Bereichs. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der größte Durchmesser einer länglichen Schweißverbindung 0,7 bis 0,9 mm, insbesondere um 0,8 mm beträgt.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, also zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem mehrere Einzeldrähte umfassenden elektrischen Leiter und einem Kontaktelement, umfasst ein Verpresswerkzeug, mit welchem der in einem Kontaktabschnitt des Kontaktelements angeordnete elektrische Leiter mit dem Kontaktelement
verpresst werden kann, sodass der Kontaktabschnitt den
elektrischen Leiter umgreift, und ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Laserbestrahlung vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, mehrere voneinander beabstandete längliche Schweißverbindungen zwischen dem Kontaktabschnitt und dem elektrischen Leiter herzustellen, wobei sich die länglichen Schweißverbindungen in einer Bestrahlungsrichtung jeweils von einem bestrahlten Bereich des Kontaktabschnitts, oder von einem bestrahlten Bereich des elektrischen Leiters in einer Öffnung im Kontaktabschnitt, bis zu einem Bereich des Kontaktabschnitts, der dem bestrahlten Bereich gegenüber liegt, erstrecken, sodass der elektrische Leiter mit diesem Bereich des Kontaktabschnitts verbunden ist, wobei die
bestrahlten Bereiche rasterförmig angeordnet sind.
Die Vorrichtung kann so ausgebildet sein, dass damit eine oder mehrere Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden können. Insbesondere kann die Vorrichtung so ausgebildet sein, dass die Lage des verpressten
elektrischen Leiters zwischen Verpressen und Laserbestrahlung nicht verändert wird.
Die Erfindung umfasst auch eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren oder mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
hergestellte Einheit aus einem mehrere Einzeldrähte
umfassenden elektrischen Leiter und einem Kontaktelement, wobei der elektrische Leiter in einem Kontaktabschnitt des Kontaktelements angeordnet ist und der Kontaktabschnitt und der elektrische Leiter miteinander verpresst sind, sodass der Kontaktabschnitt den elektrischen Leiter umgreift und eine elektrische Verbindung zwischen elektrischen Leiter und
Kontaktelement besteht. Die Einheit ist dadurch
gekennzeichnet, dass mehrere voneinander beabstandete
längliche Schweißverbindungen zwischen dem Kontaktabschnitt und dem elektrischen Leiter vorliegen, wobei sich die
länglichen Schweißverbindungen in einer Bestrahlungsrichtung jeweils von einem bestrahlten Bereich des Kontaktabschnitts, oder von einem bestrahlten Bereich des elektrischen Leiters in einer Öffnung im Kontaktabschnitt, bis zu einem Bereich des Kontaktabschnitts, der dem bestrahlten Bereich gegenüber liegt, erstrecken, sodass der elektrische Leiter mit diesem Bereich des Kontaktabschnitts verbunden ist, wobei die
bestrahlten Bereiche rasterförmig angeordnet sind.
Die Einheit kann, einer Ausführungsvariante des
erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend, so ausgebildet sein, dass die länglichen Schweißverbindungen über einen Großteil ihrer Länge normal zur Bestrahlungsrichtung voneinander beabstandet sind.
Die Einheit kann, einer Ausführungsvariante des
erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend, so ausgebildet sein, dass zumindest ein bestrahlter Bereich zu einem anderen bestrahlten Bereich normal zur Längsrichtung der Einzeldrähte versetzt ist, sodass die Projektion aller länglichen
Schweißverbindungen auf eine Querschnittsfläche des
elektrischen Leiters, die im Bereich der länglichen
Schweißverbindungen liegt, eine durchgehende verschweißte Fläche in Querrichtung des elektrischen Leiters ergeben.
Die Einheit kann, einer Ausführungsvariante des
erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend, so ausgebildet sein, dass der Durchmesser eines bestrahlten Bereichs zwischen 0,4 und 0,8 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 0,7 mm liegt, bevorzugt 0,6 mm beträgt. Die Einheit kann, einer Ausführungsvariante des
erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend, so ausgebildet sein, dass die Rasterkonstante der bestrahlten Bereiche zwischen 0,8 und 1,2 mm, insbesondere zwischen 0,9 und 1,1 mm liegt, bevorzugt 1 mm beträgt.
Die Einheit kann, einer Ausführungsvariante des
erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend, so ausgebildet sein, dass der größte Durchmesser einer länglichen Schweißverbindung 0,7 bis 0,9 mm, insbesondere um 0,8 mm beträgt.
Die Erfindung kann verwendet werden, um eine sogenannte B- Crimpform oder Herz-Crimpform herzustellen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Erfindung kann
selbstverständlich auch für andere Arten der Crimpform oder Pressform verwendet werden.
Die Erfindung ermöglicht es insbesondere, Einzeldrähte aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zu verwenden. Die Verwendung von Aluminium für die Einzeldrähte führt
bekanntermaßen dazu, dass sich auf der Oberfläche der
Einzeldrähte eine Oxidschicht bildet und damit keine stabilen Widerstandsverhältnisse über die Einsatzdauer des Leiters vorliegen. Durch die erfindungsgemäßen länglichen
Schweißverbindungen wird aber eine stoffschlüssige Verbindung und damit ein elektrischer Kontakt zwischen den Einzeldrähten und dem Kontaktabschnitt des Kontaktelements hergestellt, welcher Kontakt nicht oxidiert und daher gleichbleibende
Widerstandsverhältnisse garantiert .
In vorteilhafter Weise werden die Einzeldrähte aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit einem Kontaktabschnitt bzw. einem Kontaktelement (z.B. Crimpkabelschuh, Crimphülse) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, z.B. Bronze, Messing, verpresst .
Die erfindungsgemäße Einheit kann für Hochvoltstecksysteme verwendet werden. 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. la-d eine erste Ausführungsvariante einer Vorrichtung zum Verpressen und Laserschweißen (Fig. la-c) , für ein Kontaktelement (Fig. Id) mit Kontaktabschnitten mit in Querrichtung unterschiedlich langen
Kabelschuhkrallen,
Fig . 2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung aus
Fig. la-c,
Fig. 3a-b die Vorrichtung aus Fig. la-c in Schnittdarstellung beim Laserschweißen,
Fig. 4 eine Vergrößerung aus Fig. 3b,
Fig. 5 eine Aufsicht des Kontaktelements nach dem
Laserschweißen,
Fig . 6 das Kontaktelement nach dem Laserschweißen in einer
Vorrichtung nach den Fig. la-c,
Fig. 7a-e eine zweite Ausführungsvariante einer Vorrichtung zum Verpressen und Laserschweißen, wobei das
Verpresswerkzeug eine gestufte Auflagefläche aufweist,
Fig. 8 ein Kontaktelement im Ausgangszustand, für eine
Vorrichtung zum Verpressen und Laserschweißen in einer dritten Ausführungsvariante,
Fig. 9 das Kontaktelement aus Fig. 8, gebogen zur Aufnahme des elektrischen Leiters, Fig. 10 das Kontaktelement aus Fig. 9 mit elektrischem
Leiter,
Fig. 11 das Kontaktelement aus Fig. 10, eingelegt in eine
Vorrichtung zum Verpressen und Laserschweißen in einer dritten Ausführungsvariante, von schräg unten gesehen,
Fig. 12 das Kontaktelement und die Vorrichtung aus Fig. 11, von schräg oben gesehen,
Fig. 13 die Vorrichtung aus Fig. 11 im geschlossenen
Zustand,
Fig. 14 das um dem elektrischen Leiter gecrimpte
Kontaktelement aus Fig. 10,
Fig. 15 das gecrimpte Kontaktelement aus Fig. 14 bei
Laserbestrahlung,
Fig. 16 eine mögliche Anordnung von bestrahlten Bereichen.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Fig. la-d zeigen eine erste Ausführungsvariante einer
Vorrichtung zum Verpressen und Laserschweißen, wobei diese Vorrichtung für Kontaktelemente mit Kontaktabschnitten mit in Querrichtung unterschiedlich langen Kabelschuhkrallen
ausgebildet ist.
In Fig. la ist ein Längsschnitt durch die geöffnete
Vorrichtung dargestellt. In einem Unterteil 1 des
Verpresswerkzeugs ist ein Kontaktelement 2 (Kabelschuh) eingelegt. Durch Absenken des Oberteils 3 des
Verpresswerkzeugs wird der Kontaktabschnitt 4 des
Kontaktelements 2, welcher Kontaktabschnitt 4 den elektrischen Leiter 5 umgreift, nach unten gepresst, wobei die Enden der Kabelschuhkrallen 6,7 nach innen in den Leiter 5 gepresst werden. Auf diese Weise wird die Press- oder Crimpverbindung in Form einer B-Crimpung hergestellt. In Fig. Id ist das Kontaktelement 2 im Zustand vor dem
Verpressen dargstellt. Das Kontaktelement 2 weist hier, in seiner Längsrichtung gesehen, einen Verbindungsabschnitt 8 mit einer runden Lasche zur weiteren elektrischen Verbindung und einen Kontaktabschnitt 4 zum Verpressen mit dem elektrischen Leiter 5 auf. Der Kontaktabschnitt 4 ist in zwei Längsbereiche mit in Querrichtung unterschiedlich langen Kabelschuhkrallen 6,7 geteilt. Die kürzere Kabelschuhkralle 6 umgibt dann einen Bereich des Leiters 5, der näher am Verbindungsabschnit 8 liegt und der zusätzlich mit dem Laser verschweißt wird.
Innerhalb der Kabelschuhkralle 6 ergibt sich daher ein höherer Verpressungsgrad, z.B. höher als 70%, insbesondere höher als 80% oder höher als 90%. Hier soll also eine offene
Seilstruktur der Einzeldrähte 9 des Leiters 5 sichergestellt werden. Dies ist in Fig. lb erkennbar, die einen Querschnitt entlang Linie B-B in Fig. la zeigt. Unten sind die
Einzeldrähte 9 des Leiters 5 an dieser Stelle dargestellt, die noch einen kreisrunden Querschnitt aufweisen.
Die längere Kabelschuhkralle 7 umgibt einen Bereich des
Leiters 5, der weiter vom Verbindungsabschnitt 8 entfernt ist und der nicht mit dem Laser verschweißt wird. Innerhalb der Kabelschuhkralle 7 ergibt sich daher ein niedrigerer
Verpressungsgrad, z.B. weniger als 80%. Hier sind weniger Zwischenräume zwischen den Einzeldrähten 9 vorhanden. Dies ist in Fig. lc erkennbar, die ein Querschnitt entlang Linie C-C in Fig. la zeigt. Unten ist zu sehen, dass die Einzeldrähte 9 so stark miteinander verpresst sind, dass sie bereits einen eher sechseckigen Querschnitt aufweisen.
Die Auflagefläche 10 (siehe Fig. la) des Unterteils 1 ist hier gerade und daher für beide Kabelschuhkrallen 6,7 gleich ausgebildet. Ein Laserteil 11 ist absenkbar im Oberteil 3 eingelassen .
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung aus Fig. la-c, mit verpresstem, aber noch nicht verschweißtem Leiter 5. Fig. 3a-b zeigen die Vorrichtung aus Fig. la-c in
Schnittdarstellung beim Laserschweißen, entsprechend den
Darstellungen in Fig. la und lb. Der Laserteil 11 enthält oder ist verbunden mit einem Laser als Quelle der Strahlung. Der Laserteil kann mittels Optik enthaltend Linsen, Spiegel, etc., einen Laserstrahl in Bestrahlungsrichtung, hier die Vertikale, aussenden und diesen Laserstrahl längs eines Rasters
horizontal verschieben, wobei die senkrechte Orientierung des Laserstrahls erhalten bleibt. Damit kann der Laserstrahl zeitlich aufeinanderfolgend auf verschiedene, in etwa
punktförmige, bestrahlte Bereiche gelenkt werden. Die
Laserstrahlen 12 sind hier als dünne Linien dargestellt.
Alternativ kann durch eine Optik der Laserstrahl in mehrere Laserstrahlen 12 aufgeteilt werden, die gleichzeitig auf den bestrahlten Bereichen auftreffen.
In Fig. 3a sind zwei Laserstrahlen 12 dargestellt, die jeweils in einem bestrahlten Bereich auftreffen und dort jeweils nach unten in den Leiter 5 hinein und bis zur Kabelschuhkralle 6 auf der gegenüberliegenden Seite eine längliche
Schweißverbindung 14 ausbilden. In Fig. 3b sind entsprechend sechs Laserstrahlen 12 dargestellt, die jeweils in einem bestrahlten Bereich auftreffen und dort jeweils nach unten in den Leiter 5 hinein und bis zur Kabelschuhkralle 6 auf der gegenüberliegenden Seite eine längliche Schweißverbindung 14 ausbilden. Die länglichen Schweißverbindungen 14 verlaufen im Wesentlichen in Bestrahlungsrichtung, also hier vertikal. Sie überlappen oder berühren einander nicht.
Fig. 4 zeigt eine Vergrößerung aus Fig. 3b, wo die länglichen Schweißverbindungen 14 schematisch dargestellt und besser erkennbar sind.
Fig. 5 zeigt eine Aufsicht des Kontaktelements 2 nach dem Laserschweißen, wo die Eintrittspunkte des Laserstrahls 12 jeweils als bestrahlter Bereich 13 erkennbar sind. Die
bestrahlten Bereiche 13 sind regelmäßig voneinander
beabstandet und bilden hier ein Raster mit in Querrichtung des Kontaktelements 2, also normal zur Längsrichtung der
Einzeldrähte 9 des elektrischen Leiters 5, verlaufenden Reihen von abwechselnd sechs und fünf bestrahlten Bereichen 13. In Längsrichtung der Einzeldrähte 9 bzw. in Längsrichtung des Kontaktelements 2 aufeinanderfolgende Reihen sind zueinander in Querrichtung versetzt, und zwar um eine halbe
Rasterkonstante .
Fig. 6 zeigt das Kontaktelement 2 nach dem Laserschweißen im Unterteil 1 des Verpresswerkzeugs, wobei hier die bestrahlten Bereiche 13 an der Oberfläche des Kontaktelements 2 sichtbar sind .
Fig. 7a-e zeigen eine zweite Ausführungsvariante einer
Vorrichtung zum Verpressen und Laserschweißen, wobei das
Verpresswerkzeug eine gestufte Auflagefläche aufweist. Fig. 7a entspricht weitgehend Fig. la bis auf die Tatsache, dass die Auflagefläche 10 des Unterteils 1 für den Kontaktabschnitt 4 hier entsprechend den beiden Längsbereichen des
Kontaktabschnitts 4 eine unterschiedliche Höhe hat, somit zwei Stufen 15,16 ausbildet. Die Kabelschuhkrallen 6,7 können, müssen aber nicht gleich lang sein.
Fig. 7d und 7e zeigen das Kontaktelement 2 im verpressten Zustand .
Fig. 7b entspricht Fig. lb und weist den selben
Verpressungsgrad auf, Fig. 7c entspricht Fig. lc und weist den selben Verpressungsgrad auf.
Die Kabelschuhkralle 6 umgibt einen Bereich des Leiters 5, der näher am Verbindungsabschnitt 8 liegt und der zusätzlich mit dem Laser verschweißt wird. Innerhalb der Kabelschuhkralle 6 ergibt sich aufgrund der weiter unten liegenden Stufe 15 ein höherer Verpressungsgrad, z.B. höher als 70%, insbesondere höher als 80% oder höher als 90%. Hier wird wieder eine offene Seilstruktur der Einzeldrähte 9 des Leiters 5 sichergestellt, die Einzeldrähte 9 weisen wie in Fig. lb noch einen
kreisrunden Querschnitt auf.
Die Kabelschuhkralle 7 umgibt wieder einen Bereich des Leiters 5, der weiter vom Verbindungsabschnit 8 entfernt ist und der nicht mit dem Laser verschweißt wird. Innerhalb der
Kabelschuhkralle 7 ergibt sich daher ein niedrigerer Verpressungsgrad, z.B. weniger als 80%. Hier sind weniger Zwischenräume zwischen den Einzeldrähten 9 vorhanden, gleich wie in Fig. lc unten, wo die Einzeldrähte 9 so stark
miteinander verpresst sind, dass sie bereits einen eher sechseckigen Querschnitt aufweisen.
Im Anschluss an das Verpressen findet in der Vorrichtung nach den Fig. 7a-c das Laserschweißen wie in den Fig. 3a-b und 4 statt, mit dem gleichen Ergebnis wie in den Fig. 5 und 6.
Die Fig. 8-15 zeigen eine dritte Ausführungsvariante der
Erfindung, wobei das Verpresswerkzeug hier keine gestufte Auflagefläche aufweist. Die beiden Kabelschuhkrallen 6,7 des Kontaktelements 2 sind hier gleich lang.
Das Kontaktelement 2 in Fig. 8 weist wieder einen
Kontaktabschnitt 4 und einen Verbindungsabschnitt 8 auf. Der Kontaktabschnitt 4 umfasst beidseits zwei hier gleich lange Kabelschuhkrallen 6,7, die durch einen Schlitz voneinander getrennt sind, der im verpressten Zustand des Kontaktelements eine Öffnung 17 bildet, durch welche die Oberfläche des gepressten elektrischen Leiters 5 zugänglich bleibt. Eine Riffelung zwischen den beiden Kabelschuhkrallen 7, die weiter vom Ende des elektrischen Leiters 5 entfernt sind als die Kabelschuhkrallen 6, dient der Sicherung des elektrischen Leiters 5 vor einem Herausziehen aus den Kontaktelement 2 in Längsrichtung des elektrischen Leiters 5. Die
Kabelschuhkrallen 6,7 könnten auch gemäß den
Ausführungsvarianten in den Fig. 1 bis 7 verschieden lang ausgebildet sein.
In Fig. 9 sind die Kabelschuhkrallen 6,7 bereits zueinander gebogen, sodass ein elektrischer Leiter 5 dazwischen eingelegt werden kann, wie in Fig. 10 dargestellt. Die Isolierung des elektrischen Leiters 5 ist im Bereich der Kabelschuhkrallen 6,7 entfernt. Anders als bei den Ausführungsvarianten der Fig. 1-7 werden hier die Kabelschuhkrallen 6,7 relativ zum
Verbindungsabschnitt 8 nach oben gebogen. Die Enden der Kabelschuhkrallen 6,7 werden beim Verpressen dann von oben in den elektrischen Leiter 5 gepresst, siehe Fig. 11-13. Bei den Ausführungsvarianten 1-7 werden die Kabelschuhkrallen 6,7 von unten in den elektrischen Leiter 5 gepresst.
In Fig. 11 und 12 sind elektrischer Leiter 5 und
Kontaktelement 2 in den Unterteil 1 eines Verpresswerkzeugs eingelegt. Durch Absenken des Oberteils 3 des
Verpresswerkzeugs, siehe Fig. 13, wird der Kontaktabschnitt 4 des Kontaktelements 2, genauer dessen Kabelschukrallen 6,7, nach innen und dann nach unten gepresst, wobei die Enden der Kabelschuhkrallen 6,7 nach innen in den Leiter 5 gepresst werden. Auf diese Weise wird die Press- oder Crimpverbindung in Form einer B-Crimpung hergestellt.
Der Oberteil 3 weist eine quer zur Längsrichtung des
elektrischen Leiters 5 verlaufende Ausnehmung 18 auf, die mit dem Schlitz, der später die Öffnung 17 des Kontaktabschnitts 4 bildet, fluchtet, sodass durch diese Ausnehmung 18 und die Öffnung 17 von oben Laserstrahlen 12 auf die Oberfläche des elektrischen Leiters 5 gesendet werden können. In dieser
Ausführungsvariante der Erfindung treffen die Laserstrahlen 12 also von der Seite mit den Enden der Kabelschuhkrallen 6,7 auf das Kontaktelement 2, während in den Ausführungsvarianten nach den Fig. 1-7 die Laserstrahlen 12 auf die gegenüberliegende Seite des Kontaktelements 2 treffen.
In Fig. 13 ist der verpresste elektrische Leiter 5 im
geschlossenen Verpresswerkzeug, umfassend den Oberteil 3 und den Unterteil 1, dargestellt.
Fig. 14 zeigt den verpressten elektrischen Leiter 5 mit aufgepresstem Kontaktelement 2 ohne Verpresswerkzeug. Die Öffnung 17 liegt bezüglich des Kontaktabschnitts 4, in
Längsrichtung der Einzeldrähte 9 gesehen, näher beim
Verbindungsabschnitt 8 als beim Ende des Kontaktabschnitts 4, das dem Verbindungsabschnitt 8 abgewandt ist. Die Öffnung 17 erstreckt sich in Querrichtung des Kontaktelements 4, also normal zur Längsrichtung der Einzeldrähte 9, über die gesamte Breite des verpressten elektrischen Leiters 5. Dadurch ist sichergestellt, dass jeder Einzeldraht 9 von einer länglichen Schweißverbindung 14 erfasst wird.
In Fig. 15 ist der Vorgang der Laserbestrahlung am verpressten elektrischen Leiter 5 aus Fig. 14 dargestellt. Dieser Vorgang findet im Verpresswerkzeug 1,3 statt, folgend auf die
Verpressung des elektrischen Leiters 5, dessen Position sich dabei nicht ändert. Die Laserstrahlen 12 sind rasterförmig angeordnet und treffen normal auf die Oberfläche der in der Öffnung 17 freiliegenden Einzeldrähte 9 auf. Die rasterförmige Anordnung der Laserstrahlen 12 umfasst hier drei parallele Reihen, die normal zur Längsrichtung der Einzeldrähte 9 verlaufen, wobei die mittlere Reihe zu den beiden äußeren Reihen um eine halbe Rasterkonstante versetzt ist. Die äußeren Reihen umfassen hier z.B. acht Laserstrahlen, die mittlere Reihe sieben Laserstrahlen.
Entsprechend werden in der Öffnung 17 auf der Oberfläche der Einzeldrähte 9 drei Reihen von jeweils acht bzw. sieben bestrahlten Bereichen 13 gebildet.
Fig. 16 zeigt eine mögliche Anordnung von bestrahlten
Bereichen 13 in größerer schematischer Darstellung. Die bestrahlten Bereiche 13 sind hier in zwei Reihen zu je neun bestrahlten Bereichen 13 angeordnet, welche Reihen gemeinsam eine Länge L abdecken, welche der Breite des verpressten elektrischen Leiters 5 entspricht. Die Reihen verlaufen normal zur Längsrichtung der Einzeldrähte 9. Innerhalb einer Reihe haben die bestrahlten Bereiche 13 einen Abstand zueinander, welcher der Rasterkonstante R entspricht. Zwischen
benachbarten Reihen beträgt der Abstand eine halbe
Rasterkonstante R. Aufgrund des Durchmessers D eines
bestrahlten Bereichs 13, der über der halben Rasterkonstante R liegt, kommt es so zu einer Überlappung der bestrahlten
Bereiche 13 benachbarter Reihen, also einer Überlappung in Längsrichtung der Einzeldrähte 9. Wesentlich ist jedoch, dass die Projektion aller länglichen Schweißverbindungen 14, die sich in Fig. 16 von den
bestrahlten Bereichen 13 nach unten in die Zeichenebene erstrecken, auf eine Ebene, sie sich normal zur Zeichenebene und parallel zu den Reihen der bestrahlten Bereiche 13
erstreckt, den gesamten Querschnitt des verpressten
elektrischen Leiters 5 abdeckt. Damit ist sichergestellt, dass alle Einzeldrähte 9 von einer länglichen Schweißverbindungen 14 erfasst sind.
Die bestrahlten Bereiche 13 haben hier einen Durchmesser D von 0, 6 mm, die Rasterkonstante R beträgt 1 mm.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Unterteil des Verpresswerkzeugs
2 Kontaktelement (Kabelschuh)
3 Oberteil des Verpresswerkzeugs
4 Kontaktabschnitt
5 elektrischer Leiter
6 Kabelschuhkralle
7 Kabelschuhkralle
8 Verbindungsabschnitt
9 Einzeldraht
10 Auflägetlache
11 Laserteil (Quelle der Laserbestrahlung, Einrichtung zur Laserbestrahlung)
12 Laserstrahl
13 bestrahlter Bereich
14 längliche Schweißverbindung
15 Stufe
16 Stufe
17 Öffnung im Kontaktelement 2
18 Ausnehmung im Oberteil 3
D Durchmesser
L Länge
R Rasterkonstante

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem mehrere Einzeldrähte (9) umfassenden elektrischen Leiter (5) und einem Kontaktelement (2), wobei der elektrische Leiter (5) in einem
Kontaktabschnitt (4) des Kontaktelements (2) angeordnet wird und nachfolgend der Kontaktabschnitt (4) und der elektrische Leiter (5) miteinander verpresst werden, sodass der Kontaktabschnitt (4) den elektrischen Leiter (5) umgreift,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer
Laserbestrahlung des Kontaktabschnitts (4), oder mittels einer Laserbestrahlung des elektrischen Leiters (5) durch eine Öffnung (17) im Kontaktabschnitt (4), mehrere voneinander beabstandete längliche Schweißverbindungen (14) zwischen dem Kontaktabschnitt (4) und dem
elektrischen Leiter (5) hergestellt werden, wobei sich die länglichen Schweißverbindungen (14) in einer
Bestrahlungsrichtung jeweils von einem bestrahlten
Bereich (13) des Kontaktabschnitts (4), oder von einem bestrahlten Bereich (13) des elektrischen Leiters (5), durch einen gesamten Querschnitt des verpressten
elektrischen Leiters (5) bis zu einem Bereich des
Kontaktabschnitts (4), der dem bestrahlten Bereich (13) gegenüber liegt, erstrecken, sodass der elektrische Leiter (5) mit diesem Bereich des Kontaktabschnitts (4) verbunden ist, wobei die bestrahlten Bereiche (13) rasterförmig angeordnet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die länglichen Schweißverbindungen (14) über einen
Großteil ihrer Länge normal zur Bestrahlungsrichtung voneinander beabstandet sind.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere längliche
Schweißverbindungen (14) gleichzeitig, insbesondere durch die gleiche Quelle (11) der Laserbestrahlung, hergestellt werden .
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein bestrahlter Bereich (13) zu einem anderen bestrahlten Bereich (13) normal zur Längsrichtung der Einzeldrähte (9) versetzt ist, sodass die Projektion aller länglichen
Schweißverbindungen (14) auf eine Querschnittsfläche des elektrischen Leiters (5), die im Bereich der länglichen Schweißverbindungen (14) liegt, eine durchgehende
verschweißte Fläche in Querrichtung des elektrischen Leiters (5) ergeben.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verpressungsgrad der Einzeldrähte (9) in einem Längsbereich des
Kontaktelements (2), in dem sich keine bestrahlten
Bereiche befinden, geringer ist als in einem Längsbereich des Kontaktelements (2), wo sich bestrahlte Bereiche (13) befinden .
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der unterschiedliche Verpressungsgrad durch ein
Verpresswerkzeug (1) mit einer gestuften Auflagefläche (10,15,16) hergestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der unterschiedliche Verpressungsgrad durch einen Kontaktabschnitt (4) mit in Querrichtung unterschiedlich langen Kabelschuhkrallen (6,7) hergestellt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verpressungsgrad der Einzeldrähte (9) in einem Längsbereich des
Kontaktelements (2), wo sich bestrahlte Bereiche (13) befinden, größer als 70% ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Laserbestrahlung in jenem Werkzeug (1,3) erfolgt, in welchem die Verpressung erfolgt .
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des verpressten elektrischen Leiters (5) zwischen Verpressen und Laserbestrahlung nicht verändert wird .
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung einer länglichen Schweißverbindung (14) weniger als 100 ms, insbesondere weniger als 80 ms, z.B. um 60 ms dauert.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D) eines bestrahlten Bereichs (13) zwischen 0,4 und 0,8 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 0,7 mm liegt, bevorzugt 0,6 mm beträgt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Rasterkonstante (R) der bestrahlten Bereiche (13) zwischen 0,8 und 1,2 mm, insbesondere zwischen 0,9 und 1,1 mm liegt, bevorzugt 1 mm beträgt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der größte Durchmesser einer länglichen Schweißverbindung (14) 0,7 bis 0,9 mm,
insbesondere um 0,8 mm beträgt.
15. Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem mehrere Einzeldrähte (9) umfassenden elektrischen Leiter (5) und einem Kontaktelement (2), die Vorrichtung umfassend ein Verpresswerkzeug (1,3), mit welchem der in einem Kontaktabschnitt (4) des
Kontaktelements (2) angeordnete elektrische Leiter (5) mit dem Kontaktelement (2) verpresst werden kann, sodass der Kontaktabschnitt (4) den elektrischen Leiter (5) umgreift,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (11) zur Laserbestrahlung vorgesehen ist, welche ausgebildet ist, mehrere voneinander beabstandete längliche
Schweißverbindungen (14) zwischen dem Kontaktabschnitt (4) und dem elektrischen Leiter (5) herzustellen, wobei sich die länglichen Schweißverbindungen (14) in einer Bestrahlungsrichtung jeweils von einem bestrahlten
Bereich (13) des Kontaktabschnitts (4), oder von einem bestrahlten Bereich (13) des elektrischen Leiters (5) in einer Öffnung (17) im Kontaktabschnitt (4), bis zu einem Bereich des Kontaktabschnitts (4), der dem bestrahlten Bereich (13) gegenüber liegt, erstrecken, sodass der elektrische Leiter (5) mit diesem Bereich des
Kontaktabschnitts (4) verbunden ist, wobei die
bestrahlten Bereiche (13) rasterförmig angeordnet sind.
16. Einheit aus einem mehrere Einzeldrähte (9) umfassenden elektrischen Leiter (5) und einem Kontaktelement (2), wobei der elektrische Leiter (5) in einem
Kontaktabschnitt (4) des Kontaktelements (2) angeordnet ist und der Kontaktabschnitt (4) und der elektrische Leiter (5) miteinander verpresst sind, sodass der
Kontaktabschnitt (4) den elektrischen Leiter (5) umgreift und eine elektrische Verbindung zwischen elektrischem Leiter (5) und Kontaktelement (2) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere voneinander beabstandete längliche Schweißverbindungen (14) zwischen dem
Kontaktabschnitt (4) und dem elektrischen Leiter (5) vorliegen, wobei sich die länglichen Schweißverbindungen (14) in einer Bestrahlungsrichtung jeweils von einem bestrahlten Bereich (13) des Kontaktabschnitts (4), oder von einem bestrahlten Bereich (13) des elektrischen
Leiters (5) in einer Öffnung (17) im Kontaktabschnitt (4), bis zu einem Bereich des Kontaktabschnitts (4), der dem bestrahlten Bereich (13) gegenüber liegt, erstrecken, sodass der elektrische Leiter (5) mit diesem Bereich des Kontaktabschnitts (4) verbunden ist, wobei die
bestrahlten Bereiche (13) rasterförmig angeordnet sind.
17. Einheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die länglichen Schweißverbindungen (14) über einen
Großteil ihrer Länge normal zur Bestrahlungsrichtung voneinander beabstandet sind.
18. Einheit nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein bestrahlter Bereich (13) zu einem anderen bestrahlten Bereich (13) normal zur Längsrichtung der Einzeldrähte (9) versetzt ist, sodass die Projektion aller länglichen Schweißverbindungen (14) auf eine
Querschnittsfläche des elektrischen Leiters (5), die im Bereich der länglichen Schweißverbindungen (14) liegt, eine durchgehende verschweißte Fläche in Querrichtung des elektrischen Leiters (5) ergeben.
19. Einheit nach einem der Ansprüche 16-18, dadurch
gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D) eines
bestrahlten Bereichs (13) zwischen 0,4 und 0,8 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 0,7 mm liegt, bevorzugt 0,6 mm beträgt.
20. Einheit nach einem der Ansprüche 16-19, dadurch
gekennzeichnet, dass die Rasterkonstante (R) der
bestrahlten Bereiche (13) zwischen 0,8 und 1,2 mm, insbesondere zwischen 0,9 und 1,1 mm liegt, bevorzugt 1 mm beträgt.
21. Einheit nach einem der Ansprüche 16-20, dadurch gekennzeichnet, dass der größte Durchmesser einer länglichen Schweißverbindung (14) 0,7 bis 0,9 mm, insbesondere um 0,8 mm beträgt.
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