EP4282032A1 - Verfahren zur herstellung einer kontaktierungseinheit, kontaktierungseinheit und system zur berührungslosen energieübertragung - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer kontaktierungseinheit, kontaktierungseinheit und system zur berührungslosen energieübertragung

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EP4282032A1
EP4282032A1 EP21839971.5A EP21839971A EP4282032A1 EP 4282032 A1 EP4282032 A1 EP 4282032A1 EP 21839971 A EP21839971 A EP 21839971A EP 4282032 A1 EP4282032 A1 EP 4282032A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connector
stranded wire
individual wires
end region
cavity
Prior art date
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Pending
Application number
EP21839971.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Mahlein
Andreas BÖSER
Alexander RUBEY
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.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP4282032A1 publication Critical patent/EP4282032A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H01R43/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for forming connections by deformation, e.g. crimping tool
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    • H01R11/11—End pieces or tapping pieces for wires, supported by the wire and for facilitating electrical connection to some other wire, terminal or conductive member
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    • H01R43/28—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for wire processing before connecting to contact members, not provided for in groups H01R43/02 - H01R43/26

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a contacting unit with a stranded wire, which includes a plurality of parallel individual wires, and a connector.
  • the invention also relates to a contacting unit, in particular for a system for contactless energy transmission, which includes a stranded wire, which includes a plurality of parallel individual wires, and a connector.
  • the invention also relates to a system for contactless energy transmission.
  • a system for contactless energy transmission is known from DE 100 53 373 B4.
  • the system includes a feed that injects a medium frequency alternating current into an elongated primary conductor.
  • Mobile loads can be moved along the primary conductor and each have a coil that is inductively coupled to the primary conductor. This inductive coupling means that energy can be transmitted from the primary conductor to the consumer. It is also conceivable that one or more primary coils with a plurality of turns are provided on the primary side.
  • primary conductors that generate a magnetic field are preferably laid in a floor or along one or more rails.
  • the primary conductors are in the form of stranded wires with a plurality of parallel individual wires that are insulated from one another.
  • the stranded wire is electrically and mechanically connected to a connector, for example a cable lug or a ferrule.
  • the connector is then contacted with the feed, for example by screwing or using clamps.
  • the stranded wire whose individual wires are each coated with an electrically insulating layer of lacquer, is tinned in the contact area beforehand. This can be done in a tin bath in a solder pot or by burning off the paint layer with a blowtorch and applying solder. Closed tubular cable lugs serve in particular as a cavity for the
  • the method of hot crimping is also known.
  • the stranded wire with the connector is inserted into a mostly hydraulic or pneumatic pliers.
  • a very large electrical surge current is simultaneously conducted through the pliers jaws, which leads to heating of the connector and the stranded wire located between them.
  • the lacquer layer becomes plastically deformable and is pushed out of the crimping point by the pressure of the pliers.
  • the stranded wires make electrical contact with each other and with the connector. In this way, a contacting unit can be prefabricated in a factory.
  • such a machine is very large, complex and expensive. It is by no means suitable for installation work on construction sites. If the exact cable lengths are not known, which is usually the case, pre-assembling cables is not practical.
  • the invention is based on the object of further developing a method for producing a contacting unit, a contacting unit, in particular for a system for contactless energy transmission, and a system for contactless energy transmission.
  • the object is achieved according to the invention by a method for producing a contacting unit having the features specified in claim 1.
  • Advantageous refinements and developments are the subject of the dependent claims.
  • the object is also achieved according to the invention by a contacting unit having the features specified in claim 11 .
  • the object is also achieved according to the invention by a system for contactless energy transmission with the features specified in claim 12 .
  • a method according to the invention for producing a contacting unit with a stranded wire which comprises a plurality of parallel individual wires, and a connector
  • an end area of the stranded wire is first inserted into the connector. Then the Connector crimped to the end of the stranded wire. The end area of the stranded wire is then soldered to the connector.
  • the crimping creates a mechanical connection between the stranded wire and the connector.
  • the soldering also creates an electrical connection between the stranded wire and the connector.
  • the contacting unit produced in this way has high mechanical strength, in particular for absorbing tensile forces, and low contact resistance.
  • the contacting unit can be produced on construction sites in a short time using simple tools such as crimping pliers and a soldering iron. Operating costs are thus saved during production and the contacting unit has a long service life.
  • the method according to the invention can also be used to connect two strands together and to repair a separated strand.
  • the end regions of the stranded wire to be connected are each inserted into a connector designed as a cable lug.
  • the two cable lugs are then screwed together.
  • the two ferrules are then connected to one another using screw terminals or spring terminals.
  • the individual wires of the stranded wire are each coated with an electrically insulating layer of lacquer.
  • the layer of varnish insulates the individual strands of the stranded wire from one another, thereby reducing the effects of current displacement in the case of high-frequency currents, which flow particularly in systems for non-contact energy transmission.
  • the individual wires of the stranded wire are each coated with an electrically insulating lacquer layer in the end region, particularly when they are inserted into the connector.
  • the layer of lacquer insulates the individual strands of the litz wire from one another and thereby reduces current displacement effects in the case of currents with high frequencies. It is not necessary to remove such a lacquer layer in the end area of the stranded wire, which means that the contacting unit can be produced in a short time.
  • the stranded wire has an electrically insulating plastic layer that surrounds the individual wires, with the plastic layer in removed from the end area of the stranded wire prior to insertion into the connector.
  • the crimping is thus carried out directly with the individual wires of the stranded wire, which increases the mechanical strength.
  • the connector has a hollow-cylindrical receiving body that is open on both sides.
  • the end area of the stranded wire is inserted into the hollow-cylindrical receiving body.
  • a connector configured in this way is particularly suitable for producing the contacting unit.
  • the end area of the stranded wire is inserted into the connector in such a way that, after insertion, an end face of the end area is located within a hollow-cylindrical receiving body of the connector.
  • the end face of the end region is preferably inserted up to half or up to two thirds into the hollow-cylindrical receiving body of the connector. This allows the end face of the end area of the stranded wire to be simply soldered to the connector, and the production of the contacting unit is further simplified.
  • the end area of the stranded wire is crimped to the connector in such a way that a cavity is formed by part of the hollow-cylindrical receiving body and part of the stranded wire, and that an end face of the end area of the stranded wire is located in the cavity.
  • the individual wires in the stranded wire are pressed against one another and plastically deformed in the process. This seals the capillaries between the individual wires.
  • the cavity is thus closed against the part of the strand that faces away from the end face.
  • the connector and the stranded wire are aligned for soldering in such a way that the cavity is open on a side facing away from the ground.
  • the cavity is sealed against that part of the strand which is remote from the end face. Said orientation prevents solder from leaking out of the cavity during later soldering.
  • the cavity is at least partially filled with liquid solder in order to solder the end region of the stranded wire to the connector.
  • the cavity is advantageously filled with a handy soldering iron or a soldering gun with tin wire, which is melted on the tip of the soldering tool.
  • the end area of the stranded wire is soldered to the connector in such a way that end faces of the individual wires are electrically connected to one another and to a hollow-cylindrical receiving body of the connector. There is no lacquer layer on the end faces of the individual wires.
  • Solder tin filled into the cavity primarily connects to the end faces of the individual wires and creates a conductive connection to the connector.
  • the advantage here is that no soldering tin can penetrate the stranded wire behind the crimp point due to capillary effects, but remains in the cavity and fills it. As a result, current displacement effects remain low, which significantly reduces the impedance and the resistance of the contacting unit, in particular compared to dip soldering.
  • a contacting unit according to the invention in particular for a system for contactless energy transmission, includes a stranded wire, which includes a plurality of parallel individual wires, and a connector.
  • the contacting unit according to the invention is produced by the method according to the invention.
  • the contacting unit advantageously has high mechanical strength, in particular for absorbing tensile forces, and low contact resistance and is durable.
  • the contacting unit can be produced with simple tools on construction sites in a short time and with low operating costs.
  • a system according to the invention for contactless energy transmission comprises at least one contacting unit according to the invention.
  • Figure 1 a stranded wire and a connector before the production of a contacting unit
  • Figure 2 the stranded wire and the connector after the end area of the stranded wire has been inserted into the connector
  • FIG. 3 the stranded wire and the connector after the connector has been crimped to the end area of the stranded wire and
  • FIG. 4 a sectional view of the manufactured contacting unit.
  • FIG. 1 shows a stranded wire 20 and a connector 30 before the production of a contacting unit 10.
  • the stranded wire 20 is, for example, part of an elongated primary conductor. It is also conceivable that the stranded wire 20 is laid in several turns, which form a primary coil.
  • the connector 30 has a receiving body 32 for receiving the stranded wire 20 .
  • the receiving body 32 is designed as a hollow cylinder and is open on both sides, on both end faces.
  • the connector 30 also has a connecting flange 36 .
  • the connecting flange 36 is flat and has a bore 37 for receiving a screw.
  • the connector 30 is designed in the form of a cable lug.
  • the connector 30 can be connected to a feed of a system for contactless energy transmission, for example, by means of a screw which passes through the bore 37 .
  • the connector 30 can be designed in the form of a ferrule that does not have a connecting flange with a bore.
  • the connector 30 can be connected to a device, for example a feed of a system for contactless energy transmission, by insertion into a screw terminal or spring terminal.
  • the stranded wire 20 is elongate and cylindrical and comprises a plurality of parallel individual wires 22.
  • the individual wires 22 are made of an electrically conductive material, in particular copper, and are circular-cylindrical.
  • the individual wires 22 of the stranded wire 20 are each coated with an electrically insulating layer of lacquer.
  • the stranded wire 20 also has an electrically insulating inner plastic layer 26 and an electrically insulating outer plastic layer 27 .
  • the plastic layers 26, 27 surround the individual wires 22 coaxially.
  • the plastic layers 26, 27 are removed.
  • the individual wires 22 of the stranded wire 20 are each coated with the electrically insulating lacquer layer in the end area 24 as well. End faces of the individual wires 22 form an end face 25 of the end region 24. The end faces of the individual wires 22 are free of the electrically insulating lacquer layer.
  • FIG. 2 shows the stranded wire 20 and the connector 30 after the end area 24 of the stranded wire 20 has been inserted into the connector 30.
  • the end area 24 of the stranded wire 20 is inserted into the hollow-cylindrical receiving body 32 of the connector 30.
  • the end area 24 of the stranded wire 20 is inserted into the connector 30 in such a way that, after insertion, the end face 25 of the end area 24 is located inside the hollow-cylindrical receiving body 32 of the connector 30 .
  • the individual wires 22 of the stranded wire 20 are each coated with the electrically insulating lacquer layer in the end area 24.
  • FIG. 3 shows the stranded wire 20 and the connector 30 after the connector 30 has been crimped to the end region 24 of the stranded wire 20.
  • the receiving body 32 of the connector 30 is crimped to the end region 24 of the stranded wire 20 using crimping pliers. This creates a crimping point 34 at which a diameter of the receiving body 32 is reduced.
  • the individual wires 22 in the stranded wire are pressed against one another and are thereby plastically deformed.
  • the receiving body 32 of the connector 30 is also plastically deformed at the crimping point 34 .
  • the end area 24 of the stranded wire 20 is crimped to the connector 30 in such a way that a cavity 35 is formed by a part of the hollow-cylindrical receiving body 32 and by a part of the stranded wire 20 at the crimping point 34 .
  • the end face 25 of the end area 24 is located in the cavity 35.
  • the end face 25 of the end area 24 and the cavity 35 are covered by the receiving body 32 of the connector 30 in the representation shown here.
  • the cavity 35 is open on the end face of the receiving body 32 which faces the connecting flange 36 .
  • the cavity 35 is closed by the plastically deformed individual wires 22.
  • Figure 4 shows a sectional view of the contacting unit 10 produced after the end region 24 of the stranded wire 20 has been soldered to the connector 30.
  • the connector 30 and the stranded wire 20 are aligned in such a way that the end face of the receiving body 32 facing the connecting flange 36 faces away from the ground and that the crimp point 34 faces the ground.
  • the cavity 35 is thus open for soldering on a side facing away from the ground and closed on a side facing the ground.
  • the end area 24 of the stranded wire 20 is then soldered to the connector 30 .
  • the cavity 35 is at least partially filled with liquid solder 38.
  • the solder 38 is thereby liquefied by heating and later cools down and thereby returns to a solid state.
  • the cavity 35 is filled with the liquid solder 38 at least to the extent that the end face 25 of the end region 24 of the stranded wire 20 is completely covered by the solder 38 .
  • the end area 24 of the stranded wire 20 is soldered to the connector 30 in such a way that the end faces of the individual wires 22 are electrically connected to one another and to the hollow-cylindrical receiving body 32 of the connector 30 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktierungseinheit (10) mit einer Litze (20), welche eine Mehrzahl von parallelen Einzeldrähten (22) umfasst, und einem 5 Konnektor (30), wobei ein Endbereich (24) der Litze (20) in den Konnektor (30) eingeführt wird, der Konnektor (30) mit dem Endbereich (24) der Litze (20) vercrimpt wird, und der Endbereich (24) der Litze (20) mit dem Konnektor (30) verlötet wird. Die Erfindung betrifft auch eine Kontaktierungseinheit (10), insbesondere für ein System zur berührungslosen Energieübertragung, umfassend eine Litze (20), welche eine Mehrzahl von parallelen 10 Einzeldrähten (22) umfasst, und einem Konnektor (30), hergestellt durch das erfindungsgemäße Verfahren, und ein System zur berührungslosen Energieübertragung, umfassend mindestens eine erfindungsgemäße Kontaktierungseinheit (10).

Description

Verfahren zur Herstellung einer Kontaktierungseinheit, Kontaktierungseinheit und System zur berührungslosen Energieübertragung
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktierungseinheit mit einer Litze, welche eine Mehrzahl von parallelen Einzeldrähten umfasst, und einem Konnektor. Die Erfindung betrifft auch eine Kontaktierungseinheit, insbesondere für ein System zur berührungslosen Energieübertragung, die eine Litze, welche eine Mehrzahl von parallelen Einzeldrähten umfasst, und einem Konnektor umfasst. Die Erfindung betrifft ferner ein System zur berührungslosen Energieübertragung.
Aus der DE 100 53 373 B4 ist ein System zur berührungslosen Energieübertragung bekannt. Das System umfasst eine Einspeisung, die einen mittelfrequenten Wechselstrom in einen langgestreckten Primärleiter einspeist. Mobile Verbraucher sind entlang dem Primärleiter bewegbar und weisen jeweils eine Spule auf, die mit dem Primärleiter induktiv gekoppelt ist. Durch diese induktive Kopplung ist Energie von dem Primärleiter zu dem Verbraucher übertragbar. Es ist auch denkbar, dass primärseitig eine oder mehrere Primärspulen mit mehreren Windungen vorgesehen sind.
Systeme zur berührungslosen Übertragung von Energie kommen insbesondere in Industriebetrieben zum Einsatz. Dabei werden Primärleiter, die ein Magnetfeld erzeugen, vorzugsweise in einem Boden oder entlang einer oder mehrerer Schienen verlegt. Die Primärleiter sind als Litze mit einer Mehrzahl von parallelen, gegeneinander isolierten, Einzeldrähten ausgebildet. Die Litze wird mit einem Konnektor, beispielsweise einem Kabelschuh oder einer Aderendhülse, elektrisch und mechanisch verbunden. Der Konnektor wird dann mit der Einspeisung, beispielsweise durch Verschrauben oder mittels Klemmen, kontaktiert.
Um eine Kontaktierungseinheit mit einer Litze und einem Konnektor, beispielsweise einem Kabelschuh, herzustellen gibt es mehrere recht aufwändige, teils auch gefährliche Verfahren. Beispielsweise wird die Litze, deren Einzeldrähte jeweils mit einer elektrisch isolierenden Lackschicht überzogen sind, im Kontaktbereich vorher verzinnt. Dies kann in einem Zinnbad in einem Löttiegel oder durch Verbrennen der Lackschicht durch eine Lötlampe und Zuführung von Lötzinn erfolgen. Geschlossene Rohrkabelschuhe dienen insbesondere als Kavität für das
ISI \ EIDOPAT 16.12.2021 Lötzinn. Die Lackschicht wird darin ausgekocht. Dabei läuft häufig Lack und Lötzinn auf die Kontaktfläche des Kabelschuhs und muss dann wieder aufwändig mechanisch, beispielsweise mit einer Feile oder einer Drahtbürste, entfernt werden. Dies ist ein sehr zeitaufwändiger Prozess und stellt insbesondere auf Baustellen, wo die Installation erfolgt, eine Gefahr der Verbrennung durch mit flüssigem Lötzinn gefüllten Löttiegel oder Brandgefahr durch offene Lötflammen dar. In jedem Fall ist der Prozess zeitintensiv. Ferner wird durch Kapillareffekte Lötzinn entlang der Litze unkontrollierbar aufgesaugt. Dadurch wird deren Isolation geschädigt, was vergrößerte Stromwärmeverluste an der Kontaktierungseinheit verursacht.
Auch ist das Verfahren der Heisscrimpung bekannt. Dabei wird die Litze mit dem Konnektor in eine meist hydraulische oder pneumatische Zange eingeführt. Beim Schließen der Zange wird gleichzeitig ein sehr großer elektrischer Stoßstrom durch die Zangenbacken geleitet, der zu einer Erwärmung des dazwischen befindlichen Konnektors und der Litze führt. Dabei wird die Lackschicht plastisch verformbar und durch den Druck der Zange aus der Crimpstelle verdrängt. An der Crimpstelle entsteht so ein elektrischer Kontakt der Litzen miteinander und mit dem Konnektor. So kann eine Kontaktierungseinheit in einer Fabrik vorkonfektioniert hergestellt werden. Eine solche Maschine ist jedoch sehr groß, aufwändig und teuer. Sie ist keinesfalls für Installationsarbeiten auf Baustellen geeignet. Sind die Kabellängen nicht exakt bekannt, was meistens der Fall ist, ist das Vorkonfektionieren von Kabeln nicht praktikabel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktierungseinheit, eine Kontaktierungseinheit, insbesondere für ein System zur berührungslosen Energieübertragung, und ein System zur berührungslosen Energieübertragung weiterzubilden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung einer Kontaktierungseinheit mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch eine Kontaktierungseinheit mit den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner durch ein System zur berührungslosen Energieübertragung mit den in Anspruch 12 angegebenen Merkmalen gelöst.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Kontaktierungseinheit mit einer Litze, welche eine Mehrzahl von parallelen Einzeldrähten umfasst, und einem Konnektor, wird zunächst ein Endbereich der Litze in den Konnektor eingeführt. Anschließend wird der Konnektor mit dem Endbereich der Litze vercrimpt. Anschließend wird der Endbereich der Litze mit dem Konnektor verlötet.
Durch die Vercrimpung wird insbesondere eine mechanische Verbindung zwischen der Litze und dem Konnektor erzeugt. Durch die Verlötung wird zusätzlich eine elektrische Verbindung zwischen der Litze und dem Konnektor erzeugt. Die so hergestellte Kontaktierungseinheit weist eine hohe mechanische Festigkeit, insbesondere zur Aufnahme von Zugkräften, und einen geringen Übergangswiderstand auf. Die Kontaktierungseinheit ist mit einfachen Werkzeugen, beispielsweise Crimpzange und Lötkolben, auf Baustellen in kurzer Zeit herstellbar. Somit werden Betriebskosten bei der Herstellung eingespart, und die Kontaktierungseinheit ist langlebig.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch zur Verbindung von zwei Litzen miteinander sowie zur Reparatur einer getrennten Litze anwendbar. Beispielsweise werden jeweils die Endbereiche der miteinander zu verbindenden Litze in je einen als Kabelschuh ausgebildeten Konnektor eingeführt. Anschließend werden die beiden Kabelschuhe miteinander verschraubt. Auch ist es denkbar, die Endbereiche der miteinander zu verbindenden Litze in je einen als Aderendhülse ausgebildeten Konnektor einzuführen. Anschließend werden die beiden Aderendhülse mittels Schraubklemmen oder Federklemmen miteinander verbunden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Einzeldrähte der Litze jeweils mit einer elektrisch isolierenden Lackschicht überzogen. Die Lackschicht isoliert die Einzeldrähte der Litze gegeneinander und vermindert dadurch Stromverdrängungseffekte bei Strömen mit hohen Frequenzen, die insbesondere in Systemen zur berührungslosen Energieübertragung fließen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind insbesondere beim Einführen in den Konnektor die Einzeldrähte der Litze in dem Endbereich jeweils mit einer elektrisch isolierenden Lackschicht überzogen. Die Lackschicht isoliert die Einzeldrähte der Litze gegeneinander und vermindert dadurch Stromverdrängungseffekte bei Strömen mit hohen Frequenzen. Ein Entfernen einer solchen Lackschicht in dem Endbereich der Litze ist nicht erforderlich, wodurch die Herstellung der Kontaktierungseinheit in kurzer Zeit durchführbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Litze eine elektrisch isolierende Kunststoffschicht auf, welche die Einzeldrähte umgibt, wobei die Kunststoffschicht in dem Endbereich der Litze vor dem Einführen in den Konnektor entfernt wird. Die Vercrimpung wird somit unmittelbar mit den Einzeldrähten der Litze durchgeführt, wodurch die mechanische Festigkeit erhöht ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Konnektor einen beidseitig offenen, hohlzylindrischen Aufnahmekörper auf. Der Endbereich der Litze wird dabei in den hohlzylindrischen Aufnahmekörper eingeführt. Ein derart ausgestalteter Konnektor ist zur Herstellung der Kontaktierungseinheit besonders geeignet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Endbereich der Litze derart in den Konnektor eingeführt, dass nach dem Einführen eine Stirnseite des Endbereichs sich innerhalb eines hohlzylindrischen Aufnahmekörpers des Konnektors befindet. Vorzugsweise wird die Stirnseite des Endbereichs dabei bis zur Hälfte oder bis zu zwei Drittel in den hohlzylindrischen Aufnahmekörper des Konnektors eingeführt. Dies gestattet eine einfache Verlötung der Stirnseite des Endbereichs der Litze mit dem Konnektor, und die Herstellung der Kontaktierungseinheit ist weiter vereinfacht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Endbereich der Litze derart mit dem Konnektor vercrimpt, dass von einem Teil des hohlzylindrischen Aufnahmekörpers und von einem Teil der Litze eine Kavität gebildet wird, und dass eine Stirnseite des Endbereichs der Litze sich in der Kavität befindet. Durch die Vercrimpung werden die Einzeldrähte in der Litze gegeneinander verpresst und dabei plastisch verformt. Dadurch werden Kapillare zwischen den Einzeldrähten verschlossen. Damit ist die Kavität gegen den Teil der Litze, welcher der Stirnseite abgewandt ist, verschlossen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden der Konnektor und die Litze zum Verlöten derart ausgerichtet, dass die Kavität an einer dem Erdboden abgewandten Seite offen ist. Die Kavität ist, wie bereits erwähnt, gegen den Teil der Litze, welcher der Stirnseite abgewandt ist, verschlossen. Durch die besagte Ausrichtung wird verhindert, dass bei späteren Verlöten Lötmittel aus der Kavität ausläuft.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird zum Verlöten des Endbereichs der Litze mit dem Konnektor die Kavität zumindest teilweise mit flüssigem Lötmittel gefüllt.
Vorteilhaft wird die Kavität dabei mit einem handlichen Lötkolben oder einer Lötpistole mit Lötzinndraht, welcher an der Lötwerkzeugspitze aufgeschmolzen wird, gefüllt. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Endbereich der Litze derart mit dem Konnektor verlötet, dass endseitige Stirnflächen der Einzeldrähte elektrisch miteinander und mit einem hohlzylindrischen Aufnahmekörper des Konnektors verbunden sind. An den Stirnflächen der Einzeldrähte ist keine Lackschicht vorhanden. In die Kavität gefülltes Lötzinn verbindet sich vornehmlich mit den Stirnflächen der Einzeldrähte und stellt eine leitfähige Verbindung zu dem Konnektor her. Vorteilhaft wirkt sich hierbei aus, dass kein Lötzinn durch Kapillareffekte in der Litze hinter der Crimpstelle eindringen kann, sondern in der Kavität verbleibt und diese füllt. Dadurch bleiben Stromverdrängungseffekte gering, was die Impedanz sowie den Widerstand der Kontaktierungseinheit, insbesondere gegenüber einer Tauchverlötung, deutlich verringert.
Eine erfindungsgemäße Kontaktierungseinheit, insbesondere für ein System zur berührungslosen Energieübertragung, umfasst eine Litze, welche eine Mehrzahl von parallelen Einzeldrähten umfasst, und einem Konnektor. Dabei ist die erfindungsgemäße Kontaktierungseinheit durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt.
Die Kontaktierungseinheit weist vorteilhaft eine hohe mechanische Festigkeit, insbesondere zur Aufnahme von Zugkräften, und einen geringen Übergangswiderstand auf und ist langlebig. Die Kontaktierungseinheit ist mit einfachen Werkzeugen auf Baustellen in kurzer Zeit und mit geringen Betriebskosten herstellbar.
Ein erfindungsgemäßes System zur berührungslosen Energieübertragung umfasst mindestens eine erfindungsgemäße Kontaktierungseinheit.
Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe. Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Abbildungen stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. Es zeigen:
Figur 1 : eine Litze und einen Konnektor vor der Herstellung einer Kontaktierungseinheit,
Figur 2: die Litze und den Konnektor nach Einführung des Endbereichs der Litze in den Konnektor,
Figur 3: die Litze und den Konnektor nach Vercrimpung des Konnektors mit dem Endbereich der Litze und
Figur 4: eine Schnittansicht der hergestellten Kontaktierungseinheit.
Figur 1 zeigt eine Litze 20 und einen Konnektor 30 vor der Herstellung einer Kontaktierungseinheit 10. Die Litze 20 ist beispielsweise Teil eines langgestreckten Primärleiters. Es ist auch denkbar, dass die Litze 20 in mehreren Windungen gelegt ist, welche eine Primärspule bilden.
Der Konnektor 30 weist einen Aufnahmekörper 32 zur Aufnahme der Litze 20 auf. Der Aufnahmekörper 32 ist dazu hohlzylindrisch ausgebildet und beidseitig, an beiden Stirnflächen, offen. Der Konnektor 30 weist ferner einen Anschlussflansch 36 auf. Der Anschlussflansch 36 ist flach ausgebildet und weist eine Bohrung 37 zur Aufnahme einer Schraube auf.
Der Konnektor 30 ist vorliegend in Form eines Kabelschuhs ausgebildet. Mittels einer Schraube, welche die Bohrung 37 durchgreift, ist der Konnektor 30 beispielsweise mit einer Einspeisung eines Systems zur berührungslosen Energieübertragung verbindbar. Es ist beispielsweise auch denkbar, dass der Konnektor 30 in Form einer Aderendhülse ausgebildet ist, welche keinen Anschlussflansch mit Bohrung aufweist. In diesem Fall ist der Konnektor 30 durch Einführen in eine Schraubklemme oder Federklemme mit einem Gerät, beispielsweise einer Einspeisung eines Systems zur berührungslosen Energieübertragung, verbindbar.
Die Litze 20 ist langgestreckt zylindrisch ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl von parallelen Einzeldrähten 22. Die Einzeldrähte 22 sind aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere Kupfer, gefertigt und kreiszylindrisch ausgebildet. Die Einzeldrähte 22 der Litze 20 sind jeweils mit einer elektrisch isolierenden Lackschicht überzogen. Die Litze 20 weist ferner eine elektrisch isolierende innere Kunststoffschicht 26 und eine elektrisch isolierende äußere Kunststoffschicht 27 auf. Die Kunststoffschichten 26, 27 umgeben die Einzeldrähte 22 koaxial.
In einem Endbereich 24 der Litze 20 sind die Kunststoffschichten 26, 27 entfernt. Die Einzeldrähte 22 der Litze 20 sind auch in dem Endbereich 24 jeweils mit der elektrisch isolierenden Lackschicht überzogen. Endseitige Stirnflächen der Einzeldrähte 22 bilden eine Stirnseite 25 des Endbereichs 24. Die endseitigen Stirnflächen der Einzeldrähte 22 sind frei von der elektrisch isolierenden Lackschicht.
Figur 2 zeigt die Litze 20 und den Konnektor 30 nach Einführung des Endbereichs 24 der Litze 20 in den Konnektor 30. Der Endbereich 24 der Litze 20 wird in den hohlzylindrischen Aufnahmekörper 32 des Konnektors 30 eingeführt. Der Endbereich 24 der Litze 20 wird dabei derart in den Konnektor 30 eingeführt, dass nach dem Einführen die Stirnseite 25 des Endbereichs 24 sich innerhalb des hohlzylindrischen Aufnahmekörpers 32 des Konnektors 30 befindet. Beim Einführen in den Konnektor 30 sind die Einzeldrähte 22 der Litze 20 in dem Endbereich 24 jeweils mit der elektrisch isolierenden Lackschicht überzogen.
Figur 3 zeigt die Litze 20 und den Konnektor 30 nach Vercrimpung des Konnektors 30 mit dem Endbereich 24 der Litze 20. Der Aufnahmekörper 32 des Konnektors 30 wird mittels einer Crimpzange mit dem Endbereich 24 der Litze 20 vercrimpt. Dabei entsteht eine Crimpstelle 34, an welcher ein Durchmesser des Aufnahmekörpers 32 verringert ist. An der Crimpstelle 34 werden die Einzeldrähte 22 in der Litze gegeneinander verpresst und dabei plastisch verformt. Auch der Aufnahmekörper 32 des Konnektors 30 wird dabei an der Crimpstelle 34 plastisch verformt.
Der Endbereich 24 der Litze 20 wird dabei derart mit dem Konnektor 30 vercrimpt, dass von einem Teil des hohlzylindrischen Aufnahmekörpers 32 und von einem Teil der Litze 20 an der Crimpstelle 34 eine Kavität 35 gebildet wird. Die Stirnseite 25 des Endbereichs 24 befindet sich dabei in der Kavität 35. Die Stirnseite 25 des Endbereichs 24 und die Kavität 35 sind in der hier gezeigten Darstellung von dem Aufnahmekörper 32 des Konnektors 30 verdeckt. Die Kavität 35 ist an der Stirnfläche des Aufnahmekörpers 32, die dem Anschlussflansch 36 zugewandt ist, offen. An der gegenüberliegenden Seite, an der Crimpstelle 34, ist die Kavität 35 durch die plastisch verformten Einzeldrähte 22 verschlossen. Figur 4 zeigt eine Schnittansicht der hergestellten Kontaktierungseinheit 10 nach der Verlötung des Endbereichs 24 der Litze 20 mit dem Konnektor 30. Vor dem Verlöten werden der Konnektor 30 und die Litze 20 derart ausgerichtet, dass die dem Anschlussflansch 36 zugewandte Stirnfläche des Aufnahmekörpers 32 dem Erdboden abgewandt ist, und dass die Crimpstelle 34 dem Erdboden zugewandt ist. Die Kavität 35 ist somit zum Verlöten an einer dem Erdboden abgewandten Seite offen und an einer dem Erdboden zugewandten Seite verschlossen.
Anschließend wird der Endbereich 24 der Litze 20 mit dem Konnektor 30 verlötet. Zum Verlöten des Endbereichs 24 mit dem Konnektor 30 wird die Kavität 35 zumindest teilweise mit flüssigem Lötmittel 38 gefüllt. Das Lötmittel 38 wird dabei durch Erhitzen verflüssigt und kühlt später ab und geht dadurch wieder in einen festen Zustand über.
Die Kavität 35 wird zumindest soweit mit dem flüssigem Lötmittel 38 gefüllt, dass die Stirnseite 25 des Endbereichs 24 der Litze 20 vollständig von dem Lötmittel 38 bedeckt ist. Der Endbereich 24 der Litze 20 wird dadurch derart mit dem Konnektor 30 verlötet, dass die endseitigen Stirnflächen der Einzeldrähte 22 elektrisch miteinander und mit dem hohlzylindrischen Aufnahmekörper 32 des Konnektors 30 verbunden sind.
Bezugszeichenliste
10 Kontaktierungseinheit 20 Litze
22 Einzeldraht
24 Endbereich
25 Stirnseite
26 innere Kunststoffschicht 27 äußere Kunststoffschicht
30 Konnektor
32 Aufnahmekörper
34 Crimpstelle
35 Kavität 36 Anschlussflansch
37 Bohrung
38 Lötmittel

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktierungseinheit (10) mit einer Litze (20), welche eine Mehrzahl von parallelen Einzeldrähten (22) umfasst, und einem Konnektor (30), wobei ein Endbereich (24) der Litze (20) in den Konnektor (30) eingeführt wird, der Konnektor (30) mit dem Endbereich (24) der Litze (20) vercrimpt wird, der Endbereich (24) der Litze (20) mit dem Konnektor (30) verlötet wird.
2. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Einzeldrähte (22) der Litze (20) jeweils mit einer elektrisch isolierenden Lackschicht überzogen sind.
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei beim Einführen in den Konnektor (30) die Einzeldrähte (22) der Litze (20) in dem Endbereich (24) jeweils mit einer elektrisch isolierenden Lackschicht überzogen sind.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Litze (20) eine elektrisch isolierende Kunststoffschicht (26, 27) aufweist, welche die Einzeldrähte (22) umgibt, wobei die Kunststoffschicht (26, 27) in dem Endbereich (24) der Litze (20) vor dem Einführen in den Konnektor (30) entfernt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Konnektor (30) einen beidseitig offenen, hohlzylindrischen Aufnahmekörper (32) aufweist, in welchen der Endbereich (24) der Litze (20) eingeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Endbereich (24) der Litze (20) derart in den Konnektor (30) eingeführt wird, dass nach dem Einführen eine Stirnseite (25) des Endbereichs (24) sich innerhalb eines hohlzylindrischen Aufnahmekörpers (32) des Konnektors (30) befindet.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Endbereich (24) der Litze (20) derart mit dem Konnektor (30) vercrimpt wird, dass von einem Teil des hohlzylindrischen Aufnahmekörpers (32) und von einem Teil der Litze (20) eine Kavität (35) gebildet wird, und dass eine Stirnseite (25) des Endbereichs (24) sich in der Kavität (35) befindet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Konnektor (30) und die Litze (20) zum Verlöten derart ausgerichtet werden, dass die Kavität (35) an einer dem Erdboden abgewandten Seite offen ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei zum Verlöten des Endbereichs (24) der Litze (20) mit dem Konnektor (30) die Kavität (35) zumindest teilweise mit flüssigem Lötmittel (38) gefüllt wird.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Endbereich (24) der Litze (20) derart mit dem Konnektor (30) verlötet wird, dass endseitige Stirnflächen der Einzeldrähte (22) elektrisch miteinander und mit einem hohlzylindrischen Aufnahmekörper (32) des Konnektors (30) verbunden sind.
11. Kontaktierungseinheit (10), insbesondere für ein System zur berührungslosen
Energieübertragung, umfassend eine Litze (20), welche eine Mehrzahl von parallelen Einzeldrähten (22) umfasst, und einem Konnektor (30), hergestellt durch das Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
12. System zur berührungslosen Energieübertragung, umfassend mindestens eine Kontaktierungseinheit (10) nach Anspruch 11.
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