ES2318369T3 - Procedimiento para producir una conexion electrica entre un conductor de aluminio y un elemento de contacto. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para producir una conexión eléctrica entre un conductor de aluminio (4) y un elemento de contacto (2), en el que un extremo (6) desaislado del conductor de aluminio (4) se coloca en el elemento de contacto (2) y establece contacto eléctrico con ése, y en el que el conductor de aluminio (4) se aprisiona en el elemento de contacto (2) por conformado de éste para desarrollar un alivio mecánico de tracción, estando prevista una reserva de un medio de establecimiento de contacto (8) y se calienta el medio de establecimiento de contacto (8) al menos hasta la región de su temperatura de fusión, de modo que mediante el medio de establecimiento de contacto (8) se produce, para la formación del contacto eléctrico, una unión material entre el extremo (6) desaislado y el elemento de contacto (2), caracterizado porque el elemento de contacto (2) se conforma simultáneamente o a continuación.
Description
Procedimiento para producir una conexión
eléctrica entre un conductor de aluminio y un elemento de
contacto.
El invento trata de un procedimiento para
producir una conexión eléctrica entre un conductor de aluminio y un
elemento de contacto, en el que un extremo desaislado del conductor
de aluminio se coloca en el elemento de contacto y establece
contacto eléctrico con ése, y en el que el conductor de aluminio se
aprisiona en el elemento de contacto por conformado de éste para
desarrollar un alivio mecánico de tracción.
De la DE 199 02 405 A1, así como de la DE 33 16
563 A1 y de la GB 1 329 634, se obtiene en cada caso un
procedimiento de esta índole. En este caso está previsto que un
conductor de aluminio, que se compone de varios hilos trenzados
estañados, primeramente se aprisiona en forma mecánica en un
casquillo de engarce. Luego del aprisionado mecánico que tiene
lugar por conformado del casquillo de engarce, el casquillo de
engarce se suelda con estaño, o se lo une por soldadura, con el
conductor estañado de aluminio.
Particularmente en el campo de la automoción se
realizan esfuerzos considerables para el ahorro de peso. Un medio
para ello es el empleo de conductores de aluminio en lugar de los
conductores de cobre previstos por otra parte usualmente. Siempre
que aquí se hable de conductores de aluminio o cobre se entiende por
ello, que los conductores se componen en gran parte de
aluminio/cobre o de una aleación de aluminio/cobre. Debido al peso
específico del aluminio, que es notablemente más bajo, puede
lograrse un ahorro de peso.
Dado que en combinación con el oxígeno del aire
el aluminio forma una capa de óxido que cubre el conductor de
aluminio y que exhibe una conductibilidad, que sólo es reducida, el
establecimiento de contacto de un conductor de aluminio es
problemático. En el establecimiento de contacto del conductor de
aluminio con un elemento de contacto debe estar asegurado para una
resistencia de contacto lo más reducida posible, que la capa de
óxido esté removida al menos en gran parte en la zona de la
superficie de contacto entre el conductor de aluminio y el elemento
de contacto.
El invento tiene el objetivo de posibilitar un
establecimiento de contacto, que sea fácil de producir y seguro,
así como que tenga una eficacia de larga duración, con reducida
resistencia de contacto entre un conductor de aluminio y un
elemento de contacto.
Este objetivo se consigue según el invento por
el procedimiento según la reivindicación 1. De acuerdo con ello se
coloca un extremo desaislado del conductor de aluminio en el
elemento de contacto y se establece un contacto eléctrico con ése.
Para formar el contacto eléctrico está prevista una reserva de un
medio de establecimiento de contacto, calentándose el medio de
establecimiento de contacto al menos hasta la región de su
temperatura de fusión, de modo que esté presente preferentemente en
estado líquido por fusión. Con el subsiguiente enfriamiento y
endurecimiento del medio de establecimiento de contacto,
particularmente estaño o una aleación de estaño, se produce una
unión material entre el conductor de aluminio y el elemento de
contacto. Para formar el contacto eléctrico, el conductor de
aluminio se sumerge por ello particularmente en un baño de fusión
del medio de establecimiento de contacto que está alojado en el
elemento de contacto. El calentamiento del medio de establecimiento
de contacto tiene lugar en este caso, por ejemplo, mediante
irradiación por un campo de alta frecuencia, por irradiación de una
luz altamente energética (luz láser), o también directamente por
medio de una llama o por medio de otro elemento calefactor.
Además, el elemento de contacto se conforma
mecánicamente durante o a continuación de la formación del contacto
eléctrico, de modo que el conductor de aluminio se aprisiona en el
elemento de contacto para desarrollar un alivio mecánico de
tracción.
Por la puesta a disposición de una reserva de
medio licuefacto de establecimiento de contacto y la
"inmersión" de los hilos trenzados, que usualmente están
estañados, del conductor de aluminio, se establece entre el
conductor de aluminio y el elemento de contacto un buen contacto
eléctrico con baja resistencia de contacto. En este caso, el
elemento de contacto usualmente también está estañado en su
superficie interna. Por medio de la elección de la cantidad de
medio de establecimiento de contacto se ajusta en este caso de
manera favorable, la profundidad de penetración del medio de
establecimiento de contacto entre los distintos hilos trenzados y,
por consiguiente, la superficie de contacto con los hilos
trenzados.
Otra ventaja determinante debe verse en el
conformado simultáneo o posterior del elemento de contacto. Porque,
por un lado, debido al medio de establecimiento de contacto
calentado también está calentado el elemento de contacto, de modo
que puede tener lugar un conformado, que es fiable en lo que
respecta al procedimiento, sin daño de material y particularmente
sin formación de fisuras. También debe verse una ventaja especial en
el hecho de que el establecimiento de contacto mediante el
desarrollo de la unión material, la cual requiere el calentamiento
del medio de establecimiento de contacto, no tiene lugar después del
conformado. Porque el calor necesario para la licuefacción del
medio de establecimiento de contacto conduciría en este caso en el
elemento de contacto ya conformado posiblemente a relajaciones en la
estructura de material de la zona conformada, de modo que se
debilita la fuerza de aprisionamiento mecánica. De este modo estaría
amenazada particularmente la eficacia de larga duración del alivio
mecánico de tracción. En el procedimiento descrito aquí, por
consiguiente, las funciones del desarrollo del alivio mecánico de
tracción, por un lado, y de la formación del contacto eléctrico,
por el otro, están separadas una de otra y no se afectan de manera
desfavorable.
Según un perfeccionamiento conveniente, el
elemento de contacto se conforma en una zona de conformado que está
distanciada de una zona de establecimiento de contacto, en la que
tiene lugar el establecimiento de contacto. Esta medida sirve por
otra parte para separar la función mecánica de la eléctrica.
Particularmente está asociada con ello la ventaja de que el
contacto formado antes del conformado, particularmente mediante
estaño o una aleación de estaño, no se afecta por el ejercicio de
la presión necesaria para el conformado. La zona de establecimiento
de contacto no está expuesta a ninguna acción de presión, de modo
que no existe ningún peligro de un fluir posterior del medio de
establecimiento de contacto, por lo cual podría desmejorarse el
establecimiento de contacto eléctrico.
Preferentemente, el elemento de contacto se
calienta adicionalmente en la zona de conformado para posibilitar
un conformado, que sea cuidadoso con el material, con un
comportamiento mejorado de fluencia, que no tenga formación de
fisuras, en comparación con un conformado en frío. Convenientemente,
el medio de establecimiento de contacto se calienta hasta
aproximadamente 280ºC como máximo. Por medio de esta medida se evita
un daño de un aislamiento del conductor de aluminio.
Adicionalmente, el aislamiento puede protegerse
por medio de dispositivos de apriete especiales u otros mecanismos
de protección. A una temperatura de 280ºC está garantizada en forma
segura una fusión al usar estaño o una aleación de estaño, dado que
la temperatura de fusión del estaño se encuentra aproximadamente en
232ºC y la temperatura de fusión de una aleación de estaño con 10%
de cinc se encuentra en aproximadamente 198ºC.
Alternativamente a la utilización de una
aleación de estaño también puede utilizarse por principio, una pasta
de soldadura como medio de establecimiento de contacto, la cual a
280ºC está presente en estado líquido por fusión. Sin embargo,
existe en este caso la exigencia de que la pasta de soldadura exhiba
fundentes, que sean libres de halógenos, no corrosivos para evitar
una corrosión ulterior de la unión soldada.
Según un perfeccionamiento conveniente, al menos
una zona parcial del extremo desaislado del conductor de aluminio
se estaña particularmente antes de la formación del contacto
eléctrico. Según una primera configuración favorable, la zona
parcial a estañar se calienta para ello en forma ultrarrápida y a
continuación se la sumerge en un baño de estaño. Preferentemente,
la pieza parcial se calienta en este caso a aproximadamente 400ºC o
más. En este caso es una ventaja si la pieza parcial se calienta en
forma ultrarrápida en un tiempo < 1 segundo. Este calentamiento
rápido puede tener lugar en forma inductiva por medio de irradiación
por un campo de alta frecuencia o también por medio de la
utilización de una luz láser de alta energía. El calentamiento
ultrarrápido conduce a un comportamiento diferenciado de
alargamiento del aluminio y de la capa de óxido. Por ello, en la
capa de óxido se forman microfisuras, en las que en la posterior
inmersión en el baño penetra estaño y se infiltra en la capa de
óxido, de modo que ésta se desprende y el aluminio puro está
recubierto extensamente en toda la superficie con el medio de
establecimiento de contacto. Para impedir la formación de una nueva
capa de óxido después del calentamiento ultrarrápido y hasta la
inmersión en el baño, está prevista preferentemente una atmósfera
protectora.
Según una segunda configuración preferente, el
estañado de la pieza parcial tiene lugar por medio de un estañado
por ultrasonido en un baño de estaño. Bajo ello se entiende que la
pieza parcial está sumergida en un baño de estaño y que se modulan
ondas de ultrasonido apropiadas que exhiben particularmente una
amplitud > 10 \mum. Para ello se utilizan generadores de
ultrasonido conformados apropiadamente. Este modo de estañado
aprovecha el hecho de que por la irradiación de ultrasonido se
forman en el baño de estaño pequeñas cavidades, llamadas
cavitaciones, que colapsan en forma explosiva. En este caso se
producen localmente fuerzas compresivas considerables que conducen
a un deterioro y a un desprendimiento de la capa de óxido, de modo
que el aluminio puro se moja nuevamente por el estaño en forma
extensa en toda la superficie.
Según una segunda configuración preferida para
el estañado se sumerge el conductor de aluminio en un baño de
estaño y se separa o se corta una parte del conductor de aluminio en
el baño de estaño. En este caso, es determinante que por la
separación en el baño de estaño se forma una superficie
"fresca" de separación o de corte, la cual se moja con estaño
en forma directa y sin contacto con el oxígeno del aire. Por medio
de esta medida está garantizado que la superficie de corte se
estaña en su totalidad. En una dirección de corte perpendicular a
la dispersión longitudinal de cada uno de los hilos trenzados, la
superficie de corte es análoga a la sección, de modo que en lo que
respecta a la superficie de contacto eléctrico no tiene lugar
ninguna reducción de la superficie de sección en la zona de
establecimiento de contacto. Convenientemente puede estar previsto
en este caso que las distintas trenzas se corten en forma diagonal
a su orientación longitudinal, de modo que la superficie de corte
sea más grande que la superficie de sección.
Con respecto al conformado del elemento de
contacto está previsto en un perfeccionamiento preferido que el
procedimiento de conformado tenga lugar en un tiempo de conformado
muy breve que se encuentra en la región de los \mus,
particularmente en la región de hasta aproximadamente 10 \mus. La
ventaja determinante en un conformado rápido tal, debe verse en el
hecho de que los distintos hilos trenzados del conductor de aluminio
se comportan no tanto como hilos trenzados sólidos, sino mucho más
como un líquido, de modo que los distintos hilos trenzados se
aglutinan y funden uno con otro. Este efecto es comparable con el de
un proyectil que perfora una placa metálica a gran velocidad. En el
sistema de referencia del proyectil, la placa metálica no se
presenta como sustancia sólida. Más bien, el proyectil perfora la
placa metálica como un líquido.
Con el conformado abrupto del elemento de
contacto existe la posibilidad particularmente favorable de
ocasionar también el establecimiento de contacto eléctrico
simultáneamente con el desarrollo del alivio mecánico de tracción.
En este caso se prescinde favorablemente inclusive de la utilización
del medio de establecimiento de contacto, como también del estañado
del conductor de aluminio. Determinante para ello es nuevamente la
alta velocidad en el procedimiento de conformado y las presiones muy
altas asociadas con ello, que llevan a que se desprenda la capa de
óxido y tenga lugar, tanto una unión en arrastre de fuerza como una
unión de contacto eléctrica directa entre el elemento de contacto y
el conductor de aluminio. Este conformado abrupto puede utilizarse
en lugar de uno lento, usual en combinación con un medio de
establecimiento de contacto. Independientemente de ello, este
conformado abrupto también puede utilizarse como posibilidad
autónoma para la configuración de la unión entre el elemento de
contacto y el conductor de aluminio con la formación simultánea de
una conexión mecánica y eléctrica.
Para la formación de una buena unión de contacto
eléctrico está previsto convenientemente que la superficie interna
del elemento de contacto sea áspera o estructurada. Por medio de
esta aspereza o estructuración se lesiona y penetra adicionalmente
la capa de óxido del conductor de aluminio al conformarlo y
aprisionarlo, de modo que en la zona de conformado entre el
elemento de contacto y el conductor de aluminio tiene lugar un
establecimiento de contacto. La superficie interna del elemento de
contacto está provista en este caso, por ejemplo, de ranuras o
filetes de rosca que preferentemente son de cantos vivos. En el
conformado, estas ranuras o filetes de rosca entrecortan por ello
en cierto modo cada uno de los hilos trenzados. Por el entrecorte
se genera al mismo tiempo un alivio mecánico adicional de tracción.
Este establecimiento de contacto puede tener lugar además del
establecimiento de contacto mediante el medio de establecimiento de
contacto o también como establecimiento de contacto autónomo.
Particularmente en la configuración autónoma sin utilización del
medio de establecimiento de contacto puede realizarse sin problemas,
por medio del conformado abrupto y la formación simultánea de la
conexión eléctrica y mecánica, un procedimiento automatizado, es
decir una fijación automatizada, con velocidades de ciclo muy
altas, del elemento de contacto al conductor de aluminio.
Para el conformado abrupto está previsto según
una primera fabricación preferida que el conformado tenga lugar por
medio de magnetocompresión, conformado magnético rápido. En la
magnetocompresión se generan campos magnéticos muy elevados en el
elemento de contacto a conformar, de modo que en el elemento de
contacto se inducen corrientes elevadas que nuevamente forman un
campo magnético, de modo que el elemento de contacto se repele y, de
este modo, se conforma debido a la fuerza de Lorenz. El elemento de
contacto está preformado para ello, por ejemplo, a la manera de un
casquillo o un casquillo hendido, en el que se coloca el conductor
de aluminio. El campo magnético aplicado exteriormente conduce en
este caso a un conformado, que está dirigido radialmente hacia
dentro del casquillo, de modo que el conductor de aluminio se
aprisiona. Por medio de la magnetocompresión pueden alcanzarse al
elegir campos magnéticos apropiados presiones hasta en la región de
por ejemplo 2000 bar. Dado que en este caso no son necesarios
elementos mecánicos de conformado, el elemento de contacto no se
daña a pesar de estas presiones
altas.
altas.
En una segunda variante favorable de
fabricación, el conformado abrupto tiene lugar con ayuda de un
elemento de conformado por medio de moldeo mecánico por impacto.
Convenientemente, el elemento de conformado impacta sobre el
elemento de contacto a una velocidad > 5 m/seg, particularmente
> 10 m/seg. Las prensas hidráulicas convencionales no logran
esas velocidades y por ello no son apropiadas para el conformado
abrupto. Las velocidades para el elemento de conformado se generan
en este caso preferentemente sólo por el peso, es decir, el elemento
de conformado, que por ejemplo, está conformado como punzón o
garra, impacta a la manera de una guillotina sobre el elemento de
contacto a conformar.
Se prefiere además, la unión entre el conductor
de aluminio y el elemento de contacto aislada contra humedad. En
este caso se coloca una manguera de contracción o la unión se
recubre con un esmalte aislador o un adhesivo aislador.
Ejemplos de fabricación del invento se explican
a continuación detalladamente en base a las figuras. Se muestra en
cada caso en representaciones esquemáticas y muy simplificadas:
la figura 1, una unión entre un elemento de
contacto y un conductor de aluminio,
la figura 2, una representación en sección del
elemento de contacto con el conductor de aluminio para ilustrar la
magnetocompresión,
la figura 3, una representación en sección del
elemento de contacto con el conductor de aluminio para ilustrar el
conformado mediante moldeo por impacto,
las figuras 4 hasta 6, diagramas de flujo de
carácter ejemplar para diferentes desarrollos de procedimiento.
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En las figuras, las piezas que actúan de igual
forma están provistas del mismo carácter de referencia.
En la figura 1 está representada una unión, que
ya está terminada, entre un elemento de contacto, que
particularmente es de cobre y está conformada como terminal de
cable, y un conductor de aluminio 4. El elemento de contacto 2 está
conformado en este caso a la manera de un casquillo y exhibe un
espacio de alojamiento, en el que está introducido un extremo 6
desaislado del conductor de aluminio 4. En el extremo 6, los
distintos hilos trenzados del conductor de aluminio 4 están al
descubierto. Los hilos trenzados están estañados al menos en su zona
parcial frontal. Entre el extremo frontal de los hilos trenzados y
la pared posterior o el fondo del elemento de contacto 2 se prevé
una reserva o un reservorio de un medio de establecimiento de
contacto 8. Particularmente está previsto con este caso estaño o
una aleación de estaño. Mediante la aleación de estaño tiene lugar
el establecimiento de contacto eléctrico entre el conductor de
aluminio 4 y el elemento de contacto 2. En este caso, la superficie
interna del elemento de contacto 2 preferentemente también está
preestañada.
Para la formación del contacto se introduce la
aleación de estaño en el elemento de contacto 2 y se la funde. A
continuación o también ya antes de la fusión se introduce el
conductor de aluminio 4 con el extremo 6 desaislado en el elemento
de contacto 2. Particularmente se sumergen los extremos frontales de
los hilos trenzados en la aleación de estaño 8 fundida. Después del
enfriamiento existe por ello una unión de materiales firmemente
ligados entre el elemento de contacto 2 y cada uno de los hilos
trenzados del conductor de aluminio 4. En la zona del medio de
establecimiento de contacto 8 y de los extremos frontales de los
hilos trenzados está formada una zona de establecimiento de
contacto 10.
Distanciada de la zona de establecimiento de
contacto 10 está prevista una zona de conformado 12, dentro de la
cual tiene lugar el conformado del elemento de contacto 2. La figura
1 ya muestra aquí el estado conformado, en el que una pieza parcial
14 conformada del elemento de contacto 2 penetró en el extremo 6
desaislado. Por medio de esta medida, el conductor de aluminio 4 se
aprisiona en el elemento de contacto 2, por lo cual está formado un
alivio mecánico de tracción efectivo. Después de la formación de la
conexión eléctrica, así como mecánica, entre el elemento de
contacto 2 y el conductor de aluminio 4, la zona de unión en el
ejemplo de fabricación se encierra con una manguera de contracción
16 como aislamiento contra la humedad.
Para el proceso de conformado está previsto que
el elemento de contacto 2 se caliente al menos en la zona de
conformado 12. Para ello está previsto un elemento calefactor 18 que
en el ejemplo de fabricación está formado por dos piezas y a la vez
sirve también para el calentamiento del medio de establecimiento de
contacto 8 hasta la región de su temperatura de fusión. En el
ejemplo de fabricación, el elemento calefactor 18 está subdividido
en dos zonas de funcionamiento que están conformadas para los
diferentes requerimientos, es decir el calentamiento de la reserva
8 y el calentamiento del elemento de contacto 2. Alternativamente a
ello también puede estar previsto únicamente un elemento calefactor
18 para el calentamiento del medio de establecimiento de contacto
8. En este caso tiene lugar obligadamente también un calentamiento
del elemento de contacto 2. En el ejemplo de fabricación de la
figura 1 está previsto además un generador de ultrasonido 20. Éste
sirve para la formación de la función eléctrica por medio del
estañado de hilos trenzados, que no están estañados, mediante la
irradiación con ultrasonido cuando los hilos trenzados están
sumergidos en la reserva en estado líquido por fusión. En este
caso, el elemento de contacto está adecuadamente fijado en forma
mecánica o acoplado en forma acústica a un sonotrodo de ultrasonido
para la transmisión de las energías de ultrasonido requeridas.
Por el establecimiento de contacto eléctrico,
que tiene lugar particularmente en orden de sucesión temporal, y el
conformado del elemento de contacto 2, así como además por la
separación espacial de la zona de establecimiento de contacto 10 de
la zona de conformado 12, las funciones del establecimiento de
contacto eléctrico, por un lado, y de la puesta a disposición de un
alivio mecánico de tracción, por el otro, se separan una de otra en
forma eficaz. Estas dos funciones no se afectan por ello en forma
desfavorable. Puesto que a través del conformado, que tiene lugar
después del calentamiento del medio de establecimiento de contacto
8, está excluido el peligro de que la zona conformada del elemento
de contacto 2 se relaje y se debilite por una introducción de
calor. Por medio de la separación espacial de la zona de conformado
está además asegurado que el estaño enfriado no fluya por la acción
de presión que tiene lugar en el proceso de conformado, lo cual
puede conducir a un debilitamiento no deseado del establecimiento
de contacto eléctrico y a un incremento de la resistencia de
contacto.
El proceso de conformado puede tener lugar de
modo convencional por medio de compresión mecánica o hidráulica de
elementos de conformado contra el elemento de contacto 2.
Alternativamente a este conformado convencional está previsto en el
ejemplo de fabricación según la figura 2 un conformado mediante
magnetocompresión. Es decir, que en este caso se genera, por medio
de bobinas inductoras 22, un campo magnético muy fuerte en la zona
externa directa del elemento de contacto 2, de modo que en el
elemento de contacto 2 conductivo se inducen corrientes y se forma
la fuerza de Lorenz. Ésta actúa sobre el elemento de contacto 2 en
la dirección de las flechas representadas en la figura 2 y causa de
este modo el conformado del elemento de contacto 2.
Alternativamente a ello está previsto, según el
ejemplo de fabricación según la figura 3, para el conformado, un
llamado moldeo mecánico por impacto. En éste, un elemento de
conformado 24 se golpea a muy alta velocidad contra el elemento de
contacto. En el ejemplo de fabricación, el elemento de conformado 24
está conformado con forma de punzón. En el lado opuesto del
elemento de contacto 2 está dispuesto un contraelemento 26 que
particularmente también puede actuar conformando para el proceso de
conformado. La alta velocidad del elemento de conformado 24 en
dirección del sentido de flecha mostrado en la figura 3 se logra
preferentemente sólo por la aceleración debida a la gravitación.
Alternativamente a esto existe la posibilidad de acelerar el
elemento de conformado 24 por impulsión neumática con ayuda de un
mecanismo de percusión e impacto o pirotécnicamente.
En los procesos de conformado representados en
las figuras 2 y 3 tiene lugar un conformado muy rápido con una
duración en la región de los \mus. Por medio del conformado
abrupto se logra el efecto particular de que los distintos hilos
trenzados se unen firmemente ligados uno con otro.
Los procesos abruptos de conformado de acuerdo
con las figuras 2 y 3 pueden por ello tener lugar, junto con la
conexión mecánica, también para el establecimiento del contacto
eléctrico en forma adicional o alternativa al establecimiento de
contacto eléctrico mediante el medio de establecimiento de contacto
8. Para ello, la superficie interna del elemento de establecimiento
de contacto 2 está conformada áspera o estructuradamente al menos
en la zona de conformado 12. En el ejemplo de fabricación está
entrecortada una rosca 28 en el elemento de contacto 2 conformado
con forma de casquillo. Las figuras 2 y 3 muestran la situación
antes del proceso de conformado. Después del proceso de conformado,
los filetes de rosca de la rosca 28, que están conformados
particularmente con cantos vivos, entrecortan en los hilos trenzados
y perforan en este caso particularmente la capa de óxido.
En base a los diagramas de flujo representados
en las figuras 4 hasta 6 se explican a continuación diferentes
variantes de procedimiento para la formación de la conexión tanto
eléctrica como mecánica entre el elemento de contacto 2 y el
conductor de aluminio 4. En este caso, las distintas etapas de
procedimiento están marcadas como sigue:
I: estañado de los hilos trenzados del conductor
de aluminio 4,
II: establecimiento de contacto eléctrico entre
el conductor de aluminio 4 y el elemento de contacto 2,
III: formación de la conexión mecánica/del
alivio de tracción.
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La etapa de procedimiento "I: estañado del
conductor de aluminio 4" puede tener lugar alternativamente por
medio de uno de los siguientes procedimientos parciales:
A: estañado convencional o utilización de un
conductor de aluminio con hilos trenzados preestañados,
B: estañado por medio de calentamiento
ultrarrápido e inmersión en un baño de estaño,
C: estañado por medio de tratamiento por
ultrasonido en un baño de estaño y
D: separación o corte de los hilos trenzados en
un baño de estaño.
\vskip1.000000\baselineskip
La etapa de procedimiento "III: formación del
alivio de tracción" se realiza por medio de uno de los siguientes
procedimientos parciales:
i: conformado convencional
ii: conformado por magnetocompresión
iii: conformado por moldeo por impacto.
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Según el desarrollo de procedimiento según la
figura 4 se estaña primeramente el conductor de aluminio 4 en la
zona parcial 6 desaislada por medio de uno de los procedimientos
parciales A, B, C o D.
Particularmente los procedimientos parciales B,
C y D se destacan por un muy buen resultado de estañado, de modo
que estos procedimientos parciales también pueden utilizarse
independientemente del establecimiento de contacto eléctrico del
conductor de aluminio 4 con el elemento de contacto 2 como
procedimientos de estañado autónomos. A continuación del estañado
tiene lugar el establecimiento de contacto eléctrico como se lo
describió en la figura 1. Los distintos hilos trenzados se sumergen
en este caso en un reservorio fundido del estaño o de la aleación
de estaño, de modo que mediante el estaño está formada, luego de la
solidificación, una unión de materiales firmemente ligados entre
los distintos hilos trenzados y el elemento de contacto 2. A
continuación, en la etapa de procedimiento III tiene lugar el
conformado, particularmente según uno de los procedimientos (ii,
iii) descritos para las figuras 2 ó 3.
En modificación al desarrollo de procedimiento
según la figura 4, las etapas de procedimiento II y III también
pueden tener lugar simultáneamente, es decir, el conformado no tiene
que tener lugar obligadamente después del enfriamiento del baño.
Solamente es determinante que la fusión no tenga lugar después del
proceso de conformado.
De acuerdo al desarrollo de procedimiento según
la figura 5, las etapas de procedimiento I y II están combinadas
una con otra en una operación conjunta, es decir, que tienen lugar
simultáneamente. O sea que está previsto en este caso que el
estañado de los hilos trenzados tenga lugar con ayuda del estañado
por ultrasonido según el procedimiento parcial C, como se describió
ésto en la figura 1.
El desarrollo de procedimiento según la figura 6
está caracterizado en su totalidad por una operación de una etapa,
en la que puede prescindirse de la etapa de procedimiento I, es
decir el estañado de los hilos trenzados. El establecimiento de
contacto eléctrico (II), así como la conexión mecánica (III) tienen
lugar dentro de una única etapa de procedimiento según los
procedimientos parciales ii o iii. Este procedimiento de una etapa,
que está ilustrado en base a la figura 6, para producir la conexión
eléctrica, así como mecánica, es apropiado particularmente para una
automatización con alta velocidad de ciclo.
- 2
- Elemento de contacto
- 4
- Conductor de aluminio
- 6
- Extremo
- 8
- Medio de establecimiento de contacto
- 10
- Zona de establecimiento de contacto
- 12
- Zona de conformado
- 14
- Pieza parcial conformada
- 16
- Manguera de contracción
- 18
- Elemento calefactor
- 20
- Generador de ultrasonido
- 22
- Bobinas inductoras
- 24
- Elemento conformador
- 26
- Contraelemento
- 28
- Rosca
Claims (19)
1. Procedimiento para producir una conexión
eléctrica entre un conductor de aluminio (4) y un elemento de
contacto (2), en el que un extremo (6) desaislado del conductor de
aluminio (4) se coloca en el elemento de contacto (2) y establece
contacto eléctrico con ése, y en el que el conductor de aluminio (4)
se aprisiona en el elemento de contacto (2) por conformado de éste
para desarrollar un alivio mecánico de tracción, estando prevista
una reserva de un medio de establecimiento de contacto (8) y se
calienta el medio de establecimiento de contacto (8) al menos hasta
la región de su temperatura de fusión, de modo que mediante el medio
de establecimiento de contacto (8) se produce, para la formación
del contacto eléctrico, una unión material entre el extremo (6)
desaislado y el elemento de contacto (2), caracterizado
porque el elemento de contacto (2) se conforma simultáneamente o a
continuación.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el elemento de contacto (2) se conforma
en una zona de conformado (12) que está distanciada de una zona de
establecimiento de contacto (12), en la que se realiza el
establecimiento de contacto eléctrico.
3. Procedimiento, según la reivindicación 2,
caracterizado porque el elemento de contacto (2) se calienta
en la zona de conformado (12).
4. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el medio
de establecimiento de contacto (8) se calienta a aproximadamente
280ºC como máximo.
5. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como medio
de establecimiento de contacto (8) se utiliza estaño o una aleación
de estaño.
6. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos
una zona parcial del extremo (6) desaislado del conductor de
aluminio (4) se estaña.
7. Procedimiento, según la reivindicación 6,
caracterizado porque la zona parcial a estañar se calienta en
forma ultrarrápida y a continuación se la sumerge en un baño de
estaño.
8. Procedimiento, según la reivindicación 7,
caracterizado porque la zona parcial se calienta a
aproximadamente 400ºC o más.
9. Procedimiento, según las reivindicaciones 7 u
8, caracterizado porque la zona parcial se calienta en forma
ultrarrápida en un tiempo < 1 s.
10. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones 7 hasta 9, caracterizado porque el
calentamiento ultrarrápido y la subsiguiente inmersión se realizan
bajo atmósfera protectora.
11. Procedimiento, según la reivindicación 6,
caracterizado porque el estañado de la zona parcial se
realiza por medio de estañado por ultrasonido en un baño de
estaño.
12. Procedimiento, según la reivindicación 11,
caracterizado porque el estañado por ultrasonido y el
establecimiento de contacto del conductor de aluminio (4) con el
elemento de contacto (2) se realizan en una operación.
13. Procedimiento, según la reivindicación 6,
caracterizado porque para el estañado se separa una parte del
conductor de aluminio sumergido en un baño de estaño.
14. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
conformado del elemento de contacto (2) se realiza dentro de un
tiempo de conformado en la región de \mus.
15. Procedimiento, según la reivindicación 14,
caracterizado porque la superficie interna del elemento de
contacto (2) es áspera o estructurada.
16. Procedimiento, según las reivindicaciones 14
ó 15, caracterizado porque el conformado se realiza por
magnetocompresión.
17. Procedimiento, según las reivindicaciones 14
ó 15, caracterizado porque el conformado se realiza con ayuda
de un elemento de conformado (24) por medio de moldeo mecánico por
impacto.
18. Procedimiento, según la reivindicación 17,
caracterizado porque el elemento de conformado (24) impacta
sobre el elemento de contacto (2) a una velocidad > 5 m/s,
particularmente > 10 m/s.
19. Procedimiento, según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
conexión entre el conductor de aluminio (4) y el elemento de
contacto (2) se aísla contra humedad.
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