WO2018177616A1 - Verbindung eines anschlussteils mit einer litzenleitung - Google Patents

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stranded conductor
metal material
connection
stranded
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Oliver SCHWARKOWSKI
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    • H01R4/62—Connections between conductors of different materials; Connections between or with aluminium or steel-core aluminium conductors
    • H01R4/625—Soldered or welded connections

Definitions

  • connection part with a stranded conductor as well as a method for connecting a connection part to a stranded conductor.
  • Cascade welding with copper strands, in particular using mutually different metals or metal materials is in the
  • connection technologies have become necessary for such aluminum lines.
  • connection technologies have become necessary for such aluminum lines.
  • the contacting with non-generic connection leads is problematic.
  • a compound according to claim 1 available.
  • the connecting part has a second metallic surface, which is formed from a second, different from the first metal material metal material. This second surface is preferably not in contact with the stranded wire, but serves to make contact with a connecting lead. Litz wire and
  • Connecting line are preferably made of different metal materials. Due to the transition of the metal materials in the region of the connection part, there is no direct contact between the different metals of the connection line and the stranded conductor. The metallic transition between the first
  • Metal material and the second metal material on the connection part can be sufficiently protected against contact corrosion.
  • connection line may in particular be a stranded conductor or a flat conductor made of solid material. It is also possible that the respective transition between each two metallic materials is formed with such a small standard potential difference that the risk of contact corrosion is reduced.
  • the standard potential difference between the metal material of the stranded conductor and the metal material of the first surface of the connection part may have a first amount.
  • Standard potential difference between the first metal material of the connection part and the second metal material of the connection part may have a second amount.
  • the standard potential difference between the second metal material of the connection part and the metal material of the connection line can have a third amount.
  • the first, second and third amounts of the standard potential difference can each be smaller than the standard potential difference between the metal material of the stranded conductor and the metal material of the connecting lead.
  • Standard potential difference less than 2V, preferably smaller IV is applied, whereby the contact corrosion is kept as low as possible. It may also be useful for the second amount of the standard potential difference, ie between the first metal material of the connection part and the second metal material of the connection part, to be greater than the first amount of the
  • Standard potential difference and the third amount of the standard potential difference may be greater than 1.5V.
  • first and third amounts of the standard potential difference may be less than 1.5 V.
  • connection part with its two different surfaces is formed such that the risk of contact corrosion in the entire connection is reduced compared to conventional connections.
  • the standard potential of the different materials is preferably included
  • a standard hydrogen electrode is preferably used under standard conditions to determine the particular standard potential of a material. The difference between the standard potentials is then determined on the basis of the potentials of the respective half cells (material to
  • Standard potential difference between the first metal material and the second metal material is greater than IV, preferably greater than 1.5V. Also, the amount of the standard potential difference between the first metal material and the second metal material may be less than 2.5V.
  • the high standard potential difference at the junction between the first metal material and the second metal material is intentional because the connector may be protected against moisture ingress around the seam or the junction between the two metal surfaces.
  • the connecting cable is joined cohesively with the second metallic surface of the connecting part. This joint is often oxidation-promoting
  • Connecting line and the second metal material is less than 1.5V, in particular less IV.
  • the potential difference between the second metal material and the metal material of the connecting line is preferably smaller than the
  • connection part Potential difference between the two metal materials of the connection part.
  • this potential difference can be at or about 0V, since the two metal materials can also be the same.
  • the standard potential difference may be close to or equal to 0V when there is a pure compound connection.
  • the attachment is bimetallic, i. from at least two different ones
  • connection part Formed metal materials.
  • a bimetallic metal strip or a bimetallic coating may be formed in the connection part. It can be
  • a support material or a carrier material and a metallic coating material may be provided.
  • the carrier material or the carrier material may be roll-coated with the coating material or the coating material.
  • connection part may be formed from a metallic carrier material and a metallic coating material.
  • the carrier material can form the first metal material and the Coating material may form the second metal material. It is also possible that the carrier material forms the second metal material and the
  • Coating material forms the first metal material.
  • the stranded conductor can be formed from a metal material, in particular the first or the second metal material.
  • a bimetallic strip or a bimetallic material offers as a connection part.
  • an aluminum stranded conductor can be provided as a stranded conductor and a copper conductor as a connection conductor.
  • the connector may be placed with its aluminum surface similar metallic surface on the aluminum stranded conductor and the copper conductor may be on the other side of the connecting part, which is coated with a second metal material, are arranged.
  • the connection conductor can be welded to the connection part by means of ultrasonic welding.
  • additional coating in particular a metallic coating, be provided for example of nickel.
  • the subject compound is particularly suitable for power lines or battery, starter and / or generator lines, especially in motor vehicles.
  • Such lines have a high current carrying capacity and are suitable, for example, to carry several 100 A over a longer period of time. Therefore are
  • the line cross section of the stranded conductor is preferably smaller than 200 mm 2 .
  • the stranded conductor is a power line in a motor vehicle, which may be formed, for example, as a battery line, starter-generator line, battery starter line, generator battery conductor or the like. Also, the stranded conductor is a power line in a motor vehicle, which may be formed, for example, as a battery line, starter-generator line, battery starter line, generator battery conductor or the like. Also, the stranded conductor is a power line in a motor vehicle, which may be formed, for example, as a battery line, starter-generator line, battery starter line, generator battery conductor or the like. Also, the
  • connection line may be formed as a battery line, starter-generator line, battery starter line, generator battery conductor or the like.
  • connection cable can be installed as an energy backbone in a motor vehicle and starting from this, various outlets can be realized to various consumers through the stranded wire.
  • connection line can be, in particular, a flat cable.
  • a flat cable is formed integrally from a solid material.
  • the stranded conductor is guided in a cable with an insulation.
  • the cable is spliced, so that in one
  • connection part which is preferably bimetallic.
  • the connecting part is laid as a cut strip around the stranded wire or that the connecting part of an endless belt is placed around the stranded wire and then cut to length or that the connecting part as a one- or two-piece sleeve or multi-part sleeve placed around the stranded wire is.
  • a preferred geometry of the connection part in particular as a bimetallic sheet metal strip or bimetallic material, for a contact corrosion-resistant connection of particular aluminum or copper stranded conductors with connecting conductors made in particular copper or aluminum, for example, be a prefabricated, cut sheet metal strip. This can be beaten around the stranded conductor. It is also possible to beat an endless belt, preferably a sheet metal endless belt, around the stranded conductor and to cut it after it has been turned over.
  • sleeve parts in particular two or more sleeve parts
  • cross section suitable for the conductor cross section of the stranded conductor can have an inner radius that corresponds to the radius of the stranded conductor.
  • the sleeve parts can be positioned on the stranded conductor and then connected to the stranded conductor cohesively, preferably by welding.
  • a one-piece sleeve preferably with a round or polygonal inner and / or outer circumference, to be inserted around the stranded conductor and positioned at the joint. After being positioned on the stranded conductor, a sleeve can be joined to the stranded conductor in a force-fitting, positive-locking and / or cohesive manner by means of a suitable joining process.
  • crimping and / or ultrasonic welding is suitable for joining the connection part to the stranded conductor.
  • connection part are crimped around the stranded conductor.
  • Connecting part in the region of insulation have an inner circumference corresponding to the outer circumference of the insulation.
  • the connection part can be arranged gas-tight on the insulation.
  • the connection part in the region of the stranded conductor may have at least one outwardly facing, flat surface region, wherein in at least one flat surface area at least one seam of the connection part can be arranged.
  • at least one seam is formed. This seam is omitted only when a one-piece sleeve is placed around the stranded wire.
  • the seam is preferably arranged in a region which is flat after joining, so that in a subsequent welding process the seam can be welded particularly well to the flat surface region.
  • the connecting part is first placed loosely around the stranded wire and laid with the aid of suitable plastic deformation methods, such as crimping, at least positively around the stranded wire.
  • suitable plastic deformation methods such as crimping
  • the cable can have a larger diameter than the stranded wire.
  • Connecting part around the cable can then be realized different inner diameter, in which the connecting part is plastically deformed so that it rests with a larger inner diameter of the insulation of the cable, as the inner diameter, which rests on the stranded conductor.
  • connection part Connecting conductor in particular the outer circumference of the connection part is formed.
  • the inner contour of the connecting part or the inner profiling of the connecting part is preferably congruent to the outer contour or the outer profile of the stranded conductor in the region of the removed insulation and in particular to the outer contour or the outer profile of the cable in the region of the insulation.
  • this is preferably pressed firmly against the insulation, so that preferably a gas-tight bond between the inner wall of the connection part and the outer wall of the insulation is formed.
  • the connection part is preferably initially placed positively around the stranded conductor and then welded to the stranded conductor, especially ultrasonically welded or resistance welded. With the help of welding tools, especially with anvil and sonotrode at
  • Ultrasonic welding or electrodes for resistance welding can be realized as a forming as well as a cohesive joining between the connection part and stranded wire.
  • first a forming of the connection part can take place in such a way that a positive connection between the
  • Connecting part and the stranded wire is formed.
  • an immediate contact surface is formed between the connection part and the stranded conductor, which forms a welding plane for welding the connection part to the stranded conductor.
  • the welding can be carried out in the welding energy in the welding plane between the stranded wire and the
  • the welding plane is preferably the outer one
  • the forming can also be done so that after forming the
  • Cross-sectional profile of the connection part outside is different than inside.
  • the inner cross-sectional profile of the connecting part is preferably congruent to the stranded conductor or the cable and, for example, round, whereas the outer contour or the outer profile or cross-sectional profile of the connecting part after forming can preferably be edged, in particular polygonal, for example hexagonal or square. This edge shape is particularly suitable for applying the welding tools to the outer circumference of the connecting part.
  • a seam of the connecting part is preferably in the region of a flat surface and not in the region of an edge of the polygonal shape of the connecting part. This ensures that the weld is securely welded during welding.
  • Welding energy can be introduced into the welding plane between the connection part and the stranded conductor, and at the same time can increase the welding energy be introduced into the interface.
  • the connecting part along its seam and at the same time the connecting part can be welded to the stranded conductor.
  • Connection part can be molded plastically around the stranded conductor and then can be connected to this material fit. After or during the forming process, the welding can take place. Due to the forming and joining with a tool, a high cycle time is possible with a simultaneously simple and robust system technology. There are only a few process parameters to set and the process can be carried out economically. It is also possible initially to provide a crimping method in order to form-fit the connection part onto the stranded conductor and then with a
  • Ultrasonic welding process to connect the connecting part with the stranded conductor cohesively.
  • an oxide layer on the stranded conductor and / or the connection part can be broken.
  • Another aspect is a method according to claim 16.
  • the connecting part can be placed around the stranded conductor.
  • at least the connection part preferably also the stranded conductor, can be plastically deformed so as to ensure on the one hand a good mechanical connection between the stranded conductor and the connection part along the inner circumference of the connection part and at the same time, for example, the connection part on its
  • connection part flat welding surfaces are formed, along which the Welding tools particularly good both a welding of the connection part with the stranded wire allow, as well as a subsequent welding of the
  • connection part with a connection cable.
  • the connecting part is, as explained, placed around the stranded wire.
  • the connection part is preferably already cut to length or is cut to length after the transfer.
  • the seam may then be a butt joint or a lap joint.
  • the welding then takes place in such a way that the welding tools are placed on the seam of the butt joint or the lap joint, which was preferably initially plastically deformed, in order then to weld both the seam and the connecting part to the stranded conductor along this seam.
  • ultrasonic welding tools as well as resistance welding tools can be used.
  • connection part with a connection part 2a-d different embodiments of a connection part with a connection part
  • Cable comprising a stranded wire
  • Fig. 3a, b is a cross section through a joined with a connection part
  • connection part 2 in a cross section.
  • the connecting part 2 has two surfaces 2a and 2b, which are formed of different metal materials.
  • the connection part 2 according to FIG. 1a is, for example, a bimetallic one
  • Sheet metal strip with a carrier material 4 and a coating material 6.
  • the transition between the carrier material 4 and the coating material 6 is characterized by a standard potential difference. This is preferably greater than one volt.
  • the carrier material 4 may, for example, an aluminum material or a
  • the coating material 6 may likewise be a copper material or an aluminum material as well as all alloys belonging thereto. Also, the coating material 6 may be nickel.
  • Fig. Lb shows another embodiment of a connection part 2.
  • the material 8 may in particular be a nickel material.
  • FIG. 1 c shows a further exemplary embodiment of a connection part 2.
  • the support material 4 may be formed as a sheet and the coating material 6 may be, for example, a coating, in particular with nickel.
  • the coating can be a galvanic coating.
  • FIG. 1 d shows a further exemplary embodiment of a connection part 2.
  • a carrier material 4 may be coated on all sides with a coating material 6.
  • the coating material 6 may preferably be a nickel layer.
  • FIG. 1 shows a further exemplary embodiment of a connection part 2.
  • a carrier material 4 may be provided with a coating material 6 arranged thereon or embedded therein, in particular roll-coated.
  • a transition between the carrier material 4 and the coating material 6 can for example, be coated by a coating 8, which is for example nickel.
  • the coating material 6 may be free of the coating 8 away from the transition between the carrier material 4 and the coating material 6.
  • Fig. Lf shows a further embodiment of a connection part 2. This is formed as a two-part sleeve, are provided in the carrier material 4 and coating material 6 on both sleeve parts. It is not shown that the sleeve can also be fully coated, eg with nickel.
  • Coating material 6 apply to all conceivable connecting parts. In particular, further material combinations, in particular using stainless steel or the like are possible.
  • a joining between the connection part 2 and a stranded conductor 10 of a cable 12 is shown by way of example in FIG. 2a.
  • connection part according to FIGS. 1a-f can be placed on the stranded conductor 10 either with the surface 2a or the surface 2b or placed on the stranded conductor 10 with the carrier material 4 or the coating material 6 ,
  • connection part 2 is now placed around such a region.
  • the connection part 2 is placed with one of the surfaces 2a, b on the stranded wire 10 and then turned over.
  • the connection part 2 may be cut to length before being turned over, or after
  • FIG. 2 b shows an exemplary embodiment in which the connection part 2 is placed around the stranded conductor 10 at an end of the cable 12 that is stripped off at the end side. Again, it is depending on which material the stranded wire 10 is, which is the
  • connection part 2 is placed on the stranded wire 10.
  • stranded conductor 10 in particular copper materials or aluminum materials come into question.
  • Fig. 2c shows the pushing or placing a sleeve 2, for example according to FIG. Lf on a front end of a cable 12 in which the stranded wire 10 is stripped.
  • the cable 12 is spliced, so that the sleeve 2 is exposed between two insulated regions of the cable 12.
  • the sleeve 2 is now pushed or placed in the case of a multi-part sleeve.
  • the sleeve with one of the surfaces 2a, b is placed on the stranded wire 10 and
  • FIG. 3a A cross section of such an at least mechanically joined connection between the connecting part 2 and the stranded conductor 10 is shown in FIG. 3a.
  • the connecting part 2 is placed in a butt joint around the stranded wire 10 and a seam 14 is formed.
  • Fig. 3b shows a further embodiment, in which, for example, the
  • Support material 4 on the stranded conductor 10 facing side of the connecting part 2 and the coating material 6 is disposed on the side facing away from the stranded wire 10 side of the connecting part 2.
  • the connection part 2 has been laid, for example, around the stranded wire 10 and then cut to length.
  • the seam 14 is presently for example as
  • FIG. 4a shows the joining of the connecting part 2 to the cable 12.
  • FIG. 4a shows, by way of example, two pressing jaws 16a, 16b with which the connecting part 2 can be joined plastically deforming onto the cable 12.
  • the pressing jaws 16a, b move in the direction of the connecting part 2 and deform this case.
  • the cross section I-I is shown in Fig. 4a right. As can be seen, with the aid of the pressing jaws 16a, b
  • connection part 2 For example, given a contour of the connection part 2.
  • the connection part 2 after pressing by the pressing jaws 16a, b has a polygonal outer contour.
  • the connection part 2 is located directly on the stranded wire 10.
  • FIG. 4 a it can be seen in FIG. 4 a that the connection part 2 is also pressed against the cable 12 in the region of the insulation of the cable 12.
  • the pressing jaws 16a, b can be shaped so that a positive and preferably also gas-tight connection between the connecting part and the insulation of the cable 12 is formed.
  • the seam 14 of the connecting part 2 can be seen.
  • the seam 14 lies in the region of a flat surface of the outer circumference of the connecting part 2.
  • the seam 14 is welded in the region of a welding plane with which the connection part 2 is welded to the stranded conductor 10.
  • the pressing jaws 16a, b can also be formed as ultrasonic tools, in particular as anvil and sonotrode and directly during the pressing described in accordance with FIG. 4a
  • FIG. 4 b shows a further embodiment in which a sonotrode 18 a and an anvil 18 b are arranged in a manner similar to the pressing jaws 16 a, b according to FIGS Fig. 4a work.
  • the contour of sonotrode 18a and anvil 18b can also be such that the cross section along the cutting plane II of the connecting part 2 is edged after deformation. Again, it can be seen that the seam 14 is in the region of a flat welding surface.
  • connection part 2 With the help of the sonotrode 18a and the anvil 18b, it is possible to first form the connection part 2 around the stranded wire 10 and subsequently to weld it to the stranded wire 10 or in the same work step. This can be done along the seam 14 at the same time welding.
  • Fig. 4c shows a further embodiment.
  • pressing jaws 16a, b or sonotrode 18a and anvil 18b may be provided in order to press the connection part 2 onto the stranded conductor 10 and if necessary to weld it simultaneously or subsequently.
  • the pressing jaws 16a, b is a shaping according to the cross section along the section II as shown in Fig. 4c. Again, even welding surfaces are formed. Within one of these welding surfaces, the seam 14 may be provided.
  • FIG. 4 d shows a further embodiment in which the connection part 2 is pressed against the stranded conductor 10 and the insulation of the cable 12.
  • the outer circumference may be, for example, square and
  • the seam 14 may be formed as a lap joint.
  • connecting lines 20a, b on the preferably flat welding surfaces on the outer circumference of the connecting part 2.
  • Connecting line 20a, 20b can with their exposed ends or their
  • the stranded conductor 10 is preferably formed of a different metal material than the connection lines 20a, b.
  • connection part 2 of a carrier material 4 and a carrier material 4 Characterized in that the connection part 2 of a carrier material 4 and a carrier material 4
  • Coating material 6 is formed, which are formed of different materials, resulting at the transition between the outwardly facing surface of the connecting part 2 to the connecting line 20 a, b a smaller
  • FIG. 5 b shows a further exemplary embodiment, in which the connection part 2
  • sleeve-shaped is placed around a front end of a cable 12 or the stranded wire.
  • the connecting lines 20a, b preferably by means of a
  • connection part 2 here again has a first surface which faces the stranded conductor 10 and a second surface which surrounds the stranded conductor 10
  • Connecting lines 20a, b faces. These surfaces are made
  • the carrier material 4 different materials, in particular on the one hand the carrier material 4 and on the other hand, the coating material. 6
  • the largest standard potential difference is preferably formed within the connection part 2 at the transition between the carrier material 4 and the coating material 6, whereas the potential differences between on the one hand the stranded conductor 10 and the carrier 4 or the coating material 6 and on the other hand the material of the strand of the connecting line 20 a, b and the Material of the carrier material 4 or the coating material 6 are smaller.
  • Fig. 5c shows a further embodiment in which the stranded wire 10 is connected via the connecting part 2 with a flat cable as a connecting line 20c.
  • the cable of the connecting line 20c is free in a central region of its isolation.
  • the connecting part with one of the Surfaces 2a, b are materially connected to the connecting line 20c.
  • the connecting part 2 encloses the stranded wire 10 and is connected to this materially.
  • stranded conductors 10 may be materially connected in the various configurations described above.
  • a first stranded wire 10 can be spliced and in the region of the splice, the connecting part 2 can establish the connection to the flat wire, as shown on the left.
  • the stranded wire 10 can be frontally, e.g. be provided with a sleeve as a connection part 2 and over this connection can be made with the flat cable 20c, as shown on the right.

Landscapes

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Abstract

Verbindung einer Anschlussleitung mit einer Litzenleitung, bei der ein Anschlussteil eine erste metallische Oberfläche aus einem ersten Metallwerkstoff und eine zweite metallische Oberfläche aus einem von dem ersten Metallwerkstoff verschiedenen zweiten Metallwerkstoff aufweist, die Litzenleitung aus einem Metallwerkstoff gebildet ist, das Anschlussteil die Litzenleitung ummantelnd, mit der ersten metallischen Oberfläche an die Litzenleitung angrenzend, um die Litzenleitung gelegt ist, und das Anschlussteil mit der Litzenleitung zumindest formschlüssig verbunden ist.

Description

Verbindung eines Anschlussteils mit einer Litzenleitung
Der Gegenstand betrifft eine Verbindung eines Anschlussteils mit einer Litzenleitung sowie ein Verfahren zum Verbinden eines Anschlussteils mit einer Litzenleitung. Kaskadenschweißen mit Kupfer-Litzen-Leitungen, insbesondere unter Verwendung von zueinander unterschiedlichen Metallen oder Metallwerkstoffen ist in der
Kraftfahrzeugbordnetzindustrie bekannt. Unterschiedlich edle Metalle werden dabei meist mit einem Ultraschallfügeverfahren stoffschlüssig verbunden. Durch die zunehmende Verbreitung von Aluminiumleitungen, insbesondere im
Bereich der Energieübertragungsleitung, wie beispielsweise der Batterieleitungen, sind Verbindungstechnologien für solche Aluminiumleitungen notwendig geworden. Insbesondere für Aluminiumleitungen mit größeren Querschnitten, beispielsweise über 30 mm2, insbesondere bis 160 mm2, beispielsweise für Batterieleitungen, ist die Kontaktierung mit sortenfremden Anschlussleitungen problematisch.
Beim direkten Fügen von Litzenleitungen mit sortenunreinen Anschlussleitungen, z.B. einer unmittelbaren Verbindung zwischen Kupfer und Aluminium, entsteht
Kontaktkorrosion. Gerade in automotiven Anwendungen kann es an der Fügestelle unter Einwirkung von beispielsweise Kondenswasser zu Korrosionseffekten führen, die dazu führen, dass sich die Aluminiumelektrode mit der Zeit auflöst. Der Effekt nimmt mit zunehmendem Potentialunterschied, z.B. bei der Leistungsübertragung einer Batterieleitung, zu. Somit lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung zur Verfügung zu stellen, welche auch in automotiven Anwendungen und bei hohen
Potentialunterschieden am Übergang der Verbindung dauerhaft stabil ist. Insbesondere in automotiven Anwendungen und bei hohen Strömen ist der
Übergangswiderstand an Verbindungen zwischen zueinander verschiedenen metallischen Teilen nicht zu vernachlässigen. Dieser Übergangswiderstand führt bei hohen Strömen zu hohen Potentialdifferenzen und mithin zu der verstärkten Gefahr der Kontaktkorrosion. Durch die Anwendung unterschiedlich edler Metallwerkstoffe ist die Gefahr der Kontaktkorrosion erhöht. Schließlich ist in automotiven
Anwendungen auch stets mit Feuchtigkeit im Bereich der Kontaktstelle zu rechnen, welche durch das sich bildende Elektrolyt die Korrosion verstärken kann. Gerade bei großen Leitungsquerschnitten und hohen Strömen ist jedoch die Dauerhaftigkeit der Verbindung maßgeblich.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird vorgeschlagen, eine Verbindung nach Anspruch 1 zur Verfügung zu stellen. Dabei ist es möglich, eine Litzenleitung, die aus einem ersten Metallwerkstoff gebildet ist, zunächst mit einer ersten metallischen Oberfläche eines Anschlussteils in Kontakt zu bringen. Das Anschlussteil hat eine zweite metallische Oberfläche, die aus einem zweiten, zu dem ersten Metallwerkstoff verschiedenen Metallwerkstoff gebildet ist. Diese zweite Oberfläche kommt vorzugsweise nicht in Kontakt mit der Litzenleitung, sondern dient zur Kontaktierung einer Anschlussleitung. Litzenleitung und
Anschlussleitung sind vorzugsweise aus unterschiedlichen Metallwerkstoffen. Durch den Übergang der Metallwerkstoffe im Bereich des Anschlussteils besteht kein unmittelbarer Kontakt der unterschiedlichen Metalle von Anschlussleitung und Litzenleitung miteinander. Der metallische Übergang zwischen dem ersten
Metallwerkstoff und dem zweiten Metallwerkstoff an dem Anschlussteil kann ausreichend gegenüber Kontaktkorrosion geschützt werden.
Die Anschlussleitung kann insbesondere eine Litzenleitung oder einen Flachleitung aus Vollmaterial sein. Auch ist es möglich, dass der jeweilige Übergang zwischen jeweils zwei metallischen Werkstoffen mit einer derart geringen Standardpotentialdifferenz gebildet ist, dass die Gefahr der Kontaktkorrosion verringert ist. Die Standardpotentialdifferenz zwischen dem Metallwerkstoff der Litzenleitung und dem Metallwerkstoff der ersten Oberfläche des Anschlussteils kann einen ersten Betrag haben. Die
Standardpotentialdifferenz zwischen dem ersten Metallwerkstoff des Anschlussteils und dem zweiten Metallwerkstoff des Anschlussteils kann einen zweiten Betrag haben. Die Standardpotentialdifferenz zwischen dem zweiten Metallwerkstoff des Anschlussteils und dem Metallwerkstoff der Anschlussleitung kann einen dritten Betrag haben. Der erste, zweite und dritte Betrag der Standardpotentialdifferenz kann jeweils kleiner sein, als die Standardpotentialdifferenz zwischen dem Metallwerkstoff der Litzenleitung und dem Metallwerkstoff der Anschlussleitung.
Insbesondere ist der erste, zweite und/oder dritte Betrag der
Standardpotentialdifferenz kleiner 2V, vorzugsweise kleiner IV. Somit wird erreicht, dass an keinem metallischen Übergang eine Standardpotentialdifferenz von größer 2V, vorzugsweise IV anliegt, wodurch die Kontaktkorrosion möglichst gering gehalten wird. Auch kann es sinnvoll sein, dass der zweite Betrag der Standardpotentialdifferenz, also zwischen dem ersten Metallwerkstoff des Anschlussteils und dem zweiten Metallwerkstoff des Anschlussteils größer ist, als der erste Betrag der
Standardpotentialdifferenz und der dritte Betrag der Standardpotentialdifferenz. Insbesondere kann der zweite Betrag der Standardpotentialdifferenz größer 1,5 V sein. An den Übergängen zwischen dem ersten Metallwerkstoff und der Litzenleitung oder dem zweiten Metallwerkstoff und dem Metallwerkstoff der Anschlussleitung kann dagegen der erste und dritte Betrag der Standardpotentialdifferenz kleiner 1,5 V sein. Somit wird an den unmittelbaren Kontaktstellen zwischen dem Anschlussteil und der Litzenleitung oder dem Anschlussteil und der Anschlussleitung das
Kontaktkorrosionspotential reduziert. Im Bereich des Anschlussteils ist das Kontaktkorrosionspotential erhöht. Da das Anschlussteil jedoch besonders gegenüber Kontaktkorrosion gesichert werden kann, insbesondere gegenüber Eindringen von Feuchtigkeit, kann das Gesamtrisiko der Korrosion der Verbindung reduziert werden.
Gegenständlich ist es möglich, eine der Litzenleitung zugewandte Innenseite des Anschlussteils unmittelbar mit der Litzenleitung zu verbinden und eine der
Litzenleitung abgewandte Oberfläche des Anschlussteils unmittelbar mit der
Anschlussleitung zu verbinden. Dabei ist das Anschlussteil mit seinen zwei unterschiedlichen Oberflächen derart gebildet, dass die Gefahr der Kontaktkorrosion in der gesamten Verbindung gegenüber herkömmlichen Verbindungen reduziert ist.
Das Standardpotential der verschiedenen Werkstoffe wird vorzugsweise bei
Standardbedingungen gemessen, insbesondere 25° C, 101,3 kPa, ph=0 und einer
Ionenaktivität von 1 mol/1. uch wird vorzugsweise eine Normalwasserstoffelektrode bei Standardbedingungen verwendet, um das jeweilige Standardpotential eines Werkstoffs zu bestimmen. Die Differenz der Standardpotentiale wird anschließend anhand der Potentiale der jeweiligen Halbzellen (Werkstoff zu
Normalwasserstoffelektrode) bestimmt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Betrag der
Standardpotentialdifferenz zwischen dem ersten Metallwerkstoff und dem zweiten Metallwerkstoff größer IV, vorzugsweise größer 1,5V ist. Auch kann der Betrag der Standardpotentialdifferenz zwischen dem ersten Metallwerkstoff und dem zweiten Metallwerkstoff kleiner 2,5V betragen. Die hohe Standardpotentialdifferenz am Übergang zwischen dem erste Metallwerkstoff und dem zweiten Metallwerkstoff ist gewollt, da das Anschlussteil gegenüber Eindringen von Feuchtigkeit im Bereich der Naht oder des Übergangs zwischen den beiden metallischen Oberflächen geschützt sein kann. Die Anschlussleitung wird stoffschlüssig mit der zweiten metallischen Oberfläche des Anschlussteils gefügt. Diese Fügestelle ist häufig oxidationsfördernden
Umweltbedingungen, beispielsweise Feuchtigkeit, Salz und dergleichen ausgesetzt. Somit sollte gerade dieser metallische Übergang möglichst eine geringe
Standardpotentialdifferenz aufweisen. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, dass der Betrag der Standardpotentialdifferenz zwischen dem Metallwerkstoff der
Anschlussleitung und dem zweiten Metallwerkstoff kleiner 1,5V, insbesondere kleiner IV ist. Somit ist die Potentialdifferenz zwischen dem zweiten Metallwerkstoff und dem Metallwerkstoff der Anschlussleitung vorzugsweise kleiner, als die
Potentialdifferenz zwischen den beiden Metallwerkstoffen des Anschlussteils.
Auch kann der Betrag der Standardpotentialdifferenz zwischen dem ersten
Metallwerkstoff und dem Metallwerkstoff der Litzenleitung kleiner 1,5V,
vorzugsweise kleiner IV sein. Insbesondere kann diese Potentialdifferenz bei in etwa oder gleich 0V liegen, da die beiden Metallwerkstoffe auch gleich sein können.
Dies gilt auch für den Metallwerkstoff der Anschlussleitung und dem zweiten
Metallwerkstoff. Auch hier kann die Standardpotentialdifferenz nahezu oder gleich 0V sein, wenn eine sortenreine Verbindung vorliegt.
Das Anschlussteil ist bimetallisch, d.h. aus zumindest zwei unterschiedlichen
Metallwerkstoffen gebildet. Hierbei kann ein Bimetall-Blechstreifen oder eine bimetallische Beschichtung in dem Anschlussteil gebildet sein. Dabei kann
beispielsweise ein Trägermaterial oder ein Trägerwerkstoff vorgesehen sein und ein metallischer Beschichtungswerkstoff. Das Trägermaterial oder der Trägerwerkstoff kann walzplattiert mit dem Beschichtungsmaterial oder dem Beschichtungswerkstoff sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Anschlussteil aus einem metallischen Trägerwerkstoff und einem metallischen Beschichtungswerkstoff gebildet sein. Der Trägerwerkstoff kann den ersten Metallwerkstoff bilden und der Beschichtungswerkstoff kann den zweiten Metallwerkstoff bilden. Auch ist es möglich, dass der Trägerwerkstoff den zweiten Metallwerkstoff bildet und der
Beschichtungswerkstoff den ersten Metallwerkstoff bildet. Die Litzenleitung kann aus einem Metallwerkstoff, insbesondere dem ersten oder dem zweiten Metallwerkstoff gebildet sein. Für das kontaktkorrosionssichere Fügen einer Litzenleitung mit einer Anschlussleitung bietet sich die Anwendung eines Bimetall-Blechstreifens oder eines Bimetall-Materials als Anschlussteil an.
Insbesondere kann ein Aluminiumlitzenleiter als Litzenleiter und ein Kupferleiter als Anschlussleiter vorgesehen sein.
Das Anschlussteil kann mit seiner dem Aluminiumwerkstoff ähnlichen metallischen Oberfläche auf den Aluminiumlitzenleiter gelegt sein und der Kupferleiter kann auf der anderen Seite des Anschlussteils, welche mit einem zweiten Metallwerkstoff beschichtet ist, angeordnet werden. Insbesondere kann der Anschlussleiter mittels Ultraschallschweißen an das Anschlussteil angeschweißt werden.
Es ist insbesondere denkbar, Kupfer- oder Aluminiumwerkstoffe als Trägerwerkstoff zu benutzen und beispielsweise Nickel als Beschichtungswerkstoff zu benutzen. Auch ist eine allseitige Beschichtung des Anschlussteils mit Nickel denkbar. Auch ist es denkbar, Messing als Trägerwerkstoff zu verwenden. An einem Übergang zwischen den Trägerwerkstoff und Beschichtungswerkstoff kann beispielsweise eine
zusätzliche Beschichtung, insbesondere eine metallische Beschichtung, beispielsweise aus Nickel vorgesehen sein.
Die gegenständliche Verbindung eignet sich insbesondere für Energieleitungen oder Batterie-, Starter- und/oder Generatorleitungen, insbesondere in Kraftfahrzeugen. Solche Leitungen haben eine hohe Stromtragfähigkeit und sind beispielsweise geeignet, mehrere 100 A über einen längeren Zeitraum zu tragen. Daher sind
Leitungsquerschnitte von größer 50 mm2 für die Litzenleiter vorgeschlagen.
Andererseits ist der Leitungsquerschnitt der Litzenleiter vorzugsweise kleiner als 200 mm2. Diese genannten Litzenleitungen eignen sich insbesondere für den Einsatz in automotiven Anwendungen, wie sie gegenständlich auch beansprucht sind.
Insbesondere ist die Litzenleitung eine Energieleitung in einem Kraftfahrzeug, die beispielsweise als Batterieleitung, Starter-Generatorleitung, Batterie-Starterleitung, Generator-Batterieleiter oder dergleichen gebildet sein kann. Auch kann die
Litzenleitung als Energy Backbone in einem Kraftfahrzeug verbaut sein und ausgehend hiervon können verschiedenste Abgänge zu verschiedensten Verbrauchern realisiert sein. Auch kann die Anschlussleitung als Batterieleitung, Starter- Generatorleitung, Batterie-Starterleitung, Generator-Batterieleiter oder dergleichen gebildet sein kann. Auch kann die Anschlussleitung als Energy Backbone in einem Kraftfahrzeug verbaut sein und ausgehend hiervon können verschiedenste Abgänge zu verschiedensten Verbrauchern durch die Litzenleitung realisiert sein. Die
Anschlussleitung kann dabei insbesondere eine Flachleitung sein. Eine Flachleitung ist dabei aus einem Vollmaterial einstückig gebildet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Litzenleiter in einem Kabel mit einer Isolation geführt. Vorzugsweise ist das Kabel gespleißt, so dass in einem
Mittenbereich zwischen zwei isolierten Außenbereichen die Isolation von dem
Litzenleiter entfernt ist. Beidseitig des nicht isolierten Bereiches kann das Kabel mit einer Isolation umgeben sein. Auch ist es möglich, dass der Litzenleiter in einem Bereich eines stirnseitigen Endes abisoliert ist. In dem abisolierten Bereich lässt sich die gegenständliche Verbindung mit Hilfe des Anschlussteils, welches vorzugsweise bimetallisch ist, realisieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Anschlussteil als abgelängter Streifen um die Litzenleitung gelegt ist oder dass das Anschlussteil von einem Endlosband um die Litzenleitung gelegt und anschließend abgelängt ist oder dass das Anschlussteil als ein- oder zweiteilige Hülse oder auch mehrteilige Hülse um die Litzenleitung gelegt ist. Eine bevorzugte Geometrie des Anschlussteils, insbesondere als Bimetall- Blechstreifen oder Bimetall-Material, für eine kontaktkorrosionssichere Verbindung von insbesondere Aluminium oder Kupfer-Litzenleitern mit Anschlussleitern aus insbesondere Kupfer oder Aluminium kann beispielsweise ein vorgefertigter, abgelängter Blechstreifen sein. Dieser kann um den Litzenleiter geschlagen werden. Auch ist es möglich, ein Endlosband, vorzugsweise ein Blechendlosband um den Litzenleiter zu schlagen und nach dem Umschlagen abzulängen.
Auch können Hülsenteile, insbesondere zwei oder mehrere Hülsenteile
querschnittsgerecht für den Leiterquerschnitt des Litzenleiters vorgesehen sein. Insbesondere können diese einen Innenradius aufweisen, der dem Radius des Litzenleiters entspricht. Die Hülsenteile können auf den Litzenleiter positioniert werden und anschließend mit dem Litzenleiter stoffschlüssig, vorzugsweise mittels Schweißen, verbunden werden.
Auch ist es möglich, dass eine einteilige Hülse, bevorzugt mit rundem oder mehreckigen Innen und/oder Außenumfang um den Litzenleiter gesteckt und an der Fügestelle positioniert wird. Eine Hülse kann, nachdem sie auf dem Litzenleiter positioniert wurde, mittels eines geeigneten Fügeverfahrens kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Litzenleiter gefügt werden.
Insbesondere bietet sich Crimpen und/oder Ultraschallschweißen zum Fügen des Anschlussteils auf dem Litzenleiter an.
Aus diesem Grunde wird gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, dass das Anschlussteil um die Litzenleitung gecrimpt sind. Insbesondere kann das
Anschlussteil im Bereich einer Isolation einen zu dem Außenumfang der Isolation korrespondierenden Innenumfang haben. Insbesondere kann das Anschlussteil gasdicht an der Isolation angeordnet sein. Auch kann das Anschlussteil im Bereich der Litzenleitung zumindest einen nach außen weisenden, flachen Oberflächenbereich aufweisen, wobei in zumindest einem flachen Oberflächenbereich zumindest eine Naht des Anschlussteils angeordnet sein kann. Beim Fügen des Anschlussteils um die Litzenleitung entsteht vorzugsweise zumindest eine Naht. Diese Naht entfällt nur, wenn eine einteilige Hülse um die Litzenleitung gelegt wird. Die Naht ist vorzugsweise in einem Bereich angeordnet, der nach dem Fügen flach ist, so dass in einem anschließenden Schweißverfahren die Naht an dem flachen Oberflächenbereich besonders gut verschweißt werden kann.
Das Anschlussteil wird zunächst lose um die Litzenleitung gelegt und mit Hilfe geeigneter plastischer Verformungsverfahren, wie beispielsweise Crimpen, zumindest formschlüssig um die Litzenleitung gelegt. Im Bereich der Isolation kann das Kabel einen größeren Durchmesser haben als die Litzenleitung. Bei dem Fügen des
Anschlussteils um das Kabel können dann unterschiedliche Innendurchmesser realisiert werden, in dem das Anschlussteil plastisch so verformt wird, dass es mit einem größeren Innendurchmesser an der Isolation des Kabels anliegt, als der Innendurchmesser, der an der Litzenleitung anliegt.
Für das anschließende stoffschlüssige Fügen des Anschlussteils mit dem
Anschlussleiter wird insbesondere der Außenumfang des Anschlussteils umgeformt. Dadurch werden die geometrischen Voraussetzungen für eine vorzugsweise ebene Schweißfläche für den Anschlussleiter auf dem Verbund zwischen dem Litzenleiter und dem Anschlussteil gebildet. Die Innenkontur des Anschlussteils oder die innere Profilierung des Anschlussteils ist nach dem Umformen vorzugsweise kongruent zu der Außenkontur oder dem Außenprofil des Litzenleiters im Bereich der entfernten Isolation sowie insbesondere auch zu der Außenkontur oder dem Außenprofil des Kabels im Bereich der Isolation. Bei dem Umformen des Anschlussteils wird dieses vorzugsweise fest an die Isolation gedrückt, so dass vorzugsweise ein gasdichter Verbund zwischen der Innenwand des Anschlussteils und der Außenwand der Isolation gebildet wird. Bei der Verbindung wird das Anschlussteil vorzugweise zunächst formschlüssig um den Litzenleiter gelegt und anschließend mit dem Litzenleiter verschweißt, insbesondere ultraschallverschweißt oder widerstandsverschweißt. Mit Hilfe der Schweißwerkzeuge, insbesondere mit Amboss und Sonotrode beim
Ultraschallschweißen oder Elektroden beim Widerstandsschweißen lässt sich gleichsam ein Umformen als auch ein stoffschlüssiges Fügen zwischen Anschlussteil und Litzenleitung realisieren. Dabei kann mit Hilfe der Werkzeuge zunächst ein Umformen des Anschlussteils so erfolgen, dass ein Formschluss zwischen dem
Anschlussteil und der Litzenleitung gebildet wird. Hierbei entsteht vorzugsweise eine unmittelbare Berührfläche zwischen dem Anschlussteil und der Litzenleitung, die eine Schweißebene zum Verschweißen des Anschlussteils mit der Litzenleitung bildet. Nach oder während dieses Umformvorgangs kann das Verschweißen erfolgen, in dem Schweißenergie in die Schweißebene zwischen der Litzenleitung und dem
Anschlussteil geleitet wird. Die Schweißebene ist vorzugsweise die äußere
Mantelfläche der Litzenleitung und die innere Mantelfläche des Anschlussteils, welche aneinander nach dem Umformen anliegen.
Das Umformen kann auch so erfolgen, dass nach dem Umformen das
Querschnittsprofil des Anschlussteils außen ein anders ist, als innen. Dass innere Querschnittsprofil des Anschlussteils ist vorzugsweise kongruent zu der Litzenleitung oder dem Kabel und beispielsweise rund, wohingegen die Außenkontur oder das äußere Profil oder Querschnittsprofil des Anschlussteils nach dem Umformen vorzugsweise kantig, insbesondere mehrkantig, beispielsweise sechskantig oder vierkantig sein kann. Diese Kantenform ist besonders geeignet zum Anlegen der Schweißwerkzeuge an den Außenumfang des Anschlussteils. Eine Naht des Anschlussteils liegt dabei vorzugsweise im Bereich einer ebenen Fläche und nicht im Bereich einer Kante der mehrkantigen Form des Anschlussteils. Dies stellt sicher, dass beim Schweißen die Naht sicher verschweißt wird. Insbesondere ist die nach dem Umschlagen oder dem Fügen der Hülse an dem Anschlussteil entstehende Naht an derjenigen Außenfläche, an welcher die Schweißwerkzeuge angreifen. Schweißenergie kann in die Schweißebene zwischen dem Anschlussteil und der Litzenleitung eingebracht werden kann und gleichzeitig kann die Schweißenergie in die Nahtstelle eingebracht werden. Somit kann in einem einzigen Schweißvorgang das Anschlussteil entlang seiner Naht und gleichzeitig das Anschlussteil mit dem Litzenleiter verschweißt werden. Es ist erkannt worden, dass beim Ultraschallschweißen mit geometrisch angepassten Schweißwerkzeugen, insbesondere Sonotrode und Amboss, zunächst das
Anschlussteil formschlüssig um die Litzenleitung plastisch geformt werden kann und anschließend stoffschlüssig mit dieser verbunden werden kann. Im Anschluss oder während des Umformvorgangs kann das Verschweißen erfolgen. Aufgrund des Umformens und Fügens mit einem Werkzeug ist eine hohe Taktzeit bei einer gleichzeitig einfachen und robusten Anlagentechnik ermöglicht. Es sind nur wenige Prozessparameter einzustellen und der Prozess kann wirtschaftlich durchgeführt werden. Auch ist es möglich, zunächst ein Crimpverfahren vorzusehen, um das Anschlussteil auf die Litzenleitung formschlüssig zu fügen und anschließend mit einem
Ultraschallschweißverfahren das Anschlussteil mit dem Litzenleiter stoffschlüssig zu verbinden. Bei diesem stoffschlüssigen Verbinden kann eine Oxidschicht auf der Litzenleitung und/oder dem Anschlussteil aufgebrochen werden.
Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren nach Anspruch 16.
Wie bereits erläutert, kann das Anschlussteil um die Litzenleitung gelegt werden. Beim anschließenden formschlüssigen Fügen des Anschlussteils auf die Litzenleitung kann zumindest das Anschlussteil, vorzugsweise auch die Litzenleitung, plastisch verformt werden, um so einerseits eine gute mechanische Verbindung zwischen der Litzenleitung und dem Anschlussteil entlang des Innenumfangs des Anschlussteils zu gewährleisten und gleichzeitig beispielsweise das Anschlussteil an seinem
Außenumfang für ein anschließendes Verschweißen mit einer Anschlussleitung plastisch zu formen. Hierbei können insbesondere auf der Außenseite des
Anschlussteils ebene Schweißflächen gebildet werden, entlang derer die Schweißwerkzeuge besonders gut sowohl ein Verschweißen des Anschlussteils mit der Litzenleitung ermöglichen, als auch ein anschließendes Verschweißen des
Anschlussteils mit einer Anschlussleitung. Das Anschlussteil wird, wie erläutert, um die Litzenleitung gelegt. Das Anschlussteil ist dabei vorzugsweise bereits abgelängt oder wird nach dem Umlegen abgelängt. Die Naht kann dann ein Stumpfstoß oder ein Überlappstoß sein. Die Verschweißung erfolgt dann derart, dass die Schweißwerkzeuge auf die Naht des Stumpfstoßes oder des Überlappstoßes, der vorzugsweise zunächst plastisch verformt wurde, gelegt wird, um dann entlang dieser Naht sowohl die Naht als auch das Anschlussteil mit der Litzenleitung zu verschweißen. Hierbei können Ultraschallschweißwerkzeuge als auch Widerstandsschweißwerkzeuge zum Einsatz kommen.
Nachfolgend wir der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. la-f verschiedene Ausführungsbeispiele von Anschlussteilen;
Fig. 2a-d verschiedene Ausführungsbeispiele eines Anschlussteils mit einem
Kabel umfassend eine Litzenleitung;
Fig. 3a, b ein Querschnitt durch eine mit einem Anschlussteil gefügte
Litzenleitung; Fig. 4a-d Ausführungsbeispiele zum Verschweißen des Anschlussteils mit der
Litzenleitung;
Fig. 5a-c Ausführungsbeispiele zum Verschweißen des Anschlussteils mit einer
Anschlussleitung. Fig. la zeigt ein Anschlussteil 2 in einen Querschnitt. Das Anschlussteil 2 weist zwei Oberflächen 2a und 2b auf, die aus unterschiedlichen Metallwerkstoffen gebildet sind. Das Anschlussteil 2 gemäß der Fig. la ist beispielsweise ein bimetallischer
Blechstreifen, mit einem Trägermaterial 4 und einem Beschichtungsmaterial 6. Der Übergang zwischen dem Trägermaterial 4 und dem Beschichtungsmaterial 6 ist gekennzeichnet durch eine Standardpotentialdifferenz. Diese ist vorzugsweise größer als ein Volt.
Das Trägermaterial 4 kann beispielsweise ein Aluminiumwerkstoff oder ein
Kupferwerkstoff sein. Sämtliche Legierungen von Aluminium und Kupfer können als Trägermaterial zum Einsatz kommen. Das Beschichtungsmaterial 6 kann ebenfalls ein Kupferwerkstoff oder ein Aluminiumwerkstoff sowie sämtliche hierzu gehörigen Legierungen sein. Auch kann das Beschichtungsmaterial 6 Nickel sein. Fig. lb zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anschlussteils 2. Hierbei sind
Trägermaterial 4 und Beschichtungsmaterial 6 allseitig mit einem weiteren Material 8 beschichtet. Das Material 8 kann insbesondere ein Nickelwerkstoff sein.
Fig. lc zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anschlussteils 2. Hierbei kann das Trägermaterial 4 als Blech gebildet sein und das Beschichtungsmaterial 6 kann beispielsweise eine Beschichtung insbesondere mit Nickel sein. Die Beschichtung kann eine galvanische Beschichtung sein.
Fig. ld zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anschlussteils 2. Hierbei kann ein Trägerwerkstoff 4 allseitig mit einem Beschichtungsmaterial 6 beschichtet sein.
Hierbei kann das Beschichtungsmaterial 6 vorzugsweise eine Nickelschicht sein.
Fig. le zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anschlussteils 2. Hierbei kann ein Trägermaterial 4 mit einem daran angeordneten oder darin eingelassenen, insbesondere walzplattierten Beschichtungsmaterial 6 versehen sein. Ein Übergang zwischen dem Trägermaterial 4 und dem Beschichtungsmaterial 6 kann beispielsweise durch eine Beschichtung 8, die beispielsweise Nickel ist, beschichtet sein. Das Beschichtungsmaterial 6 kann entfernt von dem Übergang zwischen dem Trägermaterial 4 und dem Beschichtungsmaterial 6 frei von der Beschichtung 8 sein. Fig. lf zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anschlussteils 2. Dieses ist als zweiteilige Hülse gebildet, bei dem Trägermaterial 4 als auch Beschichtungsmaterial 6 an beiden Hülsenteilen vorgesehen sind. Nicht gezeigt ist, dass die Hülse auch vollumfänglich beschichtet sein kann, z.B. mit Nickel. Die Ausführungen zu den Materialkombinationen für Trägermaterial 4 und
Beschichtungsmaterial 6 gelten für alle denkbaren Anschlussteile. Insbesondere sind weitere Materialkombinationen, insbesondere unter Verwendung von Edelstahl oder dergleichen möglich. Ein Fügen zwischen dem Anschlussteil 2 und einer Litzenleitung 10 eines Kabels 12 ist beispielhaft in der Fig. 2a gezeigt.
Ein Anschlussteil gemäß den Figuren la-f kann dabei, je nach Anwendungsfall und Material der Litzenleitung 10, entweder mit der Oberfläche 2a oder der Oberfläche 2b auf die Litzenleitung 10 aufgelegt werden oder mit dem Trägermaterial 4 oder dem Beschichtungsmaterial 6 auf die Litzenleitung 10 aufgelegt werden.
Hierbei ist es möglich, dass das Kabel 12 gespleißt ist, so dass die Litzenleitung 10 zwischen zwei isolierten Bereichen des Kabels 12 frei liegt. Um einen solchen Bereich wird nun das Anschlussteil 2 gelegt. Hierbei wird das Anschlussteil 2 mit einer der Oberflächen 2a, b auf die Litzenleitung 10 aufgelegt und anschließend umgeschlagen. Das Anschlussteil 2 kann vor dem Umschlagen abgelängt sein, oder nach dem
Umschlagen abgelängt werden. Fig. 2b zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Anschlussteil 2 an einem stirnseitig abisolierten Ende des Kabels 12 um die Litzenleitung 10 gelegt wird. Auch hier ist es abhängig davon, aus welchem Werkstoff die Litzenleitung 10 ist, welche der
Oberflächen 2a, b des Anschlussteils 2 auf die Litzenleitung 10 aufgelegt wird. Für die Litzenleitung 10 kommen insbesondere Kupferwerkstoffe oder Aluminiumwerkstoffe in Frage.
Fig. 2c zeigt das Aufschieben oder Aufsetzen einer Hülse 2, beispielsweise gemäß der Fig. lf auf ein stirnseitiges Ende eines Kabels 12, in dem die Litzenleitung 10 abisoliert ist. Gemäß Fig. 2d ist das Kabel 12 gespleißt, so dass die Hülse 2 zwischen zwei isolierten Bereichen des Kabels 12 frei liegt. Auf einen solchen Bereich wird nun die Hülse 2 aufgeschoben oder im Falle einer mehrteiligen Hülse aufgesetzt. Hierbei wird die Hülse mit einer der Oberflächen 2a, b auf die Litzenleitung 10 aufgelegt und
anschließend verpresst.
Nach dem Anlegen des Anschlussteils 2 an die Litzenleitung 10 wird dieses plastisch verformt und um die Litzenleitung gelegt. Ein Querschnitt einer solchen zumindest mechanisch gefügten Verbindung zwischen dem Anschlussteil 2 und der Litzenleitung 10 ist in der Fig. 3a gezeigt. Hierbei ist das Beschichtungsmaterial 6 auf der der Litzenleitung 10 zugewandten Seite des Anschlussteils 2 und das Trägermaterial 4 auf der der Litzenleitung 10 abgewandten Seite des Anschlussteils 2. Durch plastisches Verformen des Anschlussteils 2 entsteht eine formschlüssige Verbindung an dem Übergang zwischen dem Beschichtungsmaterial 6 und der Litzenleitung 10. Das Anschlussteil 2 ist in einem Stumpfstoß um die Litzenleitung 10 gelegt und eine Naht 14 ist gebildet.
Fig. 3b zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem beispielsweise das
Trägermaterial 4 auf der der Litzenleitung 10 zugewandten Seite des Anschlussteils 2 und das Beschichtungsmaterial 6 auf der der Litzenleitung 10 abgewandten Seite des Anschlussteils 2 angeordnet ist. Das Anschlussteil 2 ist beispielsweise um die Litzenleitung 10 gelegt worden und anschließend abgelängt worden. Die Naht 14 ist vorliegend beispielsweise als
Überlappstoß geformt. Fig. 4a zeigt das Fügen des Anschlussteils 2 an das Kabel 12. Fig. 4a zeigt beispielhaft zwei Pressbacken 16a, 16b, mit denen das Anschlussteil 2 auf das Kabel 12 plastisch verformend gefügt werden kann. Hierzu verfahren die Pressbacken 16a, b in Richtung des Anschlussteils 2 und verformen dieses dabei. Der Querschnitt I-I ist in der Fig. 4a rechts dargestellt. Wie zu erkennen, wird mit Hilfe der Pressbacken 16a, b
beispielsweise eine Kontur des Anschlussteils 2 vorgegeben. Im gezeigten Beispiel hat das Anschlussteil 2 nach dem Verpressen durch die Pressbacken 16a, b eine mehrkantige Außenkontur. Außerdem liegt das Anschlussteil 2 unmittelbar an der Litzenleitung 10 an. Ferner ist in der Fig. 4a zu erkennen, dass das Anschlussteil 2 auch im Bereich der Isolation des Kabels 12 an das Kabel 12 angepresst wird. Die Pressbacken 16a, b können so geformt sein, dass eine formschlüssige sowie bevorzugt auch gasdichte Verbindung zwischen dem Anschlussteil und der Isolation des Kabels 12 gebildet wird.
In der Fig. 4a ist auch die Naht 14 des Anschlussteils 2 zu erkennen. Die Naht 14 liegt im Bereich einer ebenen Oberfläche des Außenumfangs des Anschlussteils 2.
Insbesondere ist die Naht 14 im Bereich einer Schweißebene mit der das Anschlussteil 2 mit der Litzenleitung 10 verschweißt wird. Die Pressbacken 16a, b können auch als Ultraschallwerkzeuge, insbesondere als Amboss und Sonotrode gebildet sein und unmittelbar während des gemäß der Fig. 4a beschriebenen Verpressens ein
Verschweißen des Anschlussteils 2 mit der Litzenleitung 10 als auch entlang der Naht 14 ermöglichen. Fig. 4b zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem eine Sonotrode 18a und ein Amboss 18b in einer ähnlichen Art und Weise wie die Pressbacken 16a, b gemäß der Fig. 4a arbeiten. Die Kontur von Sonotrode 18a und Amboss 18b kann dabei ebenfalls derart sein, dass der Querschnitt entlang der Schnittebene I-I des Anschlussteils 2 nach dem Verformen kantig ist. Auch hier ist zu erkennen, dass die Naht 14 im Bereich einer ebenen Schweißfläche ist. Mit Hilfe der Sonotrode 18a und des Ambosses 18b ist es möglich, das Anschlussteil 2 zunächst formgebend um die Litzenleitung 10 zu legen und anschließend oder im gleichen Arbeitsschritt mit der Litzenleitung 10 zu verschweißen. Hierbei kann gleichzeitig ein Verschweißen entlang der Naht 14 erfolgen. Fig. 4c zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Hierbei können Pressbacken 16a, b oder Sonotrode 18a und Amboss 18b vorgesehen sein, um das Anschlussteil 2 auf die Litzenleitung 10 aufzupressen und gegebenenfalls gleichzeitig oder danach zu verschweißen. Durch die Pressbacken 16a, b erfolgt eine Formgebung entsprechend des Querschnittes entlang des Schnittes I-I wie in der Fig. 4c gezeigt. Auch hier werden wieder ebene Schweißflächen gebildet. Innerhalb einer dieser Schweißflächen kann die Naht 14 vorgesehen sein.
Fig. 4d zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Anschlussteil 2 an die Litzenleitung 10 und die Isolation des Kabels 12 angepresst wird. In dem Schnitt I-I ist dargestellt, dass der Außenumfang beispielsweise vierkantig sein kann und
insbesondere auch die Naht 14 als Überlappstoß gebildet sein kann.
Nach dem Fügen des Anschlussteils 2 an die Litzenleitung 10 formschlüssig als auch stoffschlüssig, insbesondere mittels Ultraschallschweißen oder
Widerstandsschweißen, und gegebenenfalls an die Isolation des Kabels 12
formschlüssig ist es möglich, Anschlussleitungen 20a, b auf die vorzugsweise ebenen Schweißflächen an dem Außenumfang des Anschlussteils 2 aufzulegen. Diese
Anschlussleitung 20a, 20b können mit ihren freigelegten Enden oder ihren
Litzenleitern stoffschlüssig mit einer Oberfläche 2a, b des Anschlussteils 2
verschweißt werden, wie in Fig. 5a gezeigt. Die Litzenleitung 10 ist vorzugsweise aus einem anderen Metallwerkstoff gebildet als die Anschlussleitungen 20a, b.
Dadurch, dass das Anschlussteil 2 aus einem Trägermaterial 4 und einem
Beschichtungsmaterial 6 gebildet ist, welche aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind, ergibt sich an dem Übergang zwischen der nach außen weisenden Oberfläche des Anschlussteils 2 zu der Anschlussleitung 20a, b eine geringere
Standardpotentialdifferenz, als eine unmittelbare Verbindung der Anschlussleitungen 20a, b an die Litzenleitung 10.
Fig. 5b zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Anschlussteil 2
hülsenförmig um ein stirnseitiges Ende eines Kabels 12 oder der Litzenleitung gelegt ist. Auch hier sind die Anschlussleitungen 20a, b vorzugsweise mittels einer
Sonotrode 18a und einem Amboss 18b mit der äußeren Oberfläche des Anschlussteils 2 verschweißt. Das Anschlussteil 2 hat auch hier wiederum eine erste Oberfläche, die der Litzenleitung 10 zugewandt ist und eine zweite Oberfläche, die den
Anschlussleitungen 20a, b zugewandt ist. Diese Oberflächen sind aus
unterschiedlichen Materialien, insbesondere einerseits dem Trägermaterial 4 und andererseits dem Beschichtungsmaterial 6.
Die größte Standardpotentialdifferenz ist vorzugsweise innerhalb des Anschlussteils 2 am Übergang zwischen dem Trägermaterial 4 und dem Beschichtungsmaterial 6 gebildet, wogegen die Potentialdifferenzen zwischen einerseits der Litzenleitung 10 und dem Träger 4 oder dem Beschichtungsmaterial 6 und andererseits dem Werkstoff der Litze der Anschlussleitung 20a, b und dem Werkstoff des Trägermaterials 4 oder des Beschichtungsmaterials 6 geringer sind.
Fig. 5c zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Litzenleitung 10 über das Anschlussteil 2 mit einer Flachleitung als Anschlussleitung 20c verbunden ist. Das Kabel der Anschlussleitung 20c ist dabei in einem Mittenbereich frei von seiner Isolation. In diesem freigelegten Bereich kann das Anschlussteil mit einer der Oberflächen 2a, b stoffschlüssig mit der Anschlussleitung 20c verbunden werden. Das Anschlussteil 2 umschließt die Litzenleitung 10 und ist mit dieser stoffschlüssig verbunden.
Entlang der Flachleitung 20c können zumindest zwei oder mehr freigelegte Bereiche vorgesehen sein. An diesen Bereichen können die Litzenleitungen 10 in den oben beschriebenen verschiedenen Konfigurationen stoffschlüssig verbunden sein. So kann eine erste Litzenleitung 10 gespieist sein und im Bereich des Spleißes kann das Anschlussteil 2 die Verbindung mit der Flachleitung herstellen, wie links gezeigt. Auch kann die Litzenleitung 10 stirnseitig z.B. mit einer Hülse als Anschlussteil 2 versehen sein und hierüber kann eine Verbindung mit der Flachleitung 20c hergestellt sein, wie rechts gezeigt.
Mit Hilfe des gezeigten Fügeverfahrens ist ein kontaktkorrosionssicheres Fügen mittels Ultraschallschweißen oder Widerstandsschweißen möglich. Leitungen aus unterschiedlichen Materialien können mit einem Bimetall-Anschlussteil in besonders einfacher Weise gefügt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Verbindung einer Anschlussleitung mit einer Litzenleitung, bei der
ein Anschlussteil eine erste metallische Oberfläche aus einem ersten
Metallwerkstoff und eine zweite metallische Oberfläche aus einem von dem ersten Metallwerkstoff verschiedenen zweiten Metallwerkstoff aufweist, die Litzenleitung aus einem Metallwerkstoff gebildet ist,
das Anschlussteil die Litzenleitung ummantelnd, mit der ersten metallischen Oberfläche an die Litzenleitung angrenzend, um die Litzenleitung gelegt ist, und das Anschlussteil mit der Litzenleitung zumindest formschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
dass das Anschlussteil mit der der Litzenleitung abgewandten, zweiten metallischen Oberfläche mit der Anschlussleitung stoffschlüssig verbunden ist.
Verbindung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Betrag der Standardpotenzialdifferenz zwischen dem ersten
Metallwerkstoff und dem zweiten Metallwerkstoff größer IV, vorzugsweise größer 1,5V ist, und insbesondere dass der Betrag der
Standardpotenzialdifferenz zwischen dem ersten Metall Werkstoff und dem zweiten Metallwerkstoff kleiner 2V ist.
Verbindung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass einer der Metallwerkstoffe ein positives Standardpotential gegenüber einer Normalwasserstoffelektrode hat und das der jeweils andere Metallwerkstoff ein negatives Standardpotential gegenüber einer Normalwasserstoffelektrode hat. Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Betrag der Standardpotenzialdifferenz zwischen dem Metallwerkstoff der Anschlussleitung und dem zweiten Metallwerkstoff kleiner 1,5 V,
vorzugsweise kleiner 1 V ist.
Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anschlussteil bimetallisch beschichtet ist oder dass das Anschlussteil bimetallisch walzplattiert ist oder dass das Anschlussteil als bimetallisches Blechteil gebildet ist.
Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anschlussteil aus einem metallischen Trägerwerkstoff und einem metallischen Beschichtungswerkstoff gebildet ist, wobei der Trägerwerkstoff den ersten Metallwerkstoff und der Beschichtungswerkstoff den zweiten
Metallwerkstoff bildet oder der Trägerwerkstoff den zweiten Metallwerkstoff und der Beschichtungswerkstoff den ersten Metallwerkstoff bildet.
Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass erste Metallwerkstoff Kupfer, eine Kupferlegierung, Aluminium, eine Aluminiumlegierung oder Edelstahl ist und/oder der zweite Metallwerkstoff Kupfer, eine Kupferlegierung, Aluminium, eine Aluminiumlegierung oder Nickel ist und/oder dass die Anschlussleitung aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist.
8. Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsquerschnitt der Litzenleitung größer 50mm2 ist, und
insbesondere dass Leitungsquerschnitt der Litzenleitung kleiner 200mm2 ist.
Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Litzenleitung eine Energieleitung in einem Kraftfahrzeug ist,
insbesondere eine Batterieleitung.
Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Litzenleiter in einem Kabel mit einer Isolation geführt ist und dass die Verbindung zwischen dem Litzenleiter und dem Anschlussteil im Bereich eines nicht isolierten, beidseitig von der Isolation umgebenden Bereichs des Kabels gebildet ist oder dass die Verbindung zwischen dem Litzenleiter und dem
Anschlussteil im Bereich eines abisolierten Endes des Kabels gebildet ist.
Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anschlussteil als abgelängter Streifen um die Litzenleitung gelegt ist oder dass das Anschlussteil von einem Endlosband um die Litzenleitung gelegt und anschließend abgelängt ist oder dass das Anschlussteil als ein- oder zweiteilige Hülse um die Litzenleitung gelegt ist.
Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anschlussteil um die Litzenleitung gecrimpt ist, insbesondere dass das Anschlussteil im Bereich einer Isolation einen zu dem Außenumfang der Isolation korrespondierenden Innenumfang hat, insbesondere dass das Anschlussteil gasdicht an der Isolation angeordnet ist und/oder dass das Anschlussteil im Bereich der Litzenleitung zumindest einen nach außen weisenden, flachen Oberflächenbereich aufweist, wobei in zumindest einem flachen
Oberflächenbereich insbesondere eine Naht des Anschlussteil angeordnet ist.
13. Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anschlussteil formschlüssig um den Litzenleiter gelegt ist und dass das Anschlussteil mit dem Litzenleiter verschweißt, insbesondere
ultraschallverschweißt oder widerstandsverschweißt ist.
Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anschlussteil einen mehrkantigen Außenumfang aufweist, wobei zumindest zwei Außenkanten als Schweißflächen für eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Anschlussteil und der Anschlussleitung gebildet sind.
Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anschlussleitung im Bereich der Fügestelle mit dem Anschlussteil parallel zu der Litzenleitung auf der Isolation des die Litzenleitung umfassenden Kabels angeordnet ist.
Verfahren zum Verbinden eines Anschlussteils mit einer Litzenleitung, bei dem das Anschlussteil mit einer ersten metallischen Oberfläche aus einem ersten Metallwerkstoff zumindest formschlüssig um die Litzenleitung gelegt wird, das Anschlussteil stoffschlüssig mit der Litzenleitung verschweißt wird und abschließend eine Anschlussleitung mit einer zweiten der ersten Oberfläche abgewandten metallischen Oberfläche aus einem zweiten Metallwerkstoff stoffschlüssig verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil und die Litzenleitung vor oder während dem stoffschlüssigen Verbinden plastisch verformt werden.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anschlussteil im Bereich eines Stumpfstoßes oder eines Überlappstoßes mit der Litzenleitung verschweißt wird.
19. Verfahren nach Anspruch einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anschlussteil mit dem Litzenleiter mittels Ultraschallschweißen oder Widerstandsschweißen stoffschlüssig verbunden werden.
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