WO2019175097A1 - Kabelanordnung und verfahren zur herstellung einer elektrischen und mechanischen verbindung - Google Patents

Kabelanordnung und verfahren zur herstellung einer elektrischen und mechanischen verbindung Download PDF

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cables
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electrical
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PCT/EP2019/056011
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Willem Blakborn
Maximilian Metzenleitner
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Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg
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    • H01R11/11—End pieces or tapping pieces for wires, supported by the wire and for facilitating electrical connection to some other wire, terminal or conductive member
    • H01R11/32—End pieces with two or more terminations

Definitions

  • the invention relates to a cable assembly comprising at least three electric Ka bel, according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a method for producing an electrical and mechanical connection between at least three electrical cables of a cable arrangement, according to the preamble of claim 11.
  • the invention also relates to a vehicle.
  • the present invention has for its object to further improve the known Lucasanordnun gene of the prior art, in particular to reduce the cost of the cable connection.
  • the present invention is also based on the object, an improved procedural ren for producing an electrical and mechanical connection between remplis least three electrical cables to provide.
  • the cable assembly according to the invention comprises at least three electrical cables having electrical conductors which are electrically and mechanically connected to each other, wherein the electrical conductors are each freed at a contact point of an insulating material and plate-shaped.
  • one of the cables is designed as a carrier cable and the electrical conductor of the carrier cable is formed at the contact point as a support plate for connecting the contact points of the other electrical conductors, wherein a plurality of contact points of the further electrical conductors side by side on a top surface of the support plate are attached ,
  • the cable arrangement may include any number of electrical cables, in particular four cables, five cables, six cables, seven cables, eight cables, nine cables, ten cables or more cables.
  • the electrical conductor of the carrier cable is formed at the contact point as a support plate for connecting the contact points of the further electrical conductors
  • the electrical conductors can be closed particularly simply and reliably without the need for an additional carrier plate.
  • Verwen tion of the electrical conductor of the carrier cable as a carrier plate ensures that the carrier plate is suitably electrically conductive.
  • the electrical conductor of the carrier cable can be brought with known measures in the region of its contact point, which forms the carrier plate in a plate-shaped, preferably flat shape with an almost arbitrary structure, which is suitable for a cal electrical and mechanical contacting advantageous surface ready make, where then the contact points of the electrical conductors of the other cables can be attached.
  • the surface at which a plurality of contact points of the further electrical conductors are arranged next to one another it may be in particular a top plate of the Trä.
  • the carrier plate is formed such that these two main surfaces, Namely Lich preferably has an upper side and a lower side.
  • the support plate is flat, so that the peripheral side edges have a comparatively low height.
  • the support plate formed by the support plate is designed such that multiple contact points of the other electrical Lei ter side by side can be arranged.
  • the support plate is formed such that at least two further electrical conductors with their contact points can be fastened next to one another on the surface of the support plate.
  • the contact points of two electrical shear conductor are first connected to each other, in particular such that they lie on top of each other or a packet is formed such that the contact points are stacked on each other.
  • the two contact points of the other electrical conductors kon taktiert preferably flat. It can be provided that the still exposed side of a contact point of one of the two other electrical conductors is mounted on the surface of the carrier plate.
  • the carrier plate is formed from the or one of the electrical conductors of the carrier cable.
  • the electrical conductor can be suitably suitable for this purpose, for. B. be formed plate-shaped.
  • the insulating material may preferably be a cable sheath, a dielectric, an insulating material of a single electrical conductor or any other insulator surrounding at least one electrical conductor.
  • the cables of the cable arrangement can also have more than one electrical conductor.
  • a cable may comprise two or even more electrical conductors.
  • the invention is particularly suitable for cables which have only one electrical conductor.
  • the invention is particularly suitable if the electrical conductor is a stranded wire. Strands are composed in a known manner from several, in particular a bundle of individual wires together.
  • the invention is illustrated in more detail below with reference to an embodiment in which the cables each have only one electrical conductor, in particular a stranded wire.
  • the invention is not limited to such a configuration.
  • the following description is to be understood such that the cables may also have more than one electrical ladder.
  • the electrical conductor of the respective cable at the contact point is partially or completely stripped.
  • an insulating material and also an electrical shield for example a cable screen braid or a cable foil, are removed so that the at least one electrical conductor is immediately accessible for the connection.
  • a separate carrier plate for example, a separate Ver binding plates or welding platelets, on which the electrical conductors are attached, omitted. This eliminates the need for an additional component on the one hand a simplified installation and reduces the other material costs. He inventive cable assembly can be made lighter and more compact at contact points.
  • the cable assembly according to the invention is thus particularly economical, in particular special with a view to mass production.
  • a massive busbar intermediate piece can be omitted.
  • connection point can also be referred to as "connection point", "power distributor” or “power distribution node” net.
  • connection point When using three electrical cables, d. H. a cable and two other electrical cables, which are interconnected according to the invention, the cable connection can also be referred to as ⁇ -distributor ".
  • At least two of the electrical conductors are mounted side by side and in a plane on the surface of the support plate.
  • contact points of the further electrical conductors are attached un indirectly on the surface of the support plate and / or if two or more contact points of the further electrical conductors are connected together and secured together on the surface of the support plate.
  • more than one Oberflä surface of the support plate for fastening or connection of the electrical conductor verwen is used.
  • one or more electrical conductors can be fastened on an upper side of the carrier plate and one or more electrical conductors on an underside of the carrier plate remote from the upper side.
  • the contact surfaces of the electrical conductors are connected to one another and / or contact surfaces of the electrical conductors to the carrier plate in a material-locking and / or force-locking manner.
  • the contact surfaces of the electrical conductors with each other and / or the contact surfaces of the electrical conductors to the carrier plate insoluble, preferably by a crimp connection, a Lötver bond and / or a welded joint are connected.
  • an insoluble compound is understood in particular to mean that the compound can not be separated non-destructively.
  • the contact point also referred to below as a power distribution node, particularly robust against mechanical and thermal stress.
  • a welded joint is provided.
  • An electrical conductor or a cable core can also be a single wire, a foil or a braid.
  • the invention is not limited to use with a particular type of electrical conductor.
  • a stranded wire with a plurality of individual wires may be particularly suitable for the determination of the support plate and / or for attaching the cables.
  • it can be provided, in particular, that the at least one electrical conductor is accessible at a cable end for the connection, ie that the contact point is formed at one end of the cable.
  • all the electrical cables of the cable arrangement to be connected are connected to one another in the region of their cable ends.
  • one or more of the electrical cables to be connected via a tel Scheme with the other cables is or will be.
  • the at least one electrical conductor can then be accessible in the middle region of the cable having it for the connection, for example be stripped off in the manner of a window.
  • At least one of the electrical conductors for the mechanical connection is preformed and / or compacted in order to preferably form a flat contact point.
  • a flat contact point is to be understood in particular that the electrical conductor for the mechanical connection with a surface of the support plate or with a flat contact point of another conductor on at least one side, a flat, preferably flat contact surface is formed.
  • the connection between the surface of the carrier plate and / or a contact point of a further electrical conductor is as large as possible and preferably with low electrical resistance.
  • an electrical conductor which is designed as a strand with a plurality of individual wires.
  • all strands are compacted plate-shaped at the contact points or pa ketiert.
  • the strand of the carrier cable is welded, preferably press welded, resistance welded or fusion welded to form the carrier plate.
  • Such a configuration has been found to be particularly suitable to form the carrier plate such that it allows a suitable surface for connecting further electrical conductors via their contact points.
  • any geometric shapes of the support plate of the Suka be provided bels. It can also be provided that the carrier plate initially kinks with respect to the carrier cable longitudinal axis, in particular kinkellCodesachse orthogonal to the carrier kinkelleksachse.
  • the support plate may also be round and / or oval.
  • a geometry of the carrier plate can be selected in order to fix the carrier plate suitable to a surrounding structure. This may be advantageous for example 90 Q angle for a preferably positive fastening to a structure to give advantageous.
  • the support plate is preferably formed plate-shaped at the end of the carrier cable by a corresponding de reshaping of the strands of the carrier cable.
  • the support plate has starting from the beginning of the support plate, ie the region of Trä geriquess that is not reshaped up to the end of the support plate on an elongated shape.
  • the main axis of the carrier plate is referred to as a longitudinal axis. It may be provided that the support plate preferably at the beginning, ie at the point where the strands of the carrier cable are not formed angled or draw kinked, so that the longitudinal axis of the support plate is not parallel to the longitudinal axis of the carrier cable but at an angle thereto.
  • the contact points of the further electrical rule's cables are preferably mounted on the surface of the carrier plate such that the longitudinal axes of the contact points of the further electrical conductors are orthogonal to the longitudinal axis of the carrier plate.
  • a housing preferably an insulating housing may also be provided, in which the carrier plate is at least partially taken up.
  • an insulating housing may also be an electrically conductive housing which shields the power distribution node or the support plate optionally electromagnetic table.
  • a combination of insulating housing and electrically conductive housing or a partially electrically conductive housing is possible.
  • a housing in particular an insulating housing, may also be advantageous before to secure the power distribution node or the support plate to a surrounding the structure, such as the body of a vehicle.
  • the Ka bel vehicles for use in high-voltage technology in particular for use for electric vehicles, are formed.
  • the invention is suitable for any applications within the ge entire electrical engineering, if a power distribution node for a data and / or energy transfer is required.
  • the invention also relates to a method for producing an electrical and mechanical African connection between at least three electrical cables whose electrical conductors are each formed by a strand, after which the cables are first freed in an intended for the connection pad of an insulating material and compacted plate-shaped.
  • a cable is formed as a carrier cable, including the strand of the carrier cable so plate-shaped is compacted that it can be used as a support plate for connecting the strands of the other cables, after which a plurality of strands of the other cables are mounted side by side on a surface of the carrier plate thus formed.
  • the inventor has recognized that the strands of the carrier cable in a simple manner compact plate-like manner or can be packaged that can form a carrier plate, which is then used to connect the strands of other cables.
  • the surface of the support plate can be designed such that several Lit zen the other cables can be attached side by side.
  • the strands may be at a distance from each other.
  • the strands are attached only on one side of the support plate, for example on the top.
  • the support plate is preferably fixed on an insulating part or the like who the. In principle, it is of course also possible to fix strands both at the top and at the bottom of the carrier plate.
  • the strands In the context of the method according to the invention can be provided that only a portion of the strands is mounted side by side on a surface of the support plate. Another part of the strands can first be attached to each other, in particular the way that the contact points of two or more strands connected to each other and then or at the same time the contact point of one of the strands is fixed to the surface of the support plate.
  • the strand of the carrier cable is formed by pressure welding, friction welding and / or ultrasonic compression, so that a carrier plate is formed.
  • the strand of the carrier cable is preferably compacted over a large area or packaged, preferably to produce a massive, busbar-like region.
  • the support plate of the carrier cable depending on the departure directions of the cable and, where appropriate, existing fixation points for mounting on a surrounding structure, such as an insulating or insulating housing or a body part of a vehicle, take defined forms.
  • the strands are electrically and mechanically connected to the carrier plate by fusion welding and / or pressure welding, preferably resistance welding.
  • connection techniques are conceivable, in particular stoffschlüs sige and / or non-positive connections.
  • the connec tion is made by contact welding or resistance welding.
  • all Lit are to be connected zen in a joint operation electrically and mechanically connected, preferably by resistance welding.
  • the invention can thus be used to weld several cables or their strands at once.
  • the invention is particularly suitable for use in motor vehicles, especially electric cars.
  • the invention relates to the use of a Jardinan order described above for implementing a power distribution node in a vehicle, in particular for high-voltage technology.
  • the invention is suitable for cable connections within the entire electrical engineering.
  • the invention can be used within a so-called HV splitter or power splitter for a reliable and simple connec tion in high-voltage vehicle electrical systems of vehicles particularly advantageous.
  • An undesired release of the compound, in particular under current application, can prevent the who.
  • a space-saving installation is possible.
  • Figure 1 shows a cable assembly with a separate carrier plate according to the prior art
  • Figure 2 shows the cable assembly according to the invention according to a first embodiment form with a carrier cable and three other cables, two of the Ka bel are arranged stacked;
  • Figure 3 shows the cable assembly of the invention of Figure 2 in an exploded view or in an unmounted state;
  • Figure 4 shows the cable assembly according to the invention according to a second Ausry tion form within a housing, wherein all cables are attached directly to the support plate;
  • Figure 5 shows the cable assembly according to the invention according to a third embodiment form with tight packing density, wherein one of the cable is secured richly with a Mittelbe on the support plate;
  • Figure 6 shows the cable assembly according to the invention according to a fourth embodiment form with a straight support plate and different Abgangsrich lines of the cable;
  • FIG. 7 shows a carrier cable with an L-shaped carrier plate
  • FIG. 8 shows a carrier cable with a U-shaped carrier plate
  • FIG. 9 shows a carrier cable with a T-shaped carrier plate.
  • Figure 1 shows a cable connection or ei nen power distribution node 1 of a cable assembly 2 according to the prior art.
  • the cable assembly 2 comprises four electrical cables 3, which are electrically and mechanically connected by means of a separate carrier plate 4.
  • the electrical conductor 5 of the respective cable 3 in the region of the carrier plate 4 is freed from an insulating material 6 and is directly accessible for the connection.
  • the cable assembly 2 according to the invention according to FIGS. 2 to 6 does not have a separate carrier plate 4.
  • Figures 2 and 3 show a first embodiment of the invention.
  • Figure 2 shows there in an assembled state of the cable assembly 2, wherein the electrical and mechanical African connection of the cable 3 already made or the power distribution node 1 is formed, whereas
  • FIG. 3 shows an exploded view or an unassembled state.
  • one of the cables is designed as a carrier cable 7, wherein the electrical conductor 5 of the carrier cable 7 forms the carrier plate 4.
  • the carrier cable 7 may, apart from the carrier plate 4, be constructed identical to the cables 3.
  • the electrical cables 3 and the carrier cable 7 are formed in the embodiments for simplicity as a single-core cable 3, 7. However, this is not meant to be limiting. Basically, one, several or all of the electrical cables 3, 7 may be formed as a multi-core cable 3, 7, for example, two, three, four, five, six or more wires or electrical conductors 5 have. However, single-core cables 3, 7 may be particularly suitable for use in high-voltage technology, in particular if they have a correspondingly large cross-section.
  • the electrical conductors of the electrical cables 3, 7 are formed in the embodiments consistently as strands 5 with a plurality of individual wires. In principle, however, it can also be provided that an electrical conductor 5 consists of a single wire or one or more other conductive materials. However, the use of a stranded wire 5 with a plurality of individual wires has been found to be particularly suitable for enabling the mechanical connection of the cables 3, 7, which will be described in greater detail below, with one another.
  • the strands 5 of two cables 3 are attached immediacy bar on a surface 8 of the support plate 4.
  • Another strand 5 of the remaining blei, fourth electrical cable 3, however, is connected to the strand 5 of the other cable 3.
  • the two cables 3 form a stack. It may therefore also be ensured that the cables 3 are electrically and mechanically ver connected by means of the support plate 4, wherein not all strands 5 of the electrical cable 3 are connected directly to the carrier plate 4 Trä.
  • the strands 5 of the electrical cable 3 may also be connected to each other underei.
  • a plurality of strands 5, preferably at least two strands 5 side by side on the surface 8 of Support plate 4 are attached.
  • a surface formed as an upper surface 8 of the support plate side by side in a plane optionally spaced from each other, arranged.
  • all the strands 5 are arranged in a plane next to each other.
  • sta pel a portion of the strands as shown in Figures 2 and 3 with reference to two strands 5.
  • the decision as to how to design the power distribution node 1 can be made by the person skilled in the art depending on the geometric requirements.
  • the mechanical connection of the strands 5 with one another and / or the strands 5 with the carrier plate 4 can be formed as a material fit and / or force fit.
  • the mechanical connection of the strands 5 with each other and / or the strands 5 with the support plate 4 is designed insoluble.
  • the mechanical connection can be designed, for example, as crimp connection, solder connection and / or welded connection.
  • the strands 5 can be connected electrically and mechanically by means of the carrier plate 4 by fusion welding and / or pressure welding, preferably resistance welding. Particularly preferably, all the strands 5 to be connected can be connected electrically and mechanically in a common work operation.
  • the strands 5 are preformed and / or compacted for the mechanical connection in order to form a flat contact point 9 (cf., in particular, FIG. 3).
  • This can be done, for example, by pressure welding, friction welding and / or ultrasonic compression.
  • a so-called “ Kompaktie tion” or “packaging” can be made particularly advantageous if the electrical conductors 5 are formed as strands with several individual wires.
  • the A zeldrähte can then be formed by a corresponding welding technology or otherwise manner cohesively and / or non-positively to the flat contact point 9 ge and / or pressed.
  • the carrier plate 4 of the carrier cable 7 may have any geometry.
  • the angle a can be arbitrary.
  • An inventive method for producing an electrical and mechanical's connection of the cable assembly 2 can therefore provide that the strands 5 of the cable 3, 7 first stripped or from the insulating material 6, z.
  • the strand 5 of the carrier cable 7 can be edited so who the that this forms a support plate 4, wherein the strands 5 of the other cables 3 are then connected to each other by means of the support plate 4.
  • FIG. 4 shows another embodiment, which is basically similar to the embodiment of Figures 2 and 3, but now all the strands 5 of the other cables 3 are connected immedi applicable to the carrier plate 4 T rage. Furthermore, FIG. 4 indicates a housing 10 in which or on which the carrier plate 4 or the cable connection or the power distribution node 1 is received.
  • the housing 10 has fastening means 1 1 for Be fastening a surrounding structure, in this case comprising two webs with respec gene bores for receiving, for example, a screw.
  • the power distribution node 1 for example, be attached to a body part 12 of a vehicle.
  • the housing 10 may be any housing 10, for example an insulating housing or an electrically conductive housing for electromagnetic shielding of the power distribution node 1 act.
  • FIG. 5 An embodiment similar to the embodiment of FIG. 4 is shown in FIG. 5.
  • the packing density of the cable connection on the carrier plate 4 is increased by fixing the rows 5 of the cables 3 adjacent to one another on the carrier plate 4.
  • the embodiment of Figure 5 demonstrates that the strands 5 are not necessarily on a cable end for the connection must be accessible.
  • the strand 5 is stripped at the cable 3 furthest away from the carrier cable 7 in FIG. 5 in a middle region 13 of the cable 3, in the manner of a window, in order to make the strand 5 accessible for the connection.
  • the electrical cables 3 are recently connected to each other in the region of their cable ends, as shown in the other Ausry tion examples.
  • FIG. 6 A different from the previous geometry of the support plate 4 support plate is exemplified in Figure 6.
  • the support plate 4 extends in relation to the carrier cable longitudinal axis A straight.
  • the electrical cables 3 to be connected by means of the carrier plate 4 run in different outgoing directions.
  • the geometry of the carrier plate 4 can be basically arbitrary, depending on the requirements of the cable assembly 2.
  • a positive fixation of the carrier cable 4 in a surrounding housing 10 in an angled support plate 4 can be easily realized.
  • FIGS. 7 to 9 serve to illustrate further purely exemplary geometries of the carrier plate 4.
  • FIG. 7 shows an L-shaped carrier plate 4,
  • FIG. 8 a U-shaped carrier plate 4 and
  • FIG. 9 a T-shaped carrier plate 4
  • the carrier plate 4 is angled "up" or "down” with respect to the carrier cable longitudinal axis A and the views shown in the figures, preferably orthogonal to the carrier cable longitudinal axis A.
  • the cable assembly 2 according to the invention can advantageously be arranged in a vehicle in particular special in an electric vehicle, and in particular be connected to a body part 12 of the vehicle.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kabelanordnung (2), umfassend wenigstens drei elektrische Kabel (3, 7), die elektrische Leiter (5) aufweisen, welche elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Die elektrischen Leiter (5) sind jeweils in einer Kontaktstelle (9) von einem Isolationsmaterial (6) befreit und plattenförmig geformt. Eines der Kabel (3, 7) ist als Trägerkabel (7) ausgestaltet und der elektrische Leiter (5) des Trägerkabels (7) ist an der Kontaktstelle (9) als Trägerplatte (4) zur Anbindung der Kontaktstellen (9) der weiteren elektrischen Leiter (5) ausgebildet. Mehrere Kontaktstellen (9) der weiteren elektrischen Leiter (5) sind nebeneinander an einer Oberfläche (8) der Trägerplatte (4) befestigt.

Description

Kabelanordnung und Verfahren
zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung
Die Erfindung betrifft eine Kabelanordnung, umfassend wenigstens drei elektrische Ka bel, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen und mecha nischen Verbindung zwischen wenigstens drei elektrischen Kabeln einer Kabelanord nung, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 1.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeug.
Zur elektrischen Verbindung elektrischer Kabel miteinander werden in der Elektrotech nik bekanntermaßen zumeist elektrische Steckverbinder eingesetzt.
Die Verwendung elektrischer Steckverbinder ist in der Praxis allerdings nicht immer möglich bzw. teilweise ungeeignet. Beispielsweise werden an Steckverbinder für die Automobilindustrie, insbesondere zur Verbindung elektrischer Hochvoltkabel, hohe An forderungen hinsichtlich deren Robustheit und der Sicherheit der Steckverbindung ge stellt. Die Steckverbinder müssen hohen Belastungen, beispielsweise mechanischen Belastungen oder thermischen Belastungen, standhalten sowie definiert geschlossen bleiben, so dass die elektrische Verbindung nicht unbeabsichtigt getrennt wird. Um den Anforderungen gerecht zu werden fallen derartige Steckverbinder anwendungsbedingt mitunter entsprechend groß und schwer aus, ferner kann der Herstellungs- und Monta geaufwand vergleichsweise hoch sein. Dies gilt insbesondere, wenn mehr als zwei elektrische Kabel miteinander verbunden werden sollen.
Um den Einsatz komplexer und teurer Steckverbinder zu vermeiden sind insbesondere für den Einsatz in der Hochvolt-Sparte der Automobilindustrie Kabelverbindungen be kanntgeworden, bei denen die elektrischen Leiter mehrerer Kabel unlösbar über eine elektrisch leitfähigen Trägerplatte elektrisch und mechanisch verbunden werden. Die zu verbindenden elektrischen Leiter werden hierzu auf die Trägerplatte aufgeschweißt. Derartige Trägerplatten sind zumeist aus Kupfer gebildet und daher entsprechend teu- er. Im Hochvoltbereich wird üblicherweise ein massives Stromschienenzwischenstück eingesetzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Kabelanordnun gen des Standes der Technik weiter zu verbessern, insbesondere die Kosten für die Kabelverbindung zu reduzieren.
Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfah ren zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen wenigs tens drei elektrischen Kabeln bereitzustellen.
Die Aufgabe wird für die Kabelanordnung durch Anspruch 1 und für das Verfahren durch Anspruch 1 1 gelöst.
Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Kabelanordnung umfasst wenigstens drei elektrische Kabel, die elektrische Leiter aufweisen, welche elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind, wobei die elektrischen Leiter jeweils an einer Kontaktstelle von einem Isolations material befreit und plattenförmig geformt sind.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eines der Kabel als Trägerkabel ausgestaltet ist und der elektrische Leiter des Trägerkabels an der Kontaktstelle als Trägerplatte zur Anbindung der Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter ausgebildet ist, wobei mehrere Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter nebeneinander an einer Ober fläche der Trägerplatte befestigt sind.
Grundsätzlich kann die Kabelanordnung eine beliebige Anzahl elektrischer Kabel um fassen, insbesondere auch vier Kabel, fünf Kabel, sechs Kabel, sieben Kabel, acht Ka bel, neun Kabel, zehn Kabel oder mehr Kabel.
Dadurch, dass der elektrische Leiter des Trägerkabels an der Kontaktstelle als Träger platte zur Anbindung der Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter ausgebildet ist, lassen sich die elektrischen Leiter besonders einfach und zuverlässig zusammen schließen, ohne dass eine zusätzliche Trägerplatte notwendig wäre. Durch die Verwen dung des elektrischen Leiters des Trägerkabels als Trägerplatte ist sichergestellt, dass die Trägerplatte in geeigneter Weise elektrisch leitfähig ist. Der elektrische Leiter des Trägerkabels kann dabei mit bekannten Maßnahmen im Bereich seiner Kontaktstelle, welche die Trägerplatte ausbildet, in eine plattenförmige, vorzugsweise flache Form mit einer nahezu beliebigen Struktur gebracht werden, die geeignet ist eine für eine elektri sche und mechanische Kontaktierung vorteilhafte Oberfläche bereit zu stellen, an der dann die Kontaktstellen der elektrischen Leiter der weiteren Kabel befestigt werden können.
Bei der Oberfläche, an der mehrere Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter ne beneinander angeordnet sind, kann es sich insbesondere um eine Oberseite der Trä gerplatte handeln.
Vorzugsweise ist die Trägerplatte derart gebildet, dass diese zwei Hauptflächen, näm lich vorzugsweise eine Oberseite und eine Unterseite aufweist. Vorzugsweise ist die Trägerplatte flach ausgebildet, so dass die umlaufenden Seitenkanten eine vergleichs weise geringe Höhe aufweisen.
Es hat sich herausgestellt, dass sich eine besonders geeignete Verbindung zwischen der durch das Trägerkabel gebildeten Trägerplatte und den Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leitern ergibt, wenn die Oberfläche, insbesondere die Oberseite der Trä gerplatte derart gestaltet ist, dass mehrere Kontaktstellen der weiteren elektrischen Lei ter nebeneinander angeordnet werden können. Vorzugsweise ist die Trägerplatte derart ausgebildet, dass zumindest zwei weitere elektrische Leiter mit deren Kontaktstellen nebeneinander auf der Oberfläche der Trägerplatte befestigt werden können.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, dass die Kontaktstellen zweier elektri scher Leiter zunächst miteinander verbunden werden, insbesondere derart, dass diese aufeinanderliegen bzw. das ein Paket gebildet wird derart, dass die Kontaktstellen auf einander gestapelt sind. Die beiden Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter kon taktieren sich dabei vorzugsweise flächig. Dabei kann vorgesehen sein, dass die noch freiliegende Seite einer Kontaktstelle eines der beiden weiteren elektrischen Leiter auf der Oberfläche der Trägerplatte befestigt wird.
Vorzugsweise sind nebeneinander in einer Ebene auf der Oberfläche der Trägerplatte mehrere Kontaktstellen einer entsprechenden Anzahl weiterer elektrischer Leiter befes tigt.
Die Trägerplatte ist aus dem oder einem der elektrischen Leiter des Trägerkabels aus gebildet. Der elektrische Leiter kann hierzu entsprechend geeignet, z. B. plattenförmig umgeformt sein.
Bei dem Isolationsmaterial kann es sich vorzugsweise um einen Kabelmantel, ein Die lektrikum, einen Isolationsmaterial eines einzelnen elektrischen Leiters oder um einen sonstigen Isolator handeln, der wenigstens einen elektrischen Leiter umgibt.
Grundsätzlich können die Kabel der Kabelanordnung auch mehr als einen elektrischen Leiter aufweisen. Beispielsweise kann ein Kabel zwei oder auch noch mehr elektrische Leiter umfassen. Die Erfindung eignet sich jedoch in besonderer Weise für Kabel die nur einen elektrischen Leiter aufweisen. Die Erfindung eignet sich in ganz besonderer Weise wenn es sich bei dem elektrischen Leiter um eine Litze handelt. Litzen setzen sich in bekannter Weise aus mehreren, insbesondere einem Bündel von Einzeldrähten zusammen.
Die Erfindung wird nachfolgend näher dargestellt anhand einer Ausgestaltung, bei der die Kabel jeweils nur einen elektrischen Leiter, insbesondere eine Litze, aufweisen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Ausgestaltung beschränkt. Die nachfolgen de Darstellung ist derart zu verstehen, dass die Kabel auch mehr als nur eine elektri sche Leiter aufweisen können.
Vorzugsweise ist der elektrische Leiter des jeweiligen Kabels an der Kontaktstelle teil weise oder vollständig abisoliert. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass ne ben einem Isolationsmaterial auch eine elektrische Schirmung, zum Beispiel ein Kabel schirmgeflecht oder eine Kabelfolie entfernt ist, damit der wenigstens eine elektrische Leiter für die Verbindung unmittelbar zugängig ist. Dadurch, dass der elektrische Leiter des Trägerkabels an der Kontaktstelle als Träger platte ausbildet ist, kann eine separate Trägerplatte, beispielsweise ein separates Ver bindungsplättchen bzw. Schweißplättchen, auf dem die elektrischen Leiter befestigt werden, entfallen. Dies ermöglicht durch den Entfall eines zusätzlichen Bauteils zum einen eine vereinfachte Montage und reduziert zum anderen die Materialkosten. Die er findungsgemäße Kabelanordnung kann leichter und an Kontaktstellen auch kompakter ausgestaltet sein.
Die erfindungsgemäße Kabelanordnung ist damit auch besonders wirtschaftlich, insbe sondere im Hinblick auf eine Massenfertigung.
Insbesondere für einen Einsatz im Hochvoltbereich für die Automobilindustrie kann ein massives Stromschienenzwischenstück entfallen.
Die Verbindung bzw. Kabelverbindung der erfindungsgemäßen Kabelanordnung kann auch als "Verbindungspunkt", "Stromverteiler" oder "Stromverteilungsknoten" bezeich net werden. Bei Verwendung von drei elektrischen Kabeln, d. h. einem Trägerkabel und zwei weiteren elektrischen Kabeln, die erfindungsgemäß miteinander verbunden sind, kann die Kabelverbindung auch als Ύ-Verteiler" bezeichnet werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei der elektrischen Leiter nebeneinander und in einer Ebene auf der Oberfläche der Träger platte befestigt sind.
Von Vorteil kann es sein, wenn die Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter un mittelbar auf der Oberfläche der Trägerplatte befestigt sind und/oder wenn zwei oder mehrere Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter miteinander verbunden und gemeinsam auf der Oberfläche der Trägerplatte befestigt sind.
Weitere elektrische Leiter weiterer elektrischer Kabel können auch auf einem auf der Oberfläche der Trägerplatte befestigten elektrischen Leiter, insbesondere einer freilie genden Fläche dessen Kontaktstelle angebracht werden. Eine Auswahl, welche elektri sche Leiter unmittelbar miteinander und welche elektrische Leiter unmittelbar mit der Trägerplatte verbunden werden, kann der Fachmann im Hinblick auf die geometrischen Randbedingungen der Kabelanordnung treffen. Vorzugsweise kann allerdings vorgese hen sein, dass ein Großteil der elektrischen Leiter unmittelbar auf der Trägerplatte be festigt wird. Es kann vorgesehen sein, dass alle elektrischen Leiter der miteinander zu verbindenden elektrischen Kabel unmittelbar auf der Trägerplatte befestigt sind.
Es kann im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen sein, dass mehr als eine Oberflä che der Trägerplatte zur Befestigung bzw. Verbindung der elektrischen Leiter verwen det wird. Beispielsweise kann eine oder können mehrere elektrische Leiter auf einer Oberseite der Trägerplatte und einer oder mehrere elektrische Leiter auf einer von der Oberseite abgewandten Unterseite der Trägerplatte befestigt sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kontaktflächen der elektrischen Leiter miteinander und/oder Kontaktflächen der elektrischen Leiter mit der Trägerplatte stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden sind.
In einer Weiterbildung kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Kontaktflächen der elektrischen Leiter miteinander und/oder die Kontaktflächen der elektrischen Leiter mit der Trägerplatte unlösbar, vorzugsweise durch eine Crimpverbindung, eine Lötver bindung und/oder eine Schweißverbindung verbunden sind.
Unter einer unlösbaren Verbindung ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass die Verbindung sich nicht zerstörungsfrei trennen lässt. Hierdurch ist die Kontaktstelle, nachfolgend auch als Stromverteilungsknoten bezeichnet, besonders robust gegenüber mechanischer und thermischer Belastung. Vorzugsweise ist eine Schweißverbindung vorgesehen.
Bei einem elektrischen Leiter bzw. bei einer Kabelader kann es sich auch um einen einzelnen Draht, eine Folie oder ein Geflecht handeln. Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung mit einer bestimmten Art eines elektrischen Leiters beschränkt zu verste hen. Insbesondere eine Litze mit mehreren Einzeldrähten kann sich jedoch zur For mung der Trägerplatte und/oder zur Befestigung der Kabel besonders eignen. In einer Weiterbildung kann insbesondere vorgesehen sein, dass der wenigstens eine elektrische Leiter an einem Kabelende für die Verbindung zugänglich ist, d. h. dass die Kontaktstelle an einem Ende des Kabels ausgebildet ist.
Vorzugsweise werden alle zu verbindenden elektrischen Kabel der Kabelanordnung im Bereich ihrer Kabelenden miteinander verbunden. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass eines oder mehrere der zu verbindenden elektrischen Kabel über einen Mit telbereich mit den weiteren Kabeln verbunden wird bzw. werden. Der wenigstens eine elektrische Leiter kann dann in dem Mittelbereich des ihn aufweisenden Kabels für die Verbindung zugänglich sein, beispielsweise fensterförmig abisoliert sein.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass wenigstens einer der elektrischen Leiter für die mechanische Verbindung vorgeformt und/oder kompaktiert ist, um vor zugsweise eine flächige Kontaktstelle auszubilden.
Unter einer flächigen Kontaktstelle ist insbesondere zu verstehen, dass der elektrische Leiter für die mechanische Verbindung mit einer Oberfläche der Trägerplatte oder mit einer flächigen Kontaktstelle eines weiteren Leiters an zumindest einer Seite eine fla che, vorzugsweise ebene Kontaktfläche ausbildet. Dabei kann insbesondere vorgese hen sein, dass die Verbindung zwischen der Oberfläche der Trägerplatte und/oder einer Kontaktstelle eines weiteren elektrischen Leiters möglichst großflächig und vorzugswei se mit geringem elektrischem Widerstand erfolgt.
Für eine Kompaktierung bzw. Paketierung der Kontaktstellen eignet sich insbesondere ein elektrischer Leiter, der als Litze mit mehreren Einzeldrähten ausgebildet ist.
Vorzugsweise sind alle Litzen an den Kontaktstellen plattenförmig kompaktiert bzw. pa ketiert.
Von Vorteil ist es, wenn die Litze des Trägerkabels geschweißt, vorzugsweise pressge schweißt, widerstandsgeschweißt oder schmelzgeschweißt ist um die Trägerplatte aus zubilden. Eine derartige Ausgestaltung hat sich als besonders geeignet herausgestellt, um die Trägerplatte derart auszubilden, dass diese eine geeignete Oberfläche zur Anbindung weiterer elektrischer Leiter über deren Kontaktstellen ermöglicht.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass sich die Trägerplatte des Trägerka bels in einer Draufsicht in Bezug auf die Trägerkabellängsachse geradlinig, rechtwink lig, U-förmig und/oder T-förmig erstreckt.
Grundsätzlich können beliebige geometrische Formen der Trägerplatte des Trägerka bels vorgesehen sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Trägerplatte in Bezug auf die Trägerkabellängsachse zunächst abknickt, insbesondere orthogonal zur Träger kabellängsachse abknickt. Die Trägerplatte kann auch rund und/oder oval ausgebildet sein.
Vorzugsweise kann eine Geometrie der Trägerplatte gewählt werden, um die Träger platte an einer umgebenden Struktur geeignet fixieren zu können. Hierfür können bei spielsweise 90Q Winkel für eine vorzugsweise formschlüssige Befestigung an einer um gebenden Struktur vorteilhaft sein.
Die Trägerplatte ist vorzugsweise am Ende des Trägerkabels durch eine entsprechen de Umformung der Litzen des Trägerkabels plattenförmig ausgebildet. Die Trägerplatte weist dabei ausgehend von dem Anfang der Trägerplatte, d. h. dem Bereich des Trä gerkabels, das nicht umgeformt ist bis zu dem Ende der Trägerplatte eine längliche Form auf. Die Hauptachse der Trägerplatte wird dabei als Längsachse bezeichnet. Es kann vorgesehen sein, dass die Trägerplatte vorzugsweise am Anfang, d. h. an der Stelle an der die Litzen des Trägerkabels nicht umgeformt sind gewinkelt bzw. abge knickt ist, so dass sich die Längsachse der Trägerplatte nicht parallel zur Längsachse des Trägerkabels sondern winklig dazu erstreckt. Es hat sich herausgestellt, dass sich ein Winkel von 90° hierzu besonders eignet. Die Kontaktstellen der weiteren elektri schen Kabel werden vorzugsweise derart auf der Oberfläche der Trägerplatte befestigt, dass die Längsachsen der Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter orthogonal zur Längsachse der Trägerplatte verlaufen. Dies hat zur Folge, dass, wenn die Träger platte ausgehend von dem Trägerkabel abgewinkelt verläuft, vorzugsweise um 90° ab geknickt ist, sowohl das Trägerkabel als auch die weiteren Kabel, die mit dem Träger- kabel verbunden werden parallel zueinander verlaufen. Zur Herstellung einer Kabelan ordnung, insbesondere im Automotivbereich hat es sich als besonders geeignet her ausgestellt eine Kabelverbindung zu wählen, bei der alle zu verbindenden Kabel zu mindest im Bereich der Verbindung parallel zueinander verlaufen.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann außerdem ein Gehäuse, vorzugsweise ein Isoliergehäuse vorgesehen sein, in dem die Trägerplatte zumindest teilweise aufge nommen ist.
Anstatt eines Isoliergehäuses kann es sich auch um ein elektrisch leitfähiges Gehäuse handeln, das den Stromverteilungsknoten bzw. die Trägerplatte optional elektromagne tisch abschirmt. Auch eine Kombination aus Isoliergehäuse und elektrisch leitfähigem Gehäuse bzw. ein teilweise elektrisch leitfähiges Gehäuse ist möglich.
Die Verwendung eines Gehäuses, insbesondere eines Isoliergehäuses, kann auch vor teilhaft sein, um den Stromverteilungsknoten bzw. die Trägerplatte an einer umgeben den Struktur, beispielsweise der Karosserie eines Fahrzeugs zu befestigen.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ka bel zur Verwendung in der Hochvolttechnik, insbesondere zur Verwendung für Elektro fahrzeuge, ausgebildet sind.
Grundsätzlich ist die Erfindung allerdings für beliebige Anwendungen innerhalb der ge samten Elektrotechnik geeignet, sofern ein Stromverteilungsknoten für eine Daten- und/oder Energieübertragung erforderlich ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen und mecha nischen Verbindung zwischen wenigstens drei elektrischen Kabeln deren elektrische Leiter jeweils durch eine Litze gebildet werden, wonach die Kabel zunächst in einer für die Verbindung vorgesehenen Kontaktstelle von einem Isolationsmaterial befreit und plattenförmig kompaktiert werden.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Kabel als Trägerkabel ausgebildet wird, wozu die Litze des Trägerkabels derart plattenförmig kompaktiert wird, dass diese als Trägerplatte zur Anbindung der Litzen der weiteren Kabel verwendbar ist, wonach mehrere Litzen der weiteren Kabel nebeneinander auf einer Oberfläche der so gebildeten Trägerplatte befestigt werden.
Dadurch, dass eines der Kabel als Trägerkabel ausgebildet ist und keine separate Trä gerplatte benötigt wird, werden die Materialkosten reduziert und die Montage der Ka belanordnung vereinfacht.
Der Erfinder hat erkannt, dass sich die Litzen des Trägerkabels in einfacher Weise der art plattenförmig kompaktieren bzw. paketieren lassen, dass sich eine Trägerplatte ausbilden lässt, die dann zur Anbindung der Litzen der weiteren Kabel verwendbar ist. Die Oberfläche der Trägerplatte kann dabei derart gestaltet werden, dass mehrere Lit zen der weiteren Kabel nebeneinander befestigt werden können. Die Litzen können da bei einen Abstand zueinander aufweisen. Vorzugsweise werden die Litzen nur auf einer Seite der Trägerplatte befestigt, beispielsweise auf der Oberseite. Mit der Unterseite kann die Trägerplatte vorzugsweise auf einem Isolierteil oder dergleichen fixiert wer den. Grundsätzlich ist es selbstverständlich auch möglich sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite der Trägerplatte Litzen zu fixieren.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass nur ein Teil der Litzen nebeneinander auf einer Oberfläche der Trägerplatte befestigt ist. Ein anderer Teil der Litzen kann zunächst aufeinander befestigt werden, insbesondere der art, dass die Kontaktstellen von zwei oder mehreren Litzen miteinander verbunden und anschließend oder gleichzeitig die Kontaktstelle einer der Litzen auf der Oberfläche der Trägerplatte befestigt wird.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Litze des Trägerkabels durch Pressschweißen, Reibschweißen und/oder Ultraschallverdichten umgeformt wird, so dass eine Trägerplatte ausgebildet wird.
Die Litze des Trägerkabels wird vorzugsweise großflächig kompaktiert bzw. paketiert, um vorzugsweise einen massiven, stromschienenähnlichen Bereich zu erzeugen. Die Trägerplatte des Trägerkabels kann je nach Abgangsrichtungen der Kabel und ge gebenenfalls vorhandener Fixierpunkte zur Montage an einer umgebenden Struktur, beispielsweise einem Isolierteil bzw. Isoliergehäuse oder einem Karosserieteil eines Fahrzeugs, definierte Formen annehmen.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Litzen durch Schmelzschweißen und/oder Pressschweißen, vorzugsweise Widerstandsschweißen, elektrisch und me chanisch mit der Trägerplatte verbunden werden.
Grundsätzlich sind beliebige Verbindungstechniken denkbar, insbesondere stoffschlüs sige und/oder kraftschlüssige Verbindungen. Besonders bevorzugt erfolgt die Verbin dung durch Kontaktschweißen bzw. Widerstandsschweißen.
In einer Weiterbildung kann außerdem vorgesehen sein, dass alle zu verbindenden Lit zen in einem gemeinsamen Arbeitsgang elektrisch und mechanisch verbunden werden, vorzugsweise durch Widerstandsschweißen.
In vorteilhafter Weise kann die Erfindung somit verwendet werden, um mehrere Kabel bzw. deren Litzen auf einmal zu schweißen.
Die Erfindung eignet sich in besonderer Weise zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere Elektroautos.
Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer vorstehend beschriebenen Kabelan ordnung zur Implementierung eines Stromverteilungsknotens in einem Fahrzeug, ins besondere für die Hochvolttechnik.
Grundsätzlich eignet sich die Erfindung für Kabelverbindungen innerhalb der gesamten Elektrotechnik. Besonders vorteilhaft kann die Erfindung aber innerhalb eines soge nannten HV-Splitters bzw. Power-Splitters für eine zuverlässige und einfache Verbin dung in Hochvolt-Bordnetzen von Fahrzeugen verwendet werden. Ein unerwünschtes Lösen der Verbindung, insbesondere unter Strombeaufschlagung, kann verhindert wer den. Ferner ist eine platzsparende Verlegung möglich. Merkmale, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kabelanordnung beschrieben wurden, sind selbstverständlich auch für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Verwendung vorteilhaft umsetzbar - und umgekehrt. Ferner können Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kabelan ordnung genannt wurden, auch auf das erfindungsgemäße Verfahren oder die erfin dungsgemäße Verwendung bezogen verstanden werden - und umgekehrt.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder "mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, kei ne Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merk male der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des glei chen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem
Fachmann ohne Weiteres zur weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinati onen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen schematisch:
Figur 1 eine Kabelanordnung mit einer separaten Trägerplatte gemäß dem Stand der Technik;
Figur 2 die erfindungsgemäße Kabelanordnung gemäß einer ersten Ausführungs form mit einem Trägerkabel und drei weiteren Kabeln, wobei zwei der Ka bel gestapelt angeordnet sind; Figur 3 die erfindungsgemäße Kabelanordnung der Figur 2 in einer Explosions darstellung bzw. in einem unmontierten Zustand;
Figur 4 die erfindungsgemäße Kabelanordnung gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform innerhalb eines Gehäuses, wobei alle Kabel unmittelbar an der Trägerplatte befestigt sind;
Figur 5 die erfindungsgemäße Kabelanordnung gemäß einer dritten Ausführungs form mit enger Packungsdichte, wobei eines der Kabel mit einem Mittelbe reich an der Trägerplatte befestigt ist;
Figur 6 die erfindungsgemäße Kabelanordnung gemäß einer vierten Ausführungs form mit einer geraden Trägerplatte und unterschiedlichen Abgangsrich tungen der Kabel;
Figur 7 ein Trägerkabel mit einer L-förmigen Trägerplatte;
Figur 8 ein Trägerkabel mit einer U-förmigen Trägerplatte; und
Figur 9 ein T rägerkabel mit einer T -förmigen T rägerplatte.
Zum besseren Verständnis der Erfindung zeigt Figur 1 eine Kabelverbindung bzw. ei nen Stromverteilungsknoten 1 einer Kabelanordnung 2 gemäß dem Stand der Technik. Die Kabelanordnung 2 umfasst vier elektrische Kabel 3, die mittels einer separaten Trägerplatte 4 elektrisch und mechanisch verbunden sind. Für die Verbindung ist der elektrische Leiter 5 des jeweiligen Kabels 3 im Bereich der Trägerplatte 4 von einem Isolationsmaterial 6 befreit und für die Verbindung unmittelbar zugänglich.
Im Gegensatz zum Stand der Technik weist die erfindungsgemäße Kabelanordnung 2 gemäß den Figuren 2 bis 6 keine separate Trägerplatte 4 auf.
Die Figuren 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. Figur 2 zeigt da bei einen montierten Zustand der Kabelanordnung 2, wobei die elektrische und mecha nische Verbindung der Kabel 3 bereits vorgenommen bzw. der Stromverteilungsknoten 1 ausgebildet ist, wohingegen Figur 3 eine Explosionsdarstellung bzw. einen unmontier- ten Zustand zeigt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eines der Kabel als Trägerkabel 7 ausgestaltet ist, wobei der elektrische Leiter 5 des Trägerkabels 7 die Trägerplatte 4 ausbildet.
Das Trägerkabel 7 kann, abgesehen von der Trägerplatte 4, baugleich mit den Kabeln 3 ausgebildet sein.
Die elektrischen Kabel 3 bzw. das Trägerkabel 7 sind in den Ausführungsbeispielen zur Vereinfachung als einadrige Kabel 3, 7 ausgebildet. Dies ist allerdings nicht beschrän kend zu verstehen. Grundsätzlich kann eines, mehrere oder alle der elektrischen Kabel 3, 7 auch als mehradriges Kabel 3, 7 ausgebildet sein, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr Adern bzw. elektrische Leiter 5 aufweisen. Einadrige Kabel 3, 7 können sich allerdings besonders zur Verwendung in der Hochvolttechnik eignen, ins besondere wenn diese einen entsprechend großen Querschnitt aufweisen.
Die elektrischen Leiter der elektrischen Kabel 3, 7 sind in den Ausführungsbeispielen durchgängig als Litzen 5 mit mehreren Einzeldrähten ausgebildet. Grundsätzlich kann aber auch vorgesehen sein, dass ein elektrischer Leiter 5 aus einem einzelnen Draht oder einem oder mehreren sonstigen leitfähigen Materialien besteht. Die Verwendung einer Litze 5 mit mehreren Einzeldrähten hat sich allerdings als besonders geeignet herausgestellt, um die nachfolgend noch näher beschriebene mechanische Verbindung der Kabel 3, 7 untereinander zu ermöglichen.
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 2 und 3 sind die Litzen 5 zweier Kabel 3 unmittel bar auf einer Oberfläche 8 der Trägerplatte 4 befestigt. Eine weitere Litze 5 des verblei benden, vierten elektrischen Kabels 3 ist hingegen mit der Litze 5 eines der anderen Kabel 3 verbunden. Die beiden Kabel 3 bilden einen Stapel. Es kann also auch vorge sehen sein, dass die Kabel 3 mittels der Trägerplatte 4 elektrisch und mechanisch ver bunden sind, wobei nicht alle Litzen 5 der elektrischen Kabel 3 unmittelbar mit der Trä gerplatte 4 verbunden sind. Die Litzen 5 der elektrischen Kabel 3 können auch unterei nander verbunden sein. Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere Litzen 5, vorzugsweise mindestens zwei Litzen 5 nebeneinander auf der Oberfläche 8 der Trägerplatte 4 befestigt sind. Vorzugsweise sind die nebeneinander angeordneten Lit zen auf einer als Oberseite ausgebildeten Oberfläche 8 der Trägerplatte nebeneinander in einer Ebene, gegebenenfalls mit Abstand zueinander, angeordnet. Grundsätzlich ist es möglich, dass, wie in Figur 4 dargestellt, alle Litzen 5 in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich einen Teil der Litzen aufeinander zu sta peln, so wie dies in den Figuren 2 und 3 anhand zweier Litzen 5 dargestellt ist. Die Ent scheidung, wie der Stromverteilungsknoten 1 zu gestalten ist, kann der Fachmann in Abhängigkeit von den geometrischen Anforderungen treffen.
Grundsätzlich kann die mechanische Verbindung der Litzen 5 untereinander und/oder der Litzen 5 mit der Trägerplatte 4 stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die mechanische Verbindung der Litzen 5 untereinander und/oder der Litzen 5 mit der Trägerplatte 4 unlösbar ausgestaltet.
Die mechanische Verbindung kann beispielsweise als Crimpverbindung, Lötverbindung und/oder Schweißverbindung ausgestaltet sein. Die Litzen 5 können dabei durch Schmelzschweißen und/oder Pressschweißen, vorzugsweise Widerstandsschweißen, elektrisch und mechanisch mittels der Trägerplatte 4 verbunden werden. Besonders bevorzugt können dabei alle zu verbindenden Litzen 5 in einem gemeinsamen Arbeits gang elektrisch und mechanisch verbunden werden.
In den Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass die Litzen 5 für die mechanische Verbindung vorgeformt und/oder kompaktiert sind, um eine flächige Kontaktstelle 9 auszubilden (vgl. insbesondere Figur 3). Dies kann beispielsweise durch Pressschwei ßen, Reibschweißen und/oder Ultraschallverdichten erfolgen. Eine sog. "Kompaktie rung" bzw. "Paketierung" kann besonders vorteilhaft vorgenommen werden, wenn die elektrischen Leiter 5 als Litzen mit mehreren Einzeldrähten ausgebildet sind. Die Ein zeldrähte können dann durch eine entsprechende Schweißtechnik oder auf sonstige Art und Weise stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig zu der flächigen Kontaktstelle 9 ge formt und/oder verpresst werden. Grundsätzlich kann die Trägerplatte 4 des Trägerkabels 7 eine beliebige Geometrie aufweisen. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 und 3 erstreckt sich die Träger platte 4 des Trägerkabels 7 in einer Draufsicht in Bezug auf die Trägerkabellängsachse A rechtwinklig gemäß dem Winkel a = 90Q (vgl. Figur 3). Grundsätzlich kann der Winkel a allerdings beliebig sein. Es sind auch weitere, komplexere geometrische Formen möglich, von denen nachfolgend noch einige beispielhaft aufgezählt werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer elektrischen und mechani schen Verbindung der Kabelanordnung 2 kann demnach vorsehen, dass die Litzen 5 der Kabel 3, 7 zunächst abisoliert bzw. von dem Isolationsmaterial 6, z. B. einem Ka belmantel, befreit und für die Verbindung unmittelbar zugänglich gemacht werden, wo nach die Litzen 5 vorgeformt und/oder kompaktiert werden, um eine flächige Kontakt stelle 9 auszubilden. Die Litze 5 des Trägerkabels 7 kann dabei derart bearbeitet wer den, dass diese eine Trägerplatte 4 ausbildet, wobei die Litzen 5 der weiteren Kabel 3 anschließend mittels der Trägerplatte 4 miteinander verbunden werden.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, die grundsätzlich der Ausführungsform der Figuren 2 und 3 ähnelt, wobei nun allerdings alle Litzen 5 der weiteren Kabel 3 unmit telbar mit der T rägerplatte 4 verbunden sind. Ferner deutet Figur 4 ein Gehäuse 10 an, in dem oder auf dem die Trägerplatte 4 bzw. die Kabelverbindung bzw. der Stromvertei lungsknoten 1 aufgenommen ist. Das Gehäuse 10 weist Befestigungsmittel 1 1 zur Be festigung einer umgebenden Struktur auf, vorliegend umfassend zwei Stege mit jeweili gen Bohrungen zur Aufnahme beispielsweise einer Schraube. Mittels des Gehäuses 10 kann der Stromverteilungsknoten 1 beispielsweise an einem Karosserieteil 12 eines Fahrzeugs befestigt werden.
Bei dem Gehäuse 10 kann es sich um ein beliebiges Gehäuse 10, beispielsweise ein Isoliergehäuse oder ein elektrisch leitfähiges Gehäuse zur elektromagnetischen Ab schirmung des Stromverteilungsknotens 1 handeln.
Eine der Ausführungsform der Figur 4 ähnliche Ausführungsform zeigt Figur 5. Dabei ist die Packungsdichte der Kabelverbindung auf der Trägerplatte 4 erhöht, indem die Lit zen 5 der Kabel 3 aneinander angrenzend auf der Trägerplatte 4 befestigt sind. Ferner demonstriert das Ausführungsbeispiel der Figur 5, dass die Litzen 5 nicht zwingend an einem Kabelende für die Verbindung zugänglich sein müssen. Beispielhaft ist die Litze 5 bei dem dem Trägerkabel 7 in Figur 5 am weitesten beabstandeten Kabel 3 in einem Mittelbereich 13 des Kabels 3 in der Art eines Fensters abisoliert, um die Litze 5 für die Verbindung zugänglich zu machen. Vorzugsweise sind die elektrischen Kabel 3 aller dings im Bereich ihrer Kabelenden miteinander verbunden, wie in den anderen Ausfüh rungsbeispielen dargestellt.
Eine von der bisherigen Geometrie der Trägerplatte 4 abweichende Trägerplatte ist in Figur 6 beispielhaft dargestellt. Im Ausführungsbeispiel der Figur 6 erstreckt sich die Trägerplatte 4 in Bezug auf die Trägerkabellängsachse A geradlinig. Ferner verlaufen die mittels der Trägerplatte 4 zu verbindenden elektrischen Kabel 3 in verschiedene Abgangsrichtungen.
Wie bereits erwähnt kann die Geometrie der Trägerplatte 4 grundsätzlich beliebig sein, in Abhängigkeit der Anforderungen an die Kabelanordnung 2. Insbesondere kann eine formschlüssige Fixierung des Trägerkabels 4 in einem umgebenden Gehäuse 10 bei einer abgewinkelten Trägerplatte 4 einfach realisierbar sein. Zur Verdeutlichung weite rer - rein beispielhafter - Geometrien der Trägerplatte 4 dienen die Figuren 7 bis 9. Fi gur 7 zeigt eine L-förmige Trägerplatte 4, Figur 8 eine U-förmige Trägerplatte 4 und Fi gur 9 eine T-förmige Trägerplatte 4. Grundsätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Trägerplatte 4 in Bezug auf die Trägerkabellängsachse A und die in den Figuren gezeigten Ansichten nach "oben" oder "unten" abgewinkelt ist, vorzugsweise orthogo nal zu der Trägerkabellängsachse A.
Die erfindungsgemäße Kabelanordnung 2 kann vorteilhaft in einem Fahrzeug insbe sondere in einen Elektrofahrzeug, angeordnet und insbesondere mit einem Karosserie teil 12 des Fahrzeugs verbunden sein.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Kabelanordnung (2), umfassend wenigstens drei elektrische Kabel (3, 7) die elekt rische Leiter (5) aufweisen, welche elektrisch und mechanisch miteinander ver bunden sind, wobei die elektrischen Leiter (5) jeweils an einer Kontaktstelle (9) von einem Isolationsmaterial (6) befreit und plattenförmig geformt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
eines der Kabel (3, 7) als Trägerkabel (7) ausgestaltet ist und der elektrische Lei ter (5) des Trägerkabels (7) an der Kontaktstelle (9) als Trägerplatte (4) zur An bindung der Kontaktstellen (9) der weiteren elektrischen Leiter (5) ausgebildet ist, wobei mehrere Kontaktstellen (9) der weiteren elektrischen Leiter (5) nebeneinan der an einer Oberfläche (8) der Trägerplatte (4) befestigt sind.
2. Kabelanordnung (2) nach Anspruch 1 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Kontaktstellen (9) der weiteren elektrischen Leiter (5) unmittelbar auf der Oberfläche (8) der Trägerplatte (4) befestigt sind und/oder dass zwei oder mehre re Kontaktstellen (9) der weiteren elektrischen Leiter (5) miteinander verbunden und gemeinsam auf der Oberfläche (8) der Trägerplatte (4) befestigt sind.
3. Kabelanordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Kontaktflächen (9) der elektrischen Leiter (5) miteinander und/oder die Kon taktflächen (9) der elektrischen Leiter (5) mit der Trägerplatte (4) stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden sind.
4. Kabelanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Kontaktflächen (9) der elektrischen Leiter (5) miteinander und/oder die Kon taktflächen (9) der elektrischen Leiter (5) mit der Trägerplatte (4) unlösbar, vor zugsweise durch eine Crimpverbindung, eine Lötverbindung und/oder eine Schweißverbindung verbunden sind.
5. Kabelanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die elektrischen Leiter als Litzen (5) mit jeweils mehreren Einzeldrähten ausgebil det sind.
6. Kabelanordnung (2) nach Anspruch 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Litzen (5) plattenförmig kompaktiert sind.
7. Kabelanordnung (2) nach Anspruch 5 oder 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Litze (5) des Trägerkabels (7) geschweißt, vorzugsweise pressgeschweißt, widerstandsgeschweißt oder schmelzgeschweißt ist, um die Trägerplatte (4) aus zubilden.
8. Kabelanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
sich die Trägerplatte (4) des Trägerkabels (7) in einer Draufsicht in Bezug auf die Trägerkabellängsachse (A) geradlinig, rechtwinklig, U-förmig und/oder T-förmig erstreckt.
9. Kabelanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
ein Gehäuse (10), vorzugsweise ein Isoliergehäuse, vorgesehen ist, in dem die Trägerplatte (4) zumindest teilweise aufgenommen ist.
10. Kabelanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Kabel (3, 7) zur Verwendung in der Hochvolttechnik ausgebildet sind.
11. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zwi schen wenigstens drei elektrischen Kabeln (3, 7), deren elektrische Leiter jeweils durch eine Litze (5) gebildet werden, wonach die Kabel (3, 7) zunächst an einer für die Verbindung vorgesehenen Kontaktstelle (9) von einem Isolationsmaterial (6) befreit und plattenförmig kompaktiert werden,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
eines der Kabel (3, 7) als Trägerkabel (7) ausgebildet wird, wozu die Litze (5) des Trägerkabels (7) derart plattenförmig kompaktiert wird, dass diese als Trägerplatte (4) zur Anbindung der Litzen (5) der weiteren Kabel (3) verwendbar ist, wonach mehrere Litzen (5) der weiteren Kabel (3) nebeneinander auf einer Oberfläche (8) der so gebildeten Trägerplatte (4) befestigt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Litze (5) des Trägerkabels (7) durch Pressschweißen, Reibschweißen und/oder Ultraschallverdichten umgeformt wird, so dass eine Trägerplatte (4) aus gebildet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Litzen (5) der weiteren Kabel (3) durch Schmelzschweißen und/oder Press schweißen, vorzugsweise Widerstandsschweißen, elektrisch und mechanisch mit der Trägerplatte (4) verbunden werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
alle zu verbindenden Litzen (5) in einem gemeinsamen Arbeitsgang elektrisch und mechanisch verbunden werden, vorzugsweise durch Widerstandsschweißen.
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