WO2021121690A1 - Elektrische anschlusskonsole für eine elektrische anlage sowie verfahren zur herstellung eines elektrischen abgriffs - Google Patents

Elektrische anschlusskonsole für eine elektrische anlage sowie verfahren zur herstellung eines elektrischen abgriffs Download PDF

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WO2021121690A1
WO2021121690A1 PCT/EP2020/075314 EP2020075314W WO2021121690A1 WO 2021121690 A1 WO2021121690 A1 WO 2021121690A1 EP 2020075314 W EP2020075314 W EP 2020075314W WO 2021121690 A1 WO2021121690 A1 WO 2021121690A1
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electrical
connecting part
sheet
power rail
line
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PCT/EP2020/075314
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Oliver Scharkowski
Marie REDDER
Sebastian FELS
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Auto-Kabel Management Gmbh
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    • H01R43/0207—Ultrasonic-, H.F.-, cold- or impact welding

Definitions

  • Electrical connection console for an electrical system and method for producing an electrical tap
  • the subject matter relates to an electrical connection console for an electrical system, in particular for the electrical system of a motor vehicle, comprising at least one electrical line and at least one electrical tap that is electrically connected to the line.
  • the subject matter also relates to a method for producing an electrical tap for. an electrical system on an electrical line, in particular on a power rail.
  • connection element A disadvantage of the provision of a connection element, however, is that, due to the shape variance of the connection elements, different punching tools have to be made available for the formation of the different shapes of the connection elements, which leads to increased production costs. Furthermore, the connection elements contact the electrical line, in particular the power rail, in an overlap, which can be disadvantageous with regard to the installation space.
  • connection eyelets The formation of taps by means of connection eyelets is only possible with sufficient process reliability with stainless steel as the base material, but in some cases stainless steel has insufficient conductivity, which prevents the widespread use of connection eyelets in series.
  • the object of the invention was to provide an electrical connection console and a method for producing an electrical tap, which enable a process-reliable and convenient connection of consumers to the electrical line, in particular to the power rail.
  • the main battery string runs from the rear to the front of the vehicle. This can be done by laying the electrical line under the floor, in particular the power rail, or also by laying the electrical line, in particular the power rail, in the interior.
  • connection console a plurality of electrical outlets can be realized in a particularly simple and process-reliable manner.
  • connection brackets and / or contact points on such conductors it is problematic to arrange connection brackets and / or contact points on such conductors.
  • the electrical tap is both electrically and mechanically connected to the line.
  • the sheet-like connecting part has a thickness of less than 6 mm, in particular a thickness of less than 4.75 mm, particularly preferably a thickness of less than 3 mm.
  • the sheet-like connecting part has an essentially rectangular cross section.
  • the width of the sheet-metal connecting part essentially corresponds to the width of the line, in particular the width of the power rail.
  • connection part for example a connection line
  • an electrical tap that is electrically and mechanically connected to the line.
  • connection lines, bolts, flat parts, connection lugs, crimp connections or the like can be configured as connection parts and connected to the line.
  • the tap has a sheet-metal connecting part which is connected to the line in a connection area of the line, the connection area preferably being arranged between the ends of the electrical line, in particular the power rail.
  • the connection area can also be arranged at one end of the electrical line.
  • the electrical line in particular the power rail, has a longitudinal stretch.
  • the sheet-metal connecting part is materially connected to the electrical line along part of this longitudinal extension.
  • the electrical line is preferably designed as a power rail with an essentially rectangular cross section having two broad sides and two narrow sides. In such a case, it is preferred that the sheet-metal connecting part is materially connected to one of the two broad sides of the power rail.
  • the at least one electrical line is designed as a power rail. It is preferred that a plurality of electrical lines, in particular a plurality of stranded conductors, are combined to form a power rail.
  • the electrical line or lines are preferably made from aluminum and / or from copper.
  • a power rail preferably has an essentially rectangular cross section with two broad sides and two narrow sides.
  • the power rail has an essentially rectangular cross section with two broad sides and two narrow sides, that the width of the sheet-metal connecting part essentially corresponds to the width of the broad sides of the power rail and that the sheet-metal connecting part is connected to a broad side of the power rail in a materially bonded manner is.
  • the sheet-metal connecting part has a through hole with a diameter Di, that the power rail has a further through hole with a diameter D2 and that the through hole of the connecting part and the further through hole of the power rail form a substantially common central axis and are aligned with one another .
  • the two through holes preferably have a shape corresponding to one another. It is further preferred that the two through holes have an essentially circular shape.
  • the diameter Di of the through hole of the connecting part is larger than that
  • Diameter D2 of the further through hole of the power rail is preferred.
  • the common center axis of the two through holes runs essentially orthogonally to the longitudinal axis of the power rail.
  • a cylindrical component is arranged in the through holes and that the cylindrical component is connected to the further through hole of the power rail by means of a press fit.
  • the outer jacket surface of the cylindrical component essentially corresponds to the shape of the through holes.
  • the cylindrical component has a circumferential collar on the side of the power rail facing away from the connecting part and that the cylindrical component is not flush with the power rail or the connecting part, but rather protrudes beyond the connecting part.
  • the cylindrical component is preferably made at least partially from stainless steel.
  • the cylindrical component has a thread, in particular an external thread, in its area protruding beyond the connecting part.
  • a connection part and / or a consumer can be connected to the cylindrical component in a convenient manner.
  • a cylindrical sleeve surrounds the energy rail in a connection area and that the cylindrical sleeve has at least two recesses, the cylindrical component being arranged in the recesses of the cylindrical sleeve. It is preferred that the cylindrical sleeve is pressed with the energy rail in such a way that it has contact surfaces that run essentially parallel to one another. One of the contact surfaces can serve as a support for the cylindrical component, in particular its collar.
  • the second contact surface can serve as a support surface for a nut, a connection part or the like.
  • the cylindrical sleeve can preferably absorb and pass on the surface pressure that arises when a consumer is connected to the power rail. The resulting surface pressure depends on the tightening torque with which a connection part, a consumer or the like is connected to the power rail.
  • the sleeve is placed around a non-insulated area of the power rail, in particular as a splice. If the sleeve is formed as a splice, the sleeve can be placed as a cut-to-length metal strip, cut sheet metal around the 'electrical line and / or the stranded wire, or placed around the line by an endless band and then cut to length, or as a one-part or two-part sleeve or multi-part Sleeve must be placed around the cable.
  • a preferred geometry of the sleeve can be, for example, a prefabricated, cut-to-length sheet metal strip. This can be beaten around the line. It is also possible to wrap an endless belt, preferably an endless sheet metal belt, around the line and cut it to length after it has been folded over.
  • the sleeve can in particular be formed as a bimetallic sheet metal strip or bimetallic material.
  • Sleeve parts in particular two or more sleeve parts, can also be provided with appropriate cross-sections for the conductor cross-section of the line or the power rail.
  • these can have an inner radius or Have inner diameter that corresponds to the radius of the line or the diameter of the power rail.
  • the sleeve parts can be positioned on the line and then connected to the line in a materially bonded manner, preferably by means of welding.
  • a one-piece sleeve preferably with a round or polygonal inner and / or outer circumference, is inserted around the line and positioned at the joint.
  • a sleeve can be non-positively, positively and / or cohesively connected by means of a suitable joining process. be added to the line. Crimping and / or ultrasonic welding are particularly suitable for joining the sleeve on the line.
  • the metallic base material of the sheet-metal connecting part have a density of> 8.2 g / cm 3 and / or an electrical conductivity of> 50 mS / m.
  • a density of> 8.2 g / cm 3 and / or an electrical conductivity of> 50 mS / m have proven to be advantageous for the connection of consumers to the electrical connection console and enable a reliable electrical supply of the connected consumers.
  • the metallic base material be formed from one of the aluminum alloys EN AW 2017A, EN AW 6082 or EN AW 7075.
  • the materials EN AW 2017A, EN AW 6082 and EN AW 7075 have proven to be suitable in accordance with the information in the international alloy register ("registration record of international alloy designations and Chemical composition limits for wrought aluminum and wrought aluminum alloys") Selection of the large number of different aluminum alloys, the inventors surprisingly found that the aluminum alloys mentioned for the mechanical stress of Connection consoles are particularly suitable. In particular, these alloys can be screwed together well and do not lead to undesired flow of the material under mechanical stress.
  • these alloys can also be coated with metal without current or electrochemically, so that oxide-free, dense surfaces for welding can be produced on precisely these alloys.
  • the three alloys mentioned from the large number of possible alloys provide both mechanical and chemical properties that are particularly useful in automobile construction. In addition to the mechanical strength, the surface of these materials is also suitable for being coated if necessary.
  • the sheet-metal connecting part have a strength value, in particular a strength value at room temperature, of> R220, in particular> R290.
  • the sheet-metal connecting part preferably has a strength value of> R220.
  • Such an R value is preferably according to DIN EN ISO 6892-1, ISO 6892 determined.
  • An R value of> R220, preferably of at least> R290, offers creep properties of the sheet-metal connecting part, which enable a permanent connection even under mechanical loads.
  • the sheet-like connecting part has a coating of at least one layer and that the layer is a nickel layer or a tin layer.
  • a reaction in the connection area can be avoided by coating the sheet-like connecting part.
  • a nickel layer in particular acts as a diffusion barrier.
  • the nickel layer is applied electrolessly or electrolytically to the connecting part.
  • the aforementioned coating makes it possible to apply the nickel layer directly to the base material of the sheet-metal connecting part, bypassing an oxide layer.
  • the Coating protects the base material of the connecting part from direct contact with a connecting part and thus from contact corrosion when joining with the connecting part, in particular if the latter is formed from a different metal, for example a copper alloy.
  • the entire base material of the sheet-metal connecting part is coated. Rather, it is sufficient if part of the base material, in particular the part facing a connection part, is coated. It is also preferred that a layer comprising a material other than nickel or tin is applied to the base material.
  • the sheet-metal connecting part has both a nickel layer and a tin layer.
  • a nickel layer and a tin layer By applying both a nickel layer and a tin layer, protection against contact corrosion can initially be provided by the nickel layer. Possible aging cracks in the coating can be counteracted by the additional tin coating.
  • the tin coating takes place on the nickel coating. The coating takes place in particular in such a way that the tin layer is applied at least in part to the nickel layer. It is also possible that a coating with the nickel alloy completely coats at least one surface and an additional tin alloy only takes place in parts. By coating the nickel layer with a tin layer, capillary effects such as moisture binding to the substrate through cracks in the nickel layer can be prevented.
  • the tap is formed as a center tap or as an end tap. If the tap is designed as a center tap, it is preferred that the sheet-metal connecting part connects at least two electrical lines, in particular two power rails, to one another. For this purpose, the sheet-metal connecting part is preferably materially connected to the electrical lines.
  • the subject matter also relates to a method for producing an electrical one
  • the sheet metal strip is cut to length as a function of the cross section of the sheet metal strip to form the cross section of the power rail.
  • ultrasonic welding the
  • Electromagnetic pulse welding or resistance welding are suitable.
  • a cylindrical component be inserted into the through holes, the cylindrical component being connected to the electrical line by means of a press fit.
  • FIG. 1 a power rail having a connection bracket as an end tap in a schematic representation
  • FIG 2 shows a power rail having a connection bracket as a center tap in a schematic illustration.
  • connection bracket 1 comprising an electrical line configured as a power rail 2 with an insulated area 4 and a stripped area 6.
  • the electrical line 8 of the power rail 2 is exposed.
  • the line 8 of the power rail 2 is formed at least partially from aluminum and / or copper.
  • the power rail 2, in particular the line 8 of the power rail 2 has an essentially rectangular cross section having two narrow sides and two broad sides.
  • a cylindrical sleeve 10 is arranged surrounding the line 8.
  • a sheet-metal connecting part 12 is cohesively connected as part of a tap. the line 8 connected.
  • the sheet-metal connecting part 12 can have a coating.
  • the tap shown in FIG. 1 is an end tap.
  • the cylindrical component 14 has a circumferential collar 18.
  • the circumferential collar 18 of the cylindrical component 14 preferably rests on the cylindrical sleeve 10.
  • On the side opposite the collar 18 the cylindrical component 14 has an external thread 20 for connecting the cylindrical component 14 to a consumer and / or to a connection part.
  • the cylindrical sleeve 10 is designed to absorb the surface pressure exerted by the collar 18.
  • connection bracket 1 shown in FIG. 2 is formed as a center tap.
  • two power rails 2 each have a stripped area 6 with stripped lines 8.
  • the stripped lines 8 are materially connected to the sheet-metal connecting part 12.
  • the sheet-like connecting part 12 is preferably coated.
  • the sheet-metal connecting part 12 has a through hole in its connecting area X for receiving the cylindrical component 14.

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

Abstract

Der Gegenstand betrifft eine elektrische Anschlusskonsole für eine elektrische Anlage, insbesondere für die elektrische Anlage eines Kraftfahrzeuges, umfassend zumindest eine elektrische Leitung (8) und zumindest einen mit der Leitung (8) elektrisch verbundenen elektrischen Abgriff, wobei der Abgriff einen blechförmiges Verbindungsteil (12) aufweist und wobei das blechförmige Verbindungsteil (12) einen metallischen Grundwerkstoff aufweist und stoffschlüssig mit der elektrischen Leitung (8) verbunden ist. Der Gegenstand betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Abgriffs für eine elektrische Anlage an einer elektrischen Leitung.

Description

Elektrische Anschlusskonsole für eine elektrische Anlage sowie Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Abgriffs
Der Gegenstand betrifft eine elektrische Anschlusskonsole für eine elektrische Anlage, insbesondere für die elektrische Anlage eines Kraftfahrzeuges, umfassend zumindest eine elektrische Leitung und zumindest einen mit der Leitung elektrisch verbundenen elektrischen Abgriff. Der Gegenstand betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Abgriffs für. eine elektrische Anlage auf einer elektrischen Leitung, insbesondere auf einer Energieschiene.
In einem Kraftfahrzeugbordnetz ist es notwendig, ausgehend von einem Hauptenergiestrang, der unmittelbar mit dem Pluspol der Batterie verbunden ist, elektrische Abgänge zu Verbrauchern zu realisieren. Aufgrund der Vielzahl der in einem Bordnetz anzuschließenden elektrischen Verbraucher ist eine weite Verzweigung der Bordnetzleitung erforderlich. Einige Verbraucher benötigen große Leistungen von der Batterie und müssen somit über Kabel mit großen Leitungsquerschnitten an das Verteilnetz angeschlossen werden. Gruppen von Verbrauchern müssen häufig über eine gemeinsame Sicherung abgesichert werden, andererseits ist es auch notwendig, ausgehend von der Hauptenergieleitung eine Mehrzahl von jeweils abgesicherten Leitungssträngen zur Verfügung zu stellen.
Der Abgriff elektrischer Energie vom Hauptenergiestrang ist nicht ohne weiteres möglich. Zum einen ist ein solcher Abgriff jeweils mit einem Übergangswiderstand und somit ohmschen Verlusten verbunden und zum anderen besteht an den Abgriffen eine erhöhte Korrosionsgefahr.
Darüber hinaus ist bei der Verwendung von Aluminiumkabeln der elektrische Abgriff stets der Gefahr aüsgesetzt, dass durch Oxidation des Aluminiumleiters der Übergangswiderstand groß wird und die elektrische Verlustleistung an diesem Übergangswiderstand zu einer ungewünschten Erwärmung der Leitung führt.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Abgriffe und/oder Kontaktstellen an elektrischen Leitern oder elektrischen Leitungen, insbesondere an Energieschienen, mittels eines Anschlusselements oder mittels einer Anschlussöse vorzusehen.
Nachteilig an dem Vorsehen eines Anschlusselements ist allerdings, dass aufgrund der Formvarianz der Anschlusselemente verschiedene Stanzwerkzeuge für die Ausbildung der unterschiedlichen Formen der Anschlusselemente zur Verfügung gestellt werden müssen, was zu erhöhten Produktionskosten führt. Des Weiteren kontaktieren die Anschlusselemente die elektrische Leitung, insbesondere die Energieschiene, im Überlapp, was hinsichtlich des Bauraums nachteilig sein kann.
Das Ausbilden von Abgriffen mittels Anschlussösen ist lediglich mit Edelstahl als Grundwerkstoff ausreichend prozesssicher möglich, allerdings weist Edelstahl eine in manchen Fällen nicht ausreichende Leitfähigkeit auf, wodurch ein flächendeckender Serieneinsatz von Anschlussösen verhindert wird.
Ausgehend von diesen Problemen lag dem Gegenstand die Aufgabe zu Grunde, eine elektrische Anschlusskonsole sowie ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Abgriffs zur Verfügung zu stellen, welche eine prozesssichere und komfortable Anbindung von Verbrauchern an die elektrische Leitung, insbesondere an die Energieschiene, ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Anschlusskonsole gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Abgriffs für eine elektrische Anlage gemäß Anspruch 13 gelöst.
Insbesondere bei der elektrischen Anlage eines Kraftfahrzeugs, vorzugsweise in solchen, in denen die Batterie im Heck des Fahrzeugs und die Antriebsmaschine, insbesondere der Starter der Verbrennungsmaschine, aber auch ggf. ein Elektromotor für den Antrieb, im Motorraum angeordnet sind, verläuft der Hauptbatteriestrang vom Heck bis zur Front des Fahrzeugs. Dies kann durch eine Unterflurverlegung der elektrischen Leitung, insbesondere der Energieschiene, oder auch durch eine Innenraumverlegung der elektrischen Leitung, insbesondere der Energieschiene, erfolgen. Entlang dieses Leitungsstrangs kann mit Hilfe der gegenständlichen . Anschlusskonsole eine Mehrzahl von elektrischen Abgängen in besonders einfacher und prozesssicherer Weise realisiert werden.
Insbesondere wenn die elektrische Leitung und/oder der Leitungsstrang aus einem Aluminiumleiter, insbesondere einem Aluminiumlitzenleiter gebildet ist, ist es problematisch, Anschlusskonsolen und/oder Kontaktstellen an solchen Leitern anzuordnen. Mit Hilfe der gegenständlichen Lösung ist es möglich, in einem nicht isolierten Bereich, insbesondere in einem von den Leitungsenden entfernten Mittenbereich der Leitung, einen Abgriff und ein blechförmiges Verbindungsteil vorzusehen. Es ist bevorzugt, dass der elektrische Abgriff sowohl elektrisch als auch mechanisch mit der Leitung verbunden ist. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass das blechförmige Verbindungsteil eine Dicke kleiner als 6 mm, insbesondere eine Dicke kleiner als 4,75 mm, besonders bevorzugt eine Dicke kleiner als 3 mm, aufweist. Insbesondere weist das blechförmige Verbindungsteil einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Breite des blechförmigen Verbindungsteils im Wesentlichen der Breite der Leitung, insbesondere der Breite der Energieschiene, entspricht.
Zur Kontaktierung mit einem Anschlussteil, z.B. einer Anschlussleitung, ist ein mit der Leitung elektrisch und mechanisch verbundener elektrischen Abgriff vorgesehen. Beispielsweise können als Anschlussteile Anschlussleitungen, Bolzen, Flachteile, Anschlussfahnen, Crimpanschlüsse oder dergleichen ausgestaltet und mit der Leitung verbunden werden. Der Abgriff weist ein blechförmiges Verbindungsteil auf, das in einem Anschlussbereich der Leitung mit der Leitung verbunden ist, wobei der Anschlussbereich vorzugsweise zwischen den Enden der elektrischen Leitung, insbesondere der Energieschiene, angeordnet ist. Der Anschlussbereich kann ebenfalls an einem Ende der elektrischen Leitung angeordnet sein. Durch die Verwendung eines blechförmigen Verbindungsteils kann in vorteilhafter Weise ein im Wesentlichen flachförmiger Abgriff bzw. eine im Wesentlichen flachförmige Kontaktstelle vorgesehen werden.
Dabei hat die elektrische Leitung, insbesondere die Energieschiene, eine Längs er Streckung. Entlang eines Teils dieser Längserstreckung ist das blechförmige Verbindungsteil stoffschlüssig mit der elektrischen Leitung verbunden. Die elektrische Leitung ist vorzugsweise als Energieschiene mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisend zwei Breitseiten und zwei Schmalseiten ausgestaltet. In einem solchen Fall ist es bevorzugt, dass das blechförmige Verbindungsteil mit einer der beiden Breitseiten der Energieschiene stoffschlüssig verbunden ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine elektrische Leitung als Energieschiene ausgestaltet ist. Es ist bevorzugt, dass eine Mehrzahl von elektrischen Leitungen, insbesondere eine Mehrzahl von Litzenleitern, zu einer Energieschiene zusammengefasst sind. Die elektrische Leitung oder die elektrischen Leitungen sind dabei vorzugweise aus Aluminium und/oder aus Kupfer gefertigt Eine Energieschiene weist vorzugsweise einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit zwei Breitseiten und zwei Schmalseiten auf.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wir vorgeschlagen, dass die Energieschiene einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit zwei Breitseiten und zwei Schmalseiten aufweist, dass die Breite des blechförmigen Verbindungsteils im Wesentlichen zu der Breite der Breitseiten der Energieschiene korrespondiert und dass das blechförmige Verbindungsteil stoffschlüssig mit einer Breitseite der Energieschiene verbunden ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das blechförmige Verbindungsteil ein Durchgangsloch mit einem Durchmesser Di aufweist, dass die Energieschiene ein weiteres Durchgangsloch mit einem Durchmesser D2 aufweist und dass das Durchgangsloch des Verbindungsteils und das weitere Durchgangsloch der Energieschiene eine im Wesentlichen gemeinsame Mittelachse bilden und miteinander fluchten. Die beiden Durchgangslöcher weisen vorzugsweise eine zueinander korrespondierende Form auf. Es ist weiter bevorzugt, dass die beiden Durchgangslöcher eine im Wesentlichen kreisrunde Form aufweisen. Vorzugsweise ist der Durchmesser Di des Durchgangslochs des Verbindungsteils größer als der
Durchmesser D2 des weiteren Durchgangslochs der Energieschiene. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die gemeinsame Mittelachse der beiden Durchgangslöcher im Wesentlichen orthogonal zu der Längsachse der Energieschiene verläuft. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass ein zylinderförmiges Bauteil in den Durchgangslöchern angeordnet ist und dass das zylinderförmige Bauteil mittels einer Presspassung mit dem weiteren Durchgangsloch der Energieschiene verbunden ist. Es ist bevorzugt, dass die äußere Mantelfläche des zylinderförmigen Bauteils im Wesentlichen zu der Form der Durchgangslöcher korrespondiert. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass das zylinderförmige Bauteil an der dem Verbindungsteil abgewandten Seite der Energieschiene einen umlaufenden Kragen aufweist und dass das zylinderförmige Bauteil nicht bündig mit der Energieschiene oder dem Verbindungsteil abschließt, sondern vielmehr über dem Verbindungsteil hinaussteht. Vorzugsweise ist das zylinderförmige Bauteil zumindest teilweise aus Edelstahl gefertigt. Beispielsweise weist das zylinderförmige Bauteil an seinem über dem Verbindungsteil hinausstehenden Bereich ein Gewinde, insbesondere ein Außengewinde, auf. Hierdurch können in komfortabler Weise ein Anschlussteil und/oder ein Verbraucher mit dem zylinderförmigen Bauteil verbunden werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass eine zylinderförmige Hülse die Energieschiene in einem Verbindungsbereich umgibt und dass die zylinderförmige Hülse zumindest zwei Ausnehmungen aufweist, wobei das zylinderförmige Bauteil in den Ausnehmungen der zylinderförmigen Hülse angeordnet ist. Es ist bevorzugt, dass die zylinderförmige Hülse derart mit der Eneggieschiene verpresst ist, dass sie im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Kontaktflächen aufweist. Eine der Kontaktflächen kann als Auflage für das zylinderförmige Bauteil, insbesondere deren Kragen dienen. Die zweite Kontaktfläche kann als Auflagefläche für eine Mutter, ein Anschlussteil oder dergleichen dienen. Vorzugsweise kann die zylinderförmige Hülse die bei der Verbindung eines Verbrauchers mit der Energieschiene entstehende Flächenpressung aufnehmen und weiterleiten. Die entstehende Flächenpressung ist abhängig von dem Anzugsmoment, mit welchem ein Anschlussteil, ein Verbraucher oder dergleichen mit der Energieschiene verbunden werden.
Die Hülse wird dabei insbesondere als Splice um einen nicht isolierten Bereich der Energieschiene gelegt. Ist die Hülse als Splice gebildet, kann die Hülse als abgelängter Metallstreifen, abgelängtes Blech um die' elektrische Leitung und/oder die Litzenleitung gelegt sein oder von einem Endlosband um die Leitung gelegt und anschließend abgelängt sein oder als ein- oder zweiteilige Hülse oder auch mehrteilige Hülse um die Leitung gelegt sein.
Eine bevorzugte Geometrie der Hülse kann beispielsweise ein vorgefertigter, abgelängter Blechstreifen sein. Dieser kann um die Leitung geschlagen werden. Auch ist es möglich, ein Endlosband, vorzugsweise ein Blechendlosband um die Leitung zu schlagen und nach dem Umschlagen abzulängen. Die Hülse kann insbesondere als Bimetall-Blechstreifen oder Bimetall-Material gebildet sein.
Auch können Hülsenteile, insbesondere zwei oder mehrere Hülsenteile querschnittsgerecht für den Leiterquerschnitt der Leitung bzw. der Energieschiene vorgesehen sein. Insbesondere können diese einen Innenradius bzw. Innendurchmesser aufweisen, der dem Radius der Leitung bzw. dem Durchmesser der Energieschiene entspricht. Die Hülsenteile können auf der Leitung positioniert werden und anschließend mit der Leitung stoffschlüssig, vorzugsweise mittels Schweißen, verbunden werden.
Auch ist es möglich, dass eine einteilige Hülse, bevorzugt mit rundem oder mehreckigen Innen und/oder Außenumfang um die Leitung gesteckt und an der Fügestelle positioniert wird.
Eine Hülse kann, nachdem sie auf der Leitung positioniert wurde, mittels eines geeigneten Fügeverfahrens kraftschlüssig, formschlüssig und /oder stoffschlüssig mit. der Leitung gefügt werden. Insbesondere bietet sich Crimpen und/oder Ultraschallschweißen zum Fügen der Hülse auf der Leitung an.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der metallische Grundwerkstoff des blechförmigen Verbindungsteils eine Dichte von > 8,2 g/cm3 und/oder eine elektrische Leitfähigkeit von > 50 mS/m aufweist. Eine Dichte von > 8,2 g/cm3 und/oder eine elektrische Leitfähigkeit von > 50 mS/m haben sich als vorteilhaft für die Anbindung von Verbrauchen an die elektrische Anschlusskonsole ergeben und ermöglichen eine zuverlässige elektrische Versorgung der angeschlossenen Verbraucher.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der metallische Grundwerkstoff aus einer der Aluminiumlegierung EN AW 2017A, EN AW 6082 oder EN AW 7075 gebildet ist. Insbesondere haben sich die die Materialien EN AW 2017A, EN AW 6082 und EN AW 7075 entsprechend den Angaben des internationalen Legierungsregisters („registration record of international alloy designations and Chemical composition limits for wrought aluminium and wrought aluminium alloys") als geeignet herausgestellt. Unter der Auswahl der Vielzahl verschiedenster Alumiriiumlegierungen haben die Erfinder überraschenderweise festgestellt, dass die genannten Aluminiumlegierungen für die mechanische Beanspruchung von Anschlusskonsolen besonders geeignet sind. Insbesondere lassen sich diese Legierungen gut verschrauben und führen nicht zu einem unerwünschten Fließen des Materials bei mechanischer Beanspruchung. Außerdem wurde überraschenderweise festgestellt, dass sich diese Legierungen zusätzlich besonders einfach stromlos oder elektrochemisch metallisch beschichten lassen, sodass oxidfreie, dichte Oberflächen zum Schweißen auf gerade diesen Legierungen hergestellt werden können. Die genannten drei Legierungen aus der Vielzahl möglicher Legierungen stellen sowohl mechanische als auch chemische Eigenschaften zur Verfügung, die sich insbesondere im Automobilbau anbieten. Neben der mechanischen Festigkeit ist auch die Oberfläche dieser Werkstoffe geeignet, bei Bedarf beschichtet zu werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das blechförmige Verbindungsteil einen Festigkeitswert, insbesondere einen Festigkeitswert bei Raumtemperatur, von > R220, insbesondere von > R290, aufweist. Um den mechanischen Beanspruchungen sowohl bei der Montage als auch während des Lebenszyklus der Anschlusskonsole gerecht zu werden, hat es sich herausgestellt, dass das blechförmige Verbindungsteil vorzugsweise einen Festigkeitswert von > R220 aufweist Ein solcher R-Wert wird vorzugsweise nach DIN EN ISO 6892-1, ISO 6892 bestimmt. Ein R-Wert von > R220, vorzugsweise von zumindest > R290, bietet Kriecheigenschaften des blechförmigen Verbindungsteils, die auch unter mechanischen Belastungen eine dauerhafte Verbindung ermöglichen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das blechförmige Verbindungsteil eine Beschichtung aus zumindest einer Schicht aufweist und dass die Schicht eine Nickelschicht oder eine Zinnschicht ist. Durch eine Beschichtung des blechförmigen Verbindungsteils kann eine Reaktion im Verbindungsbereich vermieden werden. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere eine Nickelschicht als Diffusionssperre wirkt. Dabei ist es bevorzugt, dass die Nickelschicht stromlos oder elektrolytisch auf dem Verbindungsteil aufgetragen wird. Durch eine vorgenannte Beschichtung ist es möglich, die Nickelschicht direkt auf den Grundwerkstoff des blechförmigen Verbindungsteils unter Umgehung einer Oxidschicht aufzutragen. Die Beschichtung schützt den Grundwerkstoff des Verbindungsteils vor einem unmittelbaren Kontakt mit einem Anschlussteil und somit vor Kontaktkorrosion beim Fügen mit dem Anschlussteil, insbesondere wenn dieses aus einem anderen Metall, beispielsweise einer Kupferlegierung, gebildet ist. Es ist nicht notwendig, dass der gesamte Grundwerkstoff des blechförmigen Verbindungsteils beschichtet ist Vielmehr reicht es aus wenn ein Teil des Grundwerkstoffs, insbesondere der Teil, der einem Anschlussteil zugewandt ist, beschichtet ist. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass eine Schicht aufweisend einen anderen Werkstoff als Nickel oder Zinn auf den Grundwerkstoff aufgebracht wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das blechförmige Verbindungsteil sowohl eine Nickelschicht als auch eine Zinnschicht aufweist. Durch das Aufträgen sowohl einer Ni ekel Schicht als auch einer Zinnschicht kann zunächst durch die Nickelschicht ein Schutz vor Kontaktkorrosionen vorgesehen werden. Möglichen Alterungsrissen in der Beschichtung kann durch die zusätzliche Zinnbeschichtung entgegengewirkt werden. Insbesondere erfolgt die Zinnbeschichtung auf der Nickelbeschichtung. Die Beschichtung erfolgt insbesondere derart, dass die Zinnschicht zumindest in Teilen auf der Nickelschicht aufgebracht ist. Auch ist es möglich, dass eine Beschichtung mit der Nickellegierung zumindest eine Oberfläche vollständig beschichtet und eine zusätzliche Zinnlegierung nur in Teilen erfolgt. Durch die Beschichtung mit einer Zinnschicht auf der Nickelschicht können kapillare Effekte wie Feuchtigkeitsanbindurigen an dem Substrat durch Risse in der Nickelschicht verhindert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ird vorge schlagen, dass der Abgriff als Mittenabgriff oder als Endabgriff gebildet ist. Im Falle der Ausgestaltung des Abgriffs als Mittenabgriff, ist es bevorzugt, dass das blechförmige Verbindungsteil zumindest zwei elektrische Leitungen, insbesondere zwei Energieschienen miteinander verbindet. Hierzu ist das blechförmige Verbindungsteil vorzugsweise stoffschlüssig mit den elektrischen Leitungen verbunden. Der Gegenstand betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen
Abgriffs für eine elektrische Anlage an einer elektrischen Leitung» insbesondere an einer Energieschiene, umfassend die Schritte: - Ablängen eines Blechbandes zu einem blechförmigen Verbindungsteil,
Einbringen eines Durchgangsloches mit einem Durchmesser Dl in das Verbindungsteil,
Einbringen eines weiteren Durchgangsloches mit einem Durchmesser D2 in die elektrische Leitung, wobei die geometrische Form des weiteren Durchgangsloches zu der geometrischen Form des in das Verbindungsteil eingebrachten Durchgangsloches korrespondiert,
Anordnen der elektrischen Leitung über dem Verbindungsteil mittels einer Positionierhilfe derart, dass die eingebrachten Durchgangslöcher miteinander fluchten und im Wesentlichen eine Mittelachse bilden und - Verbinden des Verbindungsteils mit der elektrischen Leitung mittels eines stoffschlüssigen Fügeverfahrens.
Es ist bevorzugt, dass das Blechband in Abhängigkeit des Querschnitts des Blechbands zu dem Querschnitt der Energieschiene abgelängt wird. Als stoffschlüssige Fügeverfahren sind insbesondere das Ultraschallschweißen, das
Elektromagnetimpulsschweißen oder das Widerstandsschweißen geeignet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass ein zylinderförmiges Bauteil in die Durchgangslöcher eingeführt wird, wobei das zylinderförmige Bauteil mittels einer Presspassung mit der elektrischen Leitung verbunden wird.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Energieschiene aufweisend eine Anschlusskonsole als Endabgriff in einer schematischen Darstellung und Fig. 2 eine Energieschiene aufweisend eine Anschlusskonsole als Mittenabgriff in einer schematischen Darstellung.
Fig. 1 zeigt eine Anschlusskonsole 1 umfassend eine als Energieschiehe 2 ausgestaltete elektrische Leitung mit einem isolierten Bereich 4 sowie einem abisolierten Bereich 6. In dem abisolierten Bereich 6 ist die elektrische Leitung 8 der Energieschiene 2 freigelegt. Es ist bevorzugt, dass die Leitung 8 der Energieschiene 2 zumindest teilweise aus Aluminium und/oder Kupfer gebildet ist. Es ist weiter bevorzugt, dass die Energieschiene 2, insbesondere die Leitung 8 der Energieschiene 2, einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisend zwei Schmalseiten und zwei Breitseiten aufweist.
In einem Verbindungsbereich X der Energieschiene 2 ist eine zylinderförmige Hülse 10 die Leitung 8 umgebend angeordnet. An der Unterseite der Leitung 8, bei welcher es sich vorzugsweise um eine Breitseite der elektrischen Leitung 8 handelt, ist ein blechförmiges Verbindungsteil 12 als Teil eines Abgriffs stoffschlüssig mit. der Leitung 8 verbunden. Dabei kann das blechförmige Verbindungsteil 12 eine Beschichtung aufweisen. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Abgriff handelt es sich um einen Endabgriff.
In die Leitung 8, das blechförmige Verbindungsteil 12 und die zylinderförmige Hülse 10 sind Durchgangslöcher eingebracht, in welchen ein zylinderförmiges Bauteil 14 angeordnet ist. Es ist bevorzugt, dass das in die Leitung 8 der Energieschiene 2 eingebrauchte Durchgangsloch einen geringeren Durchmesser als der Grundkörper 16 des zylinderförmigen Bauteils 14 aufweist. Dadurch kann das zylinderförmige Bauteil 14 mittels einer Presspassung mit der Leitung 8 bzw. mit der Energieschiene 2 verbunden werden.
Das zylinderförmige Bauteil 14 weist einen umlaufenden Kragen 18 auf. Der umlaufende Kragen 18 des zylinderförmigen Bauteils 14 liegt vorzugsweise auf der zylinderförmigen Hülse 10 auf. An der dem Kragen 18 gegenüberliegenden Seite weist das zylinderförmige Bauteil 14 ein Außengewinde 20 zur Verbindung des zylinderförmigen Bauteils 14 mit einem Verbraucher und/oder mit einem Anschlussteil auf. Die zylinderförmige Hülse 10 ist dazu ausgebildet, die von dem Kragen 18 ausgeübte Flächenpressung aufzunehmen.
Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Anschlusskonsole 1 ist die in Fig. 2 dargestellte Anschlusskonsole 1 als Mittenabgriff gebildet. Hierzu weisen zwei Energieschienen 2 jeweils einen abisolierten Bereich 6 mit abisolierten Leitungen 8 auf. Die abisolierten Leitungen 8 sind stoffschlüssig mit dem blechförmigen Verbindungsteils 12 verbunden. Vorzugsweise ist das blechförmige Verbindungsteil 12 beschichtet. Das blechförmige Verbindungsteil 12 weist in seinem Verbindungsbereich X ein Durchgangsloch zur Aufnahme des zylinderförmigen Bauteils 14 auf.

Claims

P a t e n t a n S p r ü c h e
1. Elektrische Anschlusskonsole für eine elektrische Anlage, insbesondere für die elektrische Anlage eines Kraftfahrzeuges, umfassend zumindest eine elektrische Leitung (8) und zumindest einen mit der Leitung (8) elektrisch verbundenen elektrischen Abgriff, wobei der Abgriff ein blechförmiges Verbindungsteil (12) aufweist und wobei das blechförmige Verbindungsteil (12) einen metallischen Grundwerkstoff aufweist und stoffschlüssig mit der elektrischen Leitung (8) verbunden ist.
2. Elektrische Anschlusskonsole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine elektrische Leitung (8) als Energieschiene (2) ausgestaltet ist.
3. Elektrische Anschlusskonsole nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieschiene (2) einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit zwei Breitseiten und zwei Schmalseiten aüfweist, dass die Breite des blechförmigen Verbindungsteils (12) im Wesentlichen zu der Breite der Breitseiten der Energieschiene (2) korrespondiert und dass das blechförmige Verbindungsteil (12) stoffschlüssig mit einer Breitseite der Energieschiene (2) verbunden ist.
4. Elektrische Anschlusskonsole nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das blechförmige Verbindungsteil (12) ein Durchgangsloch mit einem Durchmesser Di aufweist, dass die Energieschiene (2) ein weiteres Durchgangsloch mit einem Durchmesser
Ö2 aufweist, und dass das Durchgangsloch des Verbindungsteils (12) und das weitere Durchgangsloch der Energieschiene (2) eine im Wesentlichen gemeinsame Mittelachse bilden und miteinander fluchten.
5. Elektrische Anschlusskonsole nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderförmiges Bauteil (14) in den Durchgangslöchern angeordnet ist und dass das zylinderförmige Bauteil (14) mittels einer Presspassung mit dem weiteren Durchgangsloch der Energieschiene (2) verbunden ist.
6. Elektrische Anschlusskonsole nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zylinderförmige Hülse (10) die Energieschiene (2) in einem Verbindungsbereich (X) umgibt und dass die zylinderförmige Hülse (10) zumindest zwei Ausnehmungen aufweist, wobei das zylinderförmige Bauteil (14) in den Ausnehmungen der zylinderförmigen Hülse (10) angeordnet ist.
7. Elektrische Anschlusskonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Grundwerkstoff des blechförmigen Verbindungsteils (12) eine Dichte von > 8,2 g/cm3 und/oder eine elektrische Leitfähigkeit von > 50 mS/m aufweist
8. Elektrische Anschlusskonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Grundwerkstoff des blechförmigen Verbindungsteils (12) aus einer der Aluminiumlegierung EN AW 2017A, EN AW 6082 oder EN AW 7075 gebildet ist
9. Elektrische Anschlusskonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das blechförmige Verbindungsteil (12) einen Festigkeitswert von > R220, insbesondere von > R290, aufweist.
10. Elektrische Anschlusskonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das blechförmige Verbindungsteil (12) eine Beschichtung aus zumindest einer Schicht aufweist und dass die Schicht eine Nickelschicht oder eine Zinnschicht ist.
11. Elektrische Anschlusskonsole nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der blechförmige Verbindungabschnitt (12) sowohl eine Nickelschicht als auch eine Zinnschicht aufweist.
12. Elektrische Anschlusskonsole nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgriff als Mittenabgriff oder als Endabgriff gebildet ist.
13. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Abgriffs für eine elektrische Anlage an einer elektrischen Leitung, insbesondere an einer Energieschiene, umfassend die Schritte:
Ablängen eines Blechbandes zu einem blechförmigen Verbindungsteil, Einbringen eines D urchgangslo ches mit einem Durchmesser Di in das Verbindungsteil, Einbringen eines weiteren Dürchgangsloches mit einem Durchmesser D2 in die elektrische Leitung, wobei die geometrische Form des weiteren Durchgangsloches zu der geometrischen Form des in das Verbindungsteil eingebrachten Durchgangsloches korrespondiert, - Anordnen der elektrischen Leitung über dem Verbindungsteil mittels einer
Positionierhilfe derart, dass die eingebrachten Durchgangslöcher miteinander fluchten und im Wesentlichen eine Mittelachse bilden,
Verbinden des Verbindungsteils mit der elektrischen Leitung mittels eines stoffschlüssigen Fügeverfahrens.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderförmiges Bauteil in die Durchgangslöcher eingeführt wird, wobei das zylinderförmige Bauteil mittels einer Presspassung mit der elektrischen Leitung verbunden wird.
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