AT516071B1 - Kontaktsystem und Verfahren zur Herstellung einer Kaltverschweißung - Google Patents

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Abstract

Kontaktsystem zur Herstellung eines elektrisch leitenden Kontaktes zwischen einem Aluminium Leiter (3) und einem Kontaktbauteil (2). Es ist ein Gehäuse (1) vorgesehen sowie ein einen Abscherabschnitt (13) und einen keilförmigen Verdichtungsabschnitt (14) aufweisender Kontaktbauteil (2), wobei das Gehäuse (1) ein Einführvolumen (4) für den Aluminium Leiter (3) und ein Einführvolumen (5) für den Kontaktbauteil (2) aufweist und sich die beiden Einführvolumina (4,5) innerhalb des Gehäuses (1) überlagern und derart ein gemeinsames Überlagerungsvolumen (8) ausbilden, um bei in das Einführvolumen (4) für den Aluminium Leiter (3) eingeschobenem Aluminium Leiter (3) das Durchtrennen/Abscheren und Kaltverschweißen des Aluminium Leiters (3) mit dem Kontaktbauteil (2) mittels des Kontaktbauteils (2) zu ermöglichen.

Description

Beschreibung
KONTAKTSYSTEM GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktsystem zur Herstellung eines elektrisch leitenden Kontaktes zwischen einem Aluminium Leiter und einem Kontaktbauteil, wobei der Begriff Aluminium Leiter im vorliegenden Fall sowohl für Leiter aus reinem Aluminium als auch für Leiter aus Aluminium Legierungen verwendet wird.
STAND DER TECHNIK
[0002] Es ist bekannt, dass Aluminium unter Anwendung von sehr hohem Druck zum Fließen neigt und dadurch mit kontaktierenden Materialen kaltverschweißt werden kann. Eine solche Verbindung ist unlösbar und elektrisch leitend.
[0003] Insbesondere, aber nicht nur, im Kraftfahrzeugbau ist es darüberhinaus aus Kosten- und Gewichtsgründen üblich, elektrische Leitungen aus Leichtmetall einzusetzen, beispielsweise aus Aluminium oder Legierungen davon, die üblicherweise mit Kontakten aus edleren Metallen wie beispielsweise Kupfer elektrisch leitend verbunden werden. Aufgrund der im Kraftfahrzeugbau über viele Jahre hindurch auftretenden dynamischen Belastungen, bestehen dabei besondere Anforderungen an die Qualität der elektrisch leitenden Verbindungen.
[0004] Die Herstellung solcher Verbindungen erschwerend sind vor allem im Bereich von Aluminiumlegierungen oberflächlich vorliegende Oxidschichten. Aus diesem Grund wird in der Praxis der die Kaltverschweißung herstellende Verdichtungsvorgang oft durch Reibschweißvorgänge, wie beispielsweise Ultraschallschweißvorgänge oder Rotationsreibschweißvorgänge, unterstützt. Ohne diese Unterstützung mit zusätzlichen Reibschweißvorgängen kann vor allem bei Aluminium Leitern mit größeren Querschnitten eine über den gesamten Querschnitt durchgängige Kaltverschweißung oft nicht erzielt werden. Dadurch ist die Herstellung solcher elektrisch leitender Verbindung zwischen einem Aluminium Leiter und einem Kontaktbauteil jedoch abhängig vom Vorhandensein teurer Schweißanlagen, die noch dazu nicht portabel und daher nicht flexibel einsetzbar sind.
[0005] Aus der DE 8312497 U1 ist eine Klemme für einen axialen Anschluss eines elektrischen Leiters 3 bekannt. Letzterer wird in einen einen Käfig bildenden Körper entlang einer Wand des Körpers eingeführt. Ein bewegliches Gleitstück wird mittels einer Schraube schräg gegen die Wand bewegt, um den Leiter gegen die Wand zu drücken, ohne dass eine Verschweißung erfolgt.
[0006] Aus der WO 99/31762 A1 ist ein Verbindungssystem für Kabel mit einer Hülle und einen in die Hülle einführbaren Keil bekannt. Die Hülle weist kanalförmige Abschnitte auf, in welche jeweils ein Kabel eingeführt werden kann. Dazwischen kann der Keil eingeführt werden, um die Kabel von innen gegen die Hülle zu pressen, ohne dass eine Verschweißung erfolgt.
AUFGABE DER ERFINDUNG
[0007] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kontaktsystem zur Herstellung eines elektrisch leitenden Kontaktes zwischen einem Aluminium Leiter und einem Kontaktbauteil vorzuschlagen, welches einerseits unabhängig von der Dicke des Querschnitts des Aluminium Leiters eine durchgängige Kaltschweißverbindung herzustellen in der Lage ist und andererseits ohne zusätzliche Schweißvorgänge, beispielweise Reibschweißvorgänge, auskommt.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0008] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Kontaktsystem ein Gehäuse sowie einen einen Abscherabschnitt und einen keilförmige Verdichtungsabschnitt aufweisenden
Kontaktbauteil umfasst und das Gehäuse ein Einführvolumen für den Aluminium Leiter und ein Einführvolumen für den Kontaktbauteil aufweist und sich die beiden Einführvolumina innerhalb des Gehäuses überlagern und derart ein gemeinsames Überlagerungsvolumen ausbilden, um bei in das Einführvolumen für den Aluminium Leiter eingeschobenem Aluminium Leiter das Durchtrennen/Abscheren und Kaltverschweißen des Aluminium Leiters mit dem Kontaktbauteil mittels des Kontaktbauteils zu ermöglichen.
[0009] Es hat sich herausgestellt, dass der Einsatz eines solchen erfindungsgemäßen Kontaktsystems zusätzliche Reibschweißvorgänge und damit hochtechnische Schweißanlagen obsolet macht. Aufgrund des Abscherabschnitts des Kontaktbauteils kann der Aluminium Leiter an definierter Stelle durchtrennt/abgeschert werden, so dass eine oxid- und fettfreie Schnittfläche geschaffen wird. Der keilförmige Verdichtungsabschnitt des Kontaktbauteils dient dazu, den nicht abgetrennten Abschnitt des Aluminium Leiters gegen einen Teil der Begrenzungswand der inneren Volumina des Gehäuses zu drücken und diesen Abschnitt dadurch zu verdichten, so dass eine Kaltverschweißung zwischen der nunmehr fett- und oxidfreien Schnittfläche des Aluminium Leiters und dem Kontaktbauteil entsteht.
[0010] Die Herstellung derartiger Verbindungen bedingt lediglich den Einsatz eines Hydraulikaggregats, um den Vorschub des Kontaktbauteils im Einführvolumen des Kontaktbauteils zu ermöglichen und den für das Kaltverschweißen erforderlichen Druck aufbringen zu können. Solche Hydraulikaggregate sind in der Regel robust, unkompliziert zu bedienen und im Gegensatz zu hochtechnischen Schweißanlagen weit verbreitet, in der Regel auch in durchschnittlich ausgestatteten Kraftfahrzeugwerkstätten vorhanden und, je nach Größe, oft auch portabel und damit flexibel einsetzbar.
[0011] Um die Führung des Aluminium Leiters sowie des Kontaktbauteils im Gehäuse zu erleichtern ist es in einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Einführvolumina im Gehäuse kanalförmig ausgebildet sind.
[0012] Vorzugsweise weist das kanalförmige Einführvolumen für den Aluminium Leiter einen Querschnitt auf, welcher der Form nach dem Querschnitt des aufzunehmenden Aluminium Leiters entspricht und weist das kanalförmige Einführvolumen für den Kontaktbauteil einen Querschnitt auf, welcher der Form nach dem Querschnitt des aufzunehmenden Kontaktbauteils entspricht. Durch die Abstimmung der Form der Querschnitte aufeinander kann die Führungsmöglichkeit des Aluminiumleiters bzw. des Kontaktbauteils innerhalb des Gehäuses weiter verbessert werden, so dass damit auch die Einbaumöglichkeit des Gehäuses in einem Umfeld, beispielsweise im Fahrzeug flexibler gestaltet werden kann.
[0013] In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Überlagerungsvolumen in eine aus dem Gehäuse führende Austrittsöffnung mündet. Dadurch kann der abgetrennte Abschnitt des Aluminium Leiters aus dem Gehäuse entfernt werden.
[0014] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Längsachse des kanalförmigen Einführvolumens für den Aluminium Leiter und die Längsachse des kanalförmigen Einführvolumens für den Kontaktbauteil einen spitzen Einführwinkel einschließen. Dieser liegt in einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante zwischen 1° und 70°, vorzugsweise zwischen 1° und 45°. Die winkelige Positionierung unterstützt den das Kaltverschweißen bewirkenden Verdichtungsvorgang und vergrößert die Schnittfläche des Aluminium Leiters, die beim Durchtrennen/Abscheren desselben entsteht. Je nach zum Einsatz kommenden Materialien/Legierungen des Aluminium Leiters und des Kontaktbauteils ist der spitze Winkel jedenfalls kleiner als oben ausgeführt.
[0015] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass das kanalförmige Einführvolumen für den Aluminium Leiter einen kreisrunden oder rechteckigen Querschnitt aufweist und/oder das kanalförmige Einführvolumen für den Kontaktbauteil einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Dadurch ist eine optimale Verdichtung des Aluminium Leiters über die gesamte Querschnittsbreite des Kontaktbauteils garantiert.
[0016] In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Kontaktbauteil einen ersten Abschnitt aufweist, der im Längsschnitt rechteckig ausgebildet ist und einen zweiten, vorzugsweise an den ersten Abschnitt unmittelbar anschließenden Abschnitt, der im Längsschnitt keilförmig ausgebildet ist, so dass das Durchtrennen/Abscheren des Aluminium Leiters durch den ersten Abschnitt, speziell durch den dort ausgebildeten Abscherabschnitt vorgenommen werden kann und bei entsprechender Dimensionierung auch erst nach vollständigem Durchtrennen/Abscheren des Aluminium Leiters die Verdichtung und damit Kaltverschweißung durch den zweiten Abschnitt erfolgen kann.
[0017] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Kontaktbauteil Mittel zur Kontaktierung durch ein Anschlusselement, vorzugsweise eine Bohrung, aufweist. In diesem Fall dient der Kontaktbauteil nicht nur zum Durchtrennen/Abscheren und Verdichten des Aluminium Leiters sondern auch als Kontaktelement zur unmittelbaren Kontaktierung durch ein auf den jeweiligen Anwendungsfalls abzustellendes Anschlusselement.
[0018] Besonders bevorzugt sind diese Mittel zu Kontaktierung am ersten Abschnitt des Kontaktbauteils angeordnet.
[0019] Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass in einem kaltverschweißten Zustand von Aluminium Leiter und Kontaktbauteil, das Mittel zur Kontaktierung aus dem Gehäuse, vorzugsweise aus der Austrittsöffnung herausragt. Die Austrittsöffnung kann in diesem Fall nicht nur zum Entfernen des abgetrennten/abgescherten Abschnitts des Aluminium Leiters verwendet werden sondern dient auch zur Kontaktierung durch ein Anschlusselement.
[0020] Zur Optimierung der Kaltverschweißungseigenschaften sind in einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung das Gehäuse aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder Kupferlegierung mit Nickeloberfläche gefertigt und/oder der Kontaktbauteil aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit Nickeloberfläche.
[0021] Der Aluminium Leiter ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante als Litzenleiter ausgebildet, so dass im Zuge des Kaltverschweißvorganges auch die Litzen untereinander kaltverschweißt werden.
[0022] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer Kaltverschweißung zwischen einem Aluminium Leiter und einem Kontaktbauteil mittels des beschriebenen Kontaktsystems gelöst, welches Verfahren aus folgenden Schritten besteht: [0023] - Einführen eines in seinem Endbereich abisolierten oder nicht abisolierten Aluminium
Leiters in ein Einführvolumen für den Aluminium Leiter des Gehäuses [0024] - Verschieben des Aluminium Leiters im Einführvolumen für den Aluminium Leiter bis sich ein Querschnitt des Aluminium Leiters vollständig im Überlagerungsvolumen befindet [0025] - Einführen eines Kontaktbauteils in das Einführvolumen für den Kontaktbauteil des
Gehäuses [0026] - Verschieben des Kontaktbauteils im Einführvolumen für den Kontaktbauteil bis der
Kontaktbauteil den Aluminium Leiter kontaktiert [0027] - Weiterverschieben des Kontaktbauteils und abtrennen/abscheren des vor dem
Kontaktbauteil im Überlagerungsvolumen befindlichen Abschnitts des Aluminium Leiters [0028] - Weiterverschieben des Kontaktbauteils und Pressen des Aluminium Leiters gegen eine das Einführvolumen für den Aluminium Leiter begrenzende Begrenzungswand, zur Herstellung der Kaltverschweißung zwischen Aluminium Leiter und Kontaktbauteil [0029] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Herstellung der Kaltschweißverbindung der Kontaktbauteil in Vorschubrichtung mit einer Kraft zwischen 5N und 500kN beaufschlagt, besonders bevorzugt aber mit einer Kraft zwischen 0,5kN und 500kN.
[0030] Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass der abge-trennte/abgescherte Abschnitt des Aluminium Leiters über die Austrittsöffnung aus dem Gehäuse ausgeschoben wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
[0031] Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben.
[0032] Dabei zeigt: [0033] Fig. 1 eine axonometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktsystems vor dem Einführen des Aluminium Leiters und des Kontaktbauteils in das Gehäuse [0034] Fig.2 eine axonometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktsystem mit kaltverschweißtem Aluminium Leiter und Kontaktbauteil [0035] Fig.3 bis Fig.7 eine Darstellung des Verfahrens zur Herstellung der Kaltverschweißung zwischen dem Aluminium Leiter mit kreisrundem Querschnitt und dem Kontaktbauteil [0036] Fig. 8 bis Fig. 12 eine Darstellung des Verfahrens zur Herstellung der Kaltverschweißung zwischen dem Aluminium Leiter mit rechteckigem Querschnitt und dem Kontaktbauteil
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
[0037] Fig. 1 zeigt eine axonometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktsystems bestehend aus einem beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder aus einer Kupferlegierung mit Nickeloberfläche bestehenden Gehäuse 1 und einem Kontaktbauteil 2, der vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit Nickeloberfläche besteht. Darüber hinaus ist in Fig. 1 auch noch ein nicht notwendigerweise abisolierter Aluminium Leiter 3 mit kreisrundem Querschnitt ersichtlich, der vorzugsweise als Aluminium-Litzenleiter ausgebildet ist und mit dem Kontaktbauteil 2 kaltverschweißt werden soll.
[0038] Fig.2 zeigt dasselbe Kontaktsystem jedoch mit bereits kaltverschweißtem Aluminium Leiter 3 und Kontaktbauteil 2.
[0039] Fig.3 bis 7 zeigen Details betreffend die die Herstellung der Kaltverschweißung zwischen Aluminium Leiter 3 und Kontaktbauteil 2.
[0040] Zu diesem Zweck ist, wie in Fig.3 ersichtlich, das Gehäuse 1 mit einem kanalförmig ausgebildeten Einführvolumen 4 für den Aluminium-Leiter 3 und einem kanalförmigen Einführvolumen 5 für den Kontaktbauteil 2 ausgebildet. Die kanalförmige Ausführung der Einführvolumina 4,5 ermöglicht die Führung des Aluminium-Leiters 3 bzw. des Kontaktbauteils 2 im Gehäuse 1. Das kanalförmige Einführvolumen 4 für den Aluminium-Leiter 3 weist eine Längsachse 6 auf, das kanalförmige Einführvolumen 5 für den Kontaktbauteil 2 eine Längsachse 7. Die beiden Längsachsen schließen einen spitzen Einführwinkel 18 ein, der bevorzugt zwischen 1° und 70°, besonders bevorzugt zwischen 1° und 45° liegt und jedenfalls abhängig vom Querschnitt und Material des Aluminium Leiters 3 und der Gestaltung des Abscherabschnitts 3 (siehe unten) des Kontaktbauteils 2 ist.
[0041] Die beiden Einführvolumina 4 und 5 überlagern sich im Gehäuse 1, so dass sich ein Überlagerungsvolumen 8 ausbildet, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel in eine aus dem Gehäuse 1 führende Austrittsöffnung 9 mündet. Vorzugsweise ist die Oberfläche des Gehäuses 1 im Bereich einer Einführöffnung 10 des Einführvolumens 4 normal auf die Längsachse 6 ausgebildet, um das Einführen des Aluminium-Leiters 3 zu erleichtern.
[0042] Fig.4 zeigt das erfindungsgemäße Kontaktsystem mit in das Einführvolumen 4 eingeschobenem Aluminium Leiter 3. Dabei ist der Aluminium-Leiter 3 so weit in das Einführvolumen 4 eingeschoben, dass er durch die Austrittsöffnung 9 aus dem Gehäuse 1 ragt.
[0043] Die beschriebene Ausbildung der Oberfläche des Gehäuses 1 im Bereich der Einführöffnung 10 normal zur Längsachse 6 sowie die Anpassung des Querschnitts des Einführvolumens 4 an den Querschnitt des abisolierten Abschnitts des Aluminium-Leiters 3, führt dazu, dass im Falle eines abisolierten Aluminium-Leiters 3 dieser mit der Isolierung 11 auf diese Oberfläche aufgesetzt werden kann und dadurch die Einschubtiefe des Aluminium-Leiters 3 in das Gehäuse 1 exakt vorgegeben werden kann, so dass dieser jedenfalls verlässlich in das Überlagerungsvolumen 8 ragt und zusätzlich wahlweise, wie dargestellt, aus dem Gehäuse 1 ragt oder nicht.
[0044] Aus Verständnisgründen soll an dieser Stelle nicht unerwähnt bleiben, dass unter Querschnitt des Einführvolumens 4 bzw. 5 jene Fläche normal zur jeweiligen Längsachse 6,7 verstanden wird und unter Längsschnitt Schnittflächen durch bzw. parallel zu diese bzw. diesen Längsachsen 6,7.
[0045] Fig.5 entspricht Fig.4 jedoch ist in dieser Ansicht auch der Kontaktbauteil 2 ersichtlich und dessen durch den Pfeil 20 angedeutete Vorschubrichtung, in welche der Kontaktbauteil 2 in das Einführvolumen 5 eingeschoben wird.
[0046] Der Kontaktbauteil 2 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen ersten Abschnitt 12 auf, der in einem Längsschnitt in Bezug auf die Längsachse 7 rechteckig ausgebildet ist und an seiner dem Einführvolumen 5 bzw. dem Aluminium Leiter 3 zugewandten Stirnfläche einen Abscherabschnitt 13 ausbildet. Dieser kann als Schneidkante ausgebildet sein, was den Vorgang des Durchtrennens/Abscheren des Aluminium Leiters 3 erleichtert bzw. den dafür erforderlichen Kraftaufwand verringert. Darüberhinaus kann es in manchen Fällen aber auch vorteilhaft sein, wenn der Abscherabschnitt 13 abgerundet oder abgefast ausgebildet ist, um eine weniger exakte aber dafür größere Schnittfläche 16 am Aluminium Leiter 3 zu erzielen.
[0047] An den ersten Abschnitt 12 unmittelbar anschließend ist ein zweiter Abschnitt 14, der in einem Längsschnitt keilförmig ausgebildet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel befinden sich im ersten Abschnitt auch Mittel 15 zur Kontaktierung des Kontaktbauteils 2 durch ein nicht dargestelltes Anschlusselement, wobei es sich bei den Mittel 15 im vorliegenden Fall um eine Anschlussbohrung handelt.
[0048] Fig.6 und Fig.7 zeigen den eigentlichen Vorgang des Kaltverschweißens. Dabei wird zunächst der Kontaktbauteil 2 mit dem Abscherabschnitt 13 voraus in das dafür vorgesehene Einführvolumen 5 geschoben. Wenn der Abscherabschnitt 13 in das Überlagerungsvolumen 8 eindringt, beginnt es, den Aluminium-Leiter 3 abzuscheren und dadurch zu durchtrennen, wodurch eine fett- und oxidfreie, schräge Schnittfläche 16 am Aluminium-Leiter 3 geschaffen wird. Der Kontaktbauteil 2 wird dabei im Einführvolumen 5 solange weiterverfahren bis der Aluminium-Leiter 3 komplett durchtrennt/abgeschert ist und der abgescherte Abschnitt 19 durch den Kontaktbauteil 2 selbst über die Austrittsöffnung 9 aus dem Gehäuse 1 geschoben wird. Im Zuge des Verschiebens des Kontaktbauteils 2 im Einführvolumen 5 gelangt der erste Abschnitt 12 des Kontaktbauteils außer Eingriff mit der Schnittfläche 16 des Aluminium-Leiters 3 und der zweite, keilförmige Abschnitt 14 in Eingriff mit der Schnittfläche 16 des Aluminium-Leiters 3, wodurch dieser gegen einen in Fig.6 und 7 das Einführvolumen 4 nach oben begrenzende Begrenzungswand 17 presst und dadurch die Kaltverschweißung zwischen Aluminium Leiter 3 und Kontaktbauteil 2 erzeugt. Im Falle der Ausbildung des Aluminium Leiters 3 als Litzenleiter führt die Pressung auch zu einer Kaltverschweißung der einzelnen Litzen untereinander.
[0049] Um den Vorschub des Kontaktbauteils 2 im Einführvolumen 5 zu ermöglichen, ist in den meisten Anwendungsfällen eine hydraulische Vorrichtung erforderlich, welche, abhängig vom Leiterquerschnitt und vom Einführwinkel 18 des Aluminium-Leiters 3, bis zu 500 kN, vorzugsweise zwischen 0,5kN und 500kN gegebenenfalls auch mehr in Vorschubrichtung 20 aufzubringen in der Lage sein muss. Lediglich bei besonders kleinen Leitungsquerschnitten kann der Vorschub des Kontaktbauteils 2 auch ausschließlich handbetätigt stattfinden und dennoch eine Kaltverschweißung zwischen Kontaktbauteil 2 und Aluminium Leiter 3 hergestellt werden, so dass in diesen Fällen der Kontaktbauteil 2 auch mit geringeren Kräften ab 5N in Vorschubrichtung 20 beaufschlagt werden kann.
[0050] Der im kanalförmigen Einführvolumen 5 mögliche Vorschub des Kontaktbauteils 2 wird durch die Geometrie des Einführvolumens 5 sowie der Geometrie des Kontaktbauteils 2 selbst bestimmt, insbesondere durch den Übergang zwischen ersten Abschnitt 12 des Kontaktbauteils 2 und dem zweiten, keilförmigen Abschnitt 14.
[0051] In der in Fig.7 dargestellten Position des Kontaktbauteils 2 ist der Aluminium-Leiter 3 bereits komplett abgeschert und der abgescherte Abschnitt 19 des Aluminium-Leiters 3 aus dem Gehäuse 1 komplett entfernt. Kontaktbauteil 2 und Aluminium-Leiter 3 sind gegeneinander verpresst und dementsprechend kaltverschweißt, so dass der Kontaktbauteil 2 aus dem Einführvolumen 5 nicht mehr entfernt werden kann. Darüberhinaus ragen die Mittel 15 zur Kontaktierung aus dem Gehäuse 5 heraus, so dass ein nicht dargestelltes Anschlusselement daran befestigt werden kann.
[0052] Es versteht sich von selbst, dass auch Ausführungsvarianten denkbar sind, bei welchen der Kontaktbauteil 2 in mit dem Aluminium Leiter 3 verschweißtem Zustand komplett innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist und das Gehäuse 1 selbst über Mittel zur Kontaktierung mit diversen Anschlusselementen verfügen kann. In diesem Fall muss sichergestellt werden, dass das Gehäuse 1 ebenfalls für den Einsatzzweck entsprechend gut elektrisch leitend ausgeführt ist.
[0053] Fig.8 bis 12 entsprechen im Wesentlichen den Fig. 3 bis 7 jedoch mit dem Unterschied, dass anstelle eines Aluminium Leiters 3 mit kreisrundem Querschnitt ein Aluminium Leiter 3 mit rechteckigem Querschnitt zum Einsatz kommt. Entsprechend weist auch das Einführvolumen 4 in Falle der Fig.8 bis 12 rechteckigen Querschnitt anstelle eines kreisrunden auf.
BEZUGSZEICHENLISTE 1 Gehäuse 2 Kontaktbauteil 3 Aluminium Leiter 4 Einführvolumen für Aluminium-Leiter 5 Einführvolumen für Kontaktbauteil 6 Längsachse 7 Längsachse 8 Überlagerungsvolumen 9 Austrittsöffnung 10 Einführöffnung 11 Isolierung 12 erster Abschnitt des Kontaktbauteils 13 Abscherabschnitt 14 zweiter Abschnitt des Kontaktbauteils 15 Mittel zur Kontaktierung 16 Schnittfläche 17 Begrenzungswand 18 Winkel zwischen den beiden Längsachsen 19 abgescherter Abschnitt des Aluminium Leiters 20 Vorschubrichtung Kontaktbauteil

Claims (19)

  1. Patentansprüche 1. Kontaktsystem zur Herstellung eines elektrisch leitenden Kontaktes zwischen einem Aluminium Leiter (3) und einem Kontaktbauteil (2), dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gehäuse (1) sowie einen einen Abscherabschnitt (13) und einen keilförmigen Verdichtungsabschnitt (14) aufweisenden Kontaktbauteil (2) umfasst und das Gehäuse (1) ein Einführvolumen (4) für den Aluminium Leiter (3) und ein Einführvolumen (5) für den Kontaktbauteil (2) aufweist und sich die beiden Einführvolumina (4,5) innerhalb des Gehäuses (1) überlagern und derart ein gemeinsames Überlagerungsvolumen (8) ausbilden, um bei in das Einführvolumen (4) für den Aluminium Leiter (3) eingeschobenem Aluminium Leiter (3) das Durchtrennen/Abscheren und Kaltverschweißen des Aluminium Leiters (3) mit dem Kontaktbauteil (2) mittels des Kontaktbauteils (2) zu ermöglichen.
  2. 2. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Einführvolumina (4,5) kanalförmig ausgebildet sind.
  3. 3. Kontaktsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kanalförmige Einführvolumen (4) für den Aluminium Leiter (3) einen Querschnitt aufweist, welcher der Form nach dem Querschnitt des aufzunehmenden Aluminium Leiters (3) entspricht.
  4. 4. Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das kanalförmige Einführvolumen (5) für den Kontaktbauteil (2) einen Querschnitt aufweist, welcher der Form nach dem Querschnitt des aufzunehmenden Kontaktbauteils (1) entspricht.
  5. 5. Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsvolumen (8) in eine aus dem Gehäuse (1) führende Austrittsöffnung (9) mündet.
  6. 6. Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (6) des kanalförmigen Einführvolumens (4) für den Aluminium Leiter (3) und die Längsachse (7) des kanalförmigen Einführvolumens (5) für den Kontaktbauteil (2) einen spitzen Einführwinkel (18) einschließen.
  7. 7. Kontaktsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführwinkel (18) zwischen 1° und 70°, vorzugsweise zwischen 1° und 45° beträgt.
  8. 8. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das kanalförmige Einführvolumen (4) für den Aluminium Leiter (3) einen kreisrunden oder rechteckigen Querschnitt aufweist.
  9. 9. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das kanalförmige Einführvolumen (5) für den Kontaktbauteil (2) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
  10. 10. Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbauteil (2) einen ersten Abschnitt (12) aufweist, der im Längsschnitt rechteckig ausgebildet ist und einen zweiten, vorzugsweise an den ersten Abschnitt (12) unmittelbar anschließenden Abschnitt (14), der im Längsschnitt keilförmig ausgebildet ist.
  11. 11. Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbauteil (2) Mittel (15) zur Kontaktierung durch ein Anschlusselement, vorzugsweise eine Bohrung, aufweist.
  12. 12. Kontaktsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (15) zur Kontaktierung, am ersten Abschnitt (12) des Kontaktbauteils (2) angeordnet sind.
  13. 13. Kontaktsystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem kaltverschweißten Zustand von Aluminium Leiter (2) und Kontaktbauteil (2), das Mittel (15) zur Kontaktierung aus dem Gehäuse (1), vorzugsweise aus der Austrittsöffnung (9), herausragt.
  14. 14. Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbauteil (2) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit Nickeloberfläche gefertigt ist.
  15. 15. Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder einer Kupferlegierung mit Nickeloberfläche gefertigt ist.
  16. 16. Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Aluminium Leiter (3) um einen Aluminium Litzenleiter handelt.
  17. 17. Verfahren zur Herstellung einer Kaltverschweißung zwischen einem Aluminium Leiter (3) und einem Kontaktbauteil (2) mit einem Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: - Einführen eines in seinem Endbereich abisolierten oder nicht abisolierten Aluminium Leiters (3) in ein Einführvolumen (3) für den Aluminium Leiter (3) des Gehäuses (1) - Verschieben des Aluminium Leiters (3) im Einführvolumen (4) für den Aluminium Leiter (3) bis sich ein Querschnitt des Aluminium Leiters (3) vollständig im Überlagerungsvolumen (8) befindet - Einführen eines Kontaktbauteils (2) in das Einführvolumen (5) für den Kontaktbauteil (2) des Gehäuses (1) - Verschieben des Kontaktbauteils (2) im Einführvolumen (5) für den Kontaktbauteil (2) bis der Kontaktbauteil (2) den Aluminium Leiter (3) kontaktiert - Weiterverschieben des Kontaktbauteils (2) und durchtrennen/abscheren des vor dem Kontaktbauteil (2) im Überlagerungsvolumen (8) befindlichen Abschnitts des Aluminium Leiters (3) - Weiterverschieben des Kontaktbauteils (2) und Pressen des Aluminium Leiters (3) gegen eine das Einführvolumen (4) für den Aluminium Leiter (3) begrenzende Begrenzungswand (17), zur Herstellung der Kaltverschweißung zwischen Aluminium Leiter (3) und Kontaktbauteil (2).
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Weiterverschieben der Kontaktbauteils (2) und Pressen des Aluminium Leiters (3) gegen eine das Einführvolumen (4) für den Aluminium Leiter (3) begrenzende Begrenzungswand (17) unter Anwendung einer Kraft in Vorschubrichtung (20) auf den Kontaktbauteil (2) zwischen 5N und 500 kN, vorzugsweise zwischen 0,5kN und 500kN erfolgt.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der abgetrenn-te/abgescherte Abschnitt (19) des Aluminium Leiters (3) über die Austrittsöffnung (9) aus dem Gehäuse (1) ausgeschoben wird. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
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