CN103201909B - 用于电导体的连接部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电导体（4）的连接部件，包括待与另一构件连接的第一区段（1）和具有端面（8）的第二区段（2），该端面待与导体（4）焊接。所述端面（8）具有三维形状，该三维形状在中间区域（9）中相对于包围中间区域（9）的边缘区域（10）增高。所述连接部件在端面区域中是中空的。

Description

用于电导体的连接部件
技术领域
本发明涉及一种用于电导体的连接部件，包括待与另一构件连接的第一区段和具有端面的第二区段，该端面待与导体焊接，所述端面具有三维形状，该三维形状在中间区域中相对于包围中间区域的边缘区域增高。
本发明还涉及一种包括连接部件和焊接到其上的电导体的电气连接装置，其中，所述连接部件包括待与另一构件连接的第一区段和具有端面的第二区段，该端面与导体焊接，所述端面具有三维形状，该三维形状在中间区域中相对于包围中间区域的边缘区域增高。
背景技术
借助连接部件可将电缆与其它电气构件、例如汽车中的电池连接。对于连接部件和电线之间的导电连接的质量而言重要的是接触面。接触面越大，连接部件和电缆之间的连接就越好，比电流负载和由此产生的接触电阻就越小。
DE 954 805 C公开了开头所提类型的连接部件和借此通过电阻焊制成的电气连接装置。该文献提出，为电缆接头套管设置附加部，为了提高与待连接的导体的接触位置上的电阻，该附加部被尖锐化或者设置削尖的棱边。此外由该文献已知，通过多个切口划分附加部的被尖锐化的或在其横截面中减小的端部，使得一方面增大表面并且另一方面形成更多数量的尖角或棱边，这些尖角或棱边在结合电缆接头套管和待焊接的导体时随着电阻焊过程的进行被纳入焊接区中。但由于电流寻求电阻最小的路径，所以大部分电流流过电缆接头套管的中间区域，在该区域中导体和/或电缆接头套管开始熔化，以致通过电缆接头套管和导体的边缘区域的电流最小化，因此不能在边缘区域中足够好地可靠焊接电缆接头套管与导体。
发明内容
因此，本发明所基于的任务是改进开头所提类型的连接部件和电气连接装置，以便在整个端面或接触面上可靠焊接连接部件与导体。
该任务在开头所提类型的连接部件中以下述方式得以解决，即一种用于电导体的连接部件包括待与另一构件连接的第一区段和具有端面的第二区段，该端面待与导体焊接，所述端面具有三维形状，该三维形状在中间区域中相对于包围中间区域的边缘区域增高，根据本发明规定，所述连接部件在端面区域中是中空的，所述连接部件由铜或铜合金制成。
另外，该任务借助一种包括连接部件和焊接到连接部件上的电导体的电气连接装置得以解决，所述连接部件包括待与另一构件连接的第一区段和具有端面的第二区段，该端面与导体焊接，所述端面具有三维形状，该三维形状在中间区域中相对于包围中间区域的边缘区域增高，其特征在于，所述连接部件根据本发明的连接部件。
由于连接部件在端面区域中是中空的，电流不能如在现有技术中那样仅流过连接部件的中间区域，而是被迫经过连接部件的端面壁从外向内流向中间区域，由此端面的边缘区域也受到电流加热并且也有足够大的电流从连接部件的边缘区域流向导体的边缘区域中，因此导体亦在边缘区域中足够强地熔化并且与连接部件熔合。
在本发明的一种优选的实施方式中，接触面具有球缺形状或回转椭球的区段形状。在替换实施方式中，接触面例如是锥形或金字塔形，并且在这两种情况下顶部可倒圆。
在一种可特别简单制造的方案中，从一个平面的区段通过冲压或深冲成形连接部件的第二区段。
在根据本发明的连接中电导体可以以已知的方式在其连接到所述端面上的连接位置的区域中被一个套管包围。在本发明中优选也与连接部件焊接的套管加固连接部件和电导体之间的连接区域以及电导体的紧邻连接位置的区域并且因此提供保护、尤其是弯曲保护，这种弯曲保护提高了连接装置的机械承载能力。
此外在本发明中优选将套管热压配合或压装到导体上。该实施方式尤其是在、但并非只有在电导体包括多个金属丝或绞合线时才是优选的，所述金属丝或绞合线通过压装或热压配合的套管来稳定并且因此不会在焊接过程中偏移。
当第二区段具有与端面邻接的具有圆柱形外表面的区域时，该圆柱形的区段构成用于套管的附加稳定区段，该区段进一步增强连接装置的弯曲保护。
在一种特别优选的实施方式中，根据本发明的连接部件的特征在于，在具有圆柱形外表面的区域上邻接法兰。套管在可选地也可焊接到该法兰上。
根据本发明的连接部件可由铜或铜合金制成，这例如可由现有技术已知。在本发明中，套管也可由铜、铜合金、铝或铝合金制成，电导体也是如此。但一种优选的实施方式包括由铜或铜合金制成的连接部件和由铝或铝合金制成的电导体和套管。
为了在根据本发明的连接部件中尽可能防止由不同材料制成的各个部件之间的应力腐蚀，套管可以至少在其内侧上涂有在电化序中处于套管材料和导体材料之间的材料。
附图说明
由下述参考附图的本发明实施例说明给出其它特征和优点。附图如下：
图1为与电导体连接之前的根据本发明的连接部件；
图2为与电导体连接之后的根据本发明的连接部件；
图3为与电导体连接之后的根据本发明的连接部件的斜视图。
具体实施方式
附图示出根据本发明连接部件的一种实施方式，该连接部件主要包括第一区段1和第二区段2，所述第二区段大致垂直于第一区段1设置。第一区段1具有开口3，未示出的螺栓可穿过该开口，以便连接根据本发明的连接部件与另一电气构件如车辆电池。
第二区段2用于将连接部件与电导体4连接，电导体可以是实心导体或包括多个金属丝或绞合线。电导体4以已知方式被绝缘体5包围，该绝缘体隔开一定距离地终止于电导体4端部6之前。在所示实施例中，在没有绝缘体5的区域中电导体4被套管7包围并且与套管7例如机械压紧。当套管7和电导体4由不同材料制成、例如电导体由铝或铝合金并且套管7由铜或铜合金制成时，可在套管的内侧上设置在电化序中处于所述不同材料之间的涂层、例如锡基或镍基涂层。
套管7具有一个前面的、与端部6相邻的并且优选与该端部齐平地结束的前区段7a和一个远离端部6的后区段7b，绝缘体5邻接该后区段。后区段7b的内径小于前区段7a的内径。这两个区段的外径也是如此。位于后区段7b下方的导体4的区段因后区段受到比位于前区段7a下方的导体4的区域更剧烈的挤压，因此导体4从后部被支撑，而连接部件在焊接时被压紧到端面6上。
第二区段2具有突出部16，该突出部具有接触面或者说端面8或三维形状，其在中间区域9中相对于包围中间区域9的边缘区域10增高。端面8在所示实施例中大致具有曲率半径恒定的球缺形状。但在本发明的范畴中也可使用其它表面，在其中，例如中间区域9中的曲率半径大于边缘区域10中的曲率半径或反过来，例如在回转椭球的区段中是这种情况。
在端面8上邻接一个具有圆柱形外表面11的区段15并且在该区段15上又邻接一个法兰12，套管7的端面13与该法兰焊接。
连接部件或者说其第二区段2上的突出部16在端面8区域中是中空的，由此形成薄壁14，该薄壁的壁厚优选在端面8下方的整个区域中同样大。但壁厚也可从边缘区域10向中间区域9增大或减小。例如当在焊接过程中端面8中间区域中的壁14至少部分熔化时(因该区域最长时间承受焊接过程)，向中间区域9增大的壁厚是有利的。
由于区段2具有空腔17，所以具有圆柱形外表面11的区段15也具有定义的壁厚，该壁厚优选等于端面8区域中的壁厚。连接部件的区段2的这种内部中空的形状例如可通过借助柱塞或芯件对最初平面的区段2塑性变形来形成。
根据本发明的连接部件与电缆电导体4的连接例如这样进行，即首先将中间区域9贴靠在电导体4的端面6上并且在连接部件和电导体4上施加电压。同时将连接部件和电导体4彼此压紧。
在此相对于连接部件的材料优选这样选择电导体4的材料，使得电导体4在其端面区域中开始熔化，而连接部件却不熔化，因而当两个部件被彼此压紧时中间区域9进入熔化的电导体4中。由于中间区域9相对于边缘区域10突出，所以导体4的熔体流向边缘区域10并且越过该边缘区域流走。由于壁14仅具有有限的壁厚，所以电流被迫经过区段15的壁和壁14从外向内流向中间区域9，因而在边缘区域10中也存在足够的电流，以致当边缘区域10与电导体4电接触时，在此也产生足够高的电流，从而能够在边缘区域10中将电导体4加热到熔化温度上或确保从中间区域9向外部流走的熔体不在边缘区域10中聚积或凝固。通过这种方式可确保导体4与整个端面8的全表面焊接，在其中金属间的边界层具有均匀且极小的厚度。
维持电流直至达到图2所示的位置，在该位置中连接部件以其法兰12贴靠在套管7的端面13上并且优选套管7在其端面13上也与法兰12焊接。基于具有圆柱形外表面11的区段15在连接部件和套管7之间实现形锁合稳定，通过在外表面11和前区段7a内表面之间的间隙流出的并且晚些时候硬化的熔体在连接部件的区段2和套管7之间实现机械稳定连接，该连接经由套管7也在电导体4和区段2之间构成附加的电气连接，除了在端面8上的电气连接外。由于电流也被迫经过区段15的薄壁，所以薄壁也被加热并且防止在熔体到达图2所示的最终焊接位置之前在所述间隙中硬化。
已知的用于待使用或者说待连接的材料的焊接添加剂的运用由本领域技术人员自行决定。

Claims (19)

1.一种用于电导体(4)的连接部件，包括待与另一构件连接的第一区段(1)和具有端面(8)的第二区段(2)，该端面待与导体(4)焊接，所述端面(8)具有三维形状，该三维形状在中间区域(9)中相对于包围中间区域(9)的边缘区域(10)增高，其特征在于，所述连接部件在端面(8)区域中是中空的(17)，所述连接部件由铜或铜合金制成。
2.根据权利要求1的连接部件，其特征在于，所述端面(8)具有球缺的形状或回转椭球的区段的形状。
3.根据权利要求1的连接部件，其特征在于，所述端面(8)是锥形或金字塔形的。
4.根据权利要求1至3之一的连接部件，其特征在于，所述端面(8)设置在第二区段(2)上的一个突出部(16)的薄壁(14)上。
5.根据权利要求1的连接部件，其特征在于，所述第二区段(2)具有与端面(8)邻接的、具有圆柱形外表面(11)的区域(15)。
6.根据权利要求5的连接部件，其特征在于，在所述具有圆柱形外表面(11)的区域(10)上邻接法兰(12)。
7.根据权利要求1的连接部件，其特征在于，第二区段(2)是从一个平面的区段通过冲压或深冲成形的。
8.根据权利要求1的连接部件，其特征在于，在端面(8)区域中的壁厚是恒定的。
9.根据权利要求3的连接部件，其特征在于，所述端面(8)具有倒圆的顶部。
10.根据权利要求8的连接部件，其特征在于，在与端面(8)邻接的区域(15)中的壁厚是恒定的。
11.根据权利要求1至3之一的连接部件，其特征在于，所述导体(4)由铜、铜合金、铝或铝合金制成。
12.一种包括连接部件和焊接到连接部件上的电导体(4)的电气连接装置，其中，所述连接部件包括待与另一构件连接的第一区段(1)和具有端面(8)的第二区段(2)，该端面与导体(4)焊接，所述端面(8)具有三维形状，该三维形状在中间区域(9)中相对于包围中间区域(9)的边缘区域(10)增高，其特征在于，所述连接部件根据权利要求1至11之一构造。
13.根据权利要求12的电气连接装置，其特征在于，所述导体(4)在其与连接部件连接的端部上被套管(7)包围。
14.根据权利要求13的电气连接装置，其特征在于，所述套管(7)被热压配合或压装到导体(4)上。
15.根据权利要求13或14的电气连接装置，其特征在于，所述套管(7)具有一个与连接部件相邻的前区段(7a)和一个远离连接部件的后区段(7b)并且前区段(7a)的内径大于后区段(7b)的内径。
16.根据权利要求13的电气连接装置，其特征在于，所述套管(7)与边缘区域(10)焊接。
17.根据权利要求16的电气连接装置，其特征在于，所述套管(7)通过电阻焊与边缘区域(10)焊接。
18.根据权利要求13的电气连接装置，其特征在于，所述套管(7)由铜、铜合金、铝或铝合金制成。
19.根据权利要求13的电气连接装置，其特征在于，所述套管(7)至少在其内侧上涂有在电化序中处于套管(7)材料和导体(4)材料之间的材料。
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