CN105324889A - 压接连接 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在导体(2)和连接件(3)之间建立压接连接(1)的方法(100)。为了在导体(2)和连接件(3)之间建立在电方面持久起作用的连接(1)，本发明提出，在第一步骤(110)中，导体(2)的绝缘端部部段(4)借助热压接接技术与连接件(3)压接(热压接)。接下来在第二步骤(120)中实现对在导体(2)的端部部段(4)和连接件(3)之间的热压接的连接的冷却(冷却)。在接下来的第三步骤(130)中，在导体(2)的端部部段(4)和连接件(3)之间的被冷却的热压接的连接借助冷压接技术后续压接(后续的冷压接)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在导体和连接件之间建立压接连接的方法。
背景技术
在例如为了电子技术领域中的电连接建立压接连接时，缩写为在压接(压接技术)，两个组件，例如像(铜)金属线的导体和像插头的(导电的)接触部分的连接件在力作用下通过组件的塑性变形彼此连接。
两个组件在此在“其相应的压接”区域中彼此形成至少一个力配合的、仅仅能够有条件地松脱的并且不可修复的连接，其中，对于持久的连接来说必要的是，在压接时在连接中或者在两个(被压接的)组件中在其(压接)连接的区域中引入的弹性压缩应力或者弹性压力/拉紧力(弹性接触力/弹性张力)在压接后被保持住。
已知的是，该压接在变体方案，冷压接(冷压接/冷压接技术)和热压接(热压接/热压接技术)中执行。
在冷压接中，两个组件在环境温度中，也就是并不附加地施加附加的热能、例如加热的情况中，在力作用下，多数通过相应的压接工具，如压接钳彼此压接。
在冷压接中有利的是，在两个在那里彼此连接的组件的冷压接的区域中保持或持续加入的弹性压缩应力，这确保了在(冷)压接连接中的足够的弹性拉紧力并因此确保了组件的持久起作用的连接。
如果例如在导体和接触件之间的电连接通过冷压接建立，那么然而在此与此相关地必须的是，导体在冷压接连接的区域中，也就是多数情况在设置用于冷压接连接的导体端部部段上，首先，也就是在冷压接之前(只要那里绝缘)例如通过机械的刷子去掉绝缘或者剥皮。
已知的是，例如在这种机械的刷子的情况中，这种去掉绝缘和/或该去绝缘是复杂的，进而是成本高昂的并且还是容易出错的。可能由此出现了在导体和连接件的(力求达到的)持续在电方面起作用的连接时的加重的损害。
因此，例如DINIEC60352部分2中也指明了接下来的典型的去绝缘故障：绝缘体不能无缺陷地分离，导体绝缘体的剩余物处于去绝缘的导体上，导体绝缘体受到去绝缘工具的损伤，单个金属线受到去绝缘工具的损伤或者切割，单个金属线随后被过度绞转，单个金属线不再被绞转。
在热压接时，-不同于冷压接-两个组件例如借助电阻加热，也就是在此实现附加热能的附加施加，并且然后例如像在(电阻)焊接中那样在力作用下彼此压紧。
在此，在两个在那里彼此连接的组件的热压接的区域中也可以形成(材料配合的)冶金学上的连接。
然而在此的缺点是，在热压接时，因为组件材料的多数情况下较低的屈服强度的原因，尤其是在导电材料、像铜的情况中在热压接温度的情况中，在热压接的组件在压接连接的区域中的弹性压缩应力仅仅处于较低的水平，并且因此在(热)压接连接中仅仅产生或者保留很小的或者不足的弹性拉紧力。
这会导致对压接连接的寿命和功能性的限制并进而也许会导致压接连接的可靠性降低。
如果例如在导体和接触件之间的电连接通过热压接建立，那么在此的优点是，该-容易出错的-导体去绝缘(参见冷压接)就不是必要的了，绝缘的导体在热压接期间在“其”与之相关的压接区域处-完全地或者至少(足够)部分地-热绝缘。
发明内容
本发明的目的在于改进在压接连接的现有技术中的缺陷，尤其是实现在导体和连接件之间的可靠的和持久地在电方面起作用的连接。本发明尤其应该能够在同时对-绝缘的-导体进行去绝缘和在导体至接触件的压接连接中实现额定值接触应力/接触压力的情况下实现压接连接的建立。
该目的通过一种具有独立权要求的特征的在导体和连接件之间建立压接连接的方法实现。
在用于建立压接连接的方法中，在第一步骤中，导体的绝缘的端部部段借助热压接技术与连接件压接(热压接)，其中，在导体的端部部段和连接件之间产生热压接的连接。
接下来，在第二步骤中在例如室温或者环境温度中实现对在导体的端部部段和连接件之间的热压接的连接的-主动或者被动的-冷却(冷却)。
在接下来的第三步骤中，在导体的端部部段和连接件之间的被冷却到例如室温的热压接的连接借助冷压接技术进行后续压接(后续的冷压接)。
清晰和简单地看出，-为了建立在(“开始的”或者起始的)绝缘导体或者导体的绝缘的端部部段，例如像(铜或者铝的)金属线与(导电的)连接件，例如插头的(导电的)接触件的(电)连接-，本发明将首先执行的热压接(在此通过热能输入将需热压接的连接部加热到处理温度/热压接温度，例如300℃-600摄氏度并且被挤压或者压紧)与随后/后续-针对“冷却降温的”热压接连接部或者在较低的温度-执行的冷压接组合在一起。
将首先热压接的连接冷却或降温到例如室温或者环境温度可以在此被动地实现，例如“仅仅”通过在“热压接步骤”和“冷压接步骤”之间的时间延迟(可预设的时间段)。通过该时间延迟或时间段的长度因此也可以-有目的地-影响在冷压接时的温度参数。
对首先热压接的连接的冷却或降温也可以主动地例如通过冷却装置实现，其中由此也可以-完全有目的地-影响在冷压接时的温度参数。
通过首先执行的热压接因此使得之前的“单独地”对导体(的端部部段)的去绝缘不再必要，因为绝缘体在热压接的框架中在那里较高的(热压接)温度的情况中完全或者部分地去除。在此已经在导体和连接件之间产生了良好的(电)接触连接，其中当热-通过高“热压接温度”为条件-在热压接连接中的弹性接触力/应力很小。
通过或者在接下来的冷压接时，然后在例如在冷却到室温或者环境温度的压接连接中加入足够的弹性压力或者拉紧力，其产生了对于长时间稳定的、高价值的(电)连接或者接触来说必要的拉紧力或者接触力。
此外，在冷压接时也可以执行在热-冷压接的连接中的有针对性的形状设计，也就是说通过热压接产生的压接几何形状可以在冷压接时影响并且有目的地改变。因此可以实现优化的连接形状，如纤细和/或狭窄构造的几何形状，如其在狭窄的插接接口中所被希望的那样。
因此，本发明结合了“压接变体方案”，热和冷压接的优点，并且因此提供了简单的、成本低廉的和可靠的用于建立绝缘的导体与连接件的持久在电方面起作用的连接。
本发明的优选的改进方案由从属权利要求和/或由接下来的描述给出。
根据一个有利的改进方案提出，导体是一种-在其端部部段处，尤其具有带有电绝缘材料的外套，尤其是具有包漆外套或者塑料外套、绝缘的-金属线，尤其是一种-相应地绝缘的-铜金属线或者铝金属线。
导体也可以是一束相应地在其相应的端部部段中尤其具有带有绝缘材料的外套、尤其是包漆外套或者塑料外套的绝缘的、任意横截面几何轮廓的(单个)金属线，尤其是多条铜线或者铝线。
在导体的绝缘的端部部段处的绝缘体可以是包漆外套或者塑料外套-或者另外的不导电或者仅仅很少导电的层/外套。
根据另外优选的改进方案提出，连接件尤其是电缆接头套管或者插头的导电接触件，尤其是接触套管。
根据一个优选的改进方案提出，热压接通过基于电阻焊的方法来执行。这种类型的设备已经由现有技术充分已知并且在其功能方式上进行测试。在此不必强制性地产生焊接连接。
在电阻焊时确定用于热压接的相应的处理参数的量值是时间、电流和/或力，其因此然后对处理/热压接温度产生影响。
这些量值尤其可以-即使在相互的依赖关系中-如此地预设，即-在如此确定的处理/热压接温度(和/或相应地选择的处理时长)时-热压接能够充分地(足够的电横截面)去除在导体的端部部段处的绝缘体。
冷压接能够优选地在环境温度和/或室温中执行，因此在冷压接时“特别的”处理环境是不必要的。因此，热压接的连接尤其被冷却到环境温度和/或室温。但是在冷压接时超过环境温度和/或室温，但是低于热压接温度的温度，例如大约20℃至50℃也是可以预设的。
冷压接也可以借助压接钳实现。
为了对炙热的热压接的连接部进行降温/冷却以用于冷压接，可以经被动冷却(也许在相应的被动处理环境中)(“能冷却”)。该冷却也可以主动地实现，例如借助冷却腔(或者类似的受控的处理环境)和/或通过用冷空气吹拂炙热的热压接连接部。
根据另外优选的改进方案提出，通过热压接产生的热压接的连接部的压接几何形状在冷压接时(进一步)改变。也就是说，通过热压接产生的热压接的连接部的压接几何形状，例如较宽的横截面可以在冷压接时影响并且有目的地改变，从而在热-冷压接的连接部中实现优化的/被优化的连接几何形状，如狭长的和/或狭窄构造的横截面几何轮廓。
至今为止给出的对本发明的优选的设计方案的描述包含大量的特征，其在一些从属权利要求中部分地更多地总结性地给出。本领域技术人员然后根据目的地也但对地考虑这些特征并且总结成有实际意义的另外的组合。
本发明的上述的特征、特点和优点以及类型和方法如已经实现的那样，在联系到对实施例的接下来的描述时变得清晰和明确，这些实施例联系到附图进行描述。
然而，本发明并不受在实施例中给出的特征的组合的限制，也不相关于功能性的特征。因此每个实施例的自身的特征也可以完全独立地进行考虑，从实施例中去除，引入到其他的实施例中，以对其进行补充。
功能/结构类型相同或者相同的部件或者组件在这些实施例中具有相同的参考标号。
附图说明
图中示出：
图1是根据一个实施例的在金属线束和接触套之间建立压接连接时的初始状态，
图2是在热压接之后在金属线束和接触套之间建立压接连接时的中间状态，
图3是在热压接和冷压接之后在金属线束和接触套之间建立压接连接时的状态，
图4是根据一个实施例在金属线束和接触套之间建立压接连接时的具有处理步骤的流程图。
具体实施方式
通过热压接和冷压接的压接连接
图1至3示出了在绝缘导体2和接触部件3之间借助压接100、也就是在热压接110以及随后的冷压接130的情况中建立导电连接1时的不同的顺序地彼此跟随的状态，绝缘导体在此为一束2包漆金属线2，接触部件在此为电缆接头的金属化的、即导电的套管3。
图4示出了在一束2包漆金属线2和套管3之间借助压接100建立该导电连接1时与之相关的流程图(100)，其具有方法步骤110(热压接)、120(冷却)、130(冷压接)。
图1示出了在该压接100时的初始状态。
在此，如在图1中可见，(包漆)金属线2，也就是其由包漆5包裹并且因此将绝缘的金属线2形成或者规划成(金属线)一束2。
金属线束2或者包漆金属线2在此利用其相应的-(包漆)绝缘的5-端部部段4***到套管2中。
在该状态中准备的金属线束-套筒-连接体7现在承受热压接过程/热压接110。
为此，金属线束-套筒-连接体7借助电极，例如像在电阻焊中的电极加热到例如500℃至600℃，并且-金属线束-套筒-连接体7因此“被带到处理温度地”被挤压((热)压接)110，其中，金属线束-套筒-连接体7或者金属线端部部段4和套筒3通过塑性变形彼此连接以及也在热压接的连接中形成(材料配合的)金属融合连接。
同时或者通过在热融合时占主导地位的高的(处理/热压接)温度，将金属线部段4的绝缘外罩5，也就是在压接的端部部段4的区域中的金属线2的包漆外罩5完全地或者(充分地)部分地热剥离(“热去绝缘”)，由此其被打开并且因此-在(热)压接110时-能够与套管3导电连接。
简单地表达，在包漆金属线2的压接的端部部段4中的包漆外罩5在热压接100时“蒸发掉了”，金属线2的端部部段4然后开放并且在(热)压接110时与套管3连接。
因此产生了在金属线束2和套管2之间的已经良好地导电的接触连接(导电的横截面)。
图2示出了在热压接110之后的金属线束-套筒-连接体7(或者其接触和压接几何轮廓6)。
如图2所示，-通过在(热)压接110时的挤压力变形的-(热)压接的金属线束-套筒-连接体7具有紧密压装/挤压的、在横截面上平坦的但是宽的形状，其中，-变形的-去绝缘金属线端部部段4和-变形的-套筒3导电连接(参考图2中的压接几何轮廓6)。
在热压接110之后，热压接的金属线束-套筒-连接体7被置入到环境温度中。
金属线束-套筒-连接体7在那里停留足够长的时间，直到其被冷却到大约环境温度。
如果金属线束-套筒-连接体7现在被冷却到大约环境温度，那么-在环境温度时-实现冷(-后续-)压接130。
图3示出了在冷(-后续-)压接130之后的金属线束-套筒-连接体7(或者其接触和压接几何轮廓6)。
如图3所示，-通过在冷(-后续-)压接130之后的挤压力还要进一步变形的-冷(-后续-)压接的金属线束-套筒-连接体7具有进一步紧密压装/挤压的、在横截面上镰刀状的/弯曲的并进而更宽一点的形状(参考图3中的压接几何轮廓6)，其中，由热压接获得的金属线2和套筒3已经良好的电接触也许由此被进一步改善。
通过在环境温度时的冷(-后续-)压接130时的挤压过程，在连接部1中-充分地保持住地-加入足够的弹性压力或者挤压力或者接触力/接触应力，并且因此确保了在金属线2和套管3之间的持久地在电方面起作用的连接部1。
至今存在用于建立在绝缘的一个/多个导体与接触部分的压接连接，在同时对绝缘的一个/多个导体进行去绝缘时并且实现额定值，对于在压接连接部中的持久在电方面起作用的接触必要的接触力来说都没有令人满意的、简单和成本低廉的解决方案用于压接，因此将热压接110和接下来的冷压接技术130(在期间的冷却120)-在包漆外罩5、金属线2和套筒3的情况中-组合在一起的在此描述的压接方法100提供一种方法，其符合这些要求或者满足这些要求-结合所描述的压接方法，即两种方法也就是热压接110和冷压接130的有利影响。
在热压接110时因此将在(单个)金属线2(或者金属线束/导体2的)端部部段4上的绝缘体5热剥离，并且准备在单个金属线2(金属线束/导体2)和接触件/套管3之间建立良好的接触连接。
如果对于长时间稳定的、高价值的和持久在电方面起作用的接触来说必要的-在压接连接部中保留的-弹性压力/挤压力在热压接110之后因为导体材料(通常的)，例如铜(在此特定的)的较低的拉伸强度的原因在高处理/热压接温度时处于非常低的水平，那么实现后续的冷压接130，在该冷压接时对于长时间稳定的、高价值的和持久在电方面起作用的接触来说必要的是产生-在压接连接部中保留的-弹性压力/挤压力(在连接部1中)。
也就是说，在热挤压/压接110之后其被冷却120并且再次在较低的温度时被冷(-后续-)挤压/压接130，其也用于通过机械变形将压接几何轮廓6有目的地改变成例如稍宽的镰刀(-横截面-)形状或者弯曲的(横截面)形状。
尽管本发明在细节上通过优选的实施例进一步进行了阐述和说明，但是本发明并不通过公开的实例的限制并且本领域技术热源能够由此推导处另外的实施变体，而不脱离本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于在导体(2)和连接件(3)之间建立压接连接(1)的方法(100)，其中，
-在第一步骤(110)中，所述导体(2)的绝缘的端部部段(4)借助热压接接技术与所述连接件(3)压接，其中，在所述导体(2)的所述端部部段(4)与所述连接件(3)之间产生热压接的连接，
-接下来在第二步骤(120)中实现对在所述导体(2)的所述端部部段(4)和所述连接件(3)之间的所述热压接的连接的冷却，并且
-在接下来的第三步骤(130)中，在所述导体(2)的所述端部部段(4)和所述连接件(3)之间的被冷却的所述热压接的连接借助冷压接技术进行后续压接。
2.根据前述权利要求中至少一项所述的用于建立压接连接(1)的方法(100)，其中，所述导体(2)是金属线或者由任意横截面几何轮廓的单个金属线构成的线束，尤其是铜线或者铝线，和/或其中，在所述导体(2)的绝缘的所述端部部段(4)上的绝缘体(5)具有电绝缘材料，尤其是包漆外套或者塑料外套。
3.根据前述权利要求中至少一项所述的用于建立压接连接(1)的方法(100)，其中，所述导体(2)是一束相应地在所述导体的相应的所述端部部段(4)中尤其具有包漆外套或者塑料外套的绝缘线束，尤其是一束铜线。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的用于建立压接连接(1)的方法(100)，其中，所述连接件(3)尤其是电缆接头套管或者插头的导电接触件，尤其是接触套管。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的用于建立压接连接(1)的方法(100)，其中，所述热压接(110)通过基于电阻焊的方法来执行。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的用于建立压接连接(1)的方法(100)，其中，所述冷压接(130)在环境温度和/或室温中执行。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的用于建立压接连接(1)的方法(100)，其中，在所述冷却(120)时，所述热压接的连接被冷却到环境温度和/或室温。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的用于建立压接连接(1)的方法(100)，其中，所述冷压接(130)借助压接钳执行。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的用于建立压接连接(1)的方法(100)，其中，所述冷却(120)主动地和/或被动地、尤其能够经过冷却来实现。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的用于建立压接连接(1)的方法(100)，其中，通过所述热压接(110)产生的压接几何轮廓(6)在所述冷压接(130)中进一步改变。
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