EP1703591A1 - Verfahren zur Verbindung von Batterieleitern und Verbindung von Batterieleitern - Google Patents

Verfahren zur Verbindung von Batterieleitern und Verbindung von Batterieleitern Download PDF

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EP1703591A1
EP1703591A1 EP05019546A EP05019546A EP1703591A1 EP 1703591 A1 EP1703591 A1 EP 1703591A1 EP 05019546 A EP05019546 A EP 05019546A EP 05019546 A EP05019546 A EP 05019546A EP 1703591 A1 EP1703591 A1 EP 1703591A1
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bracket
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EP05019546A
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Martin Dipl.-Ing. Schloms
Heinz-Georg Gottschlich
Franz-Josef Lietz
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Auto Kabel Management GmbH
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Auto Kabel Management GmbH
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    • H01R4/023—Soldered or welded connections between cables or wires and terminals

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cohesive connection of power conductors of motor vehicles, in particular battery lines of motor vehicles.
  • connection plugs For this purpose, a stripped end of a cable is crimped with a clamp of a connector plug.
  • the stripped end of the cable can be soldered to the connector by means of hard or soft soldering.
  • the clamp is placed around the insulation layer of the cable and thus ensures a secure attachment to vibration. Tensile loads are absorbed by the clamp and thus do not burden the intermetallic connection between cable and connector.
  • the invention proposes a method for producing a cohesive connection of power conductors of motor vehicles, in particular battery cables of motor vehicles, in which a metallic part of a first conductor is placed on a metallic part of a second conductor, in which a metallic bracket is placed around the first conductor in such a way that the first conductor is held on the second conductor, and in which in a single step the bracket and the first conductor are materially connected to the second conductor by means of welding.
  • first conductor is placed on a metallic part of the second conductor. This can be done, for example, at the stripped ends of the first and second conductors.
  • the first conductor may in particular be a flat part. Both first and second conductors can be profiled flat conductors or round conductors.
  • a bracket such as a metal band, which may be both a round conductor and a flat conductor, placed over the first conductor.
  • the metal band can also have any other profile.
  • the bracket is preferably placed in a position around the first conductor, which is located at the end of the second conductor.
  • the bracket is placed around the first conductor so that when it is frictionally connected to the second conductor, the first Holds ladder to the second ladder and ensures vibration protection.
  • the bracket is placed over the insulating layer of the first conductor, but can also be placed over a stripped part of the first conductor.
  • the bracket is pressed onto the first conductor in a single step by means of a welding tool and the stripped portion of the first conductor by means of welding to the second conductor firmly bonded.
  • the tool creates a material connection between the bracket and the first conductor, also by welding. In this case, an ultrasonic welding process is preferred.
  • the tool is shaped to tightly place the bracket around the first conductor, hold the stripped portion of the first conductor in place, and then weld the bracket and the first conductor to the second conductor in one operation. If the first conductor is formed from several wires, the tool ensures that the first conductor does not split.
  • the bracket can in this case serve as a vibration protection, in particular, if it lies above the insulation of the first conductor.
  • a first conductor 2, a second conductor 4 and a bracket 6 is shown.
  • the first conductor 2 is formed as a round conductor.
  • the first conductor 2 may consist of an insulating layer and a core 8.
  • the core 8 may consist of a strand, but may also be formed of a rope.
  • the core 8 is preferably formed from aluminum or copper, but may also be formed from alloys thereof or other electrically conductive metallic materials. However, the core 8 can also be a flat conductor.
  • the conductor 4 is a flat conductor with a rectangular cross-section.
  • the conductor 4 may be formed of aluminum, copper or brass, or other alloy.
  • a bracket 6 is placed around the conductor 2 according to the embodiment.
  • the bracket 6 is preferably placed around the insulating layer of the conductor 2.
  • the bracket 6 is welded at its ends to the conductor 4.
  • the bracket 6 is pressed into the insulating layer of the conductor 2, so that it can absorb a tensile load.
  • the bracket 6 can absorb vibrations in the conductor 2 and protect the cohesive connection between the conductor 4 and conductor 2 against vibrations and thus vibration fractures.
  • the invention proposes to weld the conductor 2, the bracket 6 and the conductor 4 in a single step.
  • the tool 10 shows a side view of a tool 10 which is suitable for welding the conductor 2 to the conductor 4.
  • the tool 10 is, for example, an ultrasonic welding tool, but may be a friction welding tool or a multi-orbital welding tool.
  • the tool 10 can be moved up and down in the vertical direction.
  • the conductor 2 is pushed over the conductor 4.
  • the bracket 6 is unrolled from an endless belt by a tool, not shown, and positioned over the conductor 2.
  • the bracket can alternatively be provided as an individual part.
  • An endless belt is a belt whose length is a multiple of the length of the strap.
  • the tool 10 then descends and presses the stirrup 6 against the conductor 2.
  • the tool 10 punches the stirrup 6 from the endless belt. Thereafter, the tool 10 welds the ends of the bracket 6 to the conductor 4 and at the same time the core 8 of the conductor 2 to the conductor 4. Then the tool 10 moves up and a cohesive and vibration-protected intermetallic connection between conductor 2 and conductor 4 is made ,
  • Fig. 3 shows a frontal view between a connection between conductor 2 and conductor 4.
  • the bracket 6 has been made from an endless belt which has been unrolled from a reel 12.
  • an unillustrated tool engages the free end of the endless belt and rolls it off from the reel 12. The tape then lies freely over the conductor 2.
  • the tool 10 moves in the direction of the conductor 4, presses the bracket 6 to the conductor 2, the clip 6 is removed from the endless belt, and welded in one operation, the ends 6a, 6b of the bracket 6 and the soul 8 of the conductor 2 with the head of the fourth

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung von Energieleitern von Kraftfahrzeugen. Eine kostengünstige und gegen Vibrationen gesicherte Verbindung lässt sich mit einem Verfahren herstellen, bei dem ein metallischer Teil eines ersten Leiters auf einen metallischen Teil eines zweiten Leiters gelegt wird, bei dem ein metallischer Bügel um den ersten Leiter gelegt wird, derart, dass der erste Leiter an dem zweiten Leiter gehalten wird, und bei dem in einem einzigen Arbeitsschritt der Bügel und der erste Leiter stoffschlüssig mit dem zweiten Leiter mittels Schweißen verbunden werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung von Energieleitern von Kraftfahrzeugen, insbesondere Batterieleitungen von Kraftfahrzeugen.
  • Heutzutage ist es bekannt, Energieleiter von Kraftfahrzeugen mittels Crimpwerkzeugen mit Anschlusssteckern zu verbinden. Hierzu wird ein abisoliertes Ende eines Kabels mit einer Schelle eines Anschlusssteckers vercrimpt. Das abisolierte Ende des Kabels kann dabei an den Anschlussstecker mittels Hart- oder Weichlöten gelötet werden. Die Schelle wird um die Isolationsschicht des Kabels gelegt und gewährleistet hierdurch eine sichere Befestigung gegenüber Vibrationen. Zugbelastungen werden durch die Schelle aufgenommen und belasten somit nicht die intermetallische Verbindung zwischen Kabel und Anschlussteil.
  • Bei der direkten Verbindung von Kabeln mit Flachprofilen, also ohne die Verwendung eines eigens dafür benötigten Bauteils, ist es jedoch nicht möglich, eine Schelle mit dem Kabel zu vercrimpen. Darüber hinaus werden stoffschlüssige Verbindungen zwischen Flachleitern und Kabeln, die beispielsweise auch Multi-Filament-Seile sein können, mittels Ultraschallschweißen hergestellt. Die Schweißnaht ist aber anfällig gegenüber Vibrationen und kann sich daher mit der Zeit lösen.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, kostengünstig und einfach ein Verfahren bereitzustellen, welches eine intermetallische Verbindung zwischen Leitern in Kraftfahrzeugen gegenüber Vibrationen schützt.
  • Hierzu schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung von Energieleitern von Kraftfahrzeugen, insbesondere Batterieleitungen von Kraftfahrzeugen, bei dem ein metallischer Teil eines ersten Leiters auf einen metallischen Teil eines zweiten Leiters gelegt wird, bei dem ein metallischer Bügel um den ersten Leiter gelegt wird, derart, dass der erste Leiter an dem zweiten Leiter gehalten wird, und bei dem in einem einzigen Arbeitsschritt der Bügel und der erste Leiter stoffschlüssig mit dem zweiten Leiter mittels Schweißen verbunden werden vor.
  • Hierbei wird ein metallisches Teil eines ersten Leiters auf ein metallisches Teil des zweiten Leiters gelegt. Dies kann beispielsweise an den abisolierten Enden des ersten und des zweiten Leiters geschehen. Der erste Leiter kann insbesondere ein Flachteil sein. Sowohl erster als auch zweiter Leiter können profilierte Flachleiter oder Rundleiter sein.
  • Danach wird ein Bügel, beispielsweise ein Metallband, was sowohl ein Rundleiter als auch ein Flachleiter sein kann, über den ersten Leiter gelegt. Das Metallband kann aber auch ein beliebig anderes Profil haben. Der Bügel wird vorzugsweise an einer Stelle um den ersten Leiter gelegt, die an dem Ende des zweiten Leiters liegt. Der Bügel wird so um den ersten Leiter gelegt, dass, wenn er mit dem zweiten Leiter kraftschlüssig verbunden ist, den ersten Leiter an dem zweiten Leiter hält und einen Vibrationsschutz gewährleistet. Bevorzugt wird der Bügel über die Isolationsschicht des ersten Leiters gelegt, kann jedoch auch über einen abisolierten Teil des ersten Leiters gelegt werden. Danach wird in einem einzigen Arbeitsschritt mittels eines Schweißwerkzeugs der Bügel auf den ersten Leiter gepresst und das abisolierte Teil des ersten Leiters mittels Schweißen mit dem zweiten Leiter stoffschlüssig verbunden. Gleichzeitig, im selben Arbeitsschritt, stellt das Werkzeug eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Bügel und dem ersten Leiter her, ebenfalls mittels Schweißen. Bevorzugt ist hierbei ein Ultraschallschweißverfahren.
  • Das Werkzeug ist so geformt, dass es den Bügel eng um den ersten Leiter legt, den abisolierten Teil des ersten Leiters festhält, und dann in einem Arbeitsschritt den Bügel und den ersten Leiter auf den zweiten Leiter verschweißen kann. Ist der erste Leiter aus mehreren Adern gebildet, sorgt das Werkzeug dafür, dass sich der erste Leiter nicht aufspleißt.
  • Hierdurch wird in besonders kostengünstiger Weise eine intermetallische Verbindung zwischen erstem und zweitem Leiter hergestellt, wobei diese intermetallische Verbindung durch den Bügel gegen Vibrationen geschützt ist. Der Bügel kann hierbei insbesondere dann als Vibrationsschutz dienen, wenn er über der Isolation des ersten Leiters liegt.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den nachgeordneten Ansprüchen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Verbindung;
    Fig. 2
    zeigt eine schematische Ansicht eines Werkzeugs zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbindung;
    Fig. 3
    zeigt eine weitere Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Verbindung.
  • In Fig. 1 ist gezeigt ein erster Leiter 2, ein zweiter Leiter 4 sowie ein Bügel 6. Der erste Leiter 2 ist als Rundleiter gebildet. Der erste Leiter 2 kann aus einer Isolationsschicht und einer Seele 8 bestehen. Die Seele 8 kann aus einer Litze bestehen, kann jedoch auch aus einem Seil gebildet sein. Die Seele 8 ist vorzugsweise aus Aluminium oder Kupfer gebildet, kann jedoch auch aus Legierungen davon oder anderen, elektrisch leitfähigen metallischen Werkstoffen gebildet sein. Die Seele 8 kann jedoch auch ein Flachleiter sein.
  • Der Leiter 4 ist ein Flachleiter mit rechteckigem Querschnitt. Der Leiter 4 kann aus Aluminium, Kupfer oder Messing, oder einer sonstigen Legierung gebildet sein.
  • Zur stoffschlüssigen Verbindung des Leiters 2 mit dem Leiter 4 kann ein Ultraschallschweißen eingesetzt werden. Beim Ultraschallschweißen muss darauf geachtet werden, dass die Seele 8 im Falle eines Seils nicht aufspleißt. Ferner muss die Verbindung für zukünftige Belastungen gegenüber Vibrationen geschützt sein. Ohne einen Vibrationsschutz kommt es bei einer Vibrationsbelastung der Verbindung zu Rissen, Vibrationsbrüchen oder sonstigen Beschädigungen der Verbindung. Um einen Vibrationsschutz bereit zu stellen ist gemäß des Ausführungsbeispiels ein Bügel 6 um den Leiter 2 gelegt. Der Bügel 6 ist bevorzugt um die Isolationsschicht des Leiters 2 gelegt. Der Bügel 6 ist an seinen Enden mit dem Leiter 4 verschweißt. Der Bügel 6 ist in die Isolationsschicht des Leiters 2 gepresst, so dass er eine Zugbelastung aufnehmen kann. Ferner kann der Bügel 6 Vibrationen im Leiter 2 aufnehmen und die stoffschlüssige Verbindung zwischen Leiter 4 und Leiter 2 gegenüber Vibrationen und somit Vibrationsbrüchen schützen. Um die stoffschlüssige Verbindung zwischen Leiter 2 und Leiter 4 kostengünstig herzustellen, schlägt die Erfindung vor, den Leiter 2, den Bügel 6 und den Leiter 4 in einem einzigen Arbeitsschritt miteinander zu verschweißen.
  • Fig. 2 zeigt hierzu eine Seitenansicht eines Werkzeugs 10, welches geeignet ist, den Leiter 2 mit dem Leiter 4 zu verschweißen. Das Werkzeug 10 ist beispielsweise ein Ultraschallschweißwerkzeug, kann aber auf ein Reibschweißwerkzeug oder ein Multi-Orbital-Schweißwerkzeug sein. Das Werkzeug 10 lässt sich in senkrechter Richtung auf- und abwärts bewegen. Zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Leiter 2 und Leiter 4 wird der Leiter 2 über den Leiter 4 geschoben. Danach wird von einem nicht gezeigten Werkzeug der Bügel 6 von einem Endlosband abgerollt und über dem Leiter 2 positioniert. Der Bügel kann alternativ aber auch als Einzelteil zur Verfügung gestellt werden. Ein Endlosband ist ein Band, dessen Länge ein Vielfaches der Länge des Bügels beträgt. Das Werkzeug 10 fährt danach herunter und presst den Bügel 6 an den Leiter 2. Für den Fall, dass der Bügel von einem Endlosband gezogen wurde, stanzt das Werkzeug 10 den Bügel 6 dabei vom Endlosband ab. Danach verschweißt das Werkzeug 10 die Enden des Bügels 6 mit dem Leiter 4 und gleichzeitig die Seele 8 des Leiters 2 mit dem Leiter 4. Anschließend fährt das Werkzeug 10 hoch und eine stoffschlüssige und gegen Vibrationen geschützte intermetallische Verbindung zwischen Leiter 2 und Leiter 4 ist hergestellt.
  • Fig. 3 zeigt eine frontale Ansicht zwischen einer Verbindung zwischen Leiter 2 und Leiter 4. Zu erkennen ist, dass hierbei der Bügel 6 aus einem Endlosband, welches von einer Haspel 12 abgerollt wurde, hergestellt worden ist. Hierzu greift ein nicht dargestelltes Werkzeug das freie Ende des Endlosbandes und rollt dieses von der Haspel 12 ab. Das Band liegt dann frei über dem Leiter 2. Danach verfährt das Werkzeug 10 in Richtung des Leiters 4, presst den Bügel 6 an den Leiter 2, kappt den Bügel 6 von dem Endlosband, und verschweißt in einem Arbeitsgang die Enden 6a, 6b des Bügels 6 und die Seele 8 des Leiters 2 mit dem Leiter 4.

Claims (15)

1. Verfahren zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung von Energieleitern von Kraftfahrzeugen, insbesondere Batterieleitungen von Kraftfahrzeugen, bei dem
- ein metallischer Teil eines ersten Leiters auf einen metallischen Teil eines zweiten Leiters gelegt wird,
- bei dem ein metallischer Bügel um den ersten Leiter gelegt wird,
- derart, dass der erste Leiter an dem zweiten Leiter gehalten wird, und bei dem
- in einem einzigen Arbeitsschritt der Bügel und der erste Leiter stoffschlüssig mit dem zweiten Leiter mittels Schweißen verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leiter aus Aluminium, Kupfer oder Legierungen davon gebildet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leiter ein Rundleiter oder ein Flachleiter ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Leiter mit einer Isolationsschicht beschichtet ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Teil des ersten
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Leiter aus Aluminium, Kupfer, Messing oder Legierungen davon gebildet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Leiter ein Rundleiter oder ein Flachleiter ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leiter und der Bügel mit dem zweiten Leiter mittels Ultraschallschweißen, Reibschweißen oder Multi-Orbital-Schweißen verbunden werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel von einem Endlosband abgerollt und um den ersten Leiter gelegt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel nach dem er über den ersten Leiter gelegt worden ist, vom Endlosband getrennt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißwerkzeug den Bügel um den ersten Leiter drückt und unmittelbar anschließend den Bügel und den ersten Leiter mit dem zweiten Leiter verschweißt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel über einen isolierten Abschnitt des ersten Leiters gelegt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel über einen isolierten Abschnitt des ersten Leiters gelegt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel derart um den ersten Leiter gelegt wird, dass mittels des stoffschlüssig mit dem ersten Leiter verbundenen Bügels eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Leiter und dem zweiten Leiter nach dem Schweißen entsteht.
14. Intermetallische Verbindung zwischen Energieleitern in einem Kraftfahrzeug, insbesondere Batterieleitungen in einem Kraftfahrzeug, mit einem ersten Leiter und einem zweiten Leiter, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bügel über den ersten Leiter gelegt ist und den ersten Leiter an dem zweiten Leiter hält, wobei der erste Leiter und der Bügel im gleichen Arbeitsschritt mit dem zweiten Leiter verschweißt sind.
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