EP1831962A2 - Batterieverbinder und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Batterieverbinder und verfahren zu ihrer herstellung

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Publication number
EP1831962A2
EP1831962A2 EP05826374A EP05826374A EP1831962A2 EP 1831962 A2 EP1831962 A2 EP 1831962A2 EP 05826374 A EP05826374 A EP 05826374A EP 05826374 A EP05826374 A EP 05826374A EP 1831962 A2 EP1831962 A2 EP 1831962A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cable
battery connector
contact
plate
contact piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05826374A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Trimborn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Froetek Kunststofftechnik GmbH
Original Assignee
Froetek Kunststofftechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Froetek Kunststofftechnik GmbH filed Critical Froetek Kunststofftechnik GmbH
Publication of EP1831962A2 publication Critical patent/EP1831962A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/11—End pieces or tapping pieces for wires, supported by the wire and for facilitating electrical connection to some other wire, terminal or conductive member
    • H01R11/28—End pieces consisting of a ferrule or sleeve
    • H01R11/281—End pieces consisting of a ferrule or sleeve for connections to batteries
    • H01R11/288—Interconnections between batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0249—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections for simultaneous welding or soldering of a plurality of wires to contact elements

Definitions

  • the invention relates to battery connectors for accumulator batteries and contact pieces thereof and to devices and methods for producing such battery connectors.
  • a battery connector in which at the ends of an insulated copper wire cable in each case the connection plate of a contact piece made of copper or brass is attached.
  • the contact plates of the contact pieces have holes through which a pole screw can be plugged and screwed into the battery terminal of a storage battery to electrically couple the cells of the battery to the battery connector.
  • the contact plates are insulated like the copper wire cable.
  • the invention relates to a preferably fully insulated battery connector for storage batteries, which includes a contact piece with a contact plate and a connection plate and a cable.
  • the contact plate is used in the usual way to make the electrical contact to the pole of a rechargeable battery or the like, including the contact plate usually has a through hole for inserting a pole screw, with which the contact piece can be screwed to the lead terminal of a battery.
  • the cable of the battery connector further includes a plurality of individual wires which, as a bundle of substantially rectangular cross-section, fills the width of the terminal region after joining and is connected to the terminal plate (e.g.
  • the battery connector described above is characterized in that the width of the terminal plate to the cable after joining is different (preferably smaller) than the width of the contact plate (i.e., in the terminal region to the battery post).
  • the battery connector is characterized in that the ratio of the width of the connection plate to the cable to the height of the extended bundle of individual wires is approximately 2: 1 to 10: 1.
  • both variants can also be realized simultaneously in a battery connector.
  • the width of the connection plate in the joining area to the cable is approximately 12.5 to 15.5 mm (ie 14 mm ⁇ 10%) and the cross-sectional area of the associated cable is approximately 25-35 mm 2 .
  • the width of the terminal plate is 17 mm ⁇ 10% with a cross-sectional area of the cable of 50-95 mm 2 .
  • the width of the connection plate of the contact piece is matched to the cable to be connected or its cross section.
  • this relates to a contact piece for a battery connector, which has at least one connection in the cable center, wherein the contact piece has a contact plate and at least two connection plates for fixing the ends of two cables. Furthermore, the invention relates to a battery connector which contains such a contact piece.
  • Battery connectors with at least one medial connection point are known per se as "row connectors". They are usually made by sliding a copper sleeve over the cable of the battery connector and flattening it at a stripped point of the cable. Since the sleeve has to fit over the insulation of the cable, it has an oversize, which has an adverse effect on the resulting from the flattened sleeve contact piece with respect to the pressing ratio. Such disadvantages are avoided in the battery connector described above, since there is a contact piece with two connection plates is used, to which the ends of two individual cables are attached. The middle contact piece therefore has the same solid mechanical and electrical connection to the cable as the contacts at the ends of the battery connector. Unlike conventional row connectors no loosening of the individual wires by changing heating operations on.
  • the invention relates to a method for producing a battery connector, wherein at two or more locations of a cable, contact pieces are fixed in a thermal process (in particular welding or soldering).
  • the invention comprises a device for producing a battery connector which comprises at least two thermal connection stations (in particular welding and / or soldering stations) which can be operated in parallel to simultaneously connect at least two contact pieces to the ends (at least) of a cable.
  • each with a contact piece at the two ends of a cable the two contact pieces are usually connected sequentially to the cable by welding or soldering.
  • a single welding or soldering station is used, in which the cable ends are inserted one after the other.
  • the connections thus obtained between the cable ends and the contact pieces can not be optimal or at least of different quality.
  • One reason for this seems to be that the cable is already preheated when attaching the second contact piece and the second connection process thereby takes place differently. This is particularly noticeable in short battery connectors.
  • the above-proposed method or apparatus avoids such problems because the plurality of contact pieces are simultaneously connected to the cable (eg, to its ends or optionally to the central area of the cable as well). All connection processes run in the same way, so that the connections are all of the same quality, which can be uniformly optimized.
  • the invention relates to a method for producing an electrically conductive, permanent connection between a cable having a plurality of individual wires and a metallic connecting piece, in particular for connecting the contact pieces of a battery connector with the associated cable.
  • the procedure is characterized by the following steps:
  • heating can be carried out in particular by passing an electrical current in the transverse direction through the individual wires and the connecting piece.
  • the metallic additive may be a silver alloy, the silver content of which is preferably at least 40% by weight.
  • the contacts or battery connectors which are designed according to the above-described various aspects of the invention, can be combined with each other and / or supplemented by further optional features.
  • the contact plate which establishes the electrical contact with the battery
  • the connection plate to which the cable is attached
  • the contact piece on its underside which by definition is in the use state of the battery facing, at least one recess into which engages a top of the contact piece covering Isolierumspritzung. Even if the entire other bottom of the contact piece remains free of the Isolierumspritzung, pushing out of the contact piece is prevented from the encapsulation by their intervention in the recesses.
  • the contact piece including its encapsulation and an associated pole screw may be rounded, reference being made in this respect to DE 103 27 349.2, in which further embodiment variants are described and which is therefore fully incorporated into the present application.
  • the contact piece can be provided with a coating of a soft material (cf. DE 103 02 270.8, which is also incorporated in full in the present application).
  • Figure 1 is a plan view and a cross section of the connection region of a cable to a contact piece
  • Figure 2 is a side view of a battery connector (partially in section) with cranked contacts
  • Figure 3 is a section through and a plan view of a battery connector with a center port
  • Figure 4 shows a longitudinal section and a cross section through a single wire bundle on a connection plate during diffusion welding with the addition of a filler material.
  • the battery connectors shown in the figures are used in particular for connecting the poles of accumulator batteries, in which respect reference is made to WO 00/08718 and DE 103 27 349 for more detailed description. In principle, however, other applications of the illustrated constructions and methods are possible.
  • the cable 10 includes a plurality of individual wires 11 (e.g., copper) which are stripped of the outer cable insulation at the end of the cable and laid out into a flat bundle of substantially rectangular cross-section.
  • the contact piece is designed as a rectangular plate of uniform width D, this width being predetermined by the contact plate 21 and in particular the through hole 22 to be accommodated therein.
  • the widths D of the contact plate 21 and d of the terminal plate 23 are independent of each other and (as a rule) different.
  • the width D of the contact plate 21 can be optimally selected as usual with regard to the battery terminal to be connected and the pole screw or the through-hole 22.
  • the width d of the terminal plate 23 depends on the cross-section Q of the cable 10 to be connected in such a way that on the one hand, the bundle of individual wires 11 over the entire width d of the terminal plate 23 can be pressed flat while the other one with respect to the mechanical and electrical connection has optimal height h or reserves.
  • the connection between the bundle of individual wires 11 and the connection plate 23 can be effected by welding, soldering or other (see below) techniques.
  • FIG 2 shows a battery connector 200 in a side view (90 ° rotated relative to the left part of Figure 1), wherein the mutually rotated by 180 ° mounted contact pieces 20 and the associated insulation injection 30 are shown in section along its center line.
  • a cranking or step between the contact plate 21 and the connection plate 23 of the contact piece 20 is also shown.
  • the step which can be easily produced without machining by bending, the contact plate 21 comes to lie approximately at the height of the cable 10 ,
  • the entire battery connector 200 can be formed in this way with matching heights of the contact pieces 20 in relation to the top and bottom.
  • FIG. 3 shows a battery connector 300 with a central connection piece.
  • This so-called “row connector” consists of (at least) two cable sections 10a, 10b, which are connected at their outer ends on the one hand with terminal contact pieces 20 and on the other hand with a central contact piece 120.
  • the middle contact piece 120 has a contact plate 121 with a through hole for a pole screw and two connection plates 123a, 123b, which attach at the opposite ends of the contact plate 121 in the example shown.
  • connection plates 123a, 123b can be provided and / or attach the connection plates at different angles to the contact plate 121.
  • the cable ends can each be connected in a known manner to the connection plates 123a, 123b (eg welding, soldering).
  • the plurality of contact pieces 20, 120 are preferably connected to the cables 10, 10a, 10b simultaneously, e.g. B. 29 meett or soldered.
  • a device may be provided in which the left and right contact piece 20 are stored according to Figure 2 in parallel in two opposing stations, and wherein the laid-cable 10 is simultaneously connected to the contact pieces.
  • the attachment of the contacts is carried out in this way completely symmetrical, ie, over a successive attachment of the contacts no asymmetries arise by preheating a page.
  • this heating should not be so great that the individual wires 11 or the connecting piece 23 melt more or less completely. Rather, only the melting point of an additive 50, z.
  • a silver alloy with at least 40 wt .-% silver can be achieved, so that the additive 50 penetrates in liquid form into the cavities between the individual wires 11.
  • the additive is located as a band 50 between the connector 23 and the bundle of individual wires 11. A flux as soldering is not applied. Due to the heating, the pressure and the current flow, a diffusion of atoms can occur in the contact points between the individual wires 11 ("diffusion welding"). It turns out that the explanatory connection technique, which is neither pure welding nor pure soldering, leads to extremely good mechanical and electrical connections.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Batterieverbinder (100) für Akkumulatorbatterien, bei welchem die Anschlussplatte (23) des Kontaktstückes (20) auf den Querschnitt des anzuschließenden Kabels (10) derart abgestimmt ist, dass das Verhältnis von Breite (d) zu Höhe (h) des flachgepressten Bündels der Einzeldrähte (11) des Kabels (10) zwischen 2:1 und 10:1 liegt. Darüber hinaus betrifft die Erfindung weitere Ausgestaltungen von Batterieverbindern und deren Herstellung, insbesondere durch die Verbindung von Einzeldrähten mit einem Kontaktstück unter Druck, Erwärmung und Zugabe eines schmelzenden metallischem Zusatstoffes.

Description

FRÖTEK Kunststofftechnik GmbH An der Unteren Söse 24-30 37520 Osterode
Batterieverbinder und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft Batterieverbinder für Akkumulatorbatterien und Kontaktstücke hierfür sowie Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung solcher Batterieverbinder.
Aus der WO 00/08718 ist ein Batterieverbinder bekannt, bei dem an den Enden eines isolierten Kupferdrahtkabels jeweils die Anschlussplatte eines Kontaktstückes aus Kupfer oder Messing befestigt ist. Die Kontaktplatten der Kontaktstücke weisen Löcher auf, durch welche eine Polschraube gesteckt und im Batteriepol einer Akkumulatorbatterie festgeschraubt werden kann, um die Zellen der Batterie elektrisch an den Batterieverbinder zu koppeln. Auch die Kontaktplatten sind wie das Kupferdrahtkabel isoliert. Durch eine Verschweißung wird eine gute Verbindung zwischen den Drähten des Batterieanschlusskabels und dem Kontaktstück erreicht, welche für die elektrische Leitung der entnommenen, typischerweise hohen Ströme geeignet ist. Die Kontaktstücke des genannten Batterieverbinders werden aus einem bandförmigen Flachmaterial gestanzt und haben in der Draufsicht eine im Wesentlichen rechteckige Form.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Batterieverbinder bereitzustellen, wobei insbesondere die Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen Kabel und Kontaktstück gesteigert und der Einsatzbereich der Batterieverbinder erweitert werden soll.
Diese Aufgabe wird durch vorzugsweise vollisolierte Batterieverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 7, durch ein Kontaktstück mit den Merkmalen des Anspruchs 6, durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie durch Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 8 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
A. Kontaktstücke mit auf den Kabelquerschnitt abgestimmten Dimensionen
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen vorzugsweise vollisolierten Batterieverbinder für Akkumulatorbatterien, welcher ein Kontaktstück mit einer Kontaktplatte und einer Anschlussplatte sowie ein Kabel enthält. Die Kontaktplatte dient in üblicher weise dazu, den elektrischen Kontakt zum Pol einer Akkumulatorbatterie oder dergleichen herzustellen, wozu die Kontaktplatte in der Regel ein Durchgangsloch zum Durchstecken einer Polschraube aufweist, mit welcher das Kontaktstück am Bleipol einer Batterie festgeschraubt werden kann. Das Kabel des Batterieverbinders enthält ferner eine Vielzahl von Einzeldrähten, welche als ein Bündel mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt die Breite des Anschlussbereiches nach dem Fügen ausfüllt und mit der Anschlussplatte (z.
B. durch Schweißen, Löten oder Crimpen) verbunden sind.
Gemäß einer ersten Variante ist der vorstehend beschriebene Batterieverbinder dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Anschlussplatte zum Kabel nach dem Fügen anders (vorzugsweise kleiner) als die Breite der Kontaktplatte (d. h. im Anschlussbereich zum Batteriepol) ist. Gemäß einer zweiten Variante ist der Batterieverbinder dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Breite der Anschlussplatte zum Kabel zur Höhe des ausgebreiteten Bündels der Einzeldrähte ca. 2:1 bis 10:1 beträgt. Selbstverständlich können beide Varianten auch gleichzeitig bei einem Batterieverbinder verwirklicht werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform beträgt die Breite der Anschlussplatte im Fügebereich zum Kabel ca. 12.5 bis 15.5 mm (d. h. 14 mm ± 10%) und die Querschnittsfläche des zugehörigen Kabels ca. 25-35 mm2. Bei einer anderen bevorzugten Dimensionierung beträgt die Breite der Anschlussplatte 17 mm ± 10% bei einer Querschnittsfläche des Kabels von 50-95 mm2. Bei dem vorzugsweise vollisolierten Batterieverbinder gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist die Breite der Anschlussplatte des Kontaktstückes auf das anzuschließende Kabel bzw. dessen Querschnitt abgestimmt. Hierdurch wird erreicht, dass das zu einem rechteckigen Bündel ausgebreitete Kabel im Verbindungsbereich auf der Anschlussplatte eine bestimmte Dimension bzw. bestimmte Proportionen annimmt, die sich einerseits günstig auf die mechanische Verbindbarkeit mit der Anschlussplatte auswirken und andererseits einen guten Stromübergang bewirken. Des Weiteren wird die Entstehung von losen Einzeldrähten vermieden, welche bei herkömmlichen Verfahren in Teilbereichen des Drahtbündels oft zu beobachten ist.
B. Reihenverbinder
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein Kontaktstück für einen Batterieverbinder, welcher mindestens einen Anschluss in der Kabelmitte aufweist, wobei das Kontaktstück eine Kontaktplatte und mindestens zwei Anschlussplatten zur Befestigung der Enden zweier Kabel aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Batterieverbinder, welcher ein derartiges Kontaktstück enthält.
Batterieverbinder mit mindestens einem mittelständigen Anschlusspunkt sind als "Reihenverbinder" an sich bekannt. Sie werden üblicherweise dadurch hergestellt, dass eine Kupferhülse über das Kabel des Batterieverbinders geschoben und an einer abisolierten Stelle des Kabels flach gedrückt wird. Da die Hülse über die Isolierung des Kabels passen muss, weist sie eine Übergröße auf, was sich bezüglich des Pressverhältnisses nachteilig auf das aus der flachgedrückten Hülse resultierende Kontaktstück auswirkt. Derartige Nachteile werden bei dem oben beschriebenen Batterieverbinder vermieden, da dort ein Kontaktstück mit zwei Anschlussplatten verwendet wird, an welchen die Enden zweier Einzelkabel befestigt sind. Das mittelständige Kontaktstück hat daher die gleiche solide mechanische und elektrische Verbindung zum Kabel wie die Kontaktstücke an den Enden des Batterieverbinders. Anders als bei herkömmlichen Reihenverbindern tritt keine Lockerung der Einzeldrähte durch wechselnde Erwärmungsvorgänge auf.
C. Gleichzeitiges Anbringen von Kontaktstücken
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Batterieverbinders, wobei an zwei oder mehr Stellen eines Kabels Kontaktstücke in einem thermischen Verfahren (insbesondere Schweißen oder Löten) befestigt werden. Korrespondierend hierzu umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Batterieverbinders, welche mindestens zwei thermische Verbindungsstationen (insbesondere Schweiß- und/oder Lötstationen) umfasst, welche parallel betätigt werden können, um mindestens zwei Kontaktstücke gleichzeitig mit den Enden (mindestens) eines Kabels zu verbinden.
Bei Batterieverbindern mit jeweils einem Kontaktstück an den beiden Enden eines Kabels werden die beiden Kontaktstücke üblicherweise nacheinander mit dem Kabel durch Schweißen oder Löten verbunden. Dabei wird eine einzige Schweißoder Lötstation verwendet, in welche die Kabelenden nacheinander eingeführt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die so erhaltenen Verbindungen zwischen den Kabelenden und den Kontaktstücken nicht optimal bzw. jedenfalls von unterschiedlicher Qualität sein können. Ein Grund hierfür scheint darin zu bestehen, dass das Kabel beim Anbringen des zweiten Kontaktstückes bereits vorerwärmt ist und der zweite Verbindungsprozess hierdurch anders abläuft. Dies macht sich insbesondere bei kurzen Batterieverbindern bemerkbar. Mit dem oben vorgeschlagenen Verfahren bzw. der zugehörigen Vorrichtung werden derartige Probleme vermieden, da die mehreren Kontaktstücken gleichzeitig mit dem Kabel (z. B. mit dessen Enden bzw. gegebenenfalls zusätzlich mit dem Mittelbereich des Kabels) verbunden werden. Alle Verbindungsprozesse laufen hierdurch gleichartig ab, so dass die Verbindungen alle von gleicher Qualität sind, die einheitlich optimiert werden kann. D. Diffusionsschweißen oder Fügen mit Zusatzstoff
Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden, dauerhaften Verbindung zwischen einem Kabel mit einer Vielzahl von Einzeldrähten und einem metallischem Anschlussstück, insbesondere zur Verbindung der Kontaktstücke eines Batterieverbinders mit dem zugehörigen Kabel. Das Verfahren ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet:
a) Anpressen eines Bündels der Einzeldrähte an das Anschlussstück. Hierbei können unter Umständen hohe Kräfte von beispielsweise 4200 - 6500 Newton ausgeübt werden.
b) Erwärmen des angepressten Bündels der Einzeldrähte, ohne dass es insgesamt zu einem Schmelzen der Einzeldrähte und/oder des Anschlussstückes kommt. Ein lokales Aufschmelzen, insbesondere der Einzeldrähte an ihren Berührungspunkten, ist dagegen zulässig. Die Erwärmung kann insbesondere dadurch erfolgen, dass ein elektrischer Strom in Querrichtung durch die Einzeldrähte und das Anschlussstück geleitet wird.
c) Hinzufügen eines metallischen Zusatzstoffes, welcher während des vorangehenden Schrittes b) schmilzt und in die Hohlräume zwischen den Einzeldrähten des Bündels eindringt. Als metallischer Zusatzstoff können verschiedene Metalle bzw. Legierungen in Frage kommen, welche bei den beteiligten Temperaturen schmelzen. Insbesondere kann der metallische Zusatzstoff eine Silberlegierung sein, deren Silbergehalt vorzugsweise mindestens 40 Gewichtsprozent beträgt.
Mit dem beschriebenen Verfahren können Verbindungen hoher mechanischer Festigkeit und guter elektrischer Leitfähigkeit erzielt werden. Im Unterschied zu (Weich-)Lötprozessen wird bei dem beschriebenen Verfahren vorzugsweise kein Flussmittel verwendet, welches die Oberflächen der beteiligten Metalle anätzen würde. Es handelt sich daher nicht um ein Lötverfahren im üblichen Sinne. Des Weiteren erfolgt die Verbindung auch nicht durch ein konventionelles Schweißen oder Crimpen mit nachträglichem Hinzufügen von metallischem Zusatzwerkstoff, bei welchem die beteiligten Metalle im Verbindungsbereich komplett in den Schmelzzustand überführt werden. Durch die Kombination von Druck und Erwärmen kann es jedoch lokal zu Schmelz- und/oder Diffusionsprozessen an den kontaktierenden Oberflächen kommen.
E. Weitere Ausgestaltungen: Verkröpfung, Ausnehmung etc.
Die Merkmale der Kontaktstücke bzw. Batterieverbinder, die gemäß den oben erläuterten verschiedenen Aspekten der Erfindung ausgestaltet bzw. hergestellt sind, können beliebig miteinander kombiniert und/oder durch weitere optionale Merkmale ergänzt werden. So können beispielsweise bei den Kontaktstücken die Kontaktplatte, welche den elektrischen Kontakt zur Batterie herstellt, und die Anschlussplatte, an welcher das Kabel befestigt ist, gegeneinander höhenversetzt angeordnet sein. Durch eine solche "Verkröpfung" des Kontaktstückes kann erreicht werden, dass die Anschlussplatte etwa auf Höhe der Mittelachse des Kabels zu liegen kommt, so dass der Batterieverbinder insgesamt eine symmetrische Form erhält.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Kontaktstücke bzw. Batterieverbinder weist das Kontaktstück an seiner Unterseite, welche definitionsgemäß im Benutzungszustand der Batterie zugewandt ist, mindestens eine Ausnehmung auf, in welche eine die Oberseite des Kontaktstückes abdeckende Isolierumspritzung eingreift. Auch wenn die gesamte sonstige Unterseite des Kontaktstückes von der Isolierumspritzung frei bleibt, wird durch deren Eingreifen in die Ausnehmungen ein Herausdrücken des Kontaktstückes aus der Umspritzung verhindert.
Bei anderer Weiterbildungen kann das Kontaktstück einschließlich seiner Umspritzung und einer zugehörigen Polschraube abgerundet ausgebildet sein, wobei diesbezüglich auf die DE 103 27 349.2 verwiesen wird, in welcher weitere Ausgestaltungsvarianten beschrieben sind und welche daher vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Ferner kann das Kontaktstück mit einer Beschichtung aus einem weichen Material versehen sein (vgl. DE 103 02 270.8, welche ebenfalls vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird).
Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine Aufsicht und einen Querschnitt des Anschlussbereiches eines Kabels an ein Kontaktstück;
Figur 2 eine Seitenansicht eines Batterieverbinders (teilweise im Schnitt) mit verkröpften Kontaktstücken;
Figur 3 einen Schnitt durch und eine Aufsicht auf einen Batterieverbinder mit einem Mittelanschluss;
Figur 4 einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch ein Einzeldrahtbündel auf einer Anschlussplatte beim Diffusionsschweißen unter Zugabe eines Zusatzwerkstoffes.
Die in den Figuren dargestellten Batterieverbinder werden insbesondere zur Verbindung der Pole von Akkumulatorbatterien verwendet, wobei diesbezüglich zur näheren Beschreibung auf die WO 00/08718 und die DE 103 27 349 verwiesen wird. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Anwendungen der dargestellten Konstruktionen und Verfahren möglich.
In Figur 1 sind eine Aufsicht (links) und ein Querschnitt (rechts) entlang der gestrichelten Linie A-A der Aufsicht durch den Endbereich eines Batterieverbinders 100 dargestellt, wobei ein metallisches Kontaktstück 20 (z. B. aus Kupfer oder Messing) sowie ein Kabel 10 zu erkennen sind. Das Kabel 10 enthält eine Vielzahl von Einzeldrähten 11 (z. B. aus Kupfer), welche am Ende des Kabels von der äußeren Kabelisolierung befreit und zu einem flachen Bündel mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt ausgebreitet sind. Das Bündel erstreckt sich dabei mit einer Höhe h über die gesamte Breite d der Anschlussplatte 23 des Kontaktstückes 20, wobei das Produkt aus Breite und Höhe den Querschnitt Q des Kabels ergibt: Q = h d.
Bei üblichen Batterieverbindern ist das Kontaktstück als rechteckiges Plättchen einheitlicher Breite D ausgebildet, wobei diese Breite durch die Kontaktplatte 21 und insbesondere das darin unterzubringende Durchgangsloch 22 vorgegeben ist. Im Gegensatz hierzu sind bei dem in Figur 1 dargestellten Kontaktstück 20 die Breiten D der Kontaktplatte 21 und d der Anschlussplatte 23 voneinander unabhängig und (in der Regel) verschieden. So kann die Breite D der Kontaktplatte 21 wie üblich in Hinblick auf den anzuschließenden Batteriepol und die Polschraube bzw. das Durchgangsloch 22 optimal gewählt werden. Die Breite d der Anschlussplatte 23 richtet sich dagegen nach dem Querschnitt Q des anzuschließenden Kabels 10 in der Weise, dass zum einen das Bündel der Einzeldrähte 11 über die gesamte Breite d der Anschlussplatte 23 flach gedrückt werden kann und dabei zum anderen eine in Hinblick auf die mechanische und elektrische Verbindung optimale Höhe h aufweist bzw. behält. Dabei zeigt es sich, dass das Verhältnis von Breite d zu Höhe h vorzugsweise in einem Bereich von d:h = 2:1 bis 10:1 liegt. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn an einer Anschlussplatte mit der Breite d = 14 mm ein Kabel 10 mit dem Querschnitt Q = 25 bis 35 mm2 und an einer Anschlussplatte mit der Breite d = 17 mm ein Kabel 10 mit dem Querschnitt Q = 50 bis 70 mm2 angeschlossen wird. Die Verbindung zwischen dem Bündel aus Einzeldrähten 11 und der Anschlussplatte 23 kann dabei durch Schweißen, Löten oder andere (s.u.) Techniken bewirkt werden.
Des Weiteren ist in Figur 1 in der Kontaktplatte 21 des Kontaktstückes 20 eine Nase bzw. Ausnehmung 24 am äußeren Rand erkennbar, in welche eine Kunststoffumspritzung (nicht dargestellt) eingreifen kann, welche im fertigen Batterieverbinder das Kontaktstück und den Kabelanschluss schützend umgibt. Durch diesen Eingriff wird verhindert, dass das Kontaktstück 20 nach unten aus der Umspritzung herausgedrückt werden kann.
Figur 2 zeigt einen Batterieverbinder 200 in einer Seitenansicht (90° gedreht relativ zum linken Teil von Figur 1 ), wobei die zueinander um 180° gedreht angebrachten Kontaktstücke 20 und die zugehörige Isolierungsspritzung 30 im Schnitt entlang ihrer Mittellinie dargestellt sind. Zu erkennen ist hierbei eine Verkröpfung oder Stufe zwischen der Kontaktplatte 21 und der Anschlussplatte 23 des Kontaktstückes 20. Durch die Stufe, welche sich in einfacher Weise ohne spanabhebende Verfahren durch Biegen herstellen lässt, kommt die Kontaktplatte 21 etwa auf der Höhe des Kabels 10 zu liegen. Der gesamte Batterieverbinder 200 kann auf diese Weise mit passenden Höhen der Kontaktstücke 20 in Bezug auf Ober- und Unterseite ausgebildet werden.
In Figur 3 ist ein Batterieverbinder 300 mit einem mittleren Anschlussstück dargestellt. Dieser sogenannte "Reihenverbinder" besteht aus (mindestens) zwei Kabelabschnitten 10a, 10b, welche an ihren äußeren Enden einerseits mit endständigen Kontaktstücken 20 und andererseits mit einem mittleren Kontaktstück 120 verbunden sind. Das mittlere Kontaktstück 120 weist eine Kontaktplatte 121 mit einem Durchgangsloch für eine Polschraube auf sowie zwei Anschlussplatten 123a, 123b, die im dargestellten Beispiel an gegenüberliegenden Enden der Kontaktplatte 121 ansetzen. Alternativ könnten jedoch auch mehr als zwei derartige Anschlussplatten vorgesehen sein und/oder die Anschlussplatten unter verschiedenen Winkeln an der Kontaktplatte 121 ansetzen. Die Kabelenden können jeweils in bekannter Weise mit den Anschlussplatten 123a, 123b verbunden werden (z. B. Schweißen, Löten).
Bei den in den Figuren 2 und 3 dargestellten Batterieverbindern 200, 300 werden die mehreren Kontaktstücke 20, 120 mit den Kabeln 10, 10a, 10b vorzugsweise gleichzeitig verbunden, z. B. verscheißt oder verlötet. So kann beispielsweise eine Vorrichtung vorgesehen sein, in welcher das linke und rechte Kontaktstück 20 gemäß Figur 2 parallel in zwei sich gegenüberstehenden Stationen gelagert werden, und wobei das aufgelegte Kabel 10 gleichzeitig mit den Kontaktstücken verbunden wird. Die Befestigung der Kontaktstücke erfolgt auf diese Weise vollkommen symmetrisch, d. h. gegenüber einer nacheinander erfolgenden Befestigung der Kontaktstücke entstehen keine Asymmetrien durch Vorerwärmung einer Seite. In Figur 4 ist in einem Längsschnitt (links) und einem Querschnitt entlang der Linie A-A (rechts) durch den Verbindungsbereich zwischen einem Bündel von Einzeldrähten 11 und einem Anschlussstück 23 ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer mechanisch und elektrisch guten Verbindung dargestellt. Das metallische Anschlussstück 23 liegt auf einem Träger 42 (Unterelektrode) auf und wird von beiden Seiten durch Backen 41 , 43 (Keramikschieber) eingespannt. Die Backen 41 , 43 schließen zwischen sich gleichzeitig das Bündel der Einzeldrähte 11 ein, wobei dieses Bündel von oben her durch eine Pressbacke 44 (Oberelektrode) zusammengedrückt wird. In einer vom Widerstandsschweißen bekannten Weise kann von der Pressbacke 44 zum Träger 42 ein elektrischer Strom durch die Einzeldrähte 11 und das Anschlussstück 23 geleitet werden, welcher zu einer Erwärmung führt. Anders als beim Widerstandsschweißen soll diese Erwärmung jedoch nicht so groß sein, dass die Einzeldrähte 11 bzw. das Anschlussstück 23 mehr oder weniger komplett aufschmelzen. Vielmehr soll nur der Schmelzpunkt eines Zusatzstoffes 50, z. B. einer Silberlegierung mit mindestens 40 Gew.-% Silber erreicht werden, so dass der Zusatzstoff 50 in flüssiger Form in die Hohlräume zwischen den Einzeldrähten 11 eindringt. Im dargestellten Beispiel befindet sich der Zusatzstoff als Band 50 zwischen dem Anschlussstück 23 und dem Bündel der Einzeldrähte 11. Ein Flussmittel wie beim Löten wird dabei nicht angewendet. Durch die Erwärmung, den Druck und den Stromfluss kann es zu einer Diffusion von Atomen in den Kontaktpunkten zwischen den Einzeldrähten 11 kommen ("Diffusionsschweißen"). Es zeigt sich, dass die erläutere Verbindungstechnik, welche weder ein reines Schweißen noch ein reines Löten ist, zu äußerst guten mechanischen und elektrischen Verbindungen führt.

Claims

Patentansprüche
1. Batterieverbinder (100, 200, 300) für Akkumulatorbatterien, enthaltend ein Kontaktstück (20, 120) mit einer Kontaktplatte (21 , 121 ) und einer Anschlussplatte (23, 123a, 123b) sowie ein Kabel (10, 10a, 10b) mit einer Vielzahl von Einzeldrähten (11 ), welche als Bündel mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt über die gesamte Anschlussplatte ausgebreitet und mit dieser verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (d) der Anschlussplatte (23) unterschiedlich von der Breite (D) der Kontaktplatte (20) ist.
2. Batterieverbinder (100, 200, 300) für Akkumulatorbatterien, insbesondere nach Anspruch 1 , enthaltend ein Kontaktstück (20, 120) mit einer Kontaktplatte (21 , 121) und einer Anschlussplatte (23, 123a, 123b) sowie ein Kabel (10, 10a, 10b) mit einer Vielzahl von Einzeldrähten (11 ), welche als Bündel mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt über die gesamte Anschlussplatte ausgebreitet und mit dieser verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Breite (d) der Anschlussplatte (23) zur Höhe (h) des ausgebreiteten Bündels der Einzeldrähte (11) ca. 2 : 1 bis 10 : 1 beträgt.
3. Batterieverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (d) der Anschlussplatte 14 mm ± 10% bei einer Querschnittsfläche des Kabels (10) von 25-35 mm2, oder 17 mm ± 10% bei einer Querschnittsfläche des Kabels (10) von 50-70 mm2 beträgt.
4. Batterieverbinder nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Isolierungsspritzung aufweiset, welche das Kontaktstück und den Kabelanschluss schützend umgibt.
5. Batterieverbinder nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (10) mit der Anschlussplatte (23) durch Schweißen, Löten oder Crimpen zusammengefügt ist.
6. Kontaktstück (120) für einen Batterieverbinder (300) mit mindestens einem mittelständigen Anschluss, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Kontaktplatte (121 ) und zwei Anschlussplatten (123a, 123b) zur Befestigung der Enden zweier Kabel (10a, 10b) aufweist.
7. Batterieverbinder (300), gekennzeichnet durch ein Kontaktstück (120) nach Anspruch 6.
8. Verfahren zur Herstellung eines Batterieverbinders (100, 200, 300), dadurch gekennzeichnet, dass an mehreren Stellen eines Kabels (10, 10a, 10b) Kontaktstücke (20, 120) zur gleichen Zeit mit einem thermischen Verfahren befestigt, insbesondere angeschweißt oder angelötet werden.
9. Vorrichtung zur Herstellung eines Batterieverbinders (100, 200, 300), enthaltend mindestens zwei thermische Verbindungsstationen, insbesondere Schweißstationen und/oder Lötstationen, welche parallel betätigt werden können, um zwei Kontaktstücke (20, 120) gleichzeitig mit den Enden eines Kabels (10, 10a, 10b) zu verbinden.
10. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden, dauerhaften Verbindung zwischen einem Kabel (10, 10a, 1Ob) mit einer Vielzahl von Einzeldrähten (11 ) und einem metallischem Anschlussstück (23, 123a, 123b), gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Anpressen eines Bündels der Einzeldrähte (11 ) an das Anschlussstück (23, 123a, 123b); b) Erwärmen des Bündels der Einzeldrähte, ohne dass es insgesamt zu einem Schmelzen der Einzeldrähte und/oder des Anschlussstückes kommt; c) Hinzufügen eines metallischen Zusatzstoffes (50), welcher während Schritt b) schmilzt und in die Hohlräume zwischen den Einzeldrähten (11 ) des Bündels eindringt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der
Zusatzstoff (50) eine Silberlegierung ist, vorzugsweise mit einem Silbergehalt von mindestens 40 %.
12. Kontaktstück (20, 120) oder Batterieverbinder (100, 200, 300), ausgestaltet oder hergestellt nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussplatte (23, 123a, 123b) und die Kontaktplatte (21 , 121 ) gegeneinander höhenversetzt sind.
13. Kontaktstück (20, 120) oder Batterieverbinder (100, 200, 300) , ausgestaltet oder hergestellt nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktstück an seiner Unterseite mindestens eine Ausnehmung (24) aufweist, in welche eine die Oberseite des Kontaktstückes abdeckende Isolierumspritzung (30) eingreift.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0613851D0 (en) * 2006-07-12 2006-08-23 Mss Ind Battery Accessories Lt Connection cable
DE202007014405U1 (de) 2007-10-15 2009-02-19 Hagemann-Systems Gmbh Batterieverbinder
DE102008035169B3 (de) * 2008-07-28 2010-01-21 Amphenol-Tuchel Electronics Gmbh Elektrischer Leiter für Energiespeicher
CN101826664A (zh) * 2010-04-30 2010-09-08 张天任 一种铅酸电池并串联通用连接线
DE102016109882A1 (de) 2016-05-30 2017-11-30 Rema Lipprandt Gmbh & Co. Kg Schnell trennbare elektrische Steckverbindung sowie Verfahren zur Kontaktierung eines elektrischen Kontaktelements mit einem elektrischen Leiter

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1900585A (en) * 1930-07-21 1933-03-07 Gen Electric Terminal for electrical conductors
US4126367A (en) * 1977-05-20 1978-11-21 Nartron Corporation Sealed battery cable assembly
JPH08111217A (ja) * 1994-10-11 1996-04-30 Honda Motor Co Ltd 自動車用電池の出力端子構造及びそれに接続する配線コードの接続構造
JP3889846B2 (ja) * 1997-03-19 2007-03-07 矢崎総業株式会社 圧接布線装置及びハーネス製造方法
DE19906088A1 (de) * 1998-08-01 2000-02-03 Welcker F Batteriepolanschlußkabel
KR20070049176A (ko) * 2004-07-23 2007-05-10 쉔크 울트라샬테크니크 게엠베하 용접 연결부 제조 방법 및 용접 연결부

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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