EP3422481A1 - Kontaktsystem zur kontaktierung eines schirmgeflechts und eines kontaktelements - Google Patents

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EP3422481A1
EP3422481A1 EP18190110.9A EP18190110A EP3422481A1 EP 3422481 A1 EP3422481 A1 EP 3422481A1 EP 18190110 A EP18190110 A EP 18190110A EP 3422481 A1 EP3422481 A1 EP 3422481A1
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EP
European Patent Office
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contact
aluminum
inner sleeve
sleeve
contact surface
Prior art date
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Granted
Application number
EP18190110.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3422481B1 (de
Inventor
Gottfried Fleischer
Karl Fröschl
Michael SCHWENT
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.)
Gebauer and Griller Kabelwerke GmbH
Original Assignee
Gebauer and Griller Kabelwerke 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 Gebauer and Griller Kabelwerke GmbH filed Critical Gebauer and Griller Kabelwerke GmbH
Publication of EP3422481A1 publication Critical patent/EP3422481A1/de
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Publication of EP3422481B1 publication Critical patent/EP3422481B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/50—Clamped connections, spring connections utilising a cam, wedge, cone or ball also combined with a screw
    • H01R4/5083—Clamped connections, spring connections utilising a cam, wedge, cone or ball also combined with a screw using a wedge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/03—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections
    • H01R9/05—Connectors arranged to contact a plurality of the conductors of a multiconductor cable, e.g. tapping connections for coaxial cables
    • H01R9/0524—Connection to outer conductor by action of a clamping member, e.g. screw fastening means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/50—Clamped connections, spring connections utilising a cam, wedge, cone or ball also combined with a screw
    • H01R4/5016—Clamped connections, spring connections utilising a cam, wedge, cone or ball also combined with a screw using a cone
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a contact system for contacting an aluminum braided shield comprising a contact element an electrically conductive cable having an inner electrical conductor, a primary insulation surrounding the inner electrical conductor and a secondary insulation surrounding the primary insulation; the aluminum screen braid comprising a plurality of aluminum wires, which is disposed running at least in sections between the primary insulation and the secondary insulation of the electrically conductive cable; the push-on to the electrically conductive cable contact element which comprises an outer sleeve and an at least partially insertable into the outer sleeve inner sleeve.
  • a braided shield which consists of a plurality of strands of an electrically conductive material, which surrounds the electrical inner conductor.
  • the braided screen is usually located within a cable sheath and is between a primary insulation, also called inner sheath, which is arranged between the inner conductor and braided shield, and a secondary insulation, also called outer sheath or cable sheath, which surrounds the braided shield outside arranged.
  • a shielding film which is usually a plastic-laminated aluminum foil. This screen foil transmits no appreciable currents and is not mitromeiert in the case of contacting the screen braid, but separated when exposing the shield braid.
  • the shielding braid in the end regions of the electrical cable In order to ensure the shielding of the inner conductor or the equipotential bonding of the shielding braid, it is necessary for the shielding braid in the end regions of the electrical cable to be connectable to a ground.
  • at least one contact element is usually provided at each end of the cable, which are electrically conductively connected to the braided shield and can be connected to the ground.
  • braided shields are also aluminum or aluminum alloys, which is used due to its low mass in many applications, such as in the automotive sector, especially in electrically powered cars.
  • aluminum wires or an aluminum alloy are pressed together, these wires naturally already have only one very hard to penetrate oxide layer on its surface. Due to the radial compression, a contacting process for a braided screen which is customary in copper technology is unable to produce contact with all the aluminum wires of the aluminum screen braiding with the contact element, since the oxide layers forming on the aluminum wires prevent the transverse conductivity in the pressed areas.
  • the oxide layers can not be broken for all wires in the braided shield. It has also been found that with known contacting methods in aluminum braided shields no stable connection can be achieved over a thermal cycling load.
  • connection methods for aluminum screen braids make use of additional measures in order to ensure the contacting of all aluminum wires and, if necessary, to be able to break up the oxide layer.
  • connection is from the DE 10 2012 00 137 B4 It is known that when connecting an aluminum screen braid to a sleeve, the braided screen is knocked back over the sleeve and the connection is made by means of ultrasonic welding. In this process, a cohesive connection between the braided shield and the contact part is made by supplying heat.
  • this type of connection technique has the disadvantage that the quality of the connection always influences the quality of the connection; in this case, above all adhering substances from the preceding processes are interference quantities.
  • the production of such electrically conductive connections between an aluminum braided screen and a contact element is dependent on the presence of expensive welding systems, which are still not portable and therefore not flexible.
  • the EP 2 874 236 A1 describes a contact system consisting of a first inner contact part and a second outer one Contact part by means of which an aluminum wire screen comprising a plurality of individual wires can be clamped and contacted.
  • the wire screen is pressed between a conical outer surface of a contact region of the first contact element and a conical inner surface of the second contact element via clamping means of the contact system.
  • This object relates to an inventive contact system for contacting an aluminum screen mesh with a contact element of the type mentioned, wherein the inner sleeve having a first contact surface and the outer sleeve has a second contact surface for contacting the aluminum screen mesh, wherein the first and / or second contact surface respectively having different sized cross-section with respect to a conductor axis of the electrically conductive cable, and wherein the contact surfaces are formed such that the aluminum wires of the aluminum screen mesh are clamped in a contact position of the contact part by axially telescoping inner sleeve and outer sleeve between the contact surfaces and contacted with the contact part.
  • electrical inner conductor of electrically conductive material preferably copper, aluminum or at least one of these metals-containing alloys are understood in the context of the invention both individual conductors as well as several Single conductors existing strands or a package of two, three, four or more strands, which are covered by the primary insulation.
  • the electrical inner conductor defines a conductor axis, which follows the course of the electrical cable, so in sections may be straight, curved or angled. However, at least in the area of the contacting, the conductor axis generally runs in a straight line.
  • Under sleeve is usually understood an element which comprises a, preferably centric, through-opening and a through-opening having, preferably rotationally symmetrical, shell body.
  • the passage opening can basically have any geometric cross-section, as long as the passage of at least a portion of the electrically conductive cable is ensured.
  • the inner sleeve is that sleeve, which is arranged in the contact position in the radial direction closer to the inner conductor. In other words, the inner sleeve is pushed onto the electrically conductive cable, so that the passage opening of the inner sleeve, hereinafter called cable feedthrough, is advantageously adapted to the geometry of the electrical inner conductor of the cable, for example circular, elliptical or substantially polygonal.
  • the sheath body of the inner sleeve is formed such that the inner sleeve is at least partially inserted into the outer sleeve, wherein the first contact surface of the inner sleeve is usually formed by a radially outer peripheral surface of the inner sleeve.
  • the insertability is achieved in that the outer dimensions of the inner sleeve is smaller than or equal to the inner dimensions of the passage opening of the outer sleeve.
  • the second contact surface of the outer sleeve is generally formed by a radially inner peripheral surface, that is, by the boundary surface of the through hole of the outer sleeve.
  • the contact surfaces are defined by a surface of the inner sleeve or the outer sleeve and theoretically include a volume. If in the light of the invention of A cross-section of a contact surface is referred to, mutatis mutandis, the cross-section of the enclosed volume understood, which is aligned normal to the conductor axis.
  • the aluminum braided shield is disposed between the contact surfaces so that the aluminum wires of the aluminum braid, preferably all aluminum wires, contact both the first contact surface and the second contact surface.
  • each of the contact surfaces preferably has regions with different sized cross-sections.
  • either an electrical contact between the outer sleeve and / or the inner sleeve and the aluminum wires is made to allow potential equalization.
  • the geometry of the cooperating contact surfaces of the sleeves is a variety of shapes in question, as long as the design of the contact surfaces and their cross sections at least one area is defined, through which a telescoping of the sleeves acting on the aluminum shielding clamping force is exerted.
  • the contact element according to the invention is also suitable for braided shields of other materials or alloys, for example of copper or copper alloys.
  • the first contact surface has at least one step.
  • the second contact surface has a step.
  • a step is understood as meaning a sudden enlargement or reduction of the cross-sectional area defining the corresponding contact surface normal to the conductor axis.
  • the first and / or second contact surface may have a cylindrical shape or the previously described conical shape. It is advantageous if both contact surfaces have mutually corresponding first and second stages.
  • the at least one first and / or second stage in turn defines the region in which, in the contact position, the pressure peak for exerting the clamping force or for pinching / shearing and cold welding of the aluminum wires of the aluminum screen mesh.
  • the contact surfaces are further formed such that in the Contact position of the contact element by axially compressing the outer sleeve and inner sleeve, a crushing / shearing of the aluminum wires of the aluminum shield braid and cold welding of the aluminum wires of the aluminum shield braid takes place with the contact element.
  • the contact surfaces of the inner sleeve and outer sleeve are designed such that the oxide layer having surface of all aluminum wires of the aluminum screen braid when axially compressing the inner sleeve and outer sleeve is broken, so that a cold welding between at least one contact surface and the aluminum braid can arise.
  • the aluminum wires are squeezed during compression or at least partially sheared / sheared, so that it comes to a cold welding between the aluminum wires and at least one of the sleeves, so the inner sleeve and / or the outer sleeve.
  • At least one area is defined, in which forms a pressure peak during compression.
  • This area usually corresponds to the area in which the clamping force is exerted.
  • Cold welding utilizes the effect of aluminum tending to flow using very high pressure and thereby cold welding to contacting materials.
  • Such a compound is insoluble and electrically conductive.
  • the geometry of the cooperating contact surfaces of the sleeves is a variety of shapes in question, as long as the design of the contact surfaces and their areas with different cross-section at least one area is defined in which forms a pressure peak during axial compression, which is used for crushing / Shearing the aluminum wires and ultimately leads to cold welding.
  • one of the sleeves is made of copper or one, preferably coated, copper alloy and serves as a contact sleeve while the other sleeve acts as a support sleeve.
  • the cold welding takes place both between the contact sleeve and between the support sleeve and the aluminum braided screen.
  • the second contact surface of the outer sleeve limits an insertion volume for the inner sleeve and the first contact surface of the inner sleeve is formed by a portion of the inner sleeve which can be introduced into the insertion volume.
  • the insertion volume of the outer sleeve is usually formed by a portion of the passage opening, preferably completely through the passage opening. Due to the design of insertion volume of the outer sleeve and insertable portion of the inner sleeve, the interaction of the contact surfaces can be achieved in a simple manner.
  • introduction volume and / or insertable section taper at least in sections relative to the conductor axis.
  • the contact surfaces forming element (s) a geometry of the contact surfaces is achieved in a simple manner, which causes a pinch or shearing / shearing of the aluminum screen mesh in the contact position.
  • the tapered portion of that region forms, which exerts a clamping force on the aluminum wires or causes a crushing / shearing of the aluminum wires.
  • the contact surfaces may be formed such that in an intermediate position of the contact part, in which the inner sleeve is partially inserted into the outer sleeve, forms a gap for receiving the aluminum screen mesh between the contact surfaces and the gap has at least one cross-sectional constriction.
  • a particularly space-saving design of the contact element is achieved in a preferred embodiment in that the inner sleeve is completely received in the contact position in the insertion volume of the outer sleeve.
  • the entire inner sleeve is formed as an insertable section.
  • first and / or the second contact surface in the contact position are at least partially oblique to the conductor axis running , In other words, the imaginary extensions of the first and / or second contact surfaces intersect the conductor axis.
  • a clamping and / or a compression / shearing of the aluminum wires of the aluminum screen mesh between the contact surfaces in a preferred embodiment can be achieved in that the first and / or the second contact surface is conical. Due to the conicity, which generally refers to the conductor axis, the at least one contact surface, preferably both contact surfaces, ensures that the contact surfaces exert a clamping force on the aluminum wires by an axial displacement of the sleeves in the contact position or a pressure peak to pinch / Shear (speak cold welding) of the aluminum wires form. It goes without saying that the contact surfaces are formed corresponding to each other, at least when both contact surfaces are conical.
  • first and the second contact surfaces are conical, wherein the opening angle of the cones are at least partially different sizes. Due to the different opening angle relative to the conductor axis, the axial telescoping on the one hand leads to an increase in the Clamping force in the area in which the clear distance between the contact surfaces is minimal. On the other hand, this can define an area between the contact surfaces, in which a pressure peak forms during the compression of the sleeves. Because of this pressure spike, shear / crushing of the aluminum wires to form the cold weld can be achieved.
  • the effects mentioned above in connection with the conical contact surfaces can be further improved in that the first and / or the second contact surface has at least one kink.
  • Knick is understood here as meaning the change in the slope in the conical or frustoconical contact surface or, in other words, the continuous transition between two sections merging into one another with different opening angles of the contact surface.
  • Each kink defines a peripheral contact edge on which a pressure peak forms and / or which exerts a clamping force on the aluminum screen mesh.
  • Advantageous effects are already observed if only one of the contact surfaces has a kink.
  • variants are also conceivable in which a contact surface has several kinks or both contact surfaces have one or more kinks.
  • the kinks in turn define the area in which in the contact position, the clamping force is exerted on the aluminum wires or forms in the contact position, the pressure peak.
  • the first contact surface has at least a first step and the second contact surface has at least one second step, the steps each forming a peripheral contact edge and contacting the aluminum braid in the contact position with the contact edges.
  • the contact edges in turn defines that region in which the pressure peak is in the contact position
  • one of the sleeves is designed as a contact sleeve, via which the potential equalization is made possible and the other sleeve is designed as a support sleeve.
  • the contact sleeve is made of copper or a copper alloy.
  • either the inner sleeve or the outer sleeve may be formed as a contact sleeve.
  • both contact sleeve and support sleeve made of copper or a copper alloy are made. Therefore, it is provided in further embodiments of the invention that the inner sleeve and / or the outer sleeve is made of copper or a copper alloy.
  • one of the sleeves is made of copper or a copper alloy and the other sleeve is made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the made of aluminum or an aluminum alloy sleeve so designed as a support sleeve sleeve, the corrosion tendency of the aluminum wires in the region of the contact element is further minimized.
  • it can also be made of stainless steel, which is preferably protected against corrosion, for example by means of a corrosion-inhibiting coating.
  • the made of copper or a copper alloy sleeve has a corrosion-inhibiting coating.
  • a corrosion-inhibiting coating are in particular nickel and / or tin or nickel and / or tin-containing alloys as coating materials.
  • the secondary insulation is removed at least in that region of the electrically conductive cable in which the contact element is arranged in the contact position, wherein the region having the smallest cross section of the first contact surface at the region having the secondary insulation of the cable adjoins.
  • the inner sleeve between primary insulation and aluminum braid pushed so that the inner sleeve on the one hand contacts the primary insulation and on the other hand the aluminum screen braid. Therefore, in a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the inner sleeve is arranged in the contact position between the primary insulation and the aluminum braided shield, wherein preferably a cable feedthrough of the inner sleeve contacts the primary insulation.
  • both inner sleeve and outer sleeve or at least their contact surfaces are in the radial direction in the stripped region of the cable.
  • the aluminum braided screen is folded over the first contact surface of the inner sleeve and a cable bushing of the inner sleeve contacts the secondary insulation or the aluminum braided screen. If the inner sleeve is seated in the contact position on the secondary insulation and thus the cable bushing, that is to say the through-opening, of the inner sleeve contacts the secondary insulation, the aluminum braided screen must be turned over for contacting via the first contact surface.
  • a particularly space-saving design is achieved in that the inner sleeve is pushed in the stripped area of the cable over the aluminum braided shield and then the aluminum braided shield is folded over the first contact surface.
  • the cable gland contacts the section of the aluminum screen braid adjacent to the primary insulation and the first contact surface contacts the folded-back part of the aluminum screen braid.
  • the electrically conductive cable is cut to length and a resulting open end of the cable stripped, wherein the stripping at least the secondary insulation is removed in that or up to that area in which the contact with the contact element is to be produced. It goes without saying that even an already cut cable with stripped open end can be used.
  • inner sleeve and outer sleeve are pushed onto the cable, wherein the cable through the passage opening of the sleeves, respectively insertion volume and cable gland, is performed.
  • the electrical cable is already delivered prefabricated, so that outer sleeve and inner sleeve only have to be pushed together or pressed together.
  • the contact element is to be arranged in the contact position in the non-stripped region of the cable, it is necessary to first postpone the inner sleeve on the secondary insulation, then turn over the aluminum braid on the secondary insulation or on the inner sleeve and Subsequently, push the outer sleeve from the direction of the stripped area of the cable in the direction of the inner sleeve.
  • the inner sleeve is placed between the secondary insulation and the folded-back portion of the aluminum screen mesh.
  • the inner sleeve is pushed over the secondary insulation and subsequently the aluminum braided screen is folded over the first contact surface before the outer sleeve is displaced in the direction of the inner sleeve.
  • the outer sleeve is moved from the direction of the open end of the cable in the direction of the secondary insulation having portion of the electrically conductive cable to be brought into the contact position.
  • the outer sleeve is first pushed onto the secondary insulation of the cable.
  • the inner sleeve is subsequently inserted between the primary insulation and the aluminum braided shield so that it is no longer necessary to turn over the aluminum braided shield.
  • the outer sleeve is then pushed in the direction of the stripped region of the cable or in the direction of the inner sleeve.
  • the outer sleeve is pushed over the secondary insulation and subsequently the inner sleeve between the aluminum braided shield and primary insulation is inserted before the outer sleeve is moved in the direction of the inner sleeve. At this time, the outer sleeve is shifted from the portion of the electric wire having the secondary insulation toward the open end of the cable to be brought into the contact position.
  • the inner sleeve is pushed in the stripped area directly on the voltage applied to the primary insulation aluminum braid and the Aluminum shield braid in the stripped portion of the electrically conductive cable is folded over the first contact surface.
  • the aluminum braided screen is exposed so far that a section over the deferred inner sleeve projects and can be turned over.
  • the outer sleeve is then displaced in the direction of the secondary insulation having region of the electrically conductive cable.
  • the inner sleeve is first pushed over the aluminum braided screen and subsequently a section of the aluminum braided shield projecting over the inner sleeve is folded over the first contact surface before the outer sleeve is displaced in the direction of the inner sleeve.
  • the outer sleeve is moved from the direction of the open end of the cable in the direction of the secondary insulation having portion of the electrically conductive cable to be brought into the contact position.
  • the inner sleeve is placed in the radial direction between the inner conductor and the braided shield, optionally with the interposition of the primary insulation and / or the secondary insulation.
  • the aluminum screen braid 7 comprises a plurality of aluminum wires and extends between a primary insulation 6 and a secondary insulation 8 of an electrically conductive cable 4.
  • the structure of the cable. 4 which in particular in FIG. 2 and 4 is apparent, looks like this:
  • the core of the cable 4 is formed by an electrical inner conductor 5, which defines a rectilinear conductor axis 15 in the figures.
  • the inner conductor 5 is formed by a plurality of individual conductors bundled as a strand and has a substantially circular cross-section. It goes without saying that the number of individual conductors of a strand and the number of strands or the geometry of the cross section for the invention itself are irrelevant.
  • both individual conductors as well as elliptical or polygonal cross sections of the inner conductor 5 are conceivable.
  • a primary insulation 6 also called inner sheath or conductor insulation, applied, which causes an insulation between the inner conductor 5 and the aluminum shield braid 7.
  • a secondary insulation 8 also known as outer sheath or cable sheath, applied, which inner conductor 5 and aluminum shield braid 7 isolated from the environment.
  • the electrically conductive cable 4 Before the contacting of the aluminum screen mesh 7 and the contact element 1 can be realized, usually the electrically conductive cable 4 must be cut to length, so that an open end of the cable 4 is formed. In that area of the electrically conductive cable 4, in which the Contact element 1 can be arranged in the contact position, the secondary insulation 8 is removed. In the following, therefore, in this context, the stripped area is spoken. As a rule, the stripped-off region is arranged in the section of the open end of the cable 4 and, as can be seen in the figures, extends to the end of the cable 4. Furthermore, as shown in the figures, an end-side section can also be provided of the cable 4 of primary insulation 6, aluminum screen braid 7 and secondary insulation 8 be free, so that the inner conductor 5 is exposed for electrical connection.
  • the contact element 1 comprises an inner sleeve 2 with a first contact surface 2a and an outer sleeve 3 with a second contact surface 3a, wherein the contact surfaces 2a, 3a are formed for the contacting of the aluminum screen mesh 7 in the illustrated contact position.
  • the inner sleeve 2 is at least partially inserted into the outer sleeve 3.
  • At least one of the two sleeves 2, 3 is designed as a contact sleeve and can be electrically connected to a ground for the purpose of equipotential bonding.
  • the contact surfaces 2 a, 3 a of the sleeves 2,3 are formed such that the aluminum wires of the aluminum screen braid 7 in the contact position of the contact part 1 by axial telescoping of inner sleeve 2 and outer sleeve 3 between the contact surfaces 2 a, 3 a clamped and with the contact part 1 are contacted, the aluminum braid 7 is clamped in the illustrated contact position between the contact surfaces 2a, 3a.
  • the contact surfaces 2a, 3a in the embodiments are also formed such that in the contact position of the contact element 1 by axially compressing the outer sleeve 3 and inner sleeve 2, a pinch / shear of the aluminum wires of the aluminum screen braid 7 and cold welding of the aluminum wires of the aluminum screen braid.
  • the contact element 7 takes place with the contact element 1.
  • This design is achieved in that the contact surfaces 2a, 3a regions of different cross-section, in the present case have different diameters. Therefore, the electrical connection between the aluminum wires of the aluminum screen mesh 7 and the contact element 1 in the illustrated contact position is made by cold welding. In other words, the aluminum wires are welded in the contact position with the contact element 1.
  • the contact surfaces 2 a, 3 a surrounding the aluminum screen mesh 7 in any case achieve a uniform contacting of all aluminum wires, if possible, without radial compression, such as crimping, or additional welding being necessary. Nevertheless, the electrical contact can be produced by simply pushing together or compressing the sleeves 2, 3.
  • FIG. 3 shows an axonometric view of a first embodiment of the system according to the invention in an intermediate position in which the contact surfaces 2a, 3a of the sleeves 2,3 are not yet in contact with the aluminum screen mesh 7.
  • the first contact surface 2a of the inner sleeve 2 is conical, so that the size of the cross sections or diameter normal to the conductor axis 15 along the entire longitudinal extent of the sleeves 2.3 change.
  • both contact surfaces 2a, 3a run obliquely to the conductor axis 15.
  • the contact surface 2a has two sections of different pitch, which merge into one another at a kink 12.
  • the contact surface 2a in a first in the present illustration of the outer sleeve 3 facing portion on a larger opening angle, is therefore steeper than in the second section.
  • FIG. 4 shows one too FIG. 3 analogous axonometric view of a second embodiment of the system according to the invention in the intermediate position.
  • the first contact surface 2a of the inner sleeve 2 is composed of three cylindrical sections of different sized cross-section or diameter, wherein two first steps 13 each separate two successive sections from one another.
  • FIG. 5 is a contact element 1 of the first embodiment
  • FIG. 6 a contact element 1 of the second embodiment, that is, in each case the inner sleeve 2 and the outer sleeve 3, shown in detail.
  • inner sleeve 2 and outer sleeve 3 each have a through opening and that the inner sleeve 2 is at least partially inserted into the outer sleeve 3.
  • the passage opening of the inner sleeve 2 is formed as a cable bushing 11, through which the cable 4 is feasible.
  • the first contact surface 2 a of the inner sleeve 2 is formed by an outer circumferential surface of the inner sleeve 2.
  • the passage opening of the outer sleeve 3 is formed as an insertion volume 9 for receiving an insertable portion 10 of the inner sleeve 2 and further serves to pass the cable 4.
  • the insertable portion 10 includes the entire extension of the inner sleeve 2, so that the inner sleeve 2 in the contact position completely absorbed in the outer sleeve 3.
  • the insertable portion 10 includes only a part of the longitudinal extent of the inner sleeve 2, so that a part of the inner sleeve 2 protrudes in the contact position of the outer sleeve 3 also.
  • the second contact surface 3a is formed by an inner peripheral surface of the outer sleeve 3a and limits the insertion volume 9.
  • the geometry of the first contact surface 2a with that of the second Contact surface 3a corresponds, in that between the contact surfaces 2a, 3a, the aluminum braid 7 is clamped or cold-welded.
  • FIG. 5 the conicity of the first contact surface 2a described above in connection with the first exemplary embodiment is again shown together with the kink 12.
  • the conical design of the second contact surface 3a of the outer sleeve 3 can be seen.
  • the opening angles of the cones of the contact surfaces 2a, 3a differ from each other, so that when inserting the inner sleeve 2 in the outer sleeve 3 and when pushing the outer sleeve 3 on the inner sleeve 2, a wedge-shaped cross-sectional constriction is achieved.
  • the kink 12 defines that region in which a clamping force is exerted on the aluminum wires by the contact surfaces 2a, 3a or in which a pressure peak for crushing / shearing and cold welding of the aluminum wires is formed.
  • the area is thus a circumferential contact edge defined by the kink.
  • FIG. 6 By contrast, the first steps 13 of the first contact surface 2 a described above in connection with the second embodiment variant can be seen.
  • the second contact surface 3a is also shown, which has with the first stages 13 cooperating second stages 14, which divides the second contact surface 3a in three sections.
  • the steps 13, 14 define the region in which a clamping force is exerted on the aluminum wires by the contact surfaces 2a, 3a or in which a pressure peak for crushing / shearing and cold welding of the aluminum wires is formed.
  • a circumferential contact edge is formed by each of the stages 13, 14, which constitutes the above-mentioned range.
  • FIGS. 7a, b, c, d and 8a, b, c, d show different positions of the contact element 1 and the inner sleeve 2 and the outer sleeve 3 during the contacting process, wherein in the former figures, a system according to the first embodiment and in the latter figures, a system according to the second embodiment is shown.
  • a first step in each case the outer sleeve 3 is pushed onto the electrically conductive cable 4.
  • the outer sleeve 3 is thereby pushed beyond the stripped area, so that the outer sleeve 3 comes to rest over the secondary insulation 8.
  • the smallest diameter of its passage opening is greater than or equal to the diameter of the cable 4 together with secondary insulation 8.
  • the cable 4 is partially accommodated in the insertion volume 9 of the outer sleeve 3.
  • the second step (pictured in the FIGS. 7b, 7c and 8b, 8c ) is that the inner sleeve 2 is pushed onto the electrically conductive cable 4.
  • the smallest diameter of the cable bushing 11 is greater than or equal to the diameter of the cable 4 together with the primary insulation 6, so that the inner sleeve 2 can be pushed onto the primary insulation 6.
  • the inner sleeve 2 is inserted between the primary insulation 6 and the aluminum braid 7, so that the aluminum braid 7 contacts the first contact surface 2a. It is also conceivable that the aluminum braided screen 7 is lifted in a separate step from the primary insulation 6 and after pushing the inner sleeve 2 is placed on the first contact surface 2a, for example by means of the step described below or in a separate step.
  • the outer sleeve 3 is then displaced in the direction of the inner sleeve 2 until contacting the second contact surface 3a and the first contact surface 2a, the aluminum screen braid 7 in the contact position and the aluminum wires of the aluminum screen braid 7 between the contact surfaces 2a, 3a are clamped and the electrical contact between the contact element 1 and the aluminum screen mesh 7 is made.
  • one of the two sleeves 2, 3, ie either the inner sleeve 2 or the outer sleeve 3, is designed as a contact sleeve, which is made of copper or a copper alloy and preferably a corrosion-inhibiting coating, for example of nickel and / or tin or alloys from it.
  • a contact sleeve is made of copper or a copper alloy and preferably a corrosion-inhibiting coating, for example of nickel and / or tin or alloys from it.
  • the other sleeve is formed as a support sleeve and is made of aluminum or an aluminum alloy to reduce the corrosion of the aluminum wires.
  • any combination of the first and second embodiments are also suitable for achieving the same technical effects. Also, geometries deviating from the geometry of the contact surfaces 2 a, 3 a shown in the exemplary embodiments are conceivable if they permit clamping or compression / shearing of the aluminum wires of the aluminum screen mesh 7.
  • FIG. 9 a third embodiment of the contact system according to the invention is shown, in which the inner sleeve 2 is seated in the contact position on the secondary insulation 8.
  • a section of the aluminum screen braid 7 has been pushed back over the first contact surface 2a.
  • the outer sleeve 3 is in the axial direction, ie in the direction of the conductor axis 15, pushed onto the inner sleeve 2 to allow the clamping or compression / shearing of the aluminum wires of the aluminum screen mesh 7 between the two contact surfaces 2a, 3a.
  • the method for contacting the aluminum screen mesh 7 with the contact element 1 differs due to the different structure of the contact systems of the previously described in connection with the first two embodiments variants:
  • the inner sleeve 2 on the open end of the electrically conductive cable 4 postponed and pushed over the stripped area on the secondary insulation 8.
  • the first contact surface 2a - as in the illustrated embodiment - has areas with different sized cross-section, it is advantageous if the area with the smallest cross section in Direction of the open end of the cable 4 is directed.
  • the contact surfaces 2a, 3a are conical as in the first and fourth embodiments, but it is also conceivable that the contact surfaces 2a, 3a analogously to the second embodiment stages or have a combination of slopes and steps.
  • the inner sleeve 2 is flush with the secondary insulation 8, wherein a left-side or right-side offset is conceivable. Subsequently, an exposed by the stripping portion of the aluminum screen mesh 7 is folded over the first contact surface 2a, so that the aluminum screen mesh 7 is folded back and rests on the first contact surface 2a.
  • the outer sleeve 3 is then displaced from the direction of the open end of the cable 4 in the direction of the inner sleeve 2, so that the aluminum braid 7 is first clamped between the contact surfaces 2a, 3a and further compressed by axial compression and cold-welded.
  • FIG. 10 shows a fourth embodiment of the contact system according to the invention, which is constructed similar to the previously described third embodiment.
  • the inner sleeve 2 is seated in the contact position, in contrast to the previously described embodiment, not on the secondary insulation 8, but on an exposed portion of the aluminum screen mesh 7.
  • the aluminum screen mesh 7 is thus exposed or stripped over a larger area than turned over becomes.
  • the method for contacting the aluminum screen braid 7 is carried out analogously to the method described above, wherein the inner sleeve 2 just on the exposed Section of the aluminum screen braid 7 is pushed and over the inner sleeve 2 projecting portion of the aluminum screen braid 7 is folded over the first contact surface 2a.
  • the sliding of the outer sleeve 3 is carried out as previously described.
  • Such a design allows a particularly space-saving arrangement of the contact element 1 in the contact position. Only by telescoping or compressing the sleeves 2, 3 according to the invention for making the contacting is it possible to rest the inner sleeve 2 on the aluminum braided screen 7, since the aluminum braided shield 7 underlying the inner sleeve 2 could be damaged in conventional radial pressing operations.
  • the secondary insulation 8 can be used as a stop for positioning the inner sleeve 2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem zur Kontaktierung eines Aluminium-Schirmgeflechts (7) mit einem Kontaktelement (1) umfassend - ein elektrisch leitendes Kabel (4); - das eine Mehrzahl an Aluminiumdrähten umfassende Aluminium-Schirmgeflecht (7), welches zumindest abschnittsweise zwischen einer Primärisolation (6) und einer Sekundärisolation (8) des elektrisch leitenden Kabels (4) verlaufend angeordnet ist; - das auf das elektrisch leitende Kabel (4) aufschiebbare Kontaktelement (1) mit einer Außenhülse (3) und einer in diese einschiebbaren Innenhülse (2), wobei die Innenhülse (2) eine erste Kontaktoberfläche (2a) und die Außenhülse (3) eine zweite Kontaktoberfläche (3a) aufweisen, wobei jede Kontaktoberfläche (2a,3a) jeweils Bereiche mit unterschiedlich großem Querschnitt aufweisen und die Kontaktoberflächen (2a,3a) derart ausgebildet sind, dass das Aluminium-Schirmgeflecht (7) in einer Kontaktposition durch axiales Ineinanderschieben von Innenhülse (2) und Außenhülse (3) geklemmt und mit dem Kontaktteil (1) kontaktiert ist. Um in einfacher Art und Weise die Klemmkraft in definierten Bereichen der Kontaktoberflächen (2a,3a) durch konstruktive Maßnahmen zu erhöhen, weist die erste Kontaktoberfläche (2a) zumindest eine Stufe auf, wobei die zumindest eine Stufe eine umlaufende Kontaktkante ausbildet und das Aluminium-Schirmgeflecht (7) in der Kontaktposition von der Kontaktkante kontaktiert ist.

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem zur Kontaktierung eines Aluminium-Schirmgeflechts mit einem Kontaktelement umfassend
    ein elektrisch leitendes Kabel mit einem elektrischen Innenleiter, einer den elektrischen Innenleiter umgebenden Primärisolation und einer die Primärisolation umgebenden Sekundärisolation;
    das eine Mehrzahl an Aluminiumdrähten umfassende Aluminium-Schirmgeflecht, welches zumindest abschnittsweise zwischen der Primärisolation und der Sekundärisolation des elektrisch leitenden Kabels verlaufend angeordnet ist;
    das auf das elektrisch leitende Kabel aufschiebbare Kontaktelement, welches eine Außenhülse und eine zumindest abschnittsweise in die Außenhülse einschiebbare Innenhülse umfasst.
    • STAND DER TECHNIK
  • Elektrische Kabel, deren Innenleiter hohe Spannungen führen, bedürfen einer elektrischen Abschirmung, um eine Beeinflussung von in der Nähe befindlichen elektrischen bzw. elektronischen Komponenten zu verhindern. Gleichsam kann die Abschirmung auch zum Schutz des Innenleiters gegen äußere elektrische und/oder magnetische Störeinflüsse vorgesehen sein. Zum Zwecke der Abschirmung ist ein Schirmgeflecht, welches aus einer Vielzahl an Litzen aus einem elektrisch leitenden Material besteht, vorgesehen, welches den elektrischen Innenleiter umhüllt. Das Schirmgeflecht befindet sich dabei in der Regel innerhalb eines Kabelmantels und ist dabei zwischen einer Primärisolation, auch Innenmantel bezeichnet, welche zwischen Innenleiter und Schirmgeflecht angeordnet ist, und einer Sekundärisolation, auch Außenmantel oder Kabelmantel genannt, welcher das Schirmgeflecht außen umgibt, angeordnet. Um die Schirmwirkung des Schirmgeflechts zu erhöhen kann zusätzlich entweder zwischen der Primärisolation und dem Schirmgeflecht oder zwischen dem Schirmgeflecht und der Sekundärisolation eine Abschirmfolie vorgesehen sein, welche üblicherweise eine kunststoffkaschierte Aluminiumfolie ist. Diese Schirmfolie überträgt keine nennenswerten Ströme und wird im Falle der Kontaktierung des Schirmgeflechts nicht mitkontaktiert, sondern beim Freilegen des Schirmgeflechts abgetrennt.
  • Um die Abschirmung des Innenleiters bzw. den Potentialausgleich des Schirmgeflechts sicherzustellen, ist es notwendig, dass das Schirmgeflecht in den Endbereichen des elektrischen Kabels mit einer Masse verbindbar ist. Zu diesem Zweck ist in der Regel zumindest ein Kontaktelement an jedem Ende des Kabels vorgesehen, welche mit dem Schirmgeflecht elektrisch leitend verbunden sind und an die Masse anschließbar sind.
  • Bekannte Verfahren zum Verbinden eines Schirmgeflechts aus Kupfer mit einem Kontaktelement, beispielsweise in der DE 10 2015 004 485 B4 offenbart, werden üblicherweise dadurch realisiert, dass eine Stützhülse auf die Sekundärisolation des Kabels aufgeschoben wird und das freigelegte Schirmgeflecht über die Stützhülse zurückgeschlagen wird. Der Kontaktteil wird danach über Stützhülse und das darauf aufliegende Schirmgeflecht geführt und zur Kontaktierung mit einem geeigneten Werkzeug radial verpresst, beispielsweise vercrimpt. Durch den Verpressvorgang wird das Schirmgeflecht zwischen Stützhülse und Kontaktteil geklemmt. Diese Verfahren können ausschließlich bei Werkstoffen mit guter Querleitfähigkeit eingesetzt werden, da die Verpressung des Schirmgeflechts nur punktuell erfolgt.
  • Als leitendes Material für Schirmgeflechte eignen sich auch Aluminium oder Aluminiumlegierungen, welches aufgrund seiner geringen Masse in vielen Anwendungsgebieten, beispielsweise im Automobilsektor, insbesondere in elektrisch angetriebenen Automobilen, eingesetzt wird. Werden jedoch Aluminiumdrähte aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung miteinander verpresst, so haben diese Drähte naturgemäß bereits eine nur sehr schwer durchdringbare Oxidschicht an ihrer Oberfläche. Ein in der Kupfertechnik üblicher Kontaktierungsvorgang für ein Schirmgeflecht ist aufgrund der radialen Verpressung nicht in der Lage eine Kontaktierung aller Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts mit dem Kontaktelement herzustellen, da die sich auf den Aluminiumdrähten ausbildenden Oxidschichten die Querleitfähigkeit in den verpressten Bereichen verhindern. Somit können durch bekannte Verfahren die Oxidschichten nicht für alle Drähte im Schirmgeflecht durchbrochen werden. Es hat sich auch gezeigt, dass mit bekannten Kontaktierungsverfahren bei Aluminium-Schirmgeflechten keine über eine Temperaturwechselbelastung stabile Verbindung erzielt werden kann.
  • Um die gleichmäßige Schirmkontaktierung bei diesen Materialien zu ermöglichen, bedienen sich bekannte Verbindungsverfahren für Aluminium-Schirmgeflechte zusätzlicher Maßnahmen, um die Kontaktierung aller Aluminiumdrähte zu sichern und gegebenenfalls die Oxidschicht aufbrechen zu können. Beispielsweise ist aus der DE 10 2012 00 137 B4 bekannt, dass bei der Verbindung eines Aluminium-Schirmgeflechts mit einer Hülse das Schirmgeflecht über die Hülse zurückgeschlagen und mittels Ultraschallschweißens die Verbindung hergestellt wird. Bei diesem Verfahren wird über Hitzezufuhr eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Schirmgeflecht und Kontaktteil hergestellt.
  • Diese Art der Verbindungstechnik hat einerseits den Nachteil, dass immer auch die Qualität der Schirmlitze die Güte der Verbindung beeinflusst, hierbei sind vor allem anhaftende Stoffe aus den vorangegangenen Prozessen Störeinflussgrößen. Andererseits ist die Herstellung solcher elektrisch leitender Verbindungen zwischen einem Aluminium-Schirmgeflecht und einem Kontaktelement abhängig vom Vorhandensein teurer Schweißanlagen, die noch dazu nicht portabel und daher nicht flexibel einsetzbar sind.
  • Die EP 2 874 236 A1 beschreibt ein Kontaktsystem bestehend aus einem ersten inneren Kontaktteil und einem zweiten äußeren Kontaktteil mittels welchem ein Aluminium Drahtschirm umfassend mehrere Einzeldrähte geklemmt und kontaktiert werden kann. Dabei wird der Drahtschirm zwischen einer konischen Außenfläche eines Kontaktbereichs des ersten Kontaktelements und einer konischen Innenfläche des zweiten Kontaktelements über Spannmittel des Kontaktsystems verpresst.
    • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung die bekannten Kontaktsysteme des Stands der Technik zu überwinden und ein System vorzuschlagen, welches in einfacher Art und Weise eine zuverlässige Kontaktierung eines Aluminium-Schirmgeflechts mit einem Kontaktelement ermöglicht, wobei die Klemmkraft in definierten Bereichen der Kontaktoberflächen durch konstruktive Maßnahmen erhöht sein soll.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Aufgabe betrifft ein erfindungsgemäßes Kontaktsystem zur Kontaktierung eines Aluminium-Schirmgeflechts mit einem Kontaktelement der eingangs erwähnten Art, wobei die Innenhülse eine erste Kontaktoberfläche und die Außenhülse eine zweite Kontaktoberfläche zur Kontaktierung des Aluminium-Schirmgeflechts aufweisen, wobei die erste und/oder zweite Kontaktoberfläche jeweils Bereiche mit unterschiedlich großem Querschnitt bezogen auf eine Leiterachse des elektrisch leitenden Kabels aufweist,
    und wobei die Kontaktoberflächen derart ausgebildet sind, dass die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts in einer Kontaktposition des Kontaktteils durch axiales Ineinanderschieben von Innenhülse und Außenhülse zwischen den Kontaktoberflächen geklemmt und mit dem Kontaktteil kontaktiert sind.
  • Als elektrische Innenleiter aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise Kupfer, Aluminium oder zumindest eines dieser Metalle enthaltende Legierungen, werden im Sinne der Erfindung sowohl Einzelleiter verstanden als auch aus mehreren Einzelleitern bestehende Litzen oder aber ein Paket aus zwei, drei, vier oder mehr Litzen, welche von der Primärisolation umhüllt sind. Der elektrische Innenleiter definiert eine Leiterachse, welche dem Verlauf des elektrischen Kabels folgt, also abschnittsweise gerade, gebogen oder gewinkelt verlaufen kann. Zumindest im Bereich der Kontaktierung verläuft die Leiterachse im Allgemeinen jedoch geradenförmig.
  • Unter Hülse wird üblicherweise ein Element verstanden, welches eine, vorzugsweise zentrische, Durchgangsöffnung und einen die Durchgangsöffnung aufweisenden, vorzugsweise rotationssymmetrischen, Mantelkörper umfasst. Die Durchgangsöffnung kann dabei grundsätzlich einen beliebigen geometrischen Querschnitt haben, solange die Durchführung zumindest eines Abschnitts des elektrisch leitenden Kabels gewährleistet ist. Die Innenhülse ist dabei jene Hülse, welche in der Kontaktposition in radialer Richtung näher am Innenleiter angeordnet ist. In anderen Worten ist die Innenhülse auf das elektrisch leitende Kabel aufschiebbar, sodass die Durchgangsöffnung der Innenhülse, in der Folge Kabeldurchführung genannt, vorteilhafter Weise an die Geometrie des elektrischen Innenleiters des Kabels angepasst ist, beispielsweise kreisrund, elliptisch oder im Wesentlichen polygonal. Der Mantelkörper der Innenhülse ist derart ausgebildet, dass die Innenhülse zumindest abschnittsweise in die Außenhülse einschiebbar ist, wobei die erste Kontaktoberfläche der Innenhülse in der Regel von einer radial äußeren Umfangsfläche der Innenhülse ausgebildet ist. Im Allgemeinen wird die Einschiebbarkeit dadurch erreicht, dass die äußeren Abmessungen der Innenhülse kleiner oder gleich den inneren Abmessungen der Durchgangsöffnung der Außenhülse ist. Die zweite Kontaktoberfläche der Außenhülse wird in der Regel von einer radial inneren Umfangsfläche, sprich von der Begrenzungsfläche der Durchgangsöffnung der Außenhülse, ausgebildet.
  • Die Kontaktoberflächen werden jedenfalls durch eine Oberfläche der Innenhülse bzw. der Außenhülse definiert und schließen gedanklich ein Volumen ein. Wenn im Lichte der Erfindung von einem Querschnitt einer Kontaktoberfläche gesprochen wird, wird darunter sinngemäß der Querschnitt des eingeschlossenen Volumens verstanden, welcher normal zur Leiterachse ausgerichtet ist.
  • In der Kontaktposition ist das Aluminium-Schirmgeflecht zwischen den Kontaktoberflächen angeordnet, sodass die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts, vorzugsweise möglichst alle Aluminiumdrähte, sowohl die erste Kontaktoberfläche als auch die zweite Kontaktoberfläche kontaktieren. Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen unterschiedlich großen Querschnitte zumindest einer der Kontaktoberflächen von Innenhülse und Außenhülse, die in der Regel in der Kontaktposition miteinander korrespondierend angeordnet sind, werden die die Kontaktoberflächen kontaktierende Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts bereits durch axiales Ineinanderschieben von Außenhülse und Innenhülse geklemmt. Durch die unterschiedlichen Querschnitte, bei kreisrundem Querschnitt entsprechen diese dem Durchmesser, in unterschiedlichen Bereichen zumindest einer der zusammenwirkenden Kontaktoberflächen, welche Bereiche entweder kontinuierlich oder sprunghaft ineinander übergehen, wird zumindest ein Bereich definiert, in welchem bei Ineinanderschieben der Hülsen von den Kontaktoberflächen eine auf das Aluminium-Schirmgeflecht wirkende Klemmkraft ausgeübt wird. Vorzugsweise weist jede der Kontaktoberflächen jeweils Bereiche mit unterschiedlich großem Querschnitt auf.
  • Somit ist entweder ein elektrischer Kontakt zwischen der Außenhülse und/oder der Innenhülse und den Aluminiumdrähten hergestellt, um einen Potentialausgleich zu ermöglichen. Für die Wahl der Geometrie der zusammenwirkenden Kontaktoberflächen der Hülsen kommt eine Vielzahl von Formen in Frage, solange durch die Ausgestaltung der Kontaktoberflächen und deren Querschnitte zumindest ein Bereich definiert wird, durch welchen beim Ineinanderschieben der Hülsen eine auf die Aluminium-Abschirmung wirkende Klemmkraft ausgeübt wird.
  • Unter axialem Ineinanderschieben bzw. Zusammenpressen wird dabei im erfindungsgemäßen Kontext verstanden, dass die beiden Hülsen in Richtung einer Leiterachse ineinander geschoben bzw. gepresst werden und die Verpressung nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, durch nachfolgendes radiales Verpressen, bspw. Crimpen, erreicht wird. Somit wird eine gleichmäßige Kontaktierung zwischen den Aluminiumdrähten und dem Kontaktelement bereits durch das Ineinanderschieben den Hülsen erreicht, da die Verpressung nicht mehr radial bzw. punktuell erfolgt, sondern gleichmäßig über die Kontaktoberfläche und die Aluminiumdrähte verlaufend.
  • Obwohl sich die Erfindung auf ein Aluminium-Schirmgeflecht aus Aluminiumdrähten bezieht sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Kontaktelement auch für Schirmgeflechte aus anderen Materialien bzw. Legierungen, beispielsweise aus Kupfer oder Kupferlegierungen eignet.
  • Um eine Klemmung und/oder eine Quetschung/Scherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts zwischen den Kontaktoberflächen der Hülsen zu erreichen, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die erste Kontaktoberfläche zumindest eine Stufe aufweist. Vorzugsweise weist auch die zweite Kontaktoberfläche eine Stufe auf. Unter einer Stufe wird dabei eine sprunghafte Vergrößerung bzw. Verkleinerung der die entsprechende Kontaktoberfläche definierenden Querschnittsfläche normal auf die Leiterachse verstanden. Eine derartige Ausgestaltung lässt sich mit einer beliebigen geometrischen Form der Kontaktoberflächen kombinieren, beispielsweise kann die erste und/oder zweite Kontaktoberfläche eine zylindrische Form oder die zuvor beschriebene konische Form aufweisen. Vorteilhaft ist es dabei, wenn beide Kontaktoberflächen zueinander korrespondierende erste und zweite Stufen aufweisen. Durch die zumindest eine erste und/oder zweite Stufe ist wiederum der Bereich definiert, in welchem sich in der Kontaktposition die Druckspitze zur Ausübung der Klemmkraft bzw. zur Quetschung/Scherung und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts ausbildet. Es werden bereits vorteilhafte Effekte beobachtet, wenn nur eine der Kontaktoberflächen eine Stufe aufweist. Es sind jedoch auch Varianten denkbar, in denen eine Kontaktoberfläche mehrere Stufen aufweist oder beide Kontaktoberflächen eine oder mehrere Stufen aufweisen.
  • Um die Kontaktierung zwischen den Aluminiumdrähten des Aluminium-Schirmgeflechts und dem Kontaktelement in einfacher Art und Weise sicherzustellen, insbesondere um die Oxidschicht der Aluminiumdrähte sicher durchdringen zu können, ist in einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Kontaktoberflächen weiters derart ausgebildet sind, dass in der Kontaktposition des Kontaktelements durch axiales Zusammenpressen von Außenhülse und Innenhülse eine Quetschung/Scherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts mit dem Kontaktelement stattfindet.
  • Die Kontaktierung zwischen Aluminium-Schirmgeflecht und Kontaktelement wird in der Ausführungsvariante also dadurch erreicht, dass die Kontaktoberflächen von Innenhülse und Außenhülse derart gestaltet sind, dass die die Oxidschicht aufweisende Oberfläche möglichst aller Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts beim axialen Zusammenpressen von Innenhülse und Außenhülse aufgebrochen wird, sodass eine Kaltverschweißung zwischen zumindest einer Kontaktoberfläche und dem Aluminium-Schirmgeflecht entstehen kann. Zum Aufbrechen der Oberfläche werden die Aluminiumdrähte beim Zusammenpressen gequetscht bzw. zumindest teilweise geschert/abgeschert werden, sodass es zu einer Kaltverschweißung zwischen den Aluminiumdrähten und zumindest einer der Hülsen, also der Innenhülse und/oder der Außenhülse, kommt. Durch die, vorzugsweise miteinander korrespondierenden Bereiche verschiedenem Querschnitts der Kontaktoberflächen, wird wiederum zumindest ein Bereich definiert, in welchem sich beim Zusammenpressen eine Druckspitze ausbildet. Dieser Bereich entspricht in der Regel dem Bereich in dem auch die Klemmkraft ausgeübt wird. Ein kaltverschweißter Zustand kann also dadurch erreicht werden, wenn die Hülsen, beispielsweise ausgehend von der Kontaktposition, in welcher das Aluminium-Schirmgeflecht zwischen den Kontaktoberflächen geklemmt ist, axial zusammengepresst werden.
  • Beim Kaltverschweißen wird der Effekt ausgenützt, dass Aluminium unter Anwendung von sehr hohem Druck zum Fließen neigt und dadurch mit kontaktierenden Materialien kaltverschweißt werden kann. Eine solche Verbindung ist unlösbar und elektrisch leitend.
  • Mit anderen Worten ist durch die Wahl der Geometrie der zusammenwirkenden Kontaktoberflächen unter Berücksichtigung der Bereiche mit verschieden großen Querschnitten sichergestellt, dass die Oxidschicht beim axialen Zusammenpressen der Hülsen zuverlässig durchbrochen wird, indem die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts in einem durch die Kontaktoberflächen definierten Bereich gequetscht bzw. (ab)geschert werden. Gleichzeitig ist die Verbindung mittels des erfindungsgemäßen Kontaktsystems aufgrund der örtlichen Scherung/Quetschung und der dort stattfindenden Kaltverschweißung unempfindlich gegenüber oberflächlichen Verunreinigungen des Aluminium-Schirmgeflechts. Für die Wahl der Geometrie der zusammenwirkenden Kontaktoberflächen der Hülsen kommt eine Vielzahl von Formen in Frage, solange durch die Ausgestaltung der Kontaktoberflächen und deren Bereiche mit unterschiedlichem Querschnitt zumindest ein Bereich definiert wird, in welchem sich beim axialen Zusammenpressen eine Druckspitze ausbildet, die zur Quetschung/Scherung der Aluminiumdrähte und letztendlich zur Kaltverschweißung führt.
  • In der Regel ist eine der Hülsen aus Kupfer oder einer, vorzugsweise beschichteten, Kupferlegierung gefertigt und dient als Kontakthülse während die andere Hülse als Stützhülse fungiert. Vorteilhafter Weise findet die Kaltverschweißung sowohl zwischen der Kontakthülse als auch zwischen der Stützhülse und dem Aluminium-Schirmgeflecht statt.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Kontaktoberfläche der Außenhülse ein Einführvolumen für die Innenhülse begrenzt und die erste Kontaktoberfläche der Innenhülse durch einen in das Einführvolumen einführbaren Abschnitt der Innenhülse ausgebildet ist. Das Einführvolumen der Außenhülse wird in der Regel durch einen Abschnitt der Durchgangsöffnung, vorzugsweise vollständig durch die Durchgangsöffnung, ausgebildet. Durch die Gestaltung von Einführvolumen der Außenhülse und einführbarem Abschnitt der Innenhülse lässt sich in einfacher Art und Weise die Zusammenwirkung der Kontaktoberflächen erreichen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass sich Einführvolumen und/oder einführbarer Abschnitt bezogen auf die Leiterachse zumindest abschnittsweise verjüngen. Durch die Verjüngung von zumindest einem, vorzugsweise beider, die Kontaktoberflächen ausbildenden Element(e) wird in einfacher Art und Weise eine Geometrie der Kontaktoberflächen erreicht, welche eine Klemmung bzw. eine Quetschung/Scherung des Aluminium-Schirmgeflechts in der Kontaktposition bewirkt. Im sich verjüngenden Abschnitt bildet sich jener Bereich aus, der eine Klemmkraft auf die Aluminiumdrähte ausübt bzw. eine Quetschung/Scherung der Aluminiumdrähte bewirkt. Es versteht sich von selbst, dass auch zwei, drei, vier oder mehrere sich verjüngende Abschnitte vorgesehen sein können. In anderen Worten können die Kontaktoberflächen derart ausgebildet sein, dass sich in einer Zwischenposition des Kontaktteils, in welcher die Innenhülse abschnittsweise in die Außenhülse eingeschoben ist, ein Spalt zur Aufnahme des Aluminium-Schirmgeflechts zwischen den Kontaktoberflächen ausbildet und der Spalt zumindest eine Querschnittsverengung aufweist.
  • Eine besonders platzsparende Gestaltung des Kontaktelements wird in einer bevorzugten Ausführungsvariante dadurch erreicht, dass die Innenhülse in der Kontaktposition vollständig im Einführvolumen der Außenhülse aufgenommen ist. In anderen Worten ist die gesamte Innenhülse als einführbarer Abschnitt ausgebildet.
  • Um die Bereiche mit unterschiedlich großem Querschnitt in den Kontaktoberflächen in einfacher Art und Weise herstellen und definieren zu können, ist in einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die erste und/oder die zweite Kontaktoberfläche in der Kontaktposition zumindest abschnittsweise schräg zur Leiterachse verlaufend ausgebildet sind. In anderen Worten schneiden die gedachten Verlängerungen der ersten und/oder zweiten Kontaktoberfläche die Leiterachse.
  • In besonders einfacher Art und Weise lässt sich eine Klemmung und/oder eine Verdichtung/Abscherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts zwischen den Kontaktoberflächen in einer bevorzugten Ausführungsvariante dadurch erreichen, dass die erste und/oder die zweite Kontaktoberfläche konisch ausgebildet ist. Durch die Konizität, welche sich in der Regel auf die Leiterachse bezieht, der zumindest einen Kontaktoberfläche, vorzugsweise beider Kontaktoberflächen, wird erreicht, dass die Kontaktoberflächen durch eine axiale Verschiebung der Hülsen in die Kontaktposition eine Klemmkraft auf die Aluminiumdrähte ausüben bzw. eine Druckspitze zur Quetschung/Scherung (sprich Kaltverschweißung) der Aluminiumdrähte ausbilden. Es versteht sich dabei von selbst, dass die Kontaktoberflächen zueinander korrespondierend ausgebildet sind, zumindest wenn beide Kontaktoberflächen konisch ausgebildet sind.
  • Eine Erhöhung der Klemmkraft bzw. eine besonders effiziente Definierung eines Bereichs in dem eine Kaltverschweißung erzeugt wird, wird in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante dadurch erreicht, dass die erste und die zweite Kontaktoberfläche konisch ausgebildet sind, wobei die Öffnungswinkel der Konen zumindest abschnittsweise unterschiedlich groß sind. Aufgrund der unterschiedlichen Öffnungswinkel bezogen auf die Leiterachse kommt es beim axialen Ineinanderschieben einerseits zu einer Erhöhung der Klemmkraft in jenem Bereich in welchem der lichte Abstand zwischen den Kontaktoberflächen minimal ist. Andererseits lässt sich dadurch ein Bereich zwischen den Kontaktoberflächen definieren, in welchem sich beim Zusammenpressen der Hülsen eine Druckspitze ausbildet. Aufgrund dieser Druckspitze kann eine Scherung/Quetschung der Aluminiumdrähte zur Herstellung der Kaltverschweißung erreicht werden.
  • Weiter verbessert werden können die zuvor im Zusammenhang mit den konischen Kontaktoberflächen erwähnten Effekte dadurch, dass die erste und/oder die zweite Kontaktoberfläche zumindest einen Knick aufweist. Unter Knick wird dabei die Änderung der Steigung in der kegel- oder kegelstumpfförmigen Kontaktoberfläche verstanden oder andersgesagt der stetige Übergang zwischen zwei ineinander übergehenden Abschnitten mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln der Kontaktoberfläche. Dabei definiert jeder Knick eine umlaufende Kontaktkante, an welcher sich eine Druckspitze ausbildet und/oder welche eine Klemmkraft auf das Aluminium-Schirmgeflecht ausübt. Es werden bereits vorteilhafte Effekte beobachtet, wenn nur eine der Kontaktoberflächen einen Knick aufweist. Es sind jedoch auch Varianten denkbar, in denen eine Kontaktoberfläche mehrere Knicke aufweist oder beide Kontaktoberflächen einen oder mehrere Knicke aufweisen. Die Knicke definieren wiederum den Bereich in welchem in der Kontaktposition die Klemmkraft auf die Aluminiumdrähte ausgeübt wird bzw. sich in der Kontaktposition die Druckspitze ausbildet.
  • Um die oben im Zusammenhang mit den Stufen erwähnten Vorteile zu verstärken, ist gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die erste Kontaktoberfläche zumindest eine erste Stufe und die zweite Kontaktoberfläche zumindest eine zweite Stufe aufweisen, wobei die Stufen jeweils eine umlaufende Kontaktkante ausbilden und das Aluminium-Schirmgeflecht in der Kontaktposition von den Kontaktkanten kontaktiert ist. Durch die Kontaktkanten wird wiederum jener Bereich definiert, in welchem sich in der Kontaktposition die Druckspitze zur
  • Ausübung der Klemmkraft bzw. zur Quetschung/Scherung und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts ausbildet.
  • Vorteilhaft zum Potentialausgleich ist es, wenn eine der Hülsen als Kontakthülse ausgebildet ist, über welche der Potentialausgleich ermöglicht wird und die andere Hülse als Stützhülse ausgebildet ist. Um gute Verbindungseigenschaften zwischen den Aluminiumdrähten des Aluminium-Schirmgeflechts und der Kontakthülse zu erreichen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kontakthülse aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt ist. Je nach Anwendungsgebiet kann entweder die Innenhülse oder die Außenhülse als Kontakthülse ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass sowohl Kontakthülse als auch Stützhülse aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt sind. Daher ist in weiteren Ausführungsvarianten der Erfindung vorgesehen, dass die Innenhülse und/oder die die Außenhülse aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt ist.
  • Besonders gute Klemmeigenschaften bzw. Kaltverschweißungseigenschaften und elektrische Leitungseigenschaften werden in einer weiteren Ausführungsvariante dadurch erreicht, dass eine der Hülsen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt ist und die jeweils andere Hülse aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist. Durch die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigte Hülse, also die als Stützhülse ausgebildete Hülse, wird weiters die Korrosionsneigung der Aluminiumdrähte im Bereich des Kontaktelements minimiert. Um eine besonders hohe Festigkeit der Stützhülse zu erreichen, kann diese auch aus Edelstahl gefertigt sein, welche vorzugsweise, beispielsweise mittels einer korrosionshemmenden Beschichtung, korrosionsgeschützt ist.
  • Um auch die Korrosionseigenschaften der aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigten Hülse, vorzugsweise der Kontakthülse, zu verbessern und die Korrosionsneigung der Aluminiumdrähte zu verringern, ist in einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigte Hülse eine korrosionshemmende Beschichtung aufweist. Für eine derartige korrosionshemmende Beschichtung eignen sich insbesondere Nickel und/oder Zinn bzw. Nickel und/oder Zinn enthaltende Legierungen als Beschichtungswerkstoffe.
  • Um das zwischen Primärisolation und Sekundärisolation angeordnete Aluminium-Schirmgeflecht mit dem Kontaktelement kontaktieren zu können, ist es in der Regel notwendig das Kabel abzulängen und das Aluminium-Schirmgeflecht an einem offenen Ende des Kabels abzuisolieren, also zumindest die Sekundärisolation zu entfernen, und die Innenhülse relativ zum elektrischen Leiter zu positionieren. Daher ist in einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Sekundärisolation zumindest in jenem Bereich des elektrisch leitenden Kabels entfernt ist, in welchem das Kontaktelement in der Kontaktposition angeordnet ist, wobei der den kleinsten Querschnitt der ersten Kontaktoberfläche aufweisende Bereich an den die Sekundärisolation aufweisenden Bereich des Kabels angrenzt.
  • Während es gemäß dem Stand der Technik bekannt ist, dass das Kontaktelement in der Kontaktposition auf der Sekundärisolation des Kabels sitzt und das Schirmgeflecht über das Kontaktelement zurückgeschlagen ist, um durch die nachfolgende radiale Verpressung oder Verschweißung den Innenleiter nicht zu beschädigen, ist es durch die erfindungsgemäße Gestaltung von Innenhülse und Außenhülse jedoch möglich, das Kontaktelement platzsparend im abisolierten Bereich des Kabels, also in jenem Bereich in dem die Sekundärisolation entfernt ist, anzuordnen. Der Grund dafür liegt darin, dass die Klemmung bzw. Kaltverschweißung lediglich durch Ineinanderschieben bzw. axiales Zusammenpressen von Innenhülse und Außenhülse erreicht wird und somit keinerlei Gefahr besteht, dass der Innenleiter durch die axiale Verpressung der Hülsen verletzt wird. Vorzugsweise ist die Innenhülse zwischen Primärisolation und Aluminium-Schirmgeflecht eingeschoben, sodass die Innenhülse einerseits die Primärisolation und andererseits das Aluminium-Schirmgeflecht kontaktiert. Daher ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Innenhülse in der Kontaktposition zwischen der Primärisolation und dem Aluminium-Schirmgeflecht angeordnet ist, wobei vorzugsweise eine Kabeldurchführung der Innenhülse die Primärisolation kontaktiert. Somit befinden sich sowohl Innenhülse als auch Außenhülse bzw. zumindest deren Kontaktoberflächen in radialer Richtung im abisolierten Bereich des Kabels.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Aluminium-Schirmgeflecht über die erste Kontaktoberfläche der Innenhülse umgeschlagen ist und eine Kabeldurchführung der Innenhülse die Sekundärisolation oder das Aluminium-Schirmgeflecht kontaktiert. Wenn die Innenhülse in der Kontaktposition auf der Sekundärisolation sitzt und somit die Kabeldurchführung, sprich die Durchgangsöffnung, der Innenhülse die Sekundärisolation kontaktiert, muss das Aluminium-Schirmgeflecht zur Kontaktierung über die erste Kontaktoberfläche umgeschlagen werden. Eine besonders platzsparende Bauweise wird dadurch erreicht, dass die Innenhülse im abisolierten Bereich des Kabels über das Aluminium-Schirmgeflecht geschoben wird und danach das Aluminium-Schirmgeflecht über die erste Kontaktoberfläche umgeschlagen ist. Dabei Kontaktiert die Kabeldurchführung den an der Primärisolation anliegenden Abschnitt des Aluminium-Schirmgeflechts und die erste Kontaktoberfläche den zurückgeschlagenen Teil des Aluminium-Schirmgeflechts.
  • Eine Möglichkeit zur Anwendung des erfindungsgemäßen Kontaktsystems betrifft ein Verfahren zur Kontaktierung eines aus Aluminiumdrähten gebildeten, einen elektrischen Innenleiter eines elektrisch leitenden Kabels umgebenden Aluminium-Schirmgeflechts und eines Kontaktelements, wobei das Kontaktelement eine Innenhülse mit einer ersten Kontaktoberfläche und eine Außenhülse mit einer zweiten Kontaktoberfläche umfasst, wobei folgende Schritte durchgeführt werden:
    • gegebenenfalls Entfernen eines Abschnitts einer das Aluminium-Schirmgeflecht umgebenden Sekundärisolation und/oder eines Abschnitts einer den Innenleiter umgebenden Primärisolation im Bereich eines offenen Endes des elektrischen Kabels;
    • gegebenenfalls Aufschieben von Innenhülse und Außenhülse auf das elektrisch leitende Kabel;
    • Platzieren der Innenhülse zwischen Aluminium-Schirmgeflecht und Innenleiter, wobei das Aluminium-Schirmgeflecht an der ersten Kontaktoberfläche anliegt;
    • Verschieben der Außenhülse in Richtung der Innenhülse in eine Kontaktposition des Kontaktteils in dem die zweite Kontaktoberfläche der Außenhülse das Aluminium-Schirmgeflecht kontaktiert und die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts zwischen den Kontaktoberflächen festgeklemmt wird.
  • Dabei wird zuerst das elektrisch leitende Kabel abgelängt und ein dadurch entstehendes offenes Ende des Kabels abisoliert, wobei beim Abisolieren zumindest die Sekundärisolation in jenem bzw. bis zu jenem Bereich entfernt wird, in welchem die Kontaktierung mit dem Kontaktelement hergestellt werden soll. Es versteht sich von selbst, dass auch ein bereits abgelängtes Kabel mit abisoliertem offenen Ende verwendet werden kann.
  • Nachfolgend werden Innenhülse und Außenhülse auf das Kabel aufgeschoben, wobei das Kabel durch die Durchgangsöffnung der Hülsen, respektive Einführvolumen und Kabeldurchführung, geführt wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass das elektrische Kabel bereits vorgefertigt geliefert wird, sodass Außenhülse und Innenhülse nur mehr zusammen geschoben bzw. zusammengepresst werden müssen.
  • Sofern das Kontaktelement in der Kontaktposition im nicht abisolierten Bereich des Kabels angeordnet sein soll ist es notwendig, zuerst die Innenhülse auf die Sekundärisolation aufzuschieben, danach das Aluminium-Schirmgeflecht über die Sekundärisolation bzw. über die Innenhülse umzuschlagen und nachfolgend die Außenhülse aus Richtung des abisolierten Bereichs des Kabels in Richtung der Innenhülse zu schieben. Dabei ist in anderen Worten die Innenhülse zwischen der Sekundärisolation und dem zurückgeschlagenen Abschnitts des Aluminium-Schirmgeflechts platziert. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens ist daher vorgesehen, dass zuerst die Innenhülse über die Sekundärisolation geschoben wird und nachfolgend das Aluminium-Schirmgeflecht über die erste Kontaktoberfläche umgeschlagen wird bevor die Außenhülse in Richtung der Innenhülse verschoben wird. Dabei wird die Außenhülse aus Richtung des offenen Endes des Kabels in Richtung des die Sekundärisolation aufweisenden Bereichs des elektrisch leitenden Kabels verschoben, um in die Kontaktposition gebracht zu werden.
  • Wenn aber das Kontaktelement in der Kontaktposition in platzsparender Weise im abisolierten Bereich des Kabels angeordnet sein soll, wie in einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens vorgesehen ist, so wird zuerst die Außenhülse auf die Sekundärisolation des Kabels aufgeschoben. Die Innenhülse wird nachfolgend zwischen die Primärisolation und das Aluminium-Schirmgeflecht eingeschoben, sodass kein Umschlagen des Aluminium-Schirmgeflechts mehr notwendig ist. Nachfolgend wird dann die Außenhülse in Richtung des abisolierten Bereichs des Kabels bzw. in Richtung der Innenhülse geschoben. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens ist daher vorgesehen, dass zuerst die Außenhülse über die Sekundärisolation geschoben wird und nachfolgend die Innenhülse zwischen Aluminium-Schirmgeflecht und Primärisolation eingeschoben wird bevor die Außenhülse in Richtung der Innenhülse verschoben wird. Dabei wird die Außenhülse von dem die Sekundärisolation aufweisenden Bereich des elektrischen Kabels in Richtung des offenen Endes des Kabels verschoben, um in die Kontaktposition gebracht zu werden.
  • Besonders platzsparend ist es, wenn die Innenhülse im abisolierten Bereich direkt auf das an der Primärisolation anliegende Aluminium-Schirmgeflecht aufgeschoben wird und das Aluminium-Schirmgeflecht im abisolierten Bereich des elektrisch leitenden Kabels über die erste Kontaktoberfläche umgeschlagen ist. Dabei ist das Aluminium-Schirmgeflecht so weit freigelegt, dass ein Abschnitt über die aufgeschobene Innenhülse vorsteht und umgeschlagen werden kann. Nachfolgend wird dann die Außenhülse in Richtung des die Sekundärisolation aufweisenden Bereichs des elektrisch leitenden Kabels verschoben. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens ist daher vorgesehen, dass zuerst die Innenhülse über das Aluminium-Schirmgeflecht geschoben wird und nachfolgend ein über die Innenhülse überstehender Abschnitt des Aluminium-Schirmgeflechts über die erste Kontaktoberfläche umgeschlagen wird bevor die Außenhülse in Richtung der Innenhülse verschoben wird. Dabei wird die Außenhülse aus Richtung des offenen Endes des Kabels in Richtung des die Sekundärisolation aufweisenden Bereichs des elektrisch leitenden Kabels verschoben, um in die Kontaktposition gebracht zu werden.
  • In allen oben erwähnten Varianten wird jedenfalls, gegebenenfalls unter Zwischenlage der Primärisolation und/oder der Sekundärisolation, die Innenhülse in radialer Richtung gesehen zwischen Innenleiter und Schirmgeflecht platziert.
  • Durch das axiale Ineinanderschieben von Außenhülse und Innenhülse werden die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts zwischen den Kontaktoberflächen festgeklemmt, wie eingangs im Zusammenhang mit dem Kontaktsystem ausführlich beschrieben wurde.
  • Um die Kontaktierung zwischen den Aluminiumdrähten des Aluminium-Schirmgeflechts und dem Kontaktelement in einfacher Art und Weise sicherzustellen, insbesondere um die Oxidschicht der Aluminiumdrähte sicher durchdringen zu können, ist in einer Ausführungsvariante des Verfahrens vorgesehen, dass weiters folgender Verfahrensschritt durchgeführt wird:
    • - Weiterverschieben und Pressen der Außenhülse in Richtung der Innenhülse sodass durch die Druckbeaufschlagung der Kontaktoberflächen eine Quetschung/Scherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts an den Kontaktoberflächen des Kontaktelements stattfindet.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein erfindungsgemäßes System in Kombination mit dem beschriebenen Verfahren verwendet wird bzw. wenn ein erfindungsgemäßes System durch das beschriebene Verfahren herstellbar ist.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • 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.
  • Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktsystems in einer Kontaktposition;
    Fig. 2
    eine axonometrische Ansicht des Kontaktsystems in der Kontaktposition;
    Fig. 3
    eine axonometrische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des Kontaktsystems in einer Zwischenposition;
    Fig. 4
    eine axonometrische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Kontaktsystems in einer Zwischenposition;
    Fig. 5
    eine vergrößerte Detailansicht eines Kontaktelements des ersten Ausführungsbeispiels;
    Fig. 6
    eine vergrößerte Detailansicht eines Kontaktelements eines zweiten Ausführungsbeispiels;
    Fig. 7a,b,c,d
    Schnittansichten des ersten Ausführungsbeispiels in mehreren aufeinanderfolgenden Positionen;
    Fig. 8a,b,c,d
    Schnittansichten des zweiten Ausführungsbeispiels in mehreren aufeinanderfolgenden Positionen;
    Fig. 9
    eine Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des Kontaktsystems in der Kontaktposition;
    Fig. 10
    eine Schnittansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des Kontaktsystems in der Kontaktposition;
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen den grundsätzlichen Aufbau eines erfindungsgemäßen Kontaktsystems zur Kontaktierung eines Aluminium-Schirmgeflechts 7 mit einem Kontaktelement 1. Das Aluminium-Schirmgeflecht 7 umfasst eine Vielzahl an Aluminiumdrähten und verläuft zwischen einer Primärisolation 6 und einer Sekundärisolation 8 eines elektrisch leitenden Kabels 4. Der Aufbau des Kabels 4, welcher insbesondere in Figur 2 und 4 ersichtlich ist, sieht dabei wie folgt aus:
    Der Kern des Kabels 4 wird durch einen elektrischen Innenleiter 5 gebildet, welcher eine in den Abbildungen geradlinig verlaufende Leiterachse 15 definiert. In den vorliegenden Abbildungen ist der Innenleiter 5 durch eine als Litze gebündelte Vielzahl von Einzelleitern ausgebildet und hat einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt. Es versteht sich dabei von selbst, dass die Anzahl der Einzelleiter einer Litze sowie der Anzahl der Litzen bzw. die Geometrie des Querschnitts für die Erfindung selbst unerheblich sind. Grundsätzlich sind also beispielsweise sowohl Einzelleiter als auch elliptische oder polygonale Querschnitte des Innenleiters 5 denkbar. Auf dem Innenleiter 5 ist eine Primärisolation 6, auch Innenmantel oder Leiterisolation genannt, aufgebracht, welche eine Isolation zwischen dem Innenleiter 5 und dem Aluminium-Schirmgeflecht 7 bewirkt. Auf dem Aluminium-Schirmgeflecht 7 ist sodann eine Sekundärisolation 8, auch Außenmantel oder Kabelmantel genannt, aufgebracht, welche Innenleiter 5 und Aluminium-Schirmgeflecht 7 gegen die Umgebung isoliert.
  • Bevor die Kontaktierung des Aluminium-Schirmgeflechts 7 und des Kontaktelements 1 realisiert werden kann, muss üblicher Weise das elektrisch leitende Kabel 4 abgelängt werden, sodass ein offenes Ende des Kabels 4 gebildet wird. In jenem Bereich des elektrisch leitenden Kabels 4, in welchem das Kontaktelement 1 in der Kontaktposition anordenbar ist, ist die Sekundärisolation 8 entfernt. In der Folge wird daher in diesem Zusammenhang vom abisolierten Bereich gesprochen. In der Regel ist der abisolierte Bereich im Abschnitt des offenen Endes des Kabels 4 angeordnet und erstreckt sich, wie in den Abbildungen zu sehen ist, bis zum Ende des Kabels 4. Weiters kann auch, wie in den Abbildungen zu sehen ist, ein endseitiger Abschnitt des Kabels 4 von Primärisolation 6, Aluminium-Schirmgeflecht 7 und Sekundärisolation 8 befreit sein, sodass der Innenleiter 5 zur elektrischen Verbindung frei liegt.
  • Das Kontaktelement 1 umfasst eine Innenhülse 2 mit einer ersten Kontaktoberfläche 2a und eine Außenhülse 3 mit einer zweiten Kontaktoberfläche 3a, wobei die Kontaktoberflächen 2a,3a für die Kontaktierung des Aluminium-Schirmgeflechts 7 in der dargestellten Kontaktposition ausgebildet sind. Die Innenhülse 2 ist dabei zumindest abschnittsweise in die Außenhülse 3 einschiebbar. Zumindest eine der beiden Hülsen 2,3 ist als Kontakthülse ausgebildet und zum Zwecke des Potentialausgleichs mit einer Masse elektrisch verbindbar.
  • Da die Kontaktoberflächen 2a,3a der Hülsen 2,3 derart ausgebildet sind, dass die die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts 7 in der Kontaktposition des Kontaktteils 1 durch axiales Ineinanderschieben von Innenhülse 2 und Außenhülse 3 zwischen den Kontaktoberflächen 2a,3a geklemmt und mit dem Kontaktteil 1 kontaktiert sind, ist das Aluminium-Schirmgeflecht 7 in der dargestellten Kontaktposition zwischen den Kontaktoberflächen 2a,3a festgeklemmt. Weiters sind die Kontaktoberflächen 2a,3a in den Ausführungsbeispielen auch derart ausgebildet, dass in der Kontaktposition des Kontaktelements 1 durch axiales Zusammenpressen von Außenhülse 3 und Innenhülse 2 eine Quetschung/Scherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts 7 und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts 7 mit dem Kontaktelement 1 stattfindet. Diese Gestaltung wird dadurch erreicht, dass die Kontaktoberflächen 2a,3a Bereiche unterschiedlichen Querschnitts, im vorliegenden Fall unterschiedlichen Durchmessers aufweisen. Daher ist die elektrische Verbindung zwischen den Aluminiumdrähten des Aluminium-Schirmgeflechts 7 und dem Kontaktelement 1 in der dargestellten Kontaktposition mittels Kaltverschweißung hergestellt. In anderen Worten sind die Aluminiumdrähte in der Kontaktposition mit dem Kontaktelement 1 verschweißt.
  • Grundsätzlich wird durch die das Aluminium-Schirmgeflecht 7 umgebenden Kontaktoberflächen 2a,3a jedenfalls eine gleichmäßige Kontaktierung möglichst aller Aluminiumdrähte erreicht, ohne dass eine radiale Verpressung, etwa Crimpen, oder dass eine zusätzliche Verschweißung notwendig ist. Gleichwohl ist die elektrische Kontaktierung durch einfaches Zusammenschieben bzw. Zusammenpressen der Hülsen 2,3 herstellbar.
  • Auf zwei mögliche geometrische Ausgestaltungen der Kontaktoberflächen 2a,3a, welche die beiden oben genannten Effekte erreichen wird in der Folge im Detail eingegangen.
  • Figur 3 zeigt eine axonometrische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Systems in einer Zwischenposition, in welcher die Kontaktoberflächen 2a,3a der Hülsen 2,3 noch nicht im Kontakt mit dem Aluminium-Schirmgeflecht 7 stehen. Deutlich zu erkennen ist dabei, dass die erste Kontaktoberfläche 2a der Innenhülse 2 konisch ausgebildet ist, sodass sich die Größe der Querschnitte bzw. Durchmesser normal zur Leiterachse 15 entlang der gesamten Längserstreckung der Hülsen 2,3 verändern. Mit anderen Worten verlaufen beide Kontaktoberflächen 2a,3a schräg zur Leiterachse 15. Gleichfalls ist zu erkennen, dass die Kontaktoberfläche 2a zwei Abschnitte unterschiedlicher Steigung aufweist, die an einem Knick 12 ineinander übergehen. Dabei weist die Kontaktoberfläche 2a in einem ersten, in der vorliegenden Abbildung der Außenhülse 3 zugewandten, Abschnitt einen größeren Öffnungswinkel auf, ist also steiler, als im zweiten Abschnitt.
  • Figur 4 zeigt eine zu Figur 3 analoge axonometrische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Systems in der Zwischenposition. Hier ist zu sehen, dass die erste Kontaktoberfläche 2a der Innenhülse 2 aus drei zylindrischen Abschnitten unterschiedlich großen Querschnitts bzw. Durchmessers zusammengesetzt ist, wobei zwei erste Stufen 13 jeweils zwei aufeinanderfolgende Abschnitte voneinander trennen.
  • In Figur 5 ist ein Kontaktelement 1 des ersten Ausführungsbeispiels, in Figur 6 ein Kontaktelement 1 des zweiten Ausführungsbeispiels, sprich jeweils die Innenhülse 2 und die Außenhülse 3, im Detail dargestellt. Dabei lässt sich unmittelbar erkennen, dass Innenhülse 2 und Außenhülse 3 jeweils eine Durchgangsöffnung aufweisen und dass die Innenhülse 2 zumindest abschnittsweise in die Außenhülse 3 einschiebbar ist. Die Durchgangsöffnung der Innenhülse 2 ist als Kabeldurchführung 11 ausgebildet, durch welche das Kabel 4 führbar ist. Die erste Kontaktoberfläche 2a der Innenhülse 2 ist von einer äußeren Umfangsfläche der Innenhülse 2 ausgebildet.
  • Die Durchgangsöffnung der Außenhülse 3 ist als Einführvolumen 9 zur Aufnahme eines einführbaren Abschnitts 10 der Innenhülse 2 ausgebildet und dient weiters zur Durchführung des Kabels 4. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der einführbare Abschnitt 10 die gesamte Erstreckung der Innenhülse 2, sodass die Innenhülse 2 in der Kontaktposition vollständig in der Außenhülse 3 aufgenommen ist. In alternativen Ausführungsvarianten ist es auch denkbar, dass der einführbare Abschnitt 10 nur einen Teil der Längserstreckung der Innenhülse 2 umfasst, sodass ein Teil der Innenhülse 2 in der Kontaktposition aus der Außenhülse 3 hinaus ragt. Die zweite Kontaktoberfläche 3a ist von einer inneren Umfangsfläche der Außenhülse 3a gebildet und begrenzt das Einführvolumen 9.
  • In beiden Ausführungsbeispielen ist zu erkennen, dass die Geometrie der ersten Kontaktoberfläche 2a mit der der zweiten Kontaktoberfläche 3a korrespondiert, insofern als dass zwischen den Kontaktoberflächen 2a,3a das Aluminium-Schirmgeflecht 7 klemmbar bzw. kaltverschweißbar ist.
  • In Figur 5 ist die zuvor im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Konizität der ersten Kontaktoberfläche 2a nochmals samt Knick 12 dargestellt. Daneben ist nun auch die konische Ausbildung der zweiten Kontaktoberfläche 3a der Außenhülse 3 zu erkennen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheiden sich die Öffnungswinkel der Konen der Kontaktoberflächen 2a,3a voneinander, sodass beim Einschieben der Innenhülse 2 in die Außenhülse 3 bzw. beim Aufschieben der Außenhülse 3 auf die Innenhülse 2 eine keilartige Querschnittsverengung erzielt wird. Durch den Knick 12 wird jener Bereich definiert, in dem von den Kontaktoberflächen 2a,3a eine Klemmkraft auf die Aluminiumdrähte ausgeübt wird bzw. in dem sich eine Druckspitze zur Quetschung/Scherung und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte ausbildet. Es handelt sich bei dem Bereich somit um eine durch den Knick definierte umlaufende Kontaktkante.
  • In Figur 6 dagegen sind die zuvor im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsvariante beschriebenen ersten Stufen 13 der ersten Kontaktoberfläche 2a zu erkennen. Nun ist auch die zweite Kontaktoberfläche 3a dargestellt, welche mit den ersten Stufen 13 zusammenwirkende zweite Stufen 14 aufweist, welche die zweite Kontaktoberfläche 3a in drei Abschnitte teilt. Beim Einschieben der Innenhülse 2 in die Außenhülse 3 bzw. beim Aufschieben der Außenhülse 3 auf die Innenhülse 2 wird durch das Zusammenwirken der Stufen 13,14 wiederum eine keilartige Querschnittsverengung erzielt. Mit anderen Worten wird durch die Stufen 13,14 der Bereich definiert, in dem von den Kontaktoberflächen 2a,3a eine Klemmkraft auf die Aluminiumdrähte ausgeübt wird bzw. in dem sich eine Druckspitze zur Quetschung/Scherung und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte ausbildet. In diesem Ausführungsbeispielwird durch jede der Stufen 13,14 eine umlaufende Kontaktkante ausgebildet, welche den obengenannten Bereich darstellt.
  • Die Figuren 7a,b,c,d und 8a,b,c,d zeigen verschiedene Positionen des Kontaktelements 1 bzw. der Innenhülse 2 und der Außenhülse 3 während des Kontaktierungsvorganges, wobei in den erstgenannten Figuren ein System gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und in den letztgenannten Figuren ein System gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
  • In einem ersten Schritt (zu sehen in Figuren 7a,7b bzw. 8a,8b) wird jeweils die Außenhülse 3 auf das elektrisch leitende Kabel 4 aufgeschoben. Die Außenhülse 3 wird dabei über den abisolierten Bereich hinaus geschoben, sodass die Außenhülse 3 über der Sekundärisolation 8 zum Liegen kommt. Um gewährleisten zu können, dass die Außenhülse 3 auf die Sekundärisolation 8 aufschiebbar ist, ist der kleinste Durchmesser ihrer Durchgangsöffnung größer oder gleich dem Durchmesser des Kabels 4 samt Sekundärisolation 8. In anderen Worten ist das Kabel 4 abschnittsweise im Einführvolumen 9 der Außenhülse 3 aufgenommen.
  • Der zweite Schritt (abgebildet in den Figuren 7b,7c und 8b,8c) besteht darin, dass die Innenhülse 2 auf das elektrisch leitende Kabel 4 aufgeschoben wird. Dabei ist der kleinste Durchmesser der Kabeldurchführung 11 größer oder gleich dem Durchmesser des Kabels 4 samt Primärisolation 6, sodass die Innenhülse 2 auf die Primärisolation 6 aufschiebbar ist.
  • Wie in den Figuren 7c und 8c zu erkennen ist wird die Innenhülse 2 zwischen die Primärisolation 6 und das Aluminium-Schirmgeflecht 7 eingeschoben, sodass das Aluminium-Schirmgeflecht 7 die erste Kontaktoberfläche 2a kontaktiert. Es ist dabei auch denkbar, dass das Aluminium-Schirmgeflecht 7 in einem separaten Schritt von der Primärisolation 6 abgehoben wird und nach dem Aufschieben der Innenhülse 2 auf die erste Kontaktoberfläche 2a gestülpt wird, beispielsweise mittels des nachfolgend beschriebenen Schritts oder in einem separaten Schritt.
  • Im letzten Schritt wird sodann die Außenhülse 3 in Richtung der Innenhülse 2 verschoben bis in der Kontaktposition die zweite Kontaktoberfläche 3a und die erste Kontaktoberfläche 2a das Aluminium-Schirmgeflecht 7 kontaktieren und die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts 7 zwischen den Kontaktoberflächen 2a,3a geklemmt sind und der elektrische Kontakt zwischen Kontaktelement 1 und dem Aluminium-Schirmgeflecht 7 hergestellt ist. Dabei definiert im ersten Ausführungsbeispiel die keilförmige Verjüngung bzw. der Knick 12 und im zweiten Ausführungsbeispiel die Stufen 13, 14 jenen Bereich der Kontaktoberflächen 2a,3a, in welchem in der Kontaktposition die Klemmkraft auf das Aluminium-Schirmgeflecht 7 ausgeübt wird.
  • Beim weiteren Zusammenpressen von Innenhülse 2 und Außenhülse 3 bilden sich am Knick 12 bzw. an den Stufen 13, 14 (also an den umlaufenden Kontaktkanten) Druckspitzen aus, welche zuerst zu einer Verdichtung und bei weiterem Zusammenpressen zu einer zumindest teilweisen Quetschung bzw. Scherung, vorzugsweise einer vollständigen Abscherung, der Aluminiumdrähte führen, sodass eine Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts 7 mit dem Kontaktelement 1 stattfindet. Durch das Quetschen bzw. Scheren der Aluminiumdrähte wird die die Oxidschicht aufweisende Oberfläche der Aluminiumdrähte aufgebrochen und somit die Oxidschicht durchbrochen und eine Neuausbildung der Oxidschicht verhindert, sodass eine wechseltemperaturfeste, gut leitende elektrische Verbindung zwischen dem Aluminium-Schirmgeflecht 7 und dem Kontaktelement 1 sichergestellt ist, wenn die Aluminiumdrähte nach dem Zusammenpressen in der Kontaktposition mit dem Kontaktelement 1 kaltverschweißt sind.
  • In der Regel ist eine der beiden Hülsen 2,3, also entweder die Innenhülse 2 oder die Außenhülse 3, als Kontakthülse ausgebildet, welche aus Kupfer oder ein Kupferlegierung gefertigt ist und vorzugsweise eine korrosionshemmende Beschichtung, etwa aus Nickel und/oder Zinn bzw. Legierungen daraus, aufweist. Über diese Kontakthülse ist der Potentialausgleich des Aluminium-Schirmgeflechts 7 mit einer Masse möglich, in dem die Kontakthülse mittels eines Ausgleichsleiters elektrisch mit der Masse verbindbar ist. Die jeweils andere Hülse ist als Stützhülse ausgebildet und ist aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt, um die Korrosion der Aluminiumdrähte zu reduzieren.
  • Es versteht sich von selbst, dass beliebige Kombinationen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels ebenfalls geeignet sind dieselben technischen Effekte zu erreichen. Auch sind von der in den Ausführungsbeispielen dargestellten Geometrie der Kontaktoberflächen 2a,3a abweichende Geometrien denkbar, wenn sie eine Klemmung bzw. Verdichtung/Abscherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts 7 ermöglichen.
  • In Figur 9 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktsystems abgebildet, in welchem die Innenhülse 2 in der Kontaktposition auf der Sekundärisolation 8 sitzt. Um das Aluminium-Schirmgeflecht 7 zwischen den Kontaktoberflächen 2a,3a klemmen zu können, ist ein Abschnitt des Aluminium-Schirmgeflechts 7 über die erste Kontaktoberfläche 2a zurückgeschlagen. Die Außenhülse 3 ist in axialer Richtung, also in Richtung der Leiterachse 15, auf die Innenhülse 2 aufschiebbar, um die Klemmung bzw. Verdichtung/Abscherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts 7 zwischen den beiden Kontaktoberflächen 2a,3a zu ermöglichen.
  • Das Verfahren zur Kontaktierung des Aluminium-Schirmgeflechts 7 mit dem Kontaktelement 1 unterscheidet sich aufgrund des unterschiedlichen Aufbaus der Kontaktsysteme von den zuvor im Zusammenhang mit den ersten beiden Ausführungsvarianten beschriebenen Verfahren: In einem ersten Schritt wird die Innenhülse 2 auf das offene Ende des elektrisch leitenden Kabels 4 aufgeschoben und über den abisolierten Bereich hinweg auf die Sekundärisolation 8 aufgeschoben. Wenn die erste Kontaktoberfläche 2a - wie im dargestellten Ausführungsbeispiel - Bereiche mit unterschiedlich großem Querschnitt aufweist, ist es vorteilhaft, wenn der Bereich mit dem kleinsten Querschnitt in Richtung des offenen Endes des Kabels 4 gerichtet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kontaktoberflächen 2a,3a wie im ersten und im vierten Ausführungsbeispiel konisch ausgebildet, es ist jedoch genauso denkbar, dass die Kontaktoberflächen 2a,3a analog zum zweiten Ausführungsbeispiel Stufen aufweisen oder eine Kombination aus Schrägen und Stufen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel schließt die Innenhülse 2 bündig mit der Sekundärisolation 8 ab, wobei auch ein linksseitiger oder rechtsseitiger Versatz denkbar ist. Nachfolgend wird ein durch die Abisolierung freigelegter Abschnitt des Aluminium-Schirmgeflechts 7 über die erste Kontaktoberfläche 2a umgeschlagen, sodass das Aluminium-Schirmgeflecht 7 zurückgeschlagen ist und auf der ersten Kontaktoberfläche 2a aufliegt. Im letzten Schritt wird sodann die Außenhülse 3 aus Richtung des offenen Endes des Kabels 4 in Richtung der Innenhülse 2 verschoben, sodass das Aluminium-Schirmgeflecht 7 zuerst zwischen den Kontaktoberflächen 2a,3a geklemmt und weiters durch axiales Zusammenpressen verdichtet bzw. abgeschert und kaltverschweißt wird. Durch eine derartige Ausgestaltung lassen sich herkömmliche Verfahren bei denen ein Umschlagen des Aluminium-Schirmgeflechts 7 vorgesehen ist, in einfacher Art und Weise mit der für Aluminium vorteilhaften Klemmung bzw. Kaltverschweißung durch Ineinanderschieben bzw. Zusammenpressen der Hülsen 2,3 kombinieren.
  • Figur 10 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktsystems, welches ähnlich zum zuvor beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist. Dabei sitzt die Innenhülse 2 in der Kontaktposition im Unterschied zum vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel nicht auf der Sekundärisolation 8, sondern auf einem freigelegten Abschnitt des Aluminium-Schirmgeflechts 7. Das Aluminium-Schirmgeflecht 7 ist also über einen größeren Bereich freigelegt bzw. abisoliert, als es umgeschlagen wird.
  • Das Verfahren zur Kontaktierung des Aluminium-Schirmgeflechts 7 wird analog zum oben beschriebenen Verfahren durchgeführt, wobei die Innenhülse 2 eben auf den freigelegten Abschnitt des Aluminium-Schirmgeflechts 7 aufgeschoben wird und der über die Innenhülse 2 überstehende Abschnitt des Aluminium-Schirmgeflechts 7 über die erste Kontaktoberfläche 2a umgeschlagen wird. Das Aufschieben der Außenhülse 3 erfolgt wie zuvor beschrieben. Die derartige Gestaltung ermöglicht eine besonders platzsparende Anordnung des Kontaktelements 1 in der Kontaktposition. Erst durch das erfindungsgemäße Ineinanderschieben bzw. Zusammenpressen der Hülsen 2,3 zum Herstellen der Kontaktierung wird ein Aufliegen der Innenhülse 2 auf dem Aluminium-Schirmgeflecht 7 ermöglicht, da das unter der Innenhülse 2 liegende Aluminium-Schirmgeflecht 7 bei herkömmlichen radialen Pressvorgängen verletzt werden könnte. Zusätzlich dazu kann die Sekundärisolation 8 als Anschlag zur Positionierung der Innenhülse 2 genutzt werden.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Kontaktelement
    2
    Innenhülse
    2a erste Kontaktoberfläche
    3
    Außenhülse
    3a zweite Kontaktoberfläche
    4
    elektrisch leitendes Kabel
    5
    Innenleiter
    6
    Primärisolation
    7
    Aluminium-Schirmgeflecht
    8
    Sekundärisolation
    9
    Einführvolumen
    10
    einführbarer Abschnitt
    11
    Kabeldurchführung
    12
    Knick
    13
    erste Stufe
    14
    zweite Stufe
    15
    Leiterachse

Claims (16)

  1. Kontaktsystem zur Kontaktierung eines Aluminium-Schirmgeflechts (7) mit einem Kontaktelement (1) umfassend
    - ein elektrisch leitendes Kabel (4) mit einem elektrischen Innenleiter (5), einer den elektrischen Innenleiter (5) umgebenden Primärisolation (6) und einer die Primärisolation (6) umgebenden Sekundärisolation (8);
    - das eine Mehrzahl an Aluminiumdrähten umfassende Aluminium-Schirmgeflecht (7), welches zumindest abschnittsweise zwischen der Primärisolation (6) und der Sekundärisolation (8) des elektrisch leitenden Kabels (4) verlaufend angeordnet ist;
    - das auf das elektrisch leitende Kabel (4) aufschiebbare Kontaktelement (1), welches eine Außenhülse (3) und eine zumindest abschnittsweise in die Außenhülse (3) einschiebbare Innenhülse (2) umfasst,
    wobei die Innenhülse (2) eine erste
    Kontaktoberfläche (2a) und die Außenhülse (3) eine zweite Kontaktoberfläche (3a) zur Kontaktierung des Aluminium-Schirmgeflechts (7) aufweisen,
    wobei die erste (2a) und/oder zweite Kontaktoberfläche (3a) Bereiche mit unterschiedlich großem Querschnitt bezogen auf eine Leiterachse (15) des elektrisch leitenden Kabels (4) aufweist,
    und wobei die Kontaktoberflächen (2a,3a) derart ausgebildet sind, dass die Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts (7) in einer Kontaktposition des Kontaktteils (1) durch axiales Ineinanderschieben von Innenhülse (2) und Außenhülse (3) zwischen den Kontaktoberflächen (2a,3a) geklemmt und mit dem Kontaktteil (1) kontaktiert sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die erste Kontaktoberfläche (2a) zumindest eine Stufe (13) aufweist, wobei die zumindest eine Stufe (13) eine umlaufende Kontaktkante ausbildet und das Aluminium-Schirmgeflecht (7) in der Kontaktposition von der Kontaktkante kontaktiert ist.
  2. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktoberflächen (2a,3a) weiters derart ausgebildet sind, dass in der Kontaktposition des Kontaktelements (1) durch axiales Zusammenpressen von Außenhülse (3) und Innenhülse (2) eine Quetschung/Scherung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts (7) und Kaltverschweißung der Aluminiumdrähte des Aluminium-Schirmgeflechts (7) mit dem Kontaktelement (1) stattfindet.
  3. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktoberfläche (2a) mehrere eine umlaufende Kontaktkante ausbildende Stufen (13) aufweist.
  4. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kontaktoberfläche (3a) eine zylindrische Form aufweist.
  5. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kontaktoberfläche (3a) eine konische Form aufweist.
  6. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kontaktoberfläche (3a) der Außenhülse (3) ein Einführvolumen (9) für die Innenhülse (2) begrenzt und die erste Kontaktoberfläche (2a) der Innenhülse (2) durch einen in das Einführvolumen (9) einführbaren Abschnitt (10) der Innenhülse (2) ausgebildet ist.
  7. Kontaktsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (2) in der Kontaktposition vollständig im Einführvolumen (9) der Außenhülse (3) aufgenommen ist.
  8. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktoberfläche (2a) in der Kontaktposition zumindest abschnittsweise schräg zur Leiterachse (15) verlaufend ausgebildet sind.
  9. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktoberfläche (2a) konisch ausgebildet ist.
  10. Kontaktsystem nach Anspruch 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktoberfläche (2a) und/oder die zweite Kontaktoberfläche (3a) zumindest einen Knick (12) aufweist.
  11. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (2) und/oder die Außenhülse (3) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt ist.
  12. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Hülsen (2,3) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt ist und die jeweils andere Hülse (3,2) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder Edelstahl gefertigt ist.
  13. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigte Hülse (2,3) eine korrosionshemmende Beschichtung aufweist.
  14. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärisolation (8) zumindest in jenem Bereich des elektrisch leitenden Kabels (4) entfernt ist, in welchem das Kontaktelement (1) in der Kontaktposition angeordnet ist,
    wobei der den kleinsten Querschnitt der ersten Kontaktoberfläche (2a) aufweisende Bereich an den die Sekundärisolation (8) aufweisenden Bereich des Kabels (4) angrenzt.
  15. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (2) in der Kontaktposition zwischen der Primärisolation (6) und dem Aluminium-Schirmgeflecht (7) angeordnet ist.
  16. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminium-Schirmgeflecht (7) über die erste Kontaktoberfläche (2a) der Innenhülse (2) umgeschlagen ist und eine Kabeldurchführung (11) der Innenhülse (2) die Sekundärisolation (8) oder das Aluminium-Schirmgeflecht (7) kontaktiert.
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