ES2337440T5 - Conexión de un cable de aluminio eléctrico con una pieza de conexión que está constituida de cobre, aleación de cobre y/o latón - Google Patents

Conexión de un cable de aluminio eléctrico con una pieza de conexión que está constituida de cobre, aleación de cobre y/o latón Download PDF

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Description

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descripcion
Conexion de un cable de aluminio electrico con una pieza de conexion que esta constituida de cobre, aleacion de cobre y/o laton
La invencion se refiere a una conexion de un cable de aluminio electrico, especialmente de un cable de aluminio formado por varios hilos o hilos trenzados de aluminio y aislado, con una pieza de conexion que esta constituida por una aleacion de cobre y/o por laton, por ejemplo con un borne de batena, con un terminal de cable, con un adaptador de conexion, con una pieza de conector, con una pieza de cable o similar, para la instalacion electrica de un automovil, en la que el aislamiento del cable de aluminio termina o esta retirado antes del punto de contacto con la pieza de conexion y esta previsto un casquillo de apoyo, que rodea al menos la zona adyacente al lado frontal extremo de la pieza aislada del cable de aluminio y esta prensado con el extremo del cable de aluminio y/o esta retrafdo sobre el mismo, de manera que los hilos del cable de aluminio estan comprimidos juntos al menos en la zona del lado frontal.
La invencion se refiere, ademas, a un procedimiento para la conexion de un cable de aluminio electrico con una pieza de conexion, que esta constituida de cobre, de una aleacion de cobre y/o de laton, por ejemplo con un borne de batena, con un terminal de cable, con un adaptador de conexion, con una pieza de conector, con un cable o similar, para la instalacion electrica de un automovil, en la que el lado frontal del cable de aluminio se pone en conexion y en contacto electrico con el lado frontal de la pieza de conexion y a tal fin se afsla el cable de aluminio en el extremo de conexion, sobre el lado aislado se enchufa, se prensa o se retrae un casquillo de apoyo y de esta manera se comprimen juntos los hilos o hilos trenzados del cable de aluminio.
Se conoce la idea de sustituir las Imeas conductoras de corriente, que estan constituidas de cobre o de aleaciones de cobre, especialmente las Imeas de energfa, con seccion transversal relativamente grande en automoviles, por Imeas de aluminio, porque el aluminio conduce tambien a un peso mas reducido, cuando las secciones transversales de la Imea deben incrementarse debido a la conductividad ligeramente mas reducida del aluminio frente al cobre.
Se conoce a partir del documento US-A-3 728 781 conectar un cable de aluminio con una pieza de conexion a traves de soldadura por friccion.
Ademas, se han realizado ensayos y se han propuesto en el documento US-A-2 806 215 para conectar las piezas de conexion, es decir, un cable de aluminio y una pieza de conexion correspondiente por medio de casquillos y bornes con efecto de conduccion de corriente. Sin embargo, en este caso se plantea el problema de que en la superficie de aluminio, bajo la influencia del oxfgeno del aire, se genera una capa fina de oxido, cuyo espesor se incrementa con el tiempo y se vuelve no conductora de electricidad. La conexion conductora de electricidad de un cable de aluminio de otro material requiere, por lo tanto, la eliminacion o bien la perforacion de tal capa de oxido y la prevencion de una nueva formacion de tal capa de oxido.
Ademas, en la conexion de un cable de aluminio formado por hilos individuales o hilos trenzados con una pieza de conexion surge la necesidad de realizar una conexion de sujecion con alta fuerza de prensado para la prevencion de la resistencia electrica. Esto conduce en el punto de presion a deformaciones de la seccion transversal de los hilos individuales de aluminio, de manera que estos estan debilitados desde el principio en el punto de union y se pueden romper en el transcurso del tiempo bajo la carga dinamica en un automovil. En este caso, se generan solicitaciones dinamicas especialmente altas en la zona del motor de accionamiento, del generador electrico y tambien de la batena.
Por otra parte, no es posible fabricar la pieza de conexion propiamente dicha igualmente de aluminio, porque en la zona de batenas o acumuladores no se pueden excluir totalmente valores de acidos, que atacan el aluminio en una medida considerablemente mas elevada que el cobre, las aleaciones de cobre o el laton, y porque las conexiones en equipos conectados a un motor de combustion como el generador electrico estan expuestas a una carga dinamica tan alta que en el transcurso del tiempo se rompe el material menos estable, es decir, el aluminio o bien se destruye la conexion.
El aluminio esta sometido tambien a un peligro de corrosion mayor que el cobre, que tiene una resistencia a la corrosion relativamente buena, por que el aluminio es relativamente innoble y, por lo tanto, tiene tendencia a pasar a la forma oxfdica mas estable, a partir de la cual fue generado con la aplicacion de energfa.
Si se conectan metales de diferente caracter de nobleza de forma conductora entre sf, existe el peligro de una corrosion por contacto. En este caso, los materiales de cobre, en virtud de su potencial noble, estan menos amenazados que el aluminio, pero, por lo tanto, pueden repercutir con efecto de amenaza sobre este metal en el caso de una union. Puesto que el aluminio es el metal mas innoble frente al cobre, en el caso de una conexion de contacto a altas corrientes y tiempos de carga prolongados, sobre todo en un clima humedo con contenido de sal, puede suceder que el metal mas innoble, es decir, el aluminio, actue como “anodo sacrificial” y disminuya. Por lo tanto, con el tiempo se produce una perdida de material en la superficie de contacto, lo que repercute negativamente
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sobre la resistencia del contacto y la rigidez.
Tambien en el caso de utilizacion de un casquillo de aluminio que rodea el cable de aluminio aislado y su soldadura con una pieza de conexion de cobre de acuerdo con la figura 8 del documento US-PS 2 806 215 se plantea el problema de que dentro del casquillo de aluminio entre los extremos frontales de los hilos de aluminio y la pieza de conexion que esta constituida de cobre permanece una Juntura o permanece una distancia y se produce la corrosion de contacto mencionada anteriormente en el transcurso del tiempo.
Por lo tanto, existe el cometido de crear una conexion del tipo mencionado al principio, que tiene una alta resistencia frente a las cargas dinamicas y una buena conductividad y elimina una capa de oxido o la corrosion en el aluminio en la zona de la union a traves del propio proceso de union, por una parte, y/o impide, por otra parte, una capa de oxidacion en esta zona del contacto mutuo de los diferentes metales.
Para la solucion de este cometido se configura, segun las reivindicaciones 1 o 9, la conexion mencionada al principio de un cable de aluminio electrico con una pieza de conexion.
Por lo tanto, la conexion se caracteriza sobre todo por un casquillo de proteccion adicional en el cable de aluminio, que estabiliza en una medida suficiente los hilos individuales o hilos trenzados a traves de compresion mutua y los aproxima entre s^ para conseguir una superficie metalica en el lado frontal del cable, que es entonces al mismo tiempo el punto de union o bien el punto de la union por soldadura con la pieza de conexion. De esta manera, es posible liberar este lado frontal de oxido, si este se hubiera formado allf, y a continuacion soldar a tope este lado frontal con la pieza de conexion, de manera que tampoco en el futuro se puede generar oxido en este lugar. Como se conoce, el aluminio se puede fundir y soldar con el cobre, en general, y, por lo tanto, en la union de acuerdo con la invencion se puede formar incluso una aleacion mutua. Los ensayos han mostrado que la resistencia a la rotura de una union de este tipo puede ser mas alta que la del cable de aluminio y/o de la pieza de union propiamente dicha.
Puesto que los hilos individuales del cable de aluminio propiamente dicho se sueldan con la pieza de conexion y de esta manera tambien consigo mismos, se obtiene una union metalica mutua entre el cable de aluminio y sus hilos individuales y la pieza de conexion que esta constituida de cobre o de una aleacion de cobre, que se puede extender sobre toda el area de la seccion transversal frontal. Esta capa de union metalica mutua puede tener, de acuerdo con los ensayos, aproximadamente 2 mm, de manera que se excluye una entrada de aire o de humedad en este punto de union.
Es especialmente favorable que el casquillo de apoyo se extienda hasta por encima de la transicion entre la zona aislada del cable de aluminio y el aislamiento, rodeando una parte del aislamiento. El casquillo de apoyo obtiene, por lo tanto, de una manera mas conveniente una longitud axial mayor que la zona aislada del cable de aluminio, de manera que se consigue una buena exposicion en la zona del punto de union hasta por debaJo del aislamiento, lo que conduce a una distribucion uniforme de las fuerzas de prensado en la zona de union, sin cargar excesivamente los hilos de aluminio individuales. De esta manera, tal punto de union resiste tambien fuerzas transversales y cargas dinamicas, como pueden aparecer en automoviles tambien en grupos conectados con el motor. Al mismo tiempo, se puede conseguir una buena obturacion del cable de aluminio y de la union.
A este respecto, es conveniente que uno de los extremos del casquillo de apoyo este enrasado con el lado frontal extremo de la zona aislada del cable de aluminio. El casquillo de apoyo incrementa de esta manera entonces el punto de union en direccion radial y el mismo esta disponible tambien para la soldadura con una pieza de conexion o pieza opuesta dimensionadas de forma correspondiente, si el casquillo de apoyo, que comprime el extremo del cable de aluminio, es un casquillo metalico, especialmente un casquillo de aluminio. Sobre todo un casquillo de aluminio tiene en este caso la ventaJa de que se comporta con respecto a la dilatacion termica, la conductividad electrica y la capacidad de soldadura como el propio cable de aluminio, es decir, que en cierta medida es un complemento del cable de aluminio en el punto de union.
Es especialmente favorable que el cable de aluminio y el casquillo de apoyo retrafdo o prensado y la pieza de conexion tengan una seccion transversal esencialmente de forma circular, especialmente del mismo tamano. El punto de soldadura puede extenderse entonces sobre toda el area de la seccion transversal de la union y en este caso al mismo tiempo sobre toda la seccion transversal de la pieza de conexion, por una parte, y la unidad formada por el cable de aluminio y el casquillo de apoyo, por otro lado. En esta union de superficie grande se pueden conseguir valores de resistencia correspondientes favorables para la corriente electrica.
Para conseguir la meJor distribucion posible de las fuerzas de presion sobre los hilos individuales o hilos trenzados del cable de aluminio, es favorable que el casquillo de apoyo para el prensado o prensado previo del cable de aluminio en su interior tenga al menos dos secciones de diferente seccion transversal interior o diametro interior y la seccion con el diametro interior mayor rodee el extremo del aislamiento del cable de aluminio y la seccion de seccion transversal mas pequena rodee la zona aislada del cable de aluminio. En este caso, la diferencia de los diametros interiores del casquillo de apoyo puede corresponder aproximadamente al doble del espesor del aislamiento del cable de aluminio. Por lo tanto, con esta configuracion del casquillo de apoyo se puede tener en cuenta la diferencia
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de la seccion transversal entre la parte alslada y la parte no alslada del cable de alumlnlo, de manera que el casqulllo de apoyo tiene antes y tambien despues del prensado en su lado exterior en gran medida una periferia constante y los medios para el prensado no deben tener en cuenta diferencias de la seccion transversal, aunque estas diferencias esten presentes en el interior del casquillo de apoyo en el cable de aluminio. Puesto que el extremo del prensado, alejado del punto de union, puede estar dispuesto en la zona aislada del cable de aluminio, los hilos individuales del cable pueden estar protegidos contra deformaciones mecanicas demasiado grandes en virtud del proceso de prensado y de esta manera mantienen su resistencia.
Ya se ha mencionado que la union se puede realizar a traves de soldadura a tope. En este caso, es especialmente favorable que el extremo del cable de aluminio, que esta provisto con el casquillo de apoyo, este conectado con la pieza de conexion a traves de soldadura por friccion. La soldadura por friccion es conocida en s^ y se aplica en muchos casos porque una de las piezas es desplazada en rotacion antes de la union, luego es movida contra la otra parte, con lo que se genera un calor de friccion, que es suficientemente alto para la soldadura de las piezas, de manera que se conectan fijamente entre sf despues de frenar la rotacion. Sobre todo en el caso de union de un cable de aluminio con una pieza de conexion se puede eliminar de forma automatica al mismo tiempo de esta manera una capa de oxidacion que se forma eventualmente en el punto de union o bien en el lado frontal del cable de aluminio, porque a traves de la friccion mecanica tal capa es perforada y eliminada. Por lo tanto, una conexion electrica de un cable de aluminio con una pieza de conexion a traves de soldadura por friccion se puede considerar como especialmente ventajosa y favorable, puesto que se requieren energfas relativamente reducidas para este tipo de soldadura, por ejemplo frente a una soldadura a tope por erosion tambien concebible.
El procedimiento ya mencionado al principio para la solucion del cometido se caracteriza porque los hilos individuales o hilos trenzados del cable de aluminio junto con el casquillo de apoyo son soldados a tope con la pieza de conexion. En lugar de aplicar uniones de sujecion costosas, en las que se realiza una sujecion y una union mecanicas de las dos piezas a unir y que deben rodearse una vez con fundicion de plastico a ser posible a continuacion, se sueldan, por lo tanto, las dos piezas de diferentes materiales entre sf, fijando mecanicamente el lado frontal del cable de aluminio blando y elastico en primer lugar a traves del casquillo de apoyo, para resistir las cargas de la soldadura h para hacer que este lado frontal del cable de aluminio sea adecuado para la soldadura inmediata con una pieza de conexion, resultando entonces en este caso una superficie metalica practicamente cerrada, que esta formada por los hilos individuales o hilos trenzados del cable de aluminio.
A este respecto, se puede proceder de una manera mas conveniente en el sentido de que el casquillo de apoyo sea colocado con un extremo enrasado con el lado frontal del cable de aluminio, es decir, que un extremo del casquillo de apoyo es aplicado y utilizado al mismo tiempo para el incremento del lado frontal del cable de aluminio y, por lo tanto, del punto de union. Al mismo tiempo, se asegura que en el lado frontal todos los hilos individuales o Ios hilos trenzados del cable de aluminio son comprimidos realmente, por una parte, y son dispuestos fijados entre sf y, sin embargo, son accesibles para la soldadura. En este caso, tambien estos hilos pueden estar enrasados entre sf y pueden formar una superficie frontal o un area de la seccion trasversal plana.
Un tipo de procedimiento especialmente favorable puede consistir en que el cable de aluminio provisto con el casquillo de apoyo se conecta con la pieza de conexion a traves de soldadura por friccion. Frente a un procedimiento de soldadura a tope asistido electricamente, se requiere a tal fin de manera ventajosa esencialmente menos energfa. Sin embargo, el procedimiento de soldadura por friccion permite una union por soldadura de Ios materiales de aluminio, por una parte, y de cobre o de aleaciones de cobre, por otra parte, bajo la formacion de fases intermetalicas, es decir, que se destruye la capa de oxido en el aluminio y se elimina la posibilidad de corrosion en el punto de union. Puesto que el cable de aluminio con el casquillo de apoyo es prensado en primer lugar o Io mas tarde al mismo tiempo con el proceso de soldadura, se obtiene una especie de cilindro macizo, en cuyo lado frontal o superficie de cabeza se puede realizar la union por soldadura. El prensado de Ios hilos individuales del cable de aluminio solamente tiene que ser, por lo tanto, suficientemente bueno para resistir las cargas del proceso de soldadura por friccion. En este caso, tal proceso de soldadura por friccion va acompanado con una perdida reducida de material en el punto de union y punto de soldadura, que se representa en forma de un cordon alrededor del lugar de la costura, que incrementa al mismo tiempo el punto de union y de esta manera refuerza la propia union.
Es especialmente ventajoso que la pieza de conexion, que debe conectarse con el cable de aluminio o que debe soldarse a tope con el, sea girada y sea presionada con efecto giratorio contra el lado frontal del cable de aluminio y sea fundida o soldada a traves del calor de friccion que se genera en este caso despues de frenar la rotacion. En concreto, la friccion y el calor de friccion son provocados tambien por otros movimientos relativos mutuos, pero la rotacion tiene la gran ventaja de que las piezas a conectar pueden adaptar en la direccion transversal ya su posicion definitiva y se puede generar un numero de revoluciones discrecional en la pieza giratoria, para obtener calor de friccion suficiente para la soldadura. Al mismo tiempo se puede perforar y eliminar de forma especialmente efectiva de esta manera una capa de oxido que se encuentra eventualmente sobre el lado de aluminio.
Los hilos o hilos trenzados del cable de aluminio se pueden comprimir antes y/o durante el proceso de soldadura al menos en la zona del punto de union frontal, lo que se puede realizar de manera especialmente sencilla con el
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casquillo de apoyo ya mencionado. En este caso, el casquillo de apoyo puede ser comprimido exteriormente sobre su superficie, especialmente para formar un poKgono, por ejemplo un hexagono. De ello resulta adicionalmente durante el montaje posterior la posibilidad de una aplicacion de una herramienta, por ejemplo para la aplicacion de una llave de tuercas, Ademas, tal forma poligonal en el lado exterior del casquillo de apoyo puede ser ventajosa durante el tendido y el montaje del cable con su pieza de union.
La pieza de conexion puede ser o bien un cilindro de cobre o de una aleacion de cobre, por ejemplo de laton que, por una parte, se conecta con un conector correspondiente o con un borne de cable o con un borne de una batena o similar o esta conectada ya desde el principio en una sola pieza con el. Tal cilindro se puede desplazar especialmente bien en rotacion y se puede conectar a traves de soldadura por friccion con el cable de aluminio preparado de forma correspondiente.
Pero tambien es posible que una pieza de cable, que sirve como pieza de conexion, que esta constituida de hilos de cobre, de aleacion de cobre y/o de laton, este comprimida en su lado exterior con un casquillo de apoyo especialmente de cobre, de aleacion de cobre o de laton o de metal similar y esta soldada a tope con el lado frontal del cable de aluminio. En efecto, con concebibles casos en los que se utilizan, en concreto, cables formados esencialmente de aluminio, que deben conectarse, sin embargo, todavfa con una pieza de un cable de cobre, especialmente cuando pueden aparecer altas cargas dinamicas en la zona del punto de union o en el desarrollo posterior de una lmea electrica de este tipo se requiere un apareamiento de materiales de cobre o de una aleacion de cobre. En tal caso, la pieza de conexion que debe conectarse con el cable de aluminio puede ser, por una parte, una pieza de cable de hilos de cobre, que se estabiliza de la misma manera por medio de un casquillo de apoyo, de manera que se posibilita un procedimiento de soldadura por friccion, especialmente a traves de rotacion con preferencia de la pieza de cobre, en el que entonces el cable propiamente dicho y los casquillos de apoyo se unen y sueldan entre sl
Un dispositivo para la realizacion del procedimiento para la union de un cable de aluminio con una pieza de conexion puede consistir sobre todo en que estan previstos un dispositivo de empotramiento abierto para el cable de aluminio provisto con el casquillo de apoyo y un soporte de fijacion desprendible dispuesto a nivel con el mismo para la pieza de conexion, en que el soporte de fijacion tiene un accionamiento giratorio o se puede acoplar con el y en que el dispositivo de empotramiento y el soporte de fijacion se pueden mover o desplazar relativamente entre sf en la direccion de la extension longitudinal del cable de aluminio y de la pieza de conexion que esta alineada con el en caso de contacto mutuo. En este caso, es especialmente favorable que el soporte de fijacion giratorio sea desplazable. Esta posibilidad de desplazamiento incluye entonces la fuerza de presion de apriete necesaria en el punto de union, que se ejerce durante la union por soldadura. En este caso, el dispositivo de empotramiento abierto para el extremo del cable de aluminio se puede utilizar al mismo tiempo para el prensado del casquillo de apoyo previsto allT
Sobre todo en la combinacion de algunas o varias de las diferentes caractensticas y medidas descritas anteriormente se obtiene una conexion de un cable de aluminio, que sirve para la conexion electrica, en el que no se puede y debe soldar directamente en los hilos individuales o hilos trenzados propiamente dichos, sino que esta previsto un casquillo de apoyo que esta constituido de manera mas conveniente de aluminio, por lo tanto de identico material, con lo que los hilos o hilos trenzados se pueden pre-comprimir. De esta manera, se forma una especie de cilindro macizo, que sirve al mismo tiempo tambien como junta de obturacion sobre el aislamiento, porque se puede extender hasta por encima de este aislamiento. Esta junta de obturacion ha superado, en ensayos, una prueba de hermeticidad al agua con una columna de un metro de agua. El punto de union propiamente dicho tiene una conductividad electrica alta, porque se puede eliminar una capa de oxido presente eventualmente sobre el lado de aluminio y en determinadas circunstancias incluso sobre el lado de cobre a traves d soldadura por friccion durante una rotacion mutua relativa, de manera que los dos metales diferentes pasan a fases intermetalicas y se funden y sueldan entre sl
A continuacion se describen en detalle ejemplos de realizacion de la invencion con la ayuda del dibujo. En este dibujo se representa de forma parcialmente esquematica lo siguiente:
La figura 1 muestra el extremo de un cable de aluminio aislado, un casquillo de apoyo que se puede acoplar y presionar encima del mismo y un borne de batena de otro metal, que se pueden unir entre sf de forma conductora de electricidad.
La figura 2 muestra la conexion electrica del cable de aluminio, del casquillo de apoyo y del borde de la batena de acuerdo con la figura 1, con una costura de soldadura por friccion en el punto de union.
La figura 3 muestra una representacion que corresponde a la figura 1, en la que esta previsto un terminal de cable para la conexion conductora de electricidad y la union por soldadura con un cable de aluminio.
La figura 4 muestra una representa, que corresponde a la figura 2, de la conexion del terminal de cable con el cable de aluminio provisto con un casquillo de apoyo.
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La figura 5 muestra un cable de aluminio, un casquillo de apoyo y un adaptador de conexion o clavija de conector que se conectan con el, de metal no ferrico antes de la conexion mutua, y
La figura 6 muestra la union del adaptador de conexion en el cable de aluminio a traves de soldadura por friccion.
La figura 7 muestra el extremo aislado de un cable de aluminio con un casquillo de apoyo que pertenece al mismo y el extremo aislado de un cable de cobre con casquillo de apoyo correspondiente y adaptado asf como
La figura 8 muestra la union del cable de aluminio provisto con casquillo de apoyo con la pieza de cable de cobre provista con casquillo de apoyo a traves de soldadura a tope o soldadura por friccion.
En los ejemplos de realizacion descritos a continuacion de conexiones de un cable de aluminio electrico 1, que esta constituido por hilos individuales de aluminio 2 y un aislamiento 3, con una pieza de conexion 4, las partes coincidentes reciben en cada caso los mismos numeros de referenda.
En las figuras 2, 4, 6 y 8, se representa, respectivamente, una conexion, designada, en general, con V, del cable de aluminio electrico 1, que esta formada por hilos de alambre 2 individuales o, dado el caso, por hilos trenzados y que esta provista con el aislamiento 3, con una pieza de conexion 4, que esta constituida de cobre, de una aleacion de cobre y/o de laton. La figura 2 muestra en este caso la conexion V del cable de aluminio 1 con un borne de una batena 5. La figura 4 muestra una conexion de este tipo con un terminal 6. La figura 6 muestra una conexion con un adaptador de conexion 7, que puede ser tambien una pieza de conector con clavijas de conector 8 y la figura 8 muestra la conexion V de un cable de aluminio electrico 1 con un trozo de cable 9 de cobre, de una aleacion de cobre, de manera que estan previstos igualmente hilos 10 individuales y un aislamiento 11.
Sobre todo en las figuras 1, 3, 5 y 7 se reconoce claramente en este caso que el aislamiento 3 del cable de aluminio 1 termina o esta retirado delante del punto de contacto -posterior no impulsado todavfa en estas figuras-, es decir, delante del lado frontal extremo 12, de manera que el cable de aluminio 1 esta aislado, por lo tanto, en el extremo a conectar, y de tal modo que esta previsto un casquillo de apoyo 13, que rodea por el lado exterior en la posicion de uso, de acuerdo con las figuras 2, 4, 6 y 8 ya mencionadas, la zona adyacente al lado frontal extremo 12 de la parte aislada del cable de aluminio 1.
El casquillo de apoyo 13 puede acoplarse y prensarse o retraerse, por lo tanto, en primer lugar en la direccion de la extension longitudinal en el lado exterior sobre el extremo a conectar y aislado del cable de aluminio, de manera que los hilos 2 del cable de aluminio 1 estan comprimidos al menos en la zona del lado frontal 12, de modo que resulta practicamente un cilindro macizo. Cuando la conexion V esta terminada, la pieza de conexion 4, que puede estar configurada de forma diferente de acuerdo con los ejemplos de realizacion individuales, esta soldada con el lado frontal 12 y tambien con el casquillo de apoyo 13. En las figuras 2, 4, 6 y 8 se reconoce en representacion esquematica una costura de soldadura 14 circundante en forma de cordon. En este caso, en estas figuras, el punto de union V esta marcado, ademas, por un trazo que indica el piano del diametro de la conexion V, aunque en la union por soldadura no permanece ningun punto de separacion o juntura, sino que ambos metales de las piezas unidas se unen sin juntura en virtud de una fundicion que tiene lugar a traves del calor de soldadura.
En todos los ejemplos de realizacion se reconoce que despues de la terminacion de la conexion V, el casquillo de apoyo 13 se extiende hasta por encima de la transicion entre la zona aislada del cable de aluminio 1 y el aislamiento 3, rodeando una parte del aislamiento 3. El casquillo de apoyo 13 sirve, por lo tanto, no solo para la compresion de los hilos 2 y para la formacion del cilindro macizo ya mencionado, que favorece la union por soldadura en el lado frontal 12 y en este caso, por lo tanto, la union por soldadura de los hilos 10 individuales o hilos trenzados del cable de aluminio 1 con la pieza de conexion de cobre o de una aleacion de cobre o laton y entre sf, sino que sirve al mismo tiempo como junta de obturacion sobre el aislamiento 3. Puesto que el casquillo de apoyo 13 esta prensado con el cable de aluminio 1 y, por lo tanto, tambien con el extremo de su aislamiento 3 o esta retrafdo sobre el mismo, se conecta tambien el extremo del aislamiento 3 de manera correspondientemente fija con los hilos 2 del cable de aluminio 1, de modo que se consigue una alta hermeticidad al agua.
A este respecto se reconoce claramente en todos los ejemplos de realizacion que uno de los extremos 13a del casquillo de apoyo 13 esta enrasado, en la posicion de uso, con el lado frontal extremo 12 de la zona aislada del cable de aluminio 1 y con los hilos 2, de manera que, por lo tanto, el cilindro macizo ya mencionado esta incrementado en el lado frontal 12 del cable de aluminio 1 practicamente en la medida del espesor presente allf del casquillo de apoyo 13 y representa una superficie correspondientemente incrementada para la conexion con la pieza de conexion 4.
En este caso, el cable de aluminio 1 y el casquillo de apoyo 13 retrafdo o prensado encima, por una parte, y la pieza de conexion 4, por otra parte, tienen una seccion transversal esencialmente de forma circular del mismo tamano respectivo en el ejemplo de realizacion, como se reconoce tanto en la posicion de partida de las piezas antes de su union mutua como tambien despues de la terminacion de la conexion V.
Puesto que el casquillo de apoyo 13 que debe comprimir el extremo del cable de aluminio 1 es un casquillo metalico
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y especialmente un casquillo de aluminio, pero dado el caso tambien un casquillo de cobre o un casquillo de laton, participa en el proceso de soldadura y en la configuracion del alambre de soldar 14 y de esta manera mejora al mismo tiempo la conexion mutua de las partes, porque con ello no solo se conecta el lado frontal superficial piano 12 con la pieza de conexion 4, sino tambien el extremo 13a del casquillo de apoyo 13 que, por otra parte, se extiende bien hasta por encima del aislamiento 3 y distribuye bien las fuerzas de traccion o las fuerzas transversales que se producen eventualmente.
El casquillo de apoyo 13 tiene en su interior dos secciones de diferente seccion transversal interior o diametro interior. La seccion 13b con el diametro interior mayor rodea en este caso el extremo del aislamiento 3 del cable de aluminio 1 y la seccion 13c de la seccion transversal interior menor rodea la zona aislada del cable de aluminio 1. La diferencia de los diametros interiores de estas dos secciones 13b y 13c del casquillo de apoyo 13 corresponde en este caso al doble del espesor del aislamiento 3 del cable de aluminio 1, es decir, que la diferencia de los radios interiores de las dos secciones 13b y 13c del casquillo de apoyo 13 corresponde aproximadamente al espesor del aislamiento 3, de manera que a pesar del escalonamiento entre la zona aislada y la zona desaislada del cable de aluminio 1, el lado exterior del casquillo de apoyo 13 se puede extender esencialmente liso y sin saliente o modificacion del diametro.
Para establecer la conexion V, se desa^sla, por lo tanto, el cable de aluminio 1 en primer lugar en el extremo de conexion, o bien retirando el aislamiento 3 sobre una longitud determinada u omitiendolo desde el principio. Sobre el lado desaislado se acopla el casquillo de apoyo 13. A continuacion se prensa o retrae el casquillo de apoyo 13, con lo que los hilos 2 o hilos trenzados del cable de aluminio 1 son comprimidos, de manera que a pesar de la formacion a partir de estos hilos 2 individuales, resulta en el lado frontal practicamente una seccion transversal maciza, que esta disponible para la union por soldadura con la pieza de conexion 4. A continuacion se suelda a tope el cable de aluminio 1 junto con el casquillo de apoyo 13 con la pieza de conexion 4, que puede estar configurada de forma diferente de acuerdo con los ejemplos de realizacion individuales. En virtud del calor de soldadura y de una fuerza de presion mutua en la direccion longitudinal de las piezas a unir resulta en este caso la costura de soldadura 14 en forma de cordon.
En este caso, en la posicion de partida y tambien despues de la realizacion de la conexion V, el casquillo de apoyo 13 esta enrasado con un extremo 13a con el lado frontal del cable de aluminio 1. Esto permite que el cable de aluminio 1 que esta provisto con el casquillo de apoyo 13, sea conectado con la pieza de conexion 4 a traves de soldadura por friccion.
La pieza de conexion 4, que debe unirse con el cable de aluminio 1 y que debe soldarse a tope con el, es desplazada en rotacion en este caso de una manera no representada y girando con alto numero de revoluciones, por ejemplo, de 1500 rpm, es presionada contra el lado frontal 12 del cable de aluminio 1 y contra el extremo 13a del casquillo de apoyo prensado lo mas tarde en este momento y se funde y se suelda a traves del calor de friccion generado en este caso despues del frenado y de la retencion de la rotacion, siendo aleados entonces en la zona de la conexion V los metales de las piezas unidad tambien entre sf Los hilos 2 o hilos trenzados del cable de aluminio 1 son comprimidos, por lo tanto, antes o durante el proceso de soldadura al menos en la zona del punto de union frontal V, para formar la seccion transversal maciza ya mencionada con lado frontal superficial piano 12.
El casquillo de apoyo 13 es prensado sobre su superficie en el lado exterior, especialmente para formar un polfgono, por ejemplo un hexagono, de manera que se realiza una compresion en gran medida uniforme de los hilos 2 en la zona de la conexion V y el casquillo de apoyo 13 se puede agarrar bien posteriormente en el lado exterior tambien con herramientas durante el montaje.
De acuerdo con la figura 2, con el cable de aluminio 1 se puede conectar un borne de una batena 5 con bulon de conexion 5a como pieza de conexion 4.
Las figuras 3 y 4 muestran la conexion de un cable de aluminio 2 con una pieza de conexion 4, que esta configurada como terminal de cable 6 con una pieza de conexion 6a en forma de bulon.
En las figuras 5 y 6 se representa la conexion del cable de aluminio 1 con un adaptador de conexion 7 para conexiones electricas por union del material, por ejemplo a traves de clavijas de conexion 8, de manera que el adaptador de conexion 7 propiamente dicho presenta la forma y la superficie de la seccion transversal correspondiente para la soldadura a tope con el cable de aluminio 1.
Las figuras 7 y 8 muestran finalmente la posibilidad de conectar un cable de aluminio 1 con un trozo de cable 9 especialmente de cobre o de una aleacion de cobre como pieza de conexion 4, de manera que este trozo de cable 9, que sirve como pieza de conexion 4, constituido de hilos 10 de cobre o de una aleacion de cobre, es prensado en su lado exterior igualmente con un casquillo de apoyo 13 especialmente de cobre, de una aleacion de cobre o de laton o tambien de aluminio, en cualquier caso de metal, y es soldado a tope con el ladro frontal 12 del cable de aluminio 1. En este caso, se dispone tambien este casquillo de apoyo 13 de cobre o similar con el trozo de cable 9 enrasado en el extremo, de manera que la conexion V se realiza tanto en los hilos 2 y 10 respectivos como tambien en los casquillos de apoyo 13, es decir, sobre una seccion transversal correspondientemente incrementada con
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estabilidad correspondiente.
Un dispositivo para la realizacion de un procedimiento de este tipo no se representa en detalle y comprende de manera mas conveniente un dispositivo de empotramiento que se puede abrir para el cable de aluminio 1 provisto con el casquillo de apoyo 13 y un soporte de fijacion desprendible y accionable de forma giratoria que esta dispuesto a nivel con el mismo para la pieza de conexion 4. El dispositivo de empotramiento y el soporte de fijacion se pueden mover o desplazar entonces relativamente entre sf en la direccion de la extension longitudinal del cable de aluminio 1 y de la pieza de conexion que esta alineada al menos durante el contacto mutuo, de modo que la pieza giratoria es presionada contra la pieza estacionaria y de esta manera se puede generar el calor de friccion necesario para el proceso de soldadura por friccion. En este caso, de manera mas conveniente, el soporte de fijacion giratorio es desplazable, puesto que recibe la pieza de conexion 4, en general, mas corta o mas pequena. Despues del frenado del accionamiento giratorio se lleva a cabo, bajo el calor de friccion resultante, la fundicion mutua y la union por soldadura practicamente sobre toda la seccion transversal, que da como resultado, por lo tanto, no solo una conexion V fija, sino tambien hermetica.
A traves del prensado con el casquillo de apoyo 13, que se extiende tambien sobre el aislamiento 3 del cable de aluminio 1, se protegen los hilos de aluminio 2 y se conservan y, a pesar de este prensado, no se deforman hasta el punto de que no puedan resistir ya las cargas dinamicas posteriores. A traves de la soldadura -tambien de los hilos 10 individuales o de los hilos tranzados de aluminio 1 entre sf y con la pieza de conexion- se alean mutuamente los diferentes metales en la zona de la conexion V, es decir, en la zona de contacto. Esto da como resultado una alta resistencia a la rotura y al desgarro al mismo tiempo con una buena conexion conductora de electricidad. Tambien se pueden absorber altas cargas dinamicas, de manera que esta conexion es especialmente bien adecuada para Imeas de batenas en automoviles, de manera que en la zona de la batena, donde pueden aparecer vapores de acidos, se puede utilizar el cobre o laton resistente frente a estos vapores, mientras que la otra Imea conductora de corriente puede estar constituida por el aluminio mas ligero.
La conexion V del cable de aluminio electrico 1 con una pieza de conexion 4 de cobre o de una aleacion de cobre, se realiza a traves de la compresion de los hilos 2 que forman el cable de aluminio 1 en la zona extrema y a traves de la union por soldadura con la pieza de conexion 4, especialmente a traves de un procedimiento de soldadura por friccion. En este caso, el calor de friccion entre los materiales se utiliza para fundir ambos materiales y para unirlos entre sf sin material adicional de soldadura. El cable de aluminio 1 se provee a tal fin con un casquillo de apoyo 13 prensado con el, que convierte los hilos 2 individuales en el punto de union practicamente en una superficie maciza y se suelda al mismo tiempo ella misma con la pieza de conexion 4. De esta manera se pueden conectar piezas de conexion de cobre de forma hermetica y buena conductora de electricidad con el cable de aluminio 1, sin que exista en la zona de union un peligro de corrosion en virtud de metales nobles o innobles diferentes.

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    reivindicaciones
    1. Conexion (V) de un cable de aluminio electrico (1), formado por varios hilos o hilos trenzados de aluminio (2) y aislado, con una pieza de conexion (4) que esta constituida por una aleacion de cobre y/o por laton, por ejemplo con un borne de batena (5), con un terminal de cable (6), con un adaptador de conexion (7), con una pieza de conector, con una pieza de cable (9) o similar, para la instalacion electrica de un automovil, en la que el aislamiento (3) del cable de aluminio (1) termina o esta retirado antes del punto de contacto con la pieza de conexion y esta previsto un casquillo de apoyo (13), que rodea al menos la zona adyacente al lado frontal extremo (12) de la pieza aislada del cable de aluminio (1) y esta prensado con el extremo del cable de aluminio (1) y/o esta retrafdo sobre el mismo, de manera que los hilos (2) del cable de aluminio (1) estan comprimidos juntos al menos en la zona del lado frontal (12), en la que la pieza de conexion (4) esta soldada con el lado frontal (l2), formado por los hilos (2) individuales, del extremo del cable de aluminio (l).
  2. 2. Conexion de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque el casquillo de apoyo (13) se extiende hasta por encima de la transicion entre la zona aislada del cable de aluminio (1) y el aislamiento (3), rodeando una parte del aislamiento (3).
  3. 3. Conexion de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque uno de los extremos (13a) del casquillo de apoyo (13) esta enrasado con el lado frontal extremo (12) de la zona aislada del cable de aluminio (1).
  4. 4. Conexion de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el cable de aluminio (1) y el casquillo de apoyo (13) retrafdo o prensado y la pieza de conexion (4) tienen una seccion transversal esencialmente de forma circular, especialmente del mismo tamano.
  5. 5. Conexion de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el casquillo de apoyo (13) que comprime el extremo del cable de aluminio (1) es un casquillo metalico, especialmente un casquillo de aluminio.
  6. 6. Conexion de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el casquillo de apoyo (13) para el prensado o prensado previo del cable de aluminio en su interior tiene al menos dos secciones de diferente seccion transversal interior o diametro interior y la seccion (13b) con el diametro interior mayor rodea el extremo del aislamiento (3) del cable de aluminio (1) y la seccion (13c) de seccion transversal mas pequena rodea la zona aislada del cable de aluminio (1).
  7. 7. Conexion de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizada porque la diferencia del diametro interior del casquillo de apoyo (13) corresponde aproximadamente al doble del espesor del aislamiento (3) del cable de aluminio (1).
  8. 8. Conexion de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el extremo del cable de aluminio (1), que esta provisto con el casquillo de apoyo (13) esta conectado con la pieza de conexion (4) a traves de soldadura por friccion.
  9. 9. Procedimiento para la conexion de un cable de aluminio electrico (1) con una pieza de conexion (4), que esta constituida de cobre, de una aleacion de cobre y/o de laton, de acuerdo con la reivindicacion 1, por ejemplo con un borne de batena (5), con un terminal de cable (6), con un adaptador de conexion (7), con una pieza de conector (8), con un cable (9) o similar, para la instalacion electrica de un automovil, en la que el lado frontal (12) del cable de aluminio (1) se pone en conexion y en contacto electrico con el lado frontal de la pieza de conexion (4) y a tal fin se afsla el cable de aluminio (1) en el extremo de conexion, sobre el lado aislado se enchufa, se prensa o se retrae un casquillo de apoyo (13) y de esta manera se comprimen juntos los hilos (2) o hilos trenzados del cable de aluminio (1), en el que los hilos individuales (2) o hilos trenzados del cable de aluminio (1) junto con el casquillo de apoyo (13) son soldados a tope con la pieza de conexion (4).
  10. 10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizado porque el casquillo de apoyo (13) se dispone con un extremo (13a) enrasado con el lado frontal del cable de aluminio (1).
  11. 11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 9 o 10, caracterizado porque el cable de aluminio (1) provisto con el casquillo de apoyo (13) se conecta con la pieza de conexion (4) a traves de soldadura por friccion.
  12. 12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la pieza de conexion (4), que debe conectarse con el cable de aluminio (1) o que debe soldarse a tope con el, es girada y es presionada con efecto giratorio contra el lado frontal (12) del cable de aluminio (1) y es fundida o soldada a traves del calor de friccion que se genera en este caso despues de frenar la rotacion.
  13. 13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque los hilos (2) o hilos trenzados del cable de aluminio (1) son comprimidos antes y/o durante el proceso de soldadura al menos en la zona del punto de union frontal (V).
  14. 14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque el casquillo de apoyo (13) es comprimido exteriormente sobre su superficie, especialmente para formar un polfgono, por ejemplo un
    9
    hexagono.
  15. 15. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado porque una pieza de cable (9), que sirve como pieza de conexion (4), que esta constituida de hilos de cobre, de aleacion de cobre y/o de laton, esta comprimida en su lado exterior con un casquillo de apoyo (13) especialmente de cobre, de aleacion de cobre o de 5 laton o de metal similar y esta soldada a tope con el lado frontal (12) del cable de aluminio (1).
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