WO2020094327A1 - Verfahren zur herstellung eines anschlussteils für elektrische anlagen, anschlussteil sowie verbindung eines anschlussteils mit einem kabel - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines anschlussteils für elektrische anlagen, anschlussteil sowie verbindung eines anschlussteils mit einem kabel Download PDF

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Definitions

  • the subject matter relates to a method for producing a connection part for electrical systems, in particular for an on-board network of a motor vehicle.
  • the subject also relates to a connector for electrical systems and the connection of a connector with a cable formed from a plurality of wires or strands.
  • connection parts not only have to be able to be connected particularly easily to the current-carrying lines or cables of a motor vehicle, but should also have good electrical conductivity and the lowest possible weight.
  • manufacturing process of the connection parts should be inexpensive and reliable.
  • small cable cross-sections are preferably used and therefore also connecting parts with a small cross-section and a resulting small size are required.
  • the manufacturing process is disadvantageous in that the stretching - in particular in the case of small connecting parts - does not provide a sufficiently thick wall of the connecting part, as a result of which a welded connection with an electrical conductor or cable cannot be reliably established.
  • the object of the object was to specify a method for producing a connection part, a connection part and a connection of a connection part with a cable formed from a plurality of wires or strands, with which small geometries can be produced reliably and inexpensively, and a reliable connection with a Cable is made possible.
  • End region has a floor and the second end region is open
  • the deep-drawing process enables a sleeve to be process-reliable with only a small amount
  • the bottom of the first end region can advantageously be provided by means of a
  • the weld seam can be connected both mechanically and electrically using an electrical cable. It is particularly advantageous if the weld seam is a friction weld seam, that is to say a weld seam that was created by means of a friction weld.
  • connection part is preferably configured in one piece. This leads to an increased stability of the connection part and also to a low level
  • the second end region of the sleeve is reshaped, preferably pressed, in such a way that the inner wall sides of the tab at least partially abut one another and the cross section of the tab is essentially elliptical, a wide plane defining the maximum cross-sectional width of the tab.
  • the wide plane is preferably formed by the at least partially abutting inner wall sides of the tab.
  • connection part for example with an electrical cable or with a
  • the through hole is made substantially centrally in the broad plane of the tab and that the through hole is preferably essentially circular.
  • the tab in particular after the through-hole has been made, is deformed one or more times, preferably bent.
  • Deformation of the tab can be carried out simultaneously in a combined bending / punching process.
  • the connector By deforming, in particular by bending, the tab, the connector can be used in various installation scenarios or
  • the tab is deformed, in particular bent, about an axis lying in the broad plane and essentially running in the transverse direction of the connecting part. In this way it can be achieved that the through hole is provided in the position planned in terms of construction.
  • the tab is bent several times, the respective bending axes, that is to say those axes about which the tab is bent, essentially parallel or transverse to the one lying in the broad plane
  • Axis extending essentially in the transverse direction of the connecting part are formed. Such bending processes make it possible to provide variable fastening options for the connecting part, since the position of the through hole can be adapted to different installation scenarios.
  • the sleeve has a wall thickness of at least 1 mm after the deep-drawing. This can ensure that the wall thickness of the floor after further processing of the sleeve has a sufficient thickness so that it can be reliably connected to a cable by means of a welded connection, in particular with a friction welded connection.
  • connection part for electrical systems, in particular for an electrical system of a motor vehicle, with a first end region and with a second end region, the connection part being formed in one piece, the first end region being formed as a closed, U-shaped tube section, the second end region is formed as a tab with an essentially elliptical cross-section and wherein the tab has a through hole.
  • the closed, U-shaped pipe section is preferably composed of a substantially circular wall and a bottom, which is also essentially circular, delimiting the wall on the underside.
  • Outer diameter of the first end region is larger than the outer diameter of the second end region. This is because the outer diameter of the first end region generally corresponds to the outer diameter of a cable to be connected. Thus, a smaller outer diameter of the second
  • a transition region is arranged between the first end region and the second end region and that the transition region tapers substantially starting from the first end region in the direction of the second end region. It is preferred that the
  • Transition area starting from the first end area in the direction of the second Tapered end area is also conceivable, for example a curved taper.
  • connection part With regard to a simple and process-reliable production of the connection part, it is preferred that the first end region, the transition region and at least part of the second end region along the longitudinal axis of the connection part are designed to be essentially mirror-symmetrical. It is preferred that the entire second end region, with the exception of the deformed part of the tab, also
  • the first end region has an outer diameter of at most 25 mm, in particular of at most 8 mm.
  • Such outer diameters can be realized in particular by deep drawing a sheet metal blank with only small tolerances, so that small ones
  • Connection parts can be manufactured that are too small
  • the connecting part is made of aluminum, copper, an aluminum alloy or a copper alloy.
  • Tubular cable lug is.
  • Tubular cable lugs are particularly in demand as mass-produced goods.
  • connection of the aforementioned connection part to a cable formed from a plurality of wires or strands, the cable being enclosed by a support sleeve for receiving an end face of the cable in such a way that the wires or strands of the cable are held in the support sleeve and wherein the end face of the first end region of the connecting part is welded to the end face of the cable and / or the end face of the support sleeve by means of a weld seam.
  • Soil thickness can be provided for a reliable white bond. Due to the closed design of the bottom of the connecting part, that is
  • Liquid for example due to capillary forces, can be reliably prevented in the cable.
  • the weld seam is a friction weld seam, that is to say by means of a
  • connection part and the end face of the cable and / or the end face of the support sleeve is formed.
  • the connecting part is preferably rotated during the welding process.
  • the friction welding connection of the end face of the first end region exists both with the end face of the cable and with the end face of the support sleeve.
  • the friction weld can be a rotary friction weld.
  • a further embodiment is characterized in that the end face of the cable is essentially flush with the end face of the support sleeve.
  • the end face of the cable is preferably formed by the ends of the wires or strands. This enables a friction weld connection to be reliably established both with the cable and with the support sleeve.
  • the cable is stripped in the area of the support sleeve. This enables a reliable electrical connection between the cable and the support sleeve.
  • La is a side view of an embodiment of a sleeve during an objective process after deep drawing in section
  • Fig. Lb the embodiment of the sleeve shown in Fig. La after deep drawing in a front view
  • Fig. 2a is a side view of that shown in Figs. La and lb
  • FIG. 2b the embodiment of the sleeve shown in Fig. 2a after
  • connection part in question shows a first process step of joining an exemplary embodiment of the connection part in question to a cable by means of a rotary friction welding method in a side view
  • FIG. 4b shows a second process step of the joining shown in FIG. 4a
  • FIG. 4c shows a third process step of the joining shown in FIGS. 4a and 4b
  • Fig. 5a shows an embodiment of the connector in a
  • 5b shows the embodiment of the connecting part shown in FIG. 5a in a plan view
  • 6a shows a further embodiment of the connection part in question in a side view
  • FIG. 6b shows the exemplary embodiment of the connecting part shown in FIG. 6a
  • connection part 7a shows a further embodiment of the connection part in question in a side view
  • FIG. 7b shows a top view of the exemplary embodiment of the connecting part shown in FIG. 7a
  • Fig. 8a shows another embodiment of the connector in a side view
  • Fig. 8b the embodiment of the connector shown in Fig. 8a in a plan view.
  • Fig. La shows a side view of an embodiment of a sleeve 2 during a subject process after deep drawing.
  • the sleeve 2 is tubular and has an essentially circular wall 4. This can be seen in the front view of the sleeve 2 shown in FIG. 1b.
  • the sleeve comprises a first end region 6, which has a bottom 8 and a second end region 10, which is open.
  • the sleeve 2 has an essentially U-shaped cross-sectional profile and is preferably made of copper, Aluminum or alloys thereof.
  • the wall thickness of the sleeve 2 is preferably at least 1 mm.
  • Fig. 2a is a side view of that shown in Figs. La and Ib
  • Embodiment of the sleeve 2 shown after pressing. It can be seen that the inner walls 12 or the inner lateral surface of the wall 4 essentially abut one another in the second end region 10. As a result of the pressing, a tab 14 with an essentially has in the second end region 10
  • the first end region 6 tapers essentially conically by means of a transition region 16 and then merges into the second end region 10 or the tab 14.
  • Transition area 16 and first end area 6 enclose an internal cavity 18. 2b that the outer diameter di of the first end region 6 is larger than the outer diameter d2 of the second
  • the outer diameter di is preferably at most 10 mm, in particular at most 8 mm.
  • FIG. 3a shows a top view of the previously illustrated embodiment of the sleeve 2 after the insertion of a through hole 20.
  • the through hole 20 is made centrally in a wide plane E of the tab 14.
  • the broad plane E of the tab 14 is shown in FIG. 3b and runs along the maximum cross-sectional width of the tab 14.
  • the longitudinal axis X of the connecting part 22 preferably runs centrally through the through hole 20.
  • the cable 24 is preferably a battery cable of a motor vehicle, in particular for connecting a battery to a starter, a generator or else to another electrical line of a motor vehicle.
  • the cable 24 is composed of several strands or wires 26, which are sheathed by an insulation 28 are. In the end region of the cable 24, the insulation 26 is removed, so that the wires 26 are exposed and are surrounded by a support sleeve 30.
  • the support sleeve 30 is preferably round and made of aluminum, copper or alloys thereof. It can be seen that the end face 30a of the support sleeve 30 is flush with the end face 24a of the cable 24
  • the support sleeve 30 is preferably pressed so that the wires 26 lie closely together within the support sleeve 30.
  • the connecting part 22 is set in rotation, whereas the cable 24 is arranged in a holder (not shown) in a rotationally fixed manner
  • connection part 22 is brought into contact with the cable 24 in such a way that the end face 22a of the connection part 22 comes into contact with the end face 30a of the support sleeve 30 and the end face 24a of the cable 24 moved in the direction of arrow Y towards the connector 22.
  • connection part 22 Due to the rotation of the connection part 22, friction occurs between the connection part 22 and the cable 24 or the support sleeve 30, whereby the materials in contact with one another are heated and plasticized.
  • This causes the connection part 22 to be integrally connected by means of a friction weld 32 with the cable 24 and welded to the support sleeve 30
  • a friction weld 32 is shown
  • connection part 22 shown in FIGS. 5a and 5b has not been subjected to any bending process. It essentially corresponds to that in FIGS. 3a ; 3b and FIGS. 4a to 4c, the connection part 22 shown.
  • the connecting part 22 or the tab 14 of the connecting part 22 shown in FIGS. 6a and 6b has been bent around two bending axes Bi and B 2 . It can be seen that the bending axes Bi and B 2 run in the transverse direction of the connecting part 22, the bending axis Bi lying in the plane E shown in FIG. 3b and the bending axis B 2 extending parallel to the bending axis Bi.
  • the double bending of the tab 14 enables an offset screwing surface for the through hole 20, the axis running through the through hole 20 continuing to run in the transverse direction of the connecting part 22.
  • the exemplary embodiment of the connecting part 22 has been bent essentially by 90 ° about a bending axis B 3 , so that the axis running through the through hole 20 extends essentially parallel to the longitudinal axis X of the connecting part 22.
  • connection part 22 shows a connecting part 22, the tab 14 of which has been bent around a total of three bending axes B 4 , Bs and B 6 .
  • the tab 14 can be adapted to special structural conditions. It can be seen that the axis running through the through hole 20 runs obliquely to the longitudinal and transverse axes of the connection part 22.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Abstract

Der Gegenstand betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Anschlussteils (22) für elektrische Anlagen, insbesondere für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, umfassend: Tiefziehen eines Blechzuschnitts zur Herstellung einer einen ersten Endbereich (6) und einen zweiten Endbereich (10) aufweisenden Hülse (2), wobei der erste Endbereich (6) einen Boden (8) aufweist und wobei der zweite Endbereich (10) offen ist, Umformen, insbesondere Verpressen, des zweiten Endbereichs (10) zur Erstellung einer Lasche (14) und Einbringen eines Durchgangslochs (20) in die Lasche (14). Der Gegenstand betrifft ebenfalls ein Anschlussteil (22) für elektrische Anlagen, insbesondere für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs sowie eine Verbindung eines Anschlussteils (22) nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem aus mehreren Drähten (26) oder Litzen gebildeten Kabel (24).

Description

Verfahren zur Herstellung eines Anschlussteils für elektrische Anlagen, Anschlussteil sowie Verbindung eines Anschlussteils mit einem Kabel
Der Gegenstand betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Anschlussteils für elektrische Anlagen, insbesondere für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs. Der
Gegenstand betrifft darüber hinaus ein Anschlussteil für elektrische Anlagen sowie die Verbindung eines Anschlussteils mit einem aus mehreren Drähten oder Litzen gebildeten Kabel.
Kraftfahrzeuge weisen heutzutage im Zuge der Elektrifizierung eine zunehmende Anzahl an elektrischen Verbrauchern auf. Zur elektrischen Verbindung von
elektrischen Anlagen mit den stromführenden Leitungen bzw. Kabeln eines
Kraftfahrzeugs werden üblicherweise Anschlussteile verwendet. Aufgrund der zunehmenden Verwendung von Anschlussteilen sowie eines enormen Kostenddrucks werden an Anschlussteile immer höhere Anforderungen gestellt.
So müssen die Anschlussteile nicht nur besonders einfach an die stromführenden Leitungen bzw. Kabel eines Kraftfahrzeugs angeschlossen werden können, sondern sollen ebenfalls eine gute elektrische Leitfähigkeit sowie ein möglichst geringes Gewicht aufweisen. Darüber hinaus soll der Herstellungsprozess der Anschlussteile kostengünstig sowie prozesssicher umsetzbar sein.
Aufgrund der zunehmenden Anzahl an elektrischen Verbrauchern sowie einer dadurch bedingten Zunahme von stromführenden Leitungen bzw. Kabeln werden bevorzugt kleine Kabelquerschnitte verwendet und dadurch auch Anschlussteile mit geringem Querschnitt und einer dadurch resultierenden geringen Größe benötigt.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Blechmaterial zu strecken und
anschließend umzubiegen, um ein Anschlussteil herzustellen. Ein derartiges Herstellungsverfahren ist allerdings insofern nachteilig, als dass durch die Streckung - insbesondere bei kleinen Anschlussteilen - keine ausreichend dicker Wandstärke des Anschlussteils zur Verfügung gestellt werden kann, wodurch eine Schweißverbindung mit einem elektrischen Leiter bzw. Kabel nicht zuverlässig hergestellt werden kann.
Ebenfalls ist es bekannt, ein Anschlussteil mehrteilig auszugestalten. Dies ist allerdings hinsichtlich der mechanischen Belastbarkeit des Anschlussteils nachteilig und führt zu einem ressourcenaufwendigen Montageprozess.
Davon ausgehend lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Anschlussteils, ein Anschlussteil sowie eine Verbindung eines Anschlussteils mit einem aus mehreren Drähten oder Litzen gebildeten Kabel anzugeben, mit welchen kleine Geometrien prozesssicher und kostengünstig hergestellt werden können sowie eine zuverlässige Verbindung mit einem Kabel ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird gegenständlich durch ein vorgenanntes Verfahren zur Herstellung eines Anschlussteils gelöst, welches die nachfolgenden Schritte umfasst:
- Tiefziehen eines Blechzuschnitts zur Herstellung einer einen ersten Endbereich und einen zweiten Endbereich aufweisenden Hülse, wobei der erste
Endbereich einen Boden aufweist und wobei der zweite Endbereich offen ist,
- Umformen, insbesondere Verpressen, des zweiten Endbereichs zur Erstellung einer Lasche und
- Einbringen eines Durchgangslochs in die Lasche.
Der Tiefziehprozess ermöglicht es, eine Hülse prozesssicher mit nur geringen
Toleranzen herzustellen. Dies ist insbesondere für die Produktion von Anschlussteilen mit geringen Maßen vorteilhaft. Des Weiteren weist der Boden des ersten
Endbereichs der Hülse aufgrund des Tiefziehprozesses geringe Außenradien auf.
Hierdurch kann der Boden des ersten Endbereichs in vorteilhafter Weise mittels einer Schweißnaht mit einem elektrischen Kabel sowohl mechanisch als auch elektrisch verbunden werden. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn es sich bei der Schweißnaht um eine Reibschweißnaht handelt, also um eine Schweißnaht, die mittels einer Reibschweißung erstellt wurde.
Ebenfalls ist es möglich, einen vorgenannten Tiefziehprozess mit hohen Stückzahlen und niedrigen Taktzeiten durchzuführen, wodurch sich die Anschlussteile
kostengünstig produzieren lassen. Auch das Umformen, insbesondere Verpressen, des zweiten Endbereichs zur Erstellung einer Lasche und das Einbringen eines
Durchgangslochs in die Lasche ist mit hoher Prozesssicherheit kostengünstig möglich.
Des Weiteren ist das Anschlussteil bevorzugt einstückig ausgestaltet ist. Dies führt zu einer erhöhten Stabilität des Anschlussteils und ebenfalls zu geringen
Produktionskosten, da auf aufwendige Montagetätigkeiten verzichtet werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der zweite Endbereich der Hülse derart umgeformt, bevorzugt verpresst, dass Wandinnenseiten der Lasche zumindest teilweise aneinander anliegen und der Querschnitt der Lasche im Wesentlichen ellipsenförmig gebildet ist, wobei eine breite Ebene die maximale Querschnittsbreite der Lasche definiert. Die breite Ebene ist dabei bevorzugt durch die zumindest teilweise aneinander anliegenden Wandinnenseiten der Lasche gebildet. Durch ein Verpressen des zweiten Endbereichs der Hülse kann ein gleichmäßig stabiler elektrischer Kontakt beispielsweise bei einer Klemmkontaktierung an einer elektrisch leitenden Komponente gewährleistet werden. Durch das Verpressen kann zudem die Größe des zweiten Endbereichs des Anschlussteils reduziert werden, was hinsichtlich des benötigten Bauraums vorteilhaft ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das
Durchgangsloch im Wesentlichen orthogonal zu der breiten Ebene in die Lasche eingebracht wird. Die Achse des Durchgangslochs steht somit orthogonal auf der breiten Ebene der Lasche. Mittels eines derartigen Durchgangslochs kann das Anschlussteil beispielsweise mit einem elektrischen Kabel oder mit einem
elektrischen Verbraucher, insbesondere mittels einer Schraube, in günstiger Weise verbunden werden. Es ist bevorzugt, dass das Durchgangsloch im Wesentlichen mittig in der breiten Ebene der Lasche eingebracht wird und dass das Durchgangsloch bevorzugt im Wesentlichen kreisförmig gebildet ist.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Lasche, insbesondere nach Einbringen des Durchgangslochs, ein- oder mehrfach verformt, bevorzugt verbogen.
Es ist ebenfalls bevorzugt, dass das Einbringen des Durchgangslochs und das
Verformen der Lasche zeitgleich in einem kombinierten Biege-/Stanzprozess durchgeführt werden. Durch ein Verformen, insbesondere durch ein Verbiegen, der Lasche kann das Anschlussteil an verschiedene Einbauszenarien bzw. den zur
Verfügung stehenden Bauraum angepasst werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es bevorzugt, dass die Lasche um eine in der breiten Ebene liegende, im Wesentlichen in Querrichtung des Anschlussteils verlaufende Achse verformt wird, insbesondere verbogen wird. Hierdurch lässt sich erreichen, dass das Durchgangsloch in der konstruktionstechnisch geplanten Position vorgesehen ist.
Es ist ebenfalls bevorzugt, dass die Lasche mehrmals verbogen wird, wobei die jeweiligen Biegeachsen, also diejenigen Achsen, um welche die Lasche verbogen wird, im Wesentlichen parallel oder quer zu der in der breite Ebene liegenden, im
Wesentlichen in Querrichtung des Anschlussteils verlaufenden Achse gebildet sind. Derartige Biegevorgänge ermöglichen es, variable Befestigungsmöglichkeiten für das Anschlussteil vorzusehen, da die Position des Durchgangslochs an verschiedenartige Einbauszenarien angepasst werden kann.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es bevorzugt, dass die Hülse nach dem Tiefziehen eine Wandstärke von zumindest 1 mm aufweist. Somit kann gewährleistet werden, dass die Wandstärke des Bodens nach der weiteren Bearbeitung der Hülse eine ausreichende Dicke aufweist, so dass diese mittels einer Schweißverbindung, insbesondere mit einer Reibschweißverbindung, zuverlässig mit einem Kabel verbunden werden kann.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Anschlussteil für elektrische Anlagen, insbesondere für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten Endbereich und mit einem zweiten Endbereich, wobei das Anschlussteil einstückig gebildet ist, wobei der erste Endbereich als geschlossener, U-förmiger Rohrabschnitt gebildet ist, wobei der zweite Endbereich als Lasche mit einem im Wesentlichen ellipsenförmigen Querschnitt gebildet ist und wobei die Lasche ein Durchgangsloch aufweist.
Es ist bevorzugt, dass sich der geschlossene, U-förmige Rohrabschnitt bevorzugt aus einer im Wesentlichen kreisförmig ausgestalteten Wand und einen die Wand unterseitig begrenzenden, ebenfalls im Wesentlichen kreisförmig ausgestalteten Boden zusammensetzt. Vorteile eines derart ausgestalteten Anschlussteils wurden bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung des Anschlussteils erläutert.
Hinsichtlich einer Einsparung an Bauraum ist es vorteilhaft, dass der
Außendurchmesser des ersten Endbereichs größer als der Außendurchmesser des zweiten Endbereichs ist. Denn der Außendurchmesser des ersten Endbereichs korrespondiert in der Regel mit dem Außendurchmesser eines zu verbindenden Kabels. Somit können durch einen kleineren Außendurchmesser des zweiten
Endbereichs sowohl Bauraum eingespart werden als auch die
Verbindungsmöglichkeiten des Anschlussteils vergrößert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass zwischen dem ersten Endbereich und dem zweiten Endbereich ein Übergangsbereich angeordnet ist und dass sich der Übergangsbereich ausgehend von dem ersten Endbereich in Richtung des zweiten Endbereichs im Wesentlichen verjüngt. Es ist bevorzugt, dass der
Übergangsbereich ausgehend von dem ersten Endbereich in Richtung des zweiten Endbereichs konisch zuläuft. Allerdings sind ebenfalls andere Arten der Verjüngung denkbar, beispielsweise eine kurvenförmige Verjüngung.
Hinsichtlich einer einfachen und prozesssicheren Herstellung des Anschlussteils ist es bevorzugt, dass der erste Endbereich, der Übergangsbereich sowie zumindest ein Teil des zweiten Endbereichs entlang der Längsachse des Anschlussteils im Wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgestaltet sind. Dabei ist es bevorzugt, dass der gesamte zweite Endbereich, mit Ausnahme des verformten Teils der Lasche, ebenfalls
spiegelsymmetrisch ausgestaltet ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es bevorzugt, dass der erste Endbereich einen Außendurchmesser von maximal 25 mm, insbesondere von maximal 8 mm, aufweist. Derartige Außendurchmesser lassen sich insbesondere durch das Tiefziehen eines Blechzuschnitts mit nur geringen Toleranzen verwirklichen, so dass kleine
Anschlussteile gefertigt werden können, die entsprechend zu kleinen
Kabeldurchmessern korrespondieren. Kleine Anschlussteile sind ebenfalls hinsichtlich der Materialkosten sowie des Verbrauchs an Bauraum vorteilhaft.
Hinsichtlich der Schweißeigenschaften sowie der Umformeigenschaften des
Anschlussteils ist es vorteilhaft, wenn dieses aus Aluminium, aus Kupfer, aus einer Aluminiumlegierung oder aus einer Kupferlegierung gebildet ist.
Besonders kostengünstig lässt sich das Anschlussteil fertigen, wenn es ein
Rohrkabelschuh ist. Rohrkabelschuhe sind als Massenware besonders gefragt.
Ein weiterer Aspekt betrifft eine Verbindung eines vorgenannten Anschlussteils mit einem aus mehreren Drähten oder Litzen gebildeten Kabel, wobei das Kabel von einer Stützhülse zur Aufnahme einer endseitigen Stirnseite des Kabels derart umschlossen ist, dass die Drähte oder Litzen des Kabels in der Stützhülse gehalten sind und wobei die Stirnseite des ersten Endbereichs des Anschlussteils mittels einer Schweißnaht mit der Stirnseite des Kabels und/oder der Stirnseite der Stützhülse verschweißt ist. Indem das vorgenannte Anschlussteil tiefgezogen ist, kann eine ausreichende
Bodendicke für eine zuverlässige S ch weiß verbi n düng zur Verfügung gestellt werden. Durch die geschlossene Ausgestaltung des Bodens des Anschlussteils ist das
Anschlussteil längsdicht mit dem Kabel verbunden, wodurch ein Eintritt von
Flüssigkeit, beispielsweise aufgrund von Kapilarkräften, in das Kabel zuverlässig verhindert werden kann.
Hinsichtlich produktionstechnischer Aspekte ist es ferner vorteilhaft, wenn die Schweißnaht eine Reibschweißnaht ist, diese also mittels einer
Reibschweißverbindung zwischen der Stirnseite des ersten Endbereichs des
Anschlussteils und der Stirnseite des Kabels und/oder der Stirnseite der Stützhülse entsteht. Bevorzugt wird bei dem Schweißvorgang das Anschlussteil rotiert.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Reibschweißverbindung der Stirnseite des ersten Endbereichs sowohl mit der Stirnseite des Kabels als auch mit der Stirnseite der Stützhülse besteht. Die Reibschweißung kann eine Rotationsreibschweißung sein.
Eine weitere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite des Kabels mit der Stirnseite der Stützhülse im Wesentlichen bündig abschließt. Die Stirnseite des Kabels ist vorzugsweise durch die Enden der Drähte oder Litzen gebildet. Dies ermöglicht das zuverlässige Entstehen einer Reibschweißverbindung sowohl mit dem Kabel als auch mit der Stützhülse.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist es vorteilhaft, dass das Kabel im Bereich der Stützhülse abisoliert ist. Hierdurch wird eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem Kabel und der Stützhülse ermöglicht.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. la eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Hülse während eines gegenständlichen Verfahrens nach dem Tiefziehen im Schnitt, Fig. lb das in Fig. la dargestellte Ausführungsbeispiel der Hülse nach dem Tiefziehen in einer Vorderansicht,
Fig. 2a eine Seitenansicht des in den Fig. la und lb dargestellten
Ausführungsbeispiels der Hülse nach dem Verpressen im Schnitt,
Fig. 2b das in Fig. 2a dargestellte Ausführungsbeispiel der Hülse nach dem
Verpressen in einer Vorderansicht,
Fig.Sa eine Draufsicht des zuvor dargestellten Ausführungsbeispiels der Hülse nach dem Einbringen eines Durchgangslochs,
Fig. 3b das in Fig. 3a dargestellte Ausführungsbeispiel der Hülse nach dem
Einbringen des Durchgangslochs in einer gedrehten Vorderansicht,
Fig. 4a einen ersten Prozessschritt eines Fügens eines Ausführungsbeispiels des gegenständlichen Anschlussteils mit einem Kabel mittels eines Rotation-Reibschweißverfahrens in einer Seitenansicht,
Fig. 4b einen zweiten Prozessschritt des in Fig. 4a dargestellten Fügens, Fig. 4c einen dritten Prozessschritt des in den Fig. 4a und 4b dargestellten
Fügens,
Fig. 5a ein Ausführungsbeispiel des gegenständlichen Anschlussteils in einer
Seitenansicht,
Fig. 5b das in Fig. 5a dargestellte Ausführungsbeispiel des Anschlussteils in einer Draufsicht, Fig. 6a ein weiteres Ausführungsbeispiel des gegenständlichen Anschlussteils in einer Seitenansicht,
Fig, 6b das in Fig. 6a dargestellte Ausführungsbeispiel des Anschlussteils in
einer Draufsicht,
Fig. 7a ein weiteres Ausführungsbeispiel des gegenständlichen Anschlussteils in einer Seitenansicht,
Fig. 7b das in Fig. 7a dargestellte Ausführungsbeispiel des Anschlussteils in einer Draufsicht,
Fig. 8a ein weiteres Ausführungsbeispiel des gegenständlichen Anschlussteils in einer Seitenansicht und
Fig. 8b das in Fig. 8a dargestellte Ausführungsbeispiel des Anschlussteils in einer Draufsicht.
In der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele werden Bauteile und Elemente mit gleicher Funktion und gleicher Wirkungsweise mit denselben Bezugszeichen versehen, auch wenn die Bauteile und Elemente bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen in ihrer Dimension oder Form Unterschiede aufweisen können.
Fig. la zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Hülse 2 während eines gegenständlichen Verfahrens nach dem Tiefziehen. Die Hülse 2 ist rohrförmig ausgestaltet und weist eine im Wesentlichen kreisförmig ausgestaltete Wand 4 auf. Dies ist in der in Fig. lb dargestellten Vorderansicht der Hülse 2 erkennbar. Des Weiteren umfasst die Hülse einen ersten Endbereich 6, der einen Boden 8 aufweist und einen zweiten Endbereich 10, welcher offen ausgestaltet ist. Die Hülse 2 weist ein im Wesentlichen U-förmigen Querschnittsprofil auf und ist bevorzugt aus Kupfer, Aluminium oder Legierungen davon gebildet. Die Wandstärke der Hülse 2 beträgt bevorzugt zumindest 1 mm.
In Fig. 2a ist eine Seitenansicht des in den Fig. la und lb dargestellten
Ausführungsbeispiels der Hülse 2 nach dem Verpressen dargestellt. Es ist ersichtlich, dass die Innenwände 12 bzw. die innere Mantelfläche der Wand 4 in dem zweiten Endbereich 10 im Wesentlichen aneinander anliegen. Durch das Verpressen hat sich in dem zweiten Endbereich 10 eine Lasche 14 mit einem im Wesentlichen
elipsenförmigen Querschnitt gebildet (vgl. Fig. 2b). Der erste Endbereich 6 verjüngt sich mittels eines Übergangsbereichs 16 im Wesentlichen konisch und geht anschließend in den zweiten Endbereich 10 bzw. die Lasche 14 über. Der
Übergangsbereich 16 und der erste Endbereich 6 schließen einen innenliegenden Hohlraum 18 ein. In Fig. 2b ist weiter erkennbar, dass der Außendurchmesser di des ersten Endbereichs 6 größer ist als der Außendurchmesser d2 des zweiten
Endbereichs 10 bzw. der Lasche 14. Bevorzugt beträgt der Außendurchmesser di maximal 10 mm, insbesondere maximal 8 mm.
In Fig. 3a ist eine Draufsicht des zuvor dargestellten Ausführungsbeispiels der Hülse 2 nach dem Einbringen eines Durchgangslochs 20 gezeigt. Nach Einbringen des
Durchgangslochs 20 sind alle Prozessschritte vollzogen, so dass nun ein Anschlussteil 22 hergestellt wurde. Das Durchgangsloch 20 ist mittig in eine breite Ebene E der Lasche 14 eingebracht. Die breite Ebene E der Lasche 14 ist in Fig. 3b dargestellt und verläuft entlang der maximalen Querschnittsbreite der Lasche 14. Die Längsachse X des Anschlussteils 22 verläuft bevorzugt mittig durch das Durchgangsloch 20.
Die Fig. 4a bis 4c zeigen die Verbindung eines gegenständlichen Anschlussteils 22 mit einem Kabel 24 mittels eines Rotation-Reibschweißverfahrens. Bei dem Kabel 24 handelt es sich vorzugsweise um ein Batteriekabel eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Verbindung einer Batterie mit einem Starter, einem Generator oder auch mit einer anderen elektrischen Leitung eines Kraftfahrzeugs. Das Kabel 24 setzt sich aus mehreren Litzen oder Drähten 26 zusammen, die von einer Isolation 28 ummantelt sind. Im Endbereich des Kabels 24 ist die Isolation 26 entfernt, sodass die Drähte 26 freiliegen und von einer Stützhülse 30 umschlossen sind. Die Stützhülse 30 ist vorzugweise rund und aus Aluminium, Kupfer oder Legierungen davon gebildet. Zu erkennen ist, dass die Stirnseite 30a der Stützhülse 30 bündig mit dem stirnseitigen Ende 24a des Kabels 24 ist
Die Stützhülse 30 ist vorzugsweise verpresst, so dass die Drähte 26 innerhalb der Stützhülse 30 eng aneinander liegen. In einem ersten Prozessschritt des Rotations- Reibschweißverfahrens wird das Anschlussteil 22 in Rotation versetzt, wohingegen das Kabel 24 in einem Halter (nicht dargestellt) drehfest angeordnet ist
In dem in Fig. 4b dargestellten Prozessschritt wird das Anschlussteil 22 derart mit dem Kabel 24 in Kontakt gebracht, dass die Stirnseite 22a des Anschlussteils 22 in Kontakt mit der Stirnseite 30a der Stützhülse 30 und der Stirnseite 24a des Kabels 24 tritt Hierzu wird das Kabel 24 in Richtung des Pfeils Y auf das Anschlussteil 22 zubewegt.
Aufgrund der Rotation des Anschlussteils 22 entsteht zwischen dem Anschlussteil 22 und dem Kabel 24 bzw. der Stützhülse 30 Reibung, wodurch es zur Erwärmung und Plastifizierung der zueinander in Kontakt stehenden Werkstoffe kommt Hierdurch wird das Anschlussteil 22 stoffschlüssig mitels einer Reibschweißnaht 32 mit dem Kabel 24 und mit der Stützhülse 30 verschweißt In Fig. 4c ist eine entsprechend entstandene Reibschweißnaht 32 dargestellt
In den Fig. 5a bis 8b sied verschiedene Ausführungsbeispiele eines gegenständlichen Anschlussteils 22 dargestellt Die Anschlussteile 22 unterscheiden sich lediglich durch die Biegeprozesse, denen sie unterzogen wurden. Es ist möglich die Biegeprozesse zeitgleich mit dem Einbringen des Durchgangsloches 20 oder nach Einbringen des Durchgangsloches 20 vorzusehen. Das in Fig. 5a und 5b dargestellte Anschlussteil 22 wurde keinem Biegeprozess unterzogen. Es entspricht damit im Wesentlichen dem in den Fig. 3a; 3b sowie Fig. 4a bis 4c gezeigten Anschlussteil 22.
Das in den Fig. 6a und 6b dargestellte Anschlussteil 22 bzw. die Lasche 14 des Anschlussteils 22 wurde um zwei Biegeachsen Bi und B2 verbogen. Es ist erkennbar, dass die Biegeachsen Bi und B2 in Querrichtung des Anschlussteils 22 verlaufen, wobei die Biegeachse Bi in der in Fig. 3b dargestellten Ebene E liegt und sich die Biegeachse B2 parallel zu der Biegeachse Bi erstreckt. Durch die zweifachen Biegung der Lasche 14 wird eine versetzte Anschraubfläche für das Durchgangsloch 20 ermöglicht, wobei die durch das Durchgangsloch 20 verlaufende Achse weiterhin in Querrichtung des Anschlussteils 22 verläuft.
Das ist den Fig. 7a und 7b dargestellte Ausführungsbeispiel des Anschlussteils 22 wurde im Wesentlichen um 90° um eine Biegeachse B3 verbogen, so dass sich die durch das Durchgangsloch 20 verlaufende Achse im Wesentlichen parallel zu der Längsachse X des Anschlussteils 22 erstreckt.
Fig. 8a sowie 8b zeigen ein Anschlussteil 22, dessen Lasche 14 um insgesamt drei Biegeachsen B4, Bs und B6 verbogen wurde. Hierdurch kann die Lasche 14 an spezielle bauliche Gegebenheiten angepasst werden. Es ist erkennbar, dass die durch das Durchgangsloch 20 verlaufende Achse schräg zu der Längs- und der Querachse des Anschlussteils 22 verläuft.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung eines Anschlussteils für elektrische Anlagen,
insbesondere für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, umfassend:
Tiefziehen eines Blechzuschnitts zur Herstellung einer einen ersten Endbereich und einen zweiten Endbereich aufweisenden Hülse, wobei der erste Endbereich einen Boden aufweist und wobei der zweite Endbereich offen ist,
Umformen, insbesondere Verpressen, des zweiten Endbereichs zur Erstellung einer Lasche und
Einbringen eines Durchgangslochs in die Lasche.
2. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Endbereich der Hülse derart umgeformt wird, dass
Wandinnenseiten der Lasche zumindest teilweise aneinander anliegen und der Querschnitt der Lasche im Wesentlichen ellipsenförmig gebildet ist, wobei eine breite Ebene die maximale Querschnittsbreite der Lasche definiert.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Durchgangsloch im Wesentlichen orthogonal zu der breiten Ebene in die Lasche eingebracht wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lasche, insbesondere nach Einbringen des Durchgangslochs, ein- oder mehrfach verformt, bevorzugt verbogen, wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lasche um eine in der breiten Ebene liegende, im Wesentlichen in Querrichtung des Anschlussteils verlaufende Achse verformt wird, insbesondere verbogen wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hülse nach dem Tiefziehen eine Wandstärke von zumindest 1 mm aufweist.
7. Anschlussteil für elektrische Anlagen, insbesondere für ein Bordnetz eines
Kraftfahrzeugs,
mit einem ersten Endbereich (6) und
mit einem zweiten Endbereich (10),
wobei das Anschlussteil (22) einstückig gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Endbereich (6) als geschlossener, U-förmiger Rohrabschnitt gebildet ist,
dass der zweite Endbereich (10) als Lasche (14) mit einem im Wesentlichen ellipsenförmigen Querschnitt gebildet ist und
dass die Lasche (14) ein Durchgangsloch (20) aufweist.
8. Anschlussteil nach dem vorangehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Außendurchmesser (di) des ersten Endbereichs (6) größer ist als der Außendurchmesser (d2) des zweiten Endbereichs (10).
9. Anschlussteil nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Endbereich (6) und dem zweiten Endbereich (10) ein Übergangsbereich (16) angeordnet ist und
dass sich der Übergangsbereich (16) ausgehend von dem ersten Endbereich (6) in Richtung des zweiten Endbereichs (10) im Wesentlichen verjüngt.
10. Anschlussteil nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Endbereich (6), der Übergangsbereich (16) sowie zumindest ein Teil des zweiten Endbereichs (10) entlang der Längsachse (X) des Anschlussteils (22) im Wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgestaltet sind.
11. Anschlussteil nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Endbereich (6) einen Außendurchmesser (di) von maximal 25 mm, insbesondere von maximal 8 mm, aufweist.
12. Anschlussteil nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anschlussteil (22) aus Aluminium, aus Kupfer, aus einer
Aluminiumlegierung oder aus einer Kupferlegierung gebildet ist.
13. Anschlussteil nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anschlussteil (22) als vorzugsweise geschlossener Rohrkabelschuh gebildet ist.
14. Verbindung eines Anschlussteils (22) nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem aus mehreren Drähten (26) oder Litzen gebildeten Kabel (24), wobei das Kabel (24) von einer Stützhülse (30) zur Aufnahme einer endseitigen Stirnseite (24a) des Kabels (24) derart umschlossen ist, dass die Drähte (26) oder Litzen des Kabels (24) in der Stützhülse (30) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet,
dass die Stirnseite (22a) des ersten Endbereichs (10) des Anschlussteils (22) mittels einer Schweißnaht (32) mit der Stirnseite (24a) des Kabels (24) und/oder der Stirnseite (30a) der Stützhülse (30) verschweißt ist
15. Verbindung nach dem vorangehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schweißnaht eine Reibschweißnaht (32) ist.
16. Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stirnseite (24a) des Kabels (24) mit der Stirnseite (30a) der Stützhülse (30) im Wesentlichen bündig abschließt.
17. Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kabel (24) im Bereich der Stützhülse (30) abisoliert ist.
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