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(11) | EP 2 621 022 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Kabelschuh zum Verbinden eines stromführenden Elements mit einem Aluminiumkabel |
| (57) Ein Hersteilungsverfahren für einen Kabelschuh (10) umfasst die Schritte: Bereitstelten
eines Rohres, das in einem ersten Abschnitt (12) an einer Innenseite eine Aluminiumschicht
(30) und an einer Außenseite eine Kupferschicht (32) aufweist, die miteinander verbunden
sind, und das in einem zweiten Abschnitt (16) lediglich die Kupferschicht (32) aufweist;
Zusammendrucken des zweiten Abschnitts (16) zum Bilden eines Kontaktendes (18) des
Kabelschuhs (10), wobei eine rohrförmige Aufnahme (14) für ein Aluininiunikabel (52)
durch den ersten Anschnitt (12) des Rohrs gebildet wird, der zumindest teilweise mit
der Aluminiumschicht (30) ausgekleidet ist.
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GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Verbindungstechnik elektrischer Leiter. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Kabelschuh zum Verbinden eines Aluminiumkabels mit einem stromführenden Element, eine elektrische Verbindung zwischen einem Aluminiumkabel und einem stromführenden Element und ein Herstellungsverfahren für einen Kabelschuh.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
[0002] Anstatt Kupferkabeln werden insbesondere im Automotiv-Bereich auch Aluminiumkabel eingesetzt, da diese diverse Vorteile haben können, wie etwa eine Gewichtsreduktion, eine Alternative zu Kupfer (beispielsweise bei einem Engpass) oder auch einen Preisvorteil. In der Regel werden dann Kupferleiter und Aluminiumkabel gemeinsam verwendet, was dazu führt, dass elektrische Verbindungen zwischen Kupferleiter und Aluminiumkabeln geschaffen werden müssen.
[0003] Zum elektrischen Verbinden von stromführenden Kupferkabeln mit anderen stromführenden Elementen können Kabelschuhe verwendet werden. Ein Ende eines Kupferkabels kann dabei in eine rohrförmige Öffnung bzw. Aufnahme des Kabelschuhs geschoben werden und dann der Kabelschuh beispielsweise durch Verpressen mechanisch und elektrisch mit dem Ende des Kupferkabels verbunden werden. Das andere Ende des Kabelschuhs kann eine ebene Kontaktfläche mit einer Bohrung zur Aufnahme eines Befestigungsbolzens oder einer Schraube aufweisen, mit dem ein stromführendes Element verbunden werden kann.
[0004] Ein analoges Vorgehen wie bei Kupferkabeln mit Kupfer-Kabelschuhen ist bei Aluminiumkabeln in der Regel nicht möglich, da eine Verpressung bei Aluminium in der Regel nicht dauerhaft ist. Das Aluminium neigt zum Kaltfließen und somit lässt normalerweise im Laufe der Zeit die Kontaktkraft nach. In der Regel funktioniert nur eine stoffliche Verbindung, wie etwa Schweißen.
[0005] Beim Verbinden eines Aluminiumkabels mit einem stromführenden Element sollte die Kontaktstelle mit dem stromführenden Element nicht aus Aluminium sein, da dieses Material normalerweise eine nichtleitende Oxydschicht bildet, die in der Regel vor dem elektrischen Verbinden entfernt werden muss. Der Übergangsbereich von Aluminium zu Kupfer kann außerdem kritisch in Bezug auf Elektrokorrosion und ähnliche Phänomene sein.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
[0006] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, das Verbinden von Aluminiumkabeln mit stromführenden Elementen zu erleichtern und diese elektrische Verbindung stabiler und dauerhafter auszugestalten.
[0007] Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
[0008] Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für einen Kabelschuh zum Verbinden eines Aluminiumkabels mit einem stromführenden Element.
[0009] Ein Aluminiumkabel kann beispielsweise eine oder mehrere Litzen aus Aluminium umfassen, die von einer isolierten Schicht aus Kunststoff umschlossen sein können. Es ist jedoch nicht nötig, dass bei einem Aluminiumkabel eine Isolierung vorhanden ist. Das stromführende Element ist in der Regel aus Metall, beispielsweise Kupfer, Eisen oder Messing, gefertigt. Das stromführende Element kann beispielsweise ein Kabel oder eine Leiterbahn auf einer Platine umfassen. Bei dem stromführenden Element kann es sich auch um einen Batteriepol, eine Batterieklemme, eine Karosserie (als Masse) oder einen Starteranschluss handeln.
[0010] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Herstellungsverfahren die Schritte von: Bereitstellen eines Rohres, das in einem ersten Abschnitt (bzw. einem Endbereich des Rohrs) an einer Innenseite eine Aluminiumschicht und an einer Außenseite eine Kupferschicht aufweist, die miteinander verbunden sind, und das in einem zweiten Abschnitt (bzw. einem zweiten Endbereich des Rohrs) lediglich die Kupferschicht aufweist; Zusammendrücken des zweiten Abschnitts zum Bilden eines Kontaktendes des Kabelschuhs, wobei eine rohrformige Aufnahme für ein Aluminiumkabel durch den ersten Abschnitt des Rohrs gebildet wird, die zumindest teilweise mit der Aluminiumschicht ausgekleidet ist.
[0011] Beispielsweise kann ein CUPAL-Rohr verwendet werden, das zumindest abschnittsweise an der Innenseite mit Aluminium beschichtet ist, um einen einstückigen Kabelschuh herzustellen. Das Kontaktende kann ein ebener bzw. flacher Abschnitt an einem Ende des Kabelschuhs sein, der beispielsweise mit einem Loch versehen werden kann, durch das eine Schraube des stromführenden Elements gesteckt werden kann.
[0012] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Rohr dadurch bereitgestellt, dass bei einem Rohr aus CUPAL, das an einer Innenseite eine Aluminiumschicht und an einer Außenseite eine Kupferschicht aufweist, eine Aluminiumschicht in dem zweiten Abschnitt entfernt wird. Es kann ein (langes) Rohr aus CUPAL in kürzere Rohrabschnitte geschnitten werden, bei denen jeweils bei einem Ende die Aluminiumschicht in einem Endbereich (bzw. dem zweiten Abschnitt) des Rohrs beispielsweise durch Ausbohren oder Ausfräsen entfernt wird.
[0013] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Herstellungsverfahren weiter den Schritt von: Entfernen der Aluminiumschicht in einem vorderen Bereich der rohrförmigen Aufnahme. Vor oder nach dem Entfernen der Aluminiumschicht an dem Endbereich, der zum Kontaktende wird, kann auch am anderen Endbereich ein Teil der Aluminiumschicht entfernt werden. Auf diese Weise erhält die rohrförmige Aufnahme einen vorderen Bereich, der einerseits kein Aluminium aufweist, was beispielsweise die Korrosion vermindern kann, und der anderseits einen größeren Innendurchmesser aufweist als der Rest der rohrförmigen Aufnahme, so dass der vordere Bereich als Aufnahme für einen Teil des Aluminiumkabels dienen kann, der nicht abisoliert wurde. Die Aluminiumschicht kann um den gesamten Umfang der rohrförmigen Aufnahme herum entfernt werden.
[0014] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Herstellungsverfahren weiter den Schritt von: Entfernen eines Teils der Kupferschicht im Inneren des vorderen Bereichs der rohrförmigen Aufnahme. Es ist auch möglich, dass im vorderen Bereich ein Teil der Kupferschicht entfernt wird, um den Innendurchmesser noch weiter zu vergrößern und/oder um den vorderen Bereich mit einer dünneren Wandung auszustatten, so dass dieser Bereich besser verformt (wie etwas vercrimpt oder erweitert) werden kann.
[0015] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Aufnahmebereich einen gegenüber der rohrförmigen Aufnahme aufgeweiteten Endbereich, vorderen Bereich bzw. weiten Abschnitt auf, der dazu ausgeführt ist, einen isolierten Abschnitt des Aluminiumkabels aufzunehmen. Der Kabelschuh kann derart gefertigt sein, dass er im hinteren Bereich aufgeweitet ist und über die Isolierung des Aluminiumkabels reicht. Dieser aufgeweitete Endbereich kann zum Abdichten und/oder zum Stürzen des Endes des Aluminiumkabels dienen.
[0016] Außerdem ist es möglich, dass zumindest ein Teil der Kupferschicht in dem ersten Abschnitt entfernt wird, der dem Kontaktende gegenüberliegt, so dass hier lediglich Aluminium mit dem Aluminiumkabel in Kontakt tritt, um Elektrokorrosion zu verhindern. Mit anderen Worten kann ein Teil der Kupferschicht, die die rohrförmigen Aufnahme umgibt, entfernt werden, so dass ein Teil der rohrförmigen Aufnahme (beispielsweise am äußeren Ende) nur aus der Aluminiumschicht gebildet ist.
[0017] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Herstellungsverfahren weiter den Schritt von: Bearbeiten eines vorderen Bereichs der rohrförmigen Aufnahme, so dass ein Innendurchmesser des Rohrs im vorderen Bereich der rohrförmigen Aufnahme größer ist als in einem hinteren Bereich der rohrförmigen Aufnahme. Beispielsweise kann der vordere Bereich ausgebohrt oder ausgefräst werden. Es ist zu verstehen, dass der vordere Bereich der Aufnahme der Bereich sein kann, der am äußeren Ende der Aufnahme liegt, der zuerst mit einem eingeführten Kabel in Kontakt kommt.
[0018] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Herstellungsverfahren weiter den Schritt von: Verschweißen des Kontaktendes, so dass das Kontaktende in Richtung der Aufnahme abgedichtet ist. Dies kann beispielsweise mit einer Schweißnaht geschehen, die quer zur Erstreckungsrichtung der rohrförmigen Aufnahme über das Kontaktende verläuft. Auf diese Weise kann die rohrförmige Aufnahme nach hinten abgedichtet werden.
[0019] Anstatt Schweißen kann die Aufnahme auch andersartig abgedichtet werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Dichtmasse zwischen der rohrförmigen Aufnahme und dem Kontaktende aufgenommen. Der Kabelschuh kann innen in Richtung Kontaktende abgedichtet werden, beispielsweise durch Versiegeln und/oder durch Einspritzen eines Silikonpfropfens, Verlöten und/oder Einpressen eines Dichtelementes. Eine Dichtung kann insbesondere bei einem Kabelschuhkörper mit flach gedrücktem Kontaktende bzw. Anschraubbereich vorteilhaft sein, da durch den flach gedrückten Anschraubbereich unter Umständen Feuchtigkeit in das Innere des Kabelschuhkörpers eindringen kann.
[0020] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Herstellungsverfahren weiter den Schritt von: Verschließen der rohrförmigen Aufnahme mit einem (entfembaren) Kunststoffpfropfen, so dass das Innere der rohrförmigen Aufnahme vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Beispielsweise kann die Aufnahme mit einem Kunststoffpfropfen, der ein Griffende aufweist, mit dem er wieder aus der Aufnahme herausgezogen werden kann, verschlossen werden, so dass beim Transport und/oder bei der Lagerung des Kabelschuhs keine Feuchtigkeit in die Aufnahme eindringen kann und/oder insbesondere die Aluminiumschicht keiner Korrosion ausgesetzt ist.
[0021] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Herstellungsverfahren weiter den Schritt von: Beschichten des Kabelschuhs nach dem Verschließen der Aufnahme mit dem Kunststoffpfropfen mit einer Metallschicht, so dass ein Innenbereich der rohrförmigen Aufnahme nicht mit der Metallschicht bedeckt wird. Beispielsweise kann der Kabelschuh außer an einer von dem Kunststoffpfropfen geschützten Oberfläche mit der Metallschicht bedeckt werden. Die Metallschicht kann durch Galvanisieren, Verzinnen, Vernickeln, Verchromen und/oder ähnliche übliche Oberflächenbeschichtungen bei Kontaktelementen erzeugt werden.
[0022] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt von: Entfernen des Pfropfens (kurz) vor der Weiterverarbeitung des Kabelschuhs. Auf diese Weise bleibt die empfindliche Aluminiumschicht im Inneren des Kabelschuhs so lange wie möglich geschützt.
[0023] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Herstellungsverfahren weiter die Schritte von: Einführen eines Aluminiumkabels in den Kabelschuh; Schweißen (beispielsweise Ultraschallschweißen) des Kabelschuhs im Bereich der rohrförmigen Aufnahme, so dass das Aluminiumkabel mit der Aluminiumschicht in der rohrformigen Aufnahme verbunden wird. Beispielsweise in einem hinteren Bereich der rohrförmigen Aufnahme, bei dem die Aluminiumschicht nicht entfernt wurde, kann auf diese Weise eine dauerhafte elektrische Verbindung zwischen dem Aluminiumkabel und dem Kabelschuh erzeugt werden.
[0024] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die rohrförmige Aufnahme mit dem abisolierten Ende des Aluminiumkabels unter Druckeinwirkung und/oder Hitzeeinwirkung verbunden werden. Beispielsweise kann nach dem Einschieben des Aluminiumkabels in die rohrförmige Aufnahme ein metallisches Verbinden durch Crimpen, beispielsweise Radialcrimpen, oder Schweißen, beispielsweise Widerstandsschweißen oder Ultraschallschweißen, erfolgen. Auch eine Kombination von Druck und Temperatur ist möglich, beispielsweise Heißcrimpen.
[0025] Das Herstellungsverfahren kann also auch zum Herstellen einer elektrischen Verbindung aus einem Aluminiumkabel und einem Kabelschuh geeignet sein.
[0026] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Herstellungsverfahren weiter die Schritte von: Einführen eines Aluminiumkabels in den Kabelschuh, so dass ein abisoliertes Ende des Aluminiumkabels in einem hinteren Bereich der rohrförmigen Aufnahme platziert wird und ein isolierter Teil des Kabels in dem vorderen Bereich platziert wird; und Verpressen des vorderen Bereichs, so dass das Aluminiumkabel in dem Kabelschuh gehalten wird. Der vordere Bereich, bei dem beispielsweise die Aluminiumschicht entfernt wurde und/oder der ausgeweitet wurde, kann durch Crimpen mechanisch mit dem Aluminiumkabel verbunden werden.
[0027] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Aufnahmebereich, ein aufgeweiteter Endbereich bzw. ein vorderer Bereich der rohrförmigen Aufnahme des Kabelschuhs mit einem isolierten Abschnitt des Aluminiumkabels verpresst. Auf diese Weise kann die Schweißstelle bzw. der empfindliche Übergangsbereich zwischen den verschiedenen Metallbereichen gegenüber der Umgebung abgedichtet werden, um beispielsweise Elektrokorrosion zu vermeiden. Dies kann beispielsweise durch eine Verpressung des Kabelschuhbereiches, der über die Isolierung übersteht, erfolgen. Die Verpressung kann auf verschiedene Art und Weise geschehen, beispielsweise als 6-Kant. Die Verpressung kann zweimal hintereinander (an verschiedenen Stellen) durchgeführt werden, um eine doppelte Abdichtung zu erzeugen. Auch eine Radialverpressung ist möglich. Weiter kann eine zusätzliche Dichtung, wie etwa ein O-Ring oder ein Silikon-Siegel, zwischen das Aluminiumkabel und den über das Aluminiumkabel hinausragenden aufgeweiteten Endbereich des Kabelschuhs eingefügt werden. Die Verpressung kann nach dem Einfügen der zusätzlichen Dichtung erfolgen.
[0028] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind ein Endbereich bzw. ein Teil der rohrförmigen Aufnahme des Kabelschuhs und eine Isolierung des Aluminiumkabels mit einem Schrumpfschlauch überdeckt und verbunden. Alternativ oder zusätzlich zu einem Verpressen mit dem Endbereich kann auch ein Schrumpfschlauch, eventuell mit Innenkleber zwischen Schrumpfschlauch und Kabelschuh und/oder Aluminiumkabel, zum Abdichten und/oder Stabilisieren verwendet werden.
[0029] Insgesamt kann der Übergangsbereich zwischen Aluminiumkabel und stromführendem Element, der durch den Kabelschuh gebildet wird, vollständig abgedichtet werden, zum Aluminiumkabel hin durch die Verpressung an der Isolierung und/oder den Schrumpfschlauch und zum Anschlussbereich hin durch eine Schweißstelle am Kontaktende und/oder eine Dichtmasse.
[0030] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Kabelschuh zum Verbinden eines Aluminiumkabels mit einem stromführenden Element. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Kabelschuh mit dem Herstellungsverfahren, so wie obenstehend und untenstehend beschrieben, hergestellt worden.
[0031] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Kabelschuh einen Kabelschuhkörper aus Kupfer mit einem Kontaktende zum Verbinden mit dem stromführenden Element und einem Aufnahmebereich zur Aufnahme eines Endes des Aluminiumkabels. Der Aufnahmebereich kann eine rohrformige Aufnahme für das (beispielsweise nicht isolierte bzw. abisolierte) Ende des Aluminiumkabels aufweisen, die (an der Innenseite) mit Aluminium ausgekleidet ist. Auf diese Weise kann, beispielsweise durch Einstecken des Aluminiumkabels in die rohrformige Aufnahme und anschließendes Crimpen oder Schweißen des Aufnahmebereichs, um eine metallische Verbindung zwischen den Litzen des Aluminiumkabels und der mit Aluminium ausgekleideten rohrförmigen Aufnahme herzustellen, eine stabile elektrische Verbindung zwischen dem Aluminiumkabel und einem stromführenden Element hergestellt werden. Diese elektrische Verbindung kann kostengünstig umgesetzt werden, benötigt wenig Bauraum und kann optimal abgedichtet werden, wodurch sie auch für Hochtemperaturanwendungen, wie beispielsweise im Motorraum eines Fahrzeugs, geeignet ist.
[0032] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Kabelschuh ein flaches Kontaktende aus Kupfer zum Verbinden mit dem stromführenden Element und eine rohrformige Aufnahme zur Aufnahme eines Endes des Aluminiumkabels, wobei die rohrformige Aufnahme zumindest teilweise mit Aluminium ausgekleidet ist. Der Kabelschuh ist dabei aus einem Rohr gebildet, das in einem ersten Abschnitt an einer Innenseite eine Aluminiumschicht und an einer Außenseite eine Kupferschicht aufweist, die miteinander verbunden sind, und das in einem zweiten Abschnitt lediglich die Kupferschicht aufweist.
[0033] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Kabelschuhkörper bzw. der Kabelschuh aus einem Rohr gebildet, das an einer Innenseite eine Aluminiumschicht und an einer Außenseite eine Kupferschicht aufweist, die miteinander verbunden sind. Das Rohr kann ein CUPAL-Rohr sein. Das Kontaktende des Kabelschuhkörpers ist durch Entfernen der Aluminiumschicht in einem Endbereich des Rohrs und Zusammendrücken des Endbereichs gebildet. Die rohrförmige Aufnahme ist durch einen gegenüberliegenden Endbereich des Rohrs gebildet.
[0034] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die rohrförmige Aufnahme in einem vorderen Bereich einen größeren Innendurchmesser auf als in einem hinteren Bereich, der mit Aluminium ausgekleidet ist. Der vordere Bereich (der auch mit Aluminium ausgekleidet sein kann oder in dem die Aluminiumschicht entfernt wurde) kann als Aufnahme für einen isolierten Teil eines Aluminiumkabels dienen.
[0035] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine elektrische Verbindung aus einem Aluminiumkabel und einem Kabelschuh, wobei ein Ende des Aluminiumkabels in der rohrförmigen Aufnahme aufgenommen ist und mit der mit Aluminium ausgekleideten Innenseite der rohrförmigen Aufnahme metallisch verbunden ist.
[0036] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die elektrische Verbindung einen Kabelschuh, so wie er obenstehend und untenstehend beschrieben ist. Ein (beispielsweise nicht isoliertes bzw. abisoliertes) Ende des Aluminiumkabels ist in der rohrförmigen Aufnahme aufgenommen und mit der mit Aluminium ausgekleideten Innenseite der rohrförmigen Aufnahme metallisch verbunden. Auf diese Weise kann eine stabile elektrische Verbindung zwischen einem Aluminiumkabel und einem elektrischen Kontaktelement aus Kupfer geschaffen werden.
[0037] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Kunststoffpfropfen, beispielsweise einen Silikonpfropfen, zum Verschließen der Aufnahme eines Kabelschuhs, so wie er obenstehend und untenstehend beschrieben ist. Mit dem Kunststoffpfropfen kann die Aluminiumschicht im Inneren der Aufnahme vor äußeren Einwirkungen geschützt werden. Insgesamt kann der Kunststoffpfropfen ein rohrförmiger Körper sein, der an einem Ende abgeschlossen ist.
[0038] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Kunststoffpfropfen einen (beispielsweise rohrförmigen) Kopfbereich mit einem abgeschlossenem Ende, der dazu ausgeführt ist, in die Aufnahme eingeführt zu werden. Der Kopfbereich kann den gleichen Durchmesser aufweisen wie ein Innendurchmesser des Kabelschuhs in der rohrförmigen Aufnahme, bei dem die Aluminiumschicht vorhanden ist.
[0039] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Kunststoffpfropfen einen an den Kopfbereich anschließenden (beispielsweise rohrförmigen) Griffbereich, der aus der rohrförmigen Aufnahme herausragt, wenn der Kopfbereich vollständig in die Aufnahme geschoben ist. Wenn der Kopfbereich und der Griffbereich rohrförmig sind, kann der Griffbereich eine geringere Wandstärke aufweisen als der Kopfbereich. Der Kopfbereich und der Griffbereich können den gleichen Außendurchmesser (aber verschiedene Innendurchmesser) aufweisen.
[0040] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Kunststoffpfropfen bzw. der Kopfbereich wenigstens einen umlaufenden Vorsprung bzw. eine umlaufende Rippe zum Abdichten der Aufnahme auf. Auch ist es möglich, dass der Kunststoffpfropfen bzw. der Kopfbereich eine Mehrzahl von umlaufenden Vorsprüngen bzw. Rippen aufweist. Der maximale Durchmesser des Vorsprungs bzw. der Rippe kann dem Innendurchmesser eines vorderen Bereichs der rohrförmigen Aufnahme entsprechen.
[0041] Alternativ zu einem aus einem CUPAL-Rohr geformten Kabelschuh kann ein Kabelschuh mit einem Becher aus CUPAL gebildet werden.
[0042] Beispielsweise umfasst ein derartiger Kabelschuh einen Kabelschuhkörper aus Kupfer mit einem Kontaktende zum Verbinden mit dem stromführenden Element und einem Aufnahmebereich zur Aufnahme eines Endes des Aluminiumkabels. Im Kabelschuhkörper ist im Aufnahmebereich eine rohrformige Öffnung aus Kupfer gebildet, wobei in der rohrförmigen Öffnung eine Hülse aufgenommen ist, die an einer Außenseite eine Kupferschicht und an einer Innenseite eine Aluminiumschicht aufweist, die miteinander bzw. intermetallisch verbunden sind. Die Hülse stellt mit ihrer Innenseite die rohrförmige mit Aluminium ausgekleidete Aufnahme bereit. Die Hülse kann beispielsweise rohrförmig sein bzw. einen rohrförmigen Abschnitt umfassen und/oder einen Außendurchmesser aufweisen, der einem Innendurchmesser der rohrförmigen Öffnung im Kabelschuhkörper entspricht.
[0043] Beispielsweise kann der Kabelschuhkörper ein herkömmlicher Kabelschuhkörper sein, in den die Hülse eingeschoben ist. Damit kann mit einer Hülse zusammen mit einem herkömmlichen Kabelschuhkörper auf einfache Art und Weise ein Kabelschuh aufgebaut werden, der dazu geeignet ist, ein Aluminiumkabel mit einem elektrischen Leiter zu verbinden.
[0044] Der Kabelschuh kann in Richtung des Kontaktendes abgedichtet werden. Beispielsweise kann die Hülse in Richtung des Kontaktendes des Kabelschuhkörpers offen sein und/oder eine Dichtmasse zwischen der Hülse und dem Kontaktende aufgenommen sein. Alternativ zu einem geschlossenen Becher kann somit auch ein offener Becher, der beispielsweise wie eine Aderendhülse geformt ist, bzw. eine rohrförmige Hülse verwendet werden.
[0045] Die Hülse kann aus CUPAL (Kupfer plattiertes Aluminium) geformt sein. CUPAL bzw. sogenanntes CUPAL-Blech kann ein Blechmaterial sein, das aus einer Kupferschicht und einer Aluminiumschicht besteht bzw. diese Schichten umfasst. Diese Schichten werden durch Walzen und Verdichten derart zusammengefügt, dass sie flächig metallisch verbunden bzw. wie verschweißt sind. CUPAL kann auch in der Form von Rohren vorliegen, die innen aus einer Aluminiumschicht und außen aus einer Kupferschicht bestehen bzw. diese Schichten umfassen. Solche Rohre können durch Strangpressen geformt werden. Rohrförmige Hülsen können beispielsweise aus einem derartigen CUPAL-Rohr hergestellt werden.
[0046] Die Hülse kann becherförmig geformt sein und kann dazu ausgeführt sein, das Ende des Aluminiumkabels dicht zu umschließen bzw. dieses Ende gegenüber der Umgebung abzudichten. Aus CUPAL-Material können dazu Becher bzw. becherförmige Hülsen geformt werden. Diese Becher können dann innen aus Aluminium und außen aus Kupfer gebildet sein. Beispielsweise ist es möglich, eine becherförmige Hülse durch Tiefziehen eines CUPAL-Blechs herzustellen.
[0047] Der Becher oder im Allgemeinen die Hülse kann einen trichterförmigen Einführungsbereich aufweisen, um Einzeladern aus dem Ende des Aluminiumkabels vor einem Umknicken beim Einschieben des Kabels in die Hülse zu schützen. Eine derartige becherförmige Hülse kann dann in einen herkömmlichen Rohrkabelschuh aus Kupfer eingefügt werden. Die becherförmige Hülse kann das Ende eines Aluminiumkabels, das in den Kabelschuh eingeschoben ist, vollständig umschließen und somit gegenüber der Umgebung abdichten, um auf diese Weise Elektrokorrosion zu vermeiden.
[0048] Es ist möglich, dass der Becher bzw. die Hülse im Rohrkabelschuh (unverlierbar) vormontiert ist. Das Vormontieren kann durch Einpressen, Einrasten und/oder Verclipsen geschehen.
[0049] Wie bereits ausgeführt, kann es einerseits möglich sein, dass der Kabelschuh aus einem Kabelschuhkörper aus Kupfer und einer darin aufgenommenen Hülse aus CUPAL gebildet ist. Andererseits ist es auch möglich, dass der Kabelschuh direkt aus einem CUPAL-Rohr geformt wird.
[0050] Ob nun der Kabelschuh mit einer gesonderten Hülse oder direkt aus einem CUPAL-Rohr hergestellt ist, kann in beiden Fällen die rohrformige Aufnahme zur Aufnahme des Endes des Aluminiumkabels aus CUPAL hergestellt sein.
[0051] Eine becherförmige Hülse für einen Kabelschuh kann eine rohrformige Wandung und einen Deckel bzw. Boden umfassen, der die rohrförmige Wandung in eine Richtung abschließt. Eine Innenseite der Hülse kann eine Aluminiumschicht aufweisen und eine Außenseite der Hülse kann eine Kupferschicht aufweisen, die miteinander und insbesondere intermetallisch verbunden sind. Derartige Hülsen können beispielsweise durch Tiefziehen eines CUPAL-Blechs hergestellt werden.
[0052] Eine derartige becherförmige Hülse kann als Aufnahme für ein Ende eines Aluminiumkabels in einem Kabelschuh verwendet werden. Damit kann auf kostengünstige und einfache Weise zusammen mit einem herkömmlichen Kabelschuhkörper aus Kupfer ein Kabelschuh zum Verbinden eines Aluminiumkabels mit einem stromführenden Element hergestellt werden.
[0053] Ein Kabelschuh mit einer Hülse kann mit einem Verfahren hergestellt werden, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Hülse aus CUPAL, die an einer Innenseite eine Aluminiumschicht und an einer Außenseite eine Kupferschicht aufweist; Bereitstellen eines Kabelschuhkörpers aus Kupfer mit einem Kontaktende und einem Aufnahmebereich zur Aufnahme der Hülse; Einsetzen der Hülse in den Kabelschuhkörper, so dass im Aufnahmebereich des Kabelschuhkörpers eine Aufnahme für ein Ende eines Aluminiumkabels gebildet wird. Mittels dieses Herstellungsverfahrens kann der bereits beschriebene Kabelschuh mit der Hülse aus CUPAL hergestellt werden.
[0054] Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
[0055]
Fig. 1A eine dreidimensionale Ansicht eines Kabelschuhs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1B zeigt eine weitere dreidimensionale Ansicht des Kabelschuhs aus der Fig. 1A.
Fig. 2A zeigt einen Querschnitt durch den Kabelschuh aus der Fig. 1A.
Fig. 2B zeigt eine Draufsicht auf den Kabelschuh aus der Fig. 1A.
Fig. 3A zeigt einen Querschnitt durch eine Anordnung aus dem Kabelschuh aus der Fig. 1A und einem Kunststoffpfropren einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 3A zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung aus der Fig. 3A.
Fig. 4A zeigt einen Querschnitt durch eine elektrische Verbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 4B eine Draufsicht auf die elektrische Verbindung aus der Fig. 4A.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen Kabelschuh gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen eines Kabelschuhs und einer elektrischen Verbindung einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 7A zeigt eine Seitenansicht einer becherförmigen Hülse.
Fig. 7B zeigt eine Frontansicht der becherförmigen Hülse aus der Fig. 1A.
Fig. 7C zeigt eine Querschnittsansicht der becherförmigen Hülse aus der Fig. 1A.
Fig. 8 zeigt zwei dreidimensionale Ansichten der becherförmigen Hülse aus der Fig. 1A.
Fig. 9 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Kabelschuhs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 10A zeigt eine Seitenansicht von Elementen einer elektrischen Verbindung.
Fig. 10B zeigt eine Seitenansicht einer vormontierten elektrischen Verbindung.
Fig. 11A zeigt eine Querschnittsansicht der Elemente aus der Fig. 10A.
Fig. 11B zeigt eine Querschnittsansicht der vormontierten elektrischen Verbindung aus der Fig. 10B.
Fig. 12A zeigt eine Seitenansicht einer kontaktierten elektrischen Verbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 12B zeigt eine Draufsicht auf die kontaktierte elektrische Verbindung aus der Fig. 12A.
Fig. 12C zeigt eine dreidimensionale Ansicht der kontaktierten elektrischen Verbindung aus der Fig. 12A.
Fig. 13A zeigt eine Seitenansicht einer abgedichteten elektrischen Verbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 13B zeigt eine Draufsicht auf die abgedichtete elektrische Verbindung aus der Fig. 13A.
Fig. 13C zeigt eine dreidimensionale Ansicht der abgedichteten elektrischen Verbindung aus der Fig. 13A.
Fig. 14 zeigt einen Querschnitt durch eine elektrische Verbindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
[0057] Fig. 1A und 1B zeigen einen Kabelschuh 10 aus unterschiedlichen Richtungen, der aus einem CUPAL-Rohr geformt ist, das in einem ersten Abschnitt 12 eine rohrformige Aufnahme 14 bereitstellt und in einem zweiten Abschnitt 16 zu einem Kontaktende 18 zusammengedrückt wurde.
[0058] Das Kontaktende 18 weist am äußeren Ende des Kabelschuhs 10 einen abgerundeten Rand 20 auf und in der Mitte eine Bohrung 22 bzw. ein Loch 22, durch das beispielsweise eine Schraube zum Befestigen des Kabelschuhs 10 gesteckt werden kann.
[0059] In den Fig. 2A ist ein Querschnitt durch den Kabelschuh 10 dargestellt. Die rohrförmige Aufnahme 14 weist eine zylinderförmige Außenoberfläche 24 auf und kann in einen vorderen Bereich 26 und einen hinteren Bereich 28 unterteilt werden, die unterschiedliche Innendurchmesser aufweisen. Lediglich im hinteren Bereich 28 weist der Kabelschuh 10 an seiner Innenseite eine Aluminiumschicht 30 auf, die von einer Kupferschicht 32 umgeben ist, aus der auch das Kontaktende 18 und der vordere Bereich 26 gebildet sind. Im hinteren Bereich 28 ist der Kabelschuh 10 noch wie das CUPAL-Rohr ausgebildet, aus dem er geformt wurde. Beim Kontaktende 18 und im vorderen Bereich 26 wurde die Aluminiumschicht 30 entfernt.
[0060] Im vorderen Bereich 26 wurde zusätzlich zur Aluminiumschicht 30 ein Teil der Kupferschicht an der Innenseite der rohrförmigen Aufnahme 14 entfernt, so dass im vorderen Bereich 26 die Kupferschicht 32 dünner ist als bei dem Rest des Kabelschuhs 10.
[0061] Am Ende des Kabelschuhs 10 kann die rohrformige Aufnahme 14 an der Innenseite abgeschrägt sein. Auch der Übergangsbereich zwischen dem hinterem Bereich 28 und dem vorderen Bereich 26 kann abgeschrägt sein.
[0062] Fig. 2B zeigt eine Draufsicht auf den Kabelschuh 10, bei der durch Schraffur angedeutet ist, dass das Kontaktende 18 zwischen dem Loch 22 und der rohrförmigen Aufnahme 14 verschweißt wurde, um ein Eindringen von Flüssigkeit vom Kontaktende 18 in die Aufnahme 14 zu verhindern. Dazu weist das Kontaktende 18 eine Schweißstelle 34 (wie etwa eine Schweißnaht) auf, die im Wesentlichen orthogonal zur Aufnahme 14 verlaufen kann.
[0063] Die Fig. 3A zeigt einen Querschnitt durch eine Anordnung aus dem Kabelschuh 10 und einem Kunststoffpfropfen 36, der in die Aufnahme 14 gesteckt wurde. Die Fig. 3A zeigt diese Anordnung von oben.
[0064] Der Kunststoffpfropfen 36, der beispielsweise aus Silikon gegossen ist, ist ein im Wesentlichen röhrenförmiger Körper, der einen Kopfbereich 38 und einen Griffbereich 40 aufweist. Der Kopfbereich 38 ist an seinem vorderen Ende gerundet und abgeschlossen und weist einen Außendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser des hinteren Bereichs 28 entspricht. Der Griffbereich 40 weist eine geringere Wandstärke als der Kopfbereich 38 auf und ragt aus der Aufnahme 14 heraus, so dass der Kunststoffpfropfen 36 wieder aus dem Kabelschuh 10 herausgezogen werden kann.
[0065] An seinem Außenumfang weist der Kunststoffpfropfen 36 Vorsprünge 42 bzw. Rippen 42 auf, die die Innenwandung des vorderen Bereichs 26 berühren, wenn der Kunststoffpfropfen 36 in die Aufnahme 14 eingesteckt ist. Die Rippen 42 umgeben den Kopfbereich 38 ringförmig und sind dazu ausgeführt, den hinteren Bereich 28 der Aufnahme 14 vor dem Eindringen von Flüssigkeit zu schützen. Der Pfropfen kann dazu verwendet werden, die Aluminiumschicht 30 vor Einflüssen von außen zu schützen, beispielsweise wenn der Kabelschuh 10 weiter bearbeitet wird oder wenn er gelagert oder transportiert wird.
[0066] Die Fig. 4A zeigt einen Querschnitt durch eine elektrische Verbindung 50, die in der Fig. 4B in Draufsicht gezeigt ist. In den Kabelschuh 10 wurde ein Aluminiumkabel 52 eingesteckt, so dass ein abisolierter Teil 54 im hinteren Bereich 28 und ein isolierter Teil 56 des Kabels 52 im vorderen Bereich 26 angeordnet ist.
[0067] Wie in der Fig. 4B angedeutet ist, kann der abisolierte Teil 54 im hinteren Bereich 28 mit der Aluminiumschicht 32 durch Ultraschallschweißen 58 im hinteren Bereich 54 verbunden werden. Dies kann genauso geschehen, wie es in den Fig. 12A bis 12C weiter unten gezeigt ist.
[0068] Weiter kann der isolierte Teil 56 des Kabels 52 zu einem 6-Kant verpresst werden, um die elektrische Verbindung 50 auch in diesem Bereich abzudichten, so wie es beispielsweise in den Fig. 13A bis 13C weiter unten gezeigt ist.
[0069] Für die elektrische Verbindung 50 kann zusätzlich eine innere Abdichtung zum Kontaktende 18 hin über eine Dichtmasse 184 erfolgen, wie es beispielsweise weiter unten beschrieben ist. Zur Isolierung des Aluminiumkabels 52 kann, wie beispielsweise weiter unten beschrieben, auch ein Schrumpfschlauch 186 verwendet werden.
[0070] Die Fig. 5 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Kabelschuhs 10', der einstückig aus einem CUPAL-Rohr hergestellt worden ist.
[0071] Dieses Rohr wird in einem Endbereich 16 (bzw. einem zweiten Abschnitt 16) derart bearbeitet, dass auf der Innenseite die Aluminiumschicht 30 entfernt wird, beispielsweise durch Ausdrehen, Ausfräsen oder Bohren. Der Endbereich 16 wird dann flachgedrückt, um das flache Kontaktende 18 des Kabelschuhs 10' zu bilden.
[0072] Der gegenüberliegende Endbereich 12 (bzw. der erste Abschnitt 12) wird an der Außenseite so bearbeitet, dass die Kupferschicht 32 des Rohres entfernt wird, beispielsweise durch Abdrehen. Der Endbereich 12 bildet dann einen Aufnahmebereich des Kabelschuhs 10', der die rohrförmige Aufnahme 14 für das Aluminiumkabel 52 bereitstellt. Die Kupferschicht 32 im Endbereich 12 wird entfernt, damit keine Elektrokorrosion zwischen der Kupferschicht 32 und dem Aluminiumleiter bzw. dem abisolierten Teil 54 des Aluminiumkabels 52 auftreten kann.
[0073] Eine permanente elektrische Verbindung kann nun dadurch hergestellt werden, dass ein Ende des Aluminiumkabels 52 in die Aufnahme 14 eingesteckt wird und beispielsweise durch Ultraschallschweißen mit der Innenseite der Aufnahme 14 metallisch verbunden wird.
[0074] Eine innere Abdichtung zum Kontaktende 18 kann, wie beispielsweise weiter unten beschrieben, über eine Dichtmasse 184 erfolgen. Zur Isolierung des Aluminiumkabels 52 kann, wie beispielsweise weiter unten beschrieben, ein Schrumpfschlauch 86 verwendet werden.
[0075] Die Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen eines Kabelschuhs 10, 10' und einer elektrischen Verbindung 52.
[0076] Im Schritt 70 wird ein CUPAL-Rohr bereitgestellt, das an einer Innenseite eine Aluminiumschicht 30 und an einer Außenseite eine Kupferschicht 32 aufweist. Beispielsweise kann aus CUPAL-Material ein Rohr gezogen werden, das dann zu entsprechenden Rohrstücken geschnitten wird.
[0077] Das CUPAL-Rohr wird dann bearbeitet, so dass in einem ersten Abschnitt 12 die Aluminiumschicht 30 erhalten bleibt und in einem zweiten Abschnitt 16 das CUPAL-Rohr nur noch die Kupferschicht 32 aufweist. Beispielsweise kann das CUPAL-Rohr im zweiten Abschnitt 16 ausgedreht werden.
[0078] Im Schritt 72 wird der zweite Abschnitt 16 zum Bilden des Kontaktendes 16 zusammengedrückt. Weiter kann in diesem Arbeitsschritt das Loch 22 gebohrt und die Schweißstelle 34 erzeugt werden.
[0079] Im Schritt 74 wird im vorderen Bereich 26 der Kabelschuh ausgefräst, so dass die Aluminiumschicht 30 und optional ein Teil der Kupferschicht 32 entfernt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass beispielsweise, wie in der Fig. 5 gezeigt, die Kupferschicht 32 im vorderen Bereich entfernt wird.
[0080] Im Schritt 76 wird der Kunststoffpfropfen 36 in die Aufnahme gesteckt und der Kabelschuh 10 kann verzinkt werden. Auch für den Transport oder die Lagerung kann der Kunststoffpfropfen 36 in der Aufnahme 14 verbleiben.
[0081] Im Schritt 78 wird der Kunststoffpfropfen 36 wieder entfernt, das Aluminiumkabel 52 wird in den Kabelschuh 10, 10' gesteckt und anschließend wird die entstehende elektrische Verbindung 50 verschweißt und gecrimpt, so wie es weiter oben bereits beschrieben worden ist, oder wie es beispielsweise in den Fig. 12A bis 12C und 13A bis 13C gezeigt ist.
[0082] Die Fig. 7A, 7B, 7C und 8 zeigen eine becherförmige Hülse 110 in Seitenansicht, Frontansicht, im Querschnitt und in zwei dreidimensionalen Ansichten. Die rotationssymmetrische Hülse 110 weist eine ringförmige Wandung 112, einen kalottenförmigen Deckel bzw. Boden 114 und einen nach außen aufgeweiteten Rand 116 auf. Der Rand 116 kann beispielsweise in einem Winkel von 45° abgewinkelt sein, um eine trichterförmige Öffnung zu formen.
[0083] Die Hülse 110 ist aus einem CUPAL-Blech tiefgezogen, wodurch die Hülse 110 aus einer Aluminiumschicht 118 an der Innenseite und einer Kupferschicht 120 an der Außenseite besteht.
[0084] Die Fig. 9 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Kabelschuhkörpers 130, der einen rohrformigen Aufnahmebereich 132 und ein flaches Kontaktende 134 mit einer Bohrung 136 aufweist. Der einstückige Kabelschuhkörper 130 besteht aus Kupfer und kann beispielsweise aus einem Kupferrohr geformt sein, wobei das Kontaktende 134 durch Zusammendrücken des Kupferrohrs entsteht.
[0085] Der Aufnahmebereich 132 des Kabelschuhkörpers 130 umfasst einen Bereich 138 zur Aufnahme der Hülse 110 und einen aufgeweiteten Endbereich 140 zur Aufnahme eines isolierten Abschnitts eines Kabels. Auch der Kabelschuh 10 aus den Fig. 1A bis 6 kann mit einem derartigen aufgeweiteten Endbereich versehen werden.
[0086] Die Fig. 10A zeigt eine Seitenansicht von Elementen einer elektrischen Verbindung 150, die in der Fig. 11A in einer Querschnittsansicht gezeigt sind. Neben der Hülse 110 und dem Kabelschuhkörpers 130 umfassen die elektrische Verbindung ein Aluminiumkabel 152, das einen mit einem Kunststoffmantel bzw. Isolierung 154 isolierten Abschnitt 156 und ein abisoliertes Ende 158 aufweist. Der Leiter 160 des Aluminiumkabels 152 (genauso wie das Kabel 52) kann einen einzelnen Draht aus Aluminium oder eine Mehrzahl von Aluminiumlitzen umfassen.
[0087] Um einen Kabelschuh 162 zu erzeugen, wird die Hülse 110 in den Kabelschuhkörper 130 eingesetzt. Der Innenbereich der Hülse 110 stellt dann eine rohrförmige Aufnahme 164 für das Aluminiumkabel 152 bereit, die an der Innenseite mit Aluminium 118 ausgekleidet ist. Dazu weist der Kabelschuhkörper 130 im Abschnitt 138 eine rohrformige Öffnung 166 im Aufhahmebereich 132 auf, die dazu ausgeführt ist, die Hülse 110 aufzunehmen. Der Innendurchmesser der Öffnung 166 bzw. des Abschnitts 138 ist dabei genauso groß bzw. nur geringfügig größer als der Außendurchmesser der ringförmigen Wandung 112 der Hülse 110.
[0088] Weiter weist der Aufnahmebereich 132 des Kabelschuhkörpers eine Anschlagkante 168 auf, auf der der Rand 116 der Hülse 110 abgestürzt wird.
[0089] Die Fig. 10B zeigt eine Seitenansicht einer vormontierten elektrischen Verbindung 150, die in der Fig. 11B in einer Querschnittsansicht dargestellt ist. Zur Vormontage wird die Hülse 110 in die Öffnung 166 des Kabelschuhkörpers 130 bis zum Anschlag eingesteckt und anschließend das Ende 158 des Aluminiumkabels 152 in die Aufnahme 164 eingeschoben. Alternativ kann auch die Hülse 110 über das Ende 158 geschoben werden und anschließend die Hülse zusammen mit dem Aluminiumkabel 152 in den Aufnahmebereich 132 des Kabelschuhkörpers 130 bis zum Anschlag eingesteckt werden.
[0090] Der Leiter 160 am Ende 158 des Aluminiumkabels 152 berührt nun die Aluminiumschicht 118 der Hülse 110 bzw. der Aufnahme 164 und die Kupferschicht 120 an der Außenseite der Hülse 110 berührt die Innenseite des Kabelschuhs 130 bzw. der Öffnung 166 aus Kupfer.
[0091] Die Fig. 12A, 12B, 12C zeigen eine elektrische Verbindung aus den Fig. 10B und 11B in Seitenansicht, in Draufsicht und in einer dreidimensionalen Ansicht, nachdem eine permanente elektrische Kontaktierung der elektrischen Leiter 160, 118, 120, 130 erfolgt ist.
[0092] Zum Kontaktieren wird beispielsweise der Mittelabschnitt 138 des Aufnahmebereichs 132 des Kabelschuhs 162 mit der Hülse 110 durch Heißcrimpen zusammengepresst und erhitzt. Dadurch entsteht eine metallische Verbindung zwischen dem Aluminiumleiter 160 des Kabels 152 und der Aluminiumschicht 118 der Hülse 110. Durch das Crimpen entstehen im Abschnitt 138 zwei Vertiefungen 180.
[0094] Die Fig. 13A, 13B, 13C zeigen die elektrische Verbindung 150 aus den Fig. 12A, 12B und 12C in Seitenansicht, in Draufsicht und in einer dreidimensionalen Ansicht, nachdem der Aufnahmebereich 132 des Kabelschuhs 162 bzw. des Kabelschuhkörpers 130 abgedichtet wurde. Beim Abdichten wird der Endbereich 140 des Kabelschuhkörpers 130 derart zusammengepresst, dass keine Flüssigkeit mehr an der Isolierung 154 entlang in das Innere der elektrischen Verbindung 150 dringen kann. Beispielsweise kann das Zusammenpressen derart erfolgen, dass eine mehrkantige Vertiefung (wie hier 6-Kant) 182 im Endbereich 140 entsteht.
[0095] Nach dem Abdichten sind alle Aluminium aufweisenden Bereiche (d.h. das Kabelende 158 und die Innenseite 118 der Hülse 110) der elektrischen Verbindung 150 gegenüber der Umgebung abgedichtet. An einem Ende erfolgt die Abdichtung durch die ringförmige Vertiefung 182, am anderen Ende durch den Deckel 114 der Hülse 110.
[0096] Analog kann die elektrische Verbindung 50 aus den Fig. 4A und 4B durch die Vertiefung 182 abgedichtet werden.
[0097] Die Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Verbindung 150'. Der Kabelschuh 162' umfasst dabei eine alternative Hülse 110', die lediglich eine ringförmige Wandung 112 und einen abgeschrägten Rand 116 aufweist, aber keinen Deckel bzw. Boden. Die Hülse 110' ist damit in beiden Richtungen offen. Zum Abdichten der elektrischen Verbindung 150' in Richtung Kontaktende 134 wird eine Dichtmasse 184 verwendet, die den Raum im Inneren des Kabelschuhkörpers 130 zwischen der Hülse 110' bzw. dem Ende 158 des Aluminiumkabels 152 und dem Kontaktende 134 ausfüllt.
[0100] Der Kabelschuh 130 weist außerdem einen Aufnahmebereich 132 auf, der lediglich den Abschnitt 138 umfasst, also kein aufgeweitetes Ende aufweist. Zum Abdichten und Stabilisieren der elektrischen Verbindung 150' wird ein Schrumpfschlauch 186 verwendet, der sich über einen isolierten Abschnitt 56 des Aluminiumkabels 152 und zumindest einen Teil des Aufnahmebereichs 132 des Kabelschuhkörpers 130 erstreckt.
[0101] Genauso können die elektrischen Verbindungen 52 bzw. 152 mit einem Schrumpfschlauch 186 abgedichtet und stabilisiert werden.
[0102] Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass "umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
1. Herstellungsverfahren für einen Kabelschuh (10), das Verfahren umfassend die Schritte:
Bereitstellen eines Rohres, das in einem ersten Abschnitt (12) an einer Innenseite eine Aluminiumschicht (30) und an einer Außenseite eine Kupferschicht (32) aufweist, die miteinander verbunden sind, und das in einem zweiten Abschnitt (16) lediglich die Kupferschicht (32) aufweist;
Zusammendrücken des zweiten Abschnitts (16) zum Bilden eines Kontaktendes (18) des Kabelschuhs (10);
wobei eine rohrformige Aufnahme (14) für ein Aluminiumkabel (52) durch den ersten Abschnitt (12) des Rohrs gebildet wird, der zumindest teilweise mit der Aluminiumschicht (30) ausgekleidet ist.
2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1,
wobei das Rohr dadurch bereitgestellt wird, dass bei einem Rohr aus CUPAL, das an einer Innenseite eine Aluminiumschicht (30) und an einer Außenseite eine Kupferschicht (32) aufweist, eine Aluminiumschicht (30) in dem zweiten Abschnitt (16) entfernt wird.
wobei das Rohr dadurch bereitgestellt wird, dass bei einem Rohr aus CUPAL, das an einer Innenseite eine Aluminiumschicht (30) und an einer Außenseite eine Kupferschicht (32) aufweist, eine Aluminiumschicht (30) in dem zweiten Abschnitt (16) entfernt wird.
3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend den Schritt:
Entfernen der Aluminiumschicht (30) in einem vorderen Bereich (26) der rohrförmigen Aufnahme (14).
4. Herstellungsverfahren nach Anspruch 3, weiter umfassend den Schritt:
Entfernen eines Teils der Kupferschicht (32) im Inneren des vorderen Bereichs (26) der rohrförmigen Aufnahme (14).
5. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend den
Schritt:
Bearbeiten eines vorderen Bereichs (26) der rohrförmigen Aufnahme (14), so dass ein Innendurchmesser im vorderen Bereich (26) der rohrförmigen Aufnahme (14) größer ist als in einem hinteren Bereich (28) der rohrförmigen Aufnahme (14).
6. erstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, weiter umfassend die Schritte:
Einführen eines Aluminiumkabels (52) in den Kabelschuh (10), so dass ein abisoliertes Ende (54) des Aluminiumkabels (52) in einem hinteren Bereich (28) der rohrförmigen Aufnahme (14) platziert wird und ein isolierter Teil (56) des Aluminiumkabels (52) in dem vorderen Bereich (26) platziert wird; und
Verpressen des vorderen Bereichs (26), so dass das Aluminiumkabel (52) in dem Kabelschuh (10) gehalten wird.
7. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend den
Schritt:
Verschweißen des Kontaktendes (18), so dass das Kontaktende (18) in Richtung der Aufnahme (14) abgedichtet ist.
8. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend den
Schritt:
Verschließen der rohrförmigen Aufnahme (14) mit einem Kunststoffpfropfen (36), so dass ein Inneres der rohrförmigen Aufnahme (14) vor äußeren Einflüssen geschützt ist.
9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 7, weiter umfassend den Schritt:
Beschichten des Kabelschuhs (10) nach dem Verschließen der Aufnahme (14) mit dem Kunststoffpfropfen (36) mit einer Metallschicht, so dass ein Innenbereich (28) der rohrförmigen Aufnahme (14) nicht mit der Metallschicht bedeckt wird.
10. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend die
Schritte:
Einführen eines Aluminiumkabels (52) in den Kabelschuh (10);
Schweißen des Kabelschuhs (10) im Bereich der rohrförmigen Aufnahme (14), so dass das Aluminiumkabel (52) mit der Aluminiumschicht (30) in der rohrförmigen Aufnahme (14) verbunden wird.
11. Kabelschuh (10), der mit dem Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
hergestellt wurde.
12. Kabelschuh (10) zum Verbinden eines Alumimumkabels (52) mit einem stromführenden Element,
der Kabelschuh umfassend:
ein flaches Kontaktende (18) aus Kupfer zum Verbinden mit dem stromführenden Element;
eine rohrförmige Aufnahme (14) zur Aufnahme des Aluminiumkabels (52), wobei die rohrförmige Aufnahme (14) zumindest teilweise mit einer Aluminiumschicht (30) ausgekleidet ist;
wobei der Kabelschuh (10) aus einem Rohr gebildet ist, das in einem ersten Abschnitt (12) an einer Innenseite eine Aluminiumschicht (30) und an einer Außenseite eine Kupferschicht (32) aufweist, die miteinander verbunden sind, und das in einem zweiten Abschnitt (16) lediglich die Kupferschicht (32) aufweist.
13. Kabelschuh (10) nach Anspruch 12,
wobei die rohrförmige Aufnahme (14) in einem vorderen Bereich (26) einen größeren Innendurchmesser aufweist als in einem hinteren Bereich (28);
wobei der hintere Bereich (28) zumindest teilweise mit einer Aluminiumschicht (30) ausgekleidet ist.
wobei die rohrförmige Aufnahme (14) in einem vorderen Bereich (26) einen größeren Innendurchmesser aufweist als in einem hinteren Bereich (28);
wobei der hintere Bereich (28) zumindest teilweise mit einer Aluminiumschicht (30) ausgekleidet ist.
14. Elektrische Verbindung (50) umfassend:
ein Aluminiumkabel (52); und
einen Kabelschuh (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche;
wobei ein Ende des Aluminiumkabels (52) in der rohrförmigen Aufnahme (14) aufgenommen ist und mit der mit der Aluminiumschicht (30) ausgekleideten Innenseite der rohrförmigen Aufnahme (14) metallisch verbunden ist.
15. Kunststofpfropfen (36) zum Verschließen der Aufnahme (14) Kabelschuhs (10) nach einem
der Ansprüche 11 bis 13, der Kunststoffpfropfen (36) umfassend:
einen rohrförmigen Kopfbereich (38) mit einem abgeschlossenen Ende, der dazu ausgeführt ist, in die Aufhahme (14) eingeführt zu werden;
einen an den Kopfbereich (38) anschließenden rohrförmigen Griffbereich (40);
wobei der K.op&ereieh (38) wenigstens einen umlaufenden Vorsprung (42) zum Abdichten der Aufnahme (14) aufweist.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Herstellungsverfahren für einen Kabelschuh (10), das Verfahren umfassend die Schritte:
Bereitstellen eines Rohres, das in einem ersten Abschnitt (12) an einer Innenseite eine Aluminiumschicht (30) und an einer Außenseite eine Kupferschicht (32) aufweist, die miteinander verbunden sind, und das in einem zweiten Abschnitt (16) lediglich die Kupferschicht (32) aufweist;
Zusammendrücken des zweiten Abschnitts (16) zum Bilden eines Kontaktendes (18) des Kabelschuhs (10);
wobei eine rohrförmige Aufnahme (14) für ein Aluminiumkabel (52) durch den ersten Abschnitt (12) des Rohrs gebildet wird, der zumindest teilweise mit der Aluminiumschicht (30) ausgekleidet ist.
2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1,
wobei das Rohr dadurch bereitgestellt wird, dass bei einem Rohr aus CUPAL, das an einer Innenseite eine Aluminiumschicht (30) und an einer Außenseite eine Kupferschicht (32) aufweist, eine Aluminiumschicht (30) in dem zweiten Abschnitt (16) entfernt wird.
wobei das Rohr dadurch bereitgestellt wird, dass bei einem Rohr aus CUPAL, das an einer Innenseite eine Aluminiumschicht (30) und an einer Außenseite eine Kupferschicht (32) aufweist, eine Aluminiumschicht (30) in dem zweiten Abschnitt (16) entfernt wird.
3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend den Schritt:
Entfernen der Aluminiumschicht (30) in einem vorderen Bereich (26) der rohrförmigen Aufnahme (14).
4. Herstellungsverfahren nach Anspruch 3, weiter umfassend den Schritt:
Entfernen eines Teils der Kupferschicht (32) im Inneren des vorderen Bereichs (26) der rohrförmigen Aufnahme (14).
5. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend den
Schritt:
Bearbeiten eines vorderen Bereichs (26) der rohrförmigen Aufnahme (14), so dass ein Innendurchmesser im vorderen Bereich (26) der rohrförmigen Aufnahme (14) größer ist als in einem hinteren Bereich (28) der rohrförmigen Aufnahme (14).
6. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend den
Schritt:
Verschweißen des Kontaktendes (18), so dass das Kontaktende (18) in Richtung der Aufnahme (14) abgedichtet ist.
7. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend den
Schritt:
Verschließen der rohrförmigen Aufnahme (14) mit einem Kunststoffpfropfen (36), so dass ein Inneres der rohrförmigen Aufnahme (14) vor äußeren Einflüssen geschützt ist.
8. Herstellungsverfahren nach Anspruch 7, weiter umfassend den Schritt:
Beschichten des Kabelschuhs (10) nach dem Verschließen der Aufnahme (14) mit dem Kunststoffpfropfen (36) mit einer Metallschicht, so dass ein Innenbereich (28) der rohrförmigen Aufnahme (14) nicht mit der Metallschicht bedeckt wird.
9. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, weiter umfassend den Schritt:
Entfernen des Kunststoffpfropfens (36) vor einer Weiterverarbeitung des Kabelschuhs (10).
10. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend die
Schritte:
Einführen eines Aluminiumkabels (52) in den Kabelschuh (10), so dass ein abisoliertes Ende (54) des Aluminiumkabels (52) in einem hinteren Bereich (28) der rohrförmigen Aufnahme (14) platziert wird und ein isolierter Teil (56) des Aluminiumkabels (52) in dem vorderen Bereich (26) platziert wird; und
Verpressen des vorderen Bereichs (26), so dass das Aluminiumkabel (52) in dem Kabelschuh (10) gehalten wird.
11. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend die
Schritte:
Einführen eines Aluminiumkabels (52) in den Kabelschuh (10);
Schweißen des Kabelschuhs (10) im Bereich der rohrförmigen Aufnahme (14), so dass das Aluminiumkabel (52) mit der Aluminiumschicht (30) in der rohrförmigen Aufnahme (14) verbunden wird.
12. Kabelschuh (10), der mit dem Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche hergestellt wurde.
13. Kabelschuh (10) zum Verbinden eines Aluminiumkabels (52) mit einem stromführenden
Element, der Kabelschuh umfassend:
ein flaches Kontaktende (18) aus Kupfer zum Verbinden mit dem stromführenden Element;
eine rohrförmige Aufnahme (14) zur Aufnahme des Aluminiumkabels (52), wobei die rohrförmige Aufnahme (14) zumindest teilweise mit einer Aluminiumschicht (30) ausgekleidet ist;
wobei der Kabelschuh (10) aus einem Rohr gebildet ist, das in einem ersten Abschnitt (12) an einer Innenseite eine Aluminiumschicht (30) und an einer Außenseite eine Kupferschicht (32) aufweist, die miteinander verbunden sind, und das in einem zweiten Abschnitt (16) lediglich die Kupferschicht (32) aufweist.
14. Kabelschuh (10) nach Anspruch 13,
wobei die rohrförmige Aufnahme (14) in einem vorderen Bereich (26) einen größeren Innendurchmesser aufweist als in einem hinteren Bereich (28);
wobei der hintere Bereich (28) zumindest teilweise mit einer Aluminiumschicht (30) ausgekleidet ist.
wobei die rohrförmige Aufnahme (14) in einem vorderen Bereich (26) einen größeren Innendurchmesser aufweist als in einem hinteren Bereich (28);
wobei der hintere Bereich (28) zumindest teilweise mit einer Aluminiumschicht (30) ausgekleidet ist.
15. Elektrische Verbindung (50) umfassend:
ein Aluminiumkabel (52); und
einen Kabelschuh (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 14;
wobei ein Ende des Aluminiumkabels (52) in der rohrförmigen Aufnahme (14) aufgenommen ist und mit der mit der Aluminiumschicht (30) ausgekleideten Innenseite der rohrförmigen Aufnahme (14) metallisch verbunden ist.