[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung
zwischen einem festinstallierten oder bewegbaren Anschlußteil und einem aus einer
Vielzahl miteinander verseilter Leiterdrähte bestehenden isolierten Kabel.
[0002] Zu diesem Zweck ist aus der DE 38 13 497 C2 eine Verbindungsherstellung bekannt,
bei welcher das teilweise abisolierte Kabelende unter Verwendung eines besonderen
Halterungselements innerhalb einer durchgehenden Bohrung des Anschlußteils festgelegt
wird. Dabei zieht eine Spezialschraube das entsprechend abisolierte Kabelende in die
hierzu abgestufte Bohrung hinein und preßt zugleich den Drahtkörper mitsamt seiner
Isolierung kontaktschlüssig wie abdichtend gegen die Bohrungswandungen.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren technologisch zu
vereinfachen und zu verbessern, um in Anbetracht der relativ geringen Berührungsflächen
auf beiden Seiten der zu verbindenden Teile mechanisch zu einem möglichst wirksamen
Kraftschluß und elektrisch zu einem möglichst kleinen Übergangswiderstand zu gelangen.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 bezeichneten
Fertigungsschritten gelöst. - Auf diese Weise bewirkt der verbleibend in die Verbindungsstelle
eingetriebene Spreizdorn im Einhergehen mit dem Ultraschall-Schweißvorgang einen mechanisch
wie elektrisch zuverlässigen Kabelanschluß.
[0005] Dabei kann der von außen durch die Ultraschallsonotrode in die Stufenbohrung des
Anschlußteils eingeführte und weiter in das Kabelende eingepreßte Spreizdorn bei Bedarf
länger ausgeführt werden und dementsprechend deutlich über die gegenüberliegende Bohrungsöffnung
hinausreichend in den Drahtkörper eindringen, um beispielsweise eine nach Beendigung
des Ultraschall-Schweißvorgangs maschinell vorgenommene Umbiegung des Anschlußkabels
zu einem U-bügelförmigen Verbindungselement verbleibend in sich zu stabilisieren.
[0006] Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 2 kann die Stufenbohrung sowohl
im weiteren Bereich der sie tangierenden Kabelisolation als auch davor im eigentlichen
Kontaktbereich gegenüber dem verseilten Drahtkörper des Kabels zuvor mit einer geeigneten
Aufrauhung ihrer Innenwandung durch Rändeln, Kordieren od.dgl. versehen werden, um
die gegenseitige Haftung zu vergrößern.
[0007] Nach dem Merkmal des Anspruchs 3 besteht die Möglichkeit, eine verfahrensgemäß zustandegekommene
Verbindung sowohl zusätzlich an der Eintrittsstelle des Kabels in das Anschlußteil
als auch auf Seiten der gegenübergelegenen Bohrungsöffnung für den Eingriff der Ultraschallsonotrode
durch einen abschließend über das gesamte Anschlußteil geschobenen und sich demselben
alsdann unter Wärmeeinwirkung satt anschmiegenden Schrumpfschlauchfolienabschnitt
aus thermoplastischem Material gegen den Zutritt von Feuchtigkeit und Verunreinigungen
zu schützen.
[0008] Ebenso läßt sich die Kabelverbindung vorzüglich unter Nutzung der Funktion des Anschlußteils
an dessen freibleibender Bohrungsöffnung abdichten, indem gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung nach dem Merkmal des Anspruchs 4 die korrespondierenden Elemente einer
Steckverbindung unter Verwendung einer den mit einem Dichtungsring versehenen Anschlußteil
hintergreifenden Überwurfmutter aus Kunststoff miteinander verschraubt werden.
[0009] Als Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 der anliegenden Zeichnung eine nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellte Verbindung zwischen einem nicht näher definierten Anschlußteil
1 und dem aus Seiterdrähten 2 litzenartig verseilten Kabel(-ende) mit einer Kunststoffummantelung
3 im Schnitt dargestellt. Dabei ist dieses
Anschlußteil 1, beispielsweise als Polanschlußklemme für einen Akkumulator, mit einer
durchgehend von beiden Seiten her zugänglichen Stufenbohrung 4 versehen, deren Durchmesser
an der Einstecköffnung dem des kunststoffummantelten Kabels (3) entspricht und sich
im Inneren der Bohrung 4 abgesetzt auf den Durchmesser des abisolierten Drahtkörpers
2 verringert. In diese kleinere Öffnung der Bohrung 4 führt dann die Sonotrode 5 einer
gebräuchlichen Ultraschall-Schweißvorrichtung den zylindrischen Spreizdorn 6 hinein
und preßt ihn aufweitend zunächst zentral in den Drahtkörper 2 des Kabels und dann
weiter axial samt der Kunststoffummantelung 3 gegen die Innenwandung der Stufenbohrung
4. Dabei kann sich eine gewisse Aufrauhung der Bohrungsinnenwandung als nützlich erweisen.
- Simultan dazu oder zeitlich mit geringer Verzögerung erfolgt dann die Preßschweißung
durch longitudinale Ultraschallschwingungen. Durch diese Schubwellen, die sich von
der Sonotrode 5 in den von ihr zeitweilig gehalterten Spreizdorn 6 fortpflanzen, entsteht
an den Kontaktflächen Reibung, wodurch die Struktur an den Oberflächen zerstört wird
und sich die Metalle von Anschlußteil 1 und Drahtkörper 2 bereichsweise fest und kontaktschlüssig
miteinander verbinden. Dabei bewirkt der über die Kabeleintrittsstelle hinaus in den
Drahtkörper 2 eingepreßte Spreizdorn 6 zur gleichen Zeit einen vorteilhaften Knickschutz
für das angeschlossene Kabel. Um die bereits verfahrensgemäß zustandegekommene Abdichtung
an der Kabeleinführungsöffnung zu sichern und insbesondere die ihr gegenüberliegende
Einführungsöffnung für den Spreizdorn 6 nachträglich abzudichten, wird das verkabelte
Anschlußteil 1 ab abschließend mit einem thermoplastischen Schrumpfschlauchfolienabschnitt
(7) überzogen und thermisch versiegelt.
[0010] Eine andere Möglichkeit, die Einführungsöffnung für einen außerdem länger ausgeführten
Spreizdorn 6 abzudichten, ist in Fig. 2 der Zeichnung - teilweise im Schnitt - anhand
eines Drahtbügels zur Verbindung zweier Batteriepole dargestellt. Hierbei sind die
Anschlußteile 1 am jeweiligen Kabelende als konische Hülsen (taper pins) ausgebildet,
um form- und kontaktschlüssig in die korrespondierend ausgeführten Sacklochbohrungen
8 der Batteriepole 9 eingesteckt werden zu können. Im unbenutzten Zustand lassen sich
diese Sacklochbohrungen 8 außerdem noch gegen das Eindringen von Verunreinigungen
und Feuchtigkeit schützen, indem sie mit einem Formstopfen aus Schaumstoff bestückt
werden, welcher im Zuge der Verbindungsherstellung vor der eingeführten Steckhülse
1 ohne weiteres in einen am Boden der Bohrung vorgesehenen Leerraum ausweichen kann.
Wie aus der links im Bild geschnitten dargestellten Kabelverbindung ersichtlich, ist
in das partiell abisoliert in die Stufenbohrung 4 der Steckhülse 1 eingeschobene Kabelende
durch die gegenübergelegene Bohrungsöffnung mittels der Ultraschallsonotrode ein verlängerter
Spreizdorn 6 eingepreßt und nach Beendigung des Ultraschall-Schweißvorgangs mitsamt
dem Anschlußkabel rechtwinklig umgebogen worden, um auf diese Weise zu einem in Grenzen
elastischen Verbindungsglied zwischen zwei benachbarten Batteriepolen 9 zu gelangen.
Dabei wird die ungeschützte Bohrungsöffnung vorn an der Steckhülse 1 im Zuge der Benutzung
gegen den Zutritt von Verunreinigungen und Feuchtigkeit gesichert, wozu eine die Steckhülse
1 kabeleinführungsseitig hintergreifende Überwurfmutter 10 aus Kunststoff mit einem
Gewindeansatz rings um die Sacklochbohrung 8 des Batteriepols 9 verschraubt wird und
dabei einen von der Steckhülse 1 getragenen Dichtungsring 11 gegen die Öffnungsrandung
der Sacklochbohrung 8 preßt. Zudem sichert diese Maßnahme generell die hergestellte
Steckverbindung. Für deren Lösen kann die Steckhülse 1 kabeleinführungsseitig zur
Halterung der Überwurfmutter 10 mit einem (sechskantig) profilierten Flansch versehen
werden, welcher den lockernden Ansatz eines Werkzeugs ermöglicht.
1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Anschlußteil
(1) und einem aus vielen Leiterdrähten (2) verseilten isolierten Kabel unter Verwendung
eines das teilweise abisolierte Kabelende innerhalb einer Stufenbohrung (4) des Anschlußteils
(1) festlegenden Halterungselements (6), gekennzeichnet durch einen mittels einer Ultraschallsonotrode (5) von außen in die Stufenbohrung (4) eingeführten
und unter Druck bis über die gegenüberliegende Bohrungsöffnung hinausreichend in den
Drahtkörper (2) des Kabelendes eingepreßten Spreizdorn (6) bei simultanem Ultraschallverschweißen
des abisolierten Drahtkörpers (2) in sich und mit der Innenwandung der Stufenbohrung
(4).
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mechanische Aufrauhung der Bohrungswandung im Bereich der angrenzenden Kabelisolation
(3) und/oder im Bereich des abisolierten Drahtkörpers (2).
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen über das Anschlußteil (1) geschobenen Schrumpfschlauchfolienabschnitt (7) für
die zusätzliche Abdichtung der Kabeleintrittsöffnung und zum Verschließen der gegenüberliegenden
Bohrungsöffnung.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine ein steckbares Anschlußteil (1) zum Schutz seiner freiliegenden Bohrungsöffnung
mit einem korrespondierenden Anschlußteil (Batteriepol 9) verschraubbare Überwurfmutter
(10) aus Kunststoff unter Einbeziehung eines von dem steckbaren Anschlußteil (1) getragenen
und gegen das korrespondierende Anschlußteil (9) gedrückten Dichtungsrings (11).
