Verfahren zur elektrischen und mechanischen Verbindung von elektrisch leitenden Bauteilen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Beschreibung

[0001] Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen und mechanischen Verbindung eines aus einem metallischen Leiter und einer diesen umgebende Isolierung bestehenden elektrischen Kabels mit einem Kabelschuh bzw. mit einer Batterieklemme, wobei das abisolierte freie Ende des metallischen Leiters in eine Anschlußhülse des Kabelschuhs bzw. der Batterieklemme eingesetzt und mit dieser verbunden wird.

[0002] Bei der Verbindung eines elektrischen Leiters mit einem Kabelschuh bzw. mit einer Batterieklemme besteht das Erfordernis, einerseits eine feste mechanische Verbindung der beiden Bauteile miteinander zu bewirken und andererseits einen möglichst geringen elektrischen Übergangswiderstand zu gewährleisten. Es ist bekannt, elektrische Leiter mit anderen elektrisch leitenden Bauteilen zu verlöten. Durch die Verlötung eines elektrischen Leiters mit einem weiteren elektrisch leitenden Bauteil wird den Forderungen auf große mechanische Festigkeit und auf geringen elektrischen Übergangswiderstand gut entsprochen.

[0003] Elektrische Leiter sind aus verschiedenen Metallen, insbes. aus Kupfer bzw. aus Kupferlegierungen, hergestellt. Es ist weiters auch bekannt, elektrische Leiter aus Aluminium bzw. aus Aluminiumlegierungen herzustellen. Aus Aluminium bzw. aus Aluminiumlegierungen hergestellte Leiter sind deshalb zweckmäßig, da sie gegenüber solchen, welche aus Kupfer bzw. aus Kupferlegierungen hergestellt sind, nur ein Drittel des Gewichtes aufweisen. Dieser Sachverhalt ist in der Fahrzeugindustrie bzw. in der Flugzeugindustrie deshalb von Bedeutung, da durch die steigende Anzahl von elektrischen bzw. elektronischen Geräten einerseits der Bedarf an elektrischen Leitungen vergrößert ist und andererseits dem Erfordernis auf Verminderung des Gesamtgewichtes entsprochen werden kann.

[0004] Aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen hergestellte elektrische Leiter können jedoch bisher deshalb nur beschränkt verwendet werden, da die Oberflächen dieser Leiter eine Oxydschichte aufweisen, wodurch sie einer Verlötung mit anderen Bauteilen nicht oder nur schwer zugänglich sind und durch welche ein vergleichsweise hoher Übergangswiderstand verursacht wird.

[0005] Aus der EP 461002 A2 ist bekannt, einen nicht aus Aluminium hergestellten elektrischen Leiter mittels eines elektrisch leitenden Klebstoffes innerhalb der Anschlußhülse eines elektrischen Steckers zu befestigen.

[0006] Der gegenständlichen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, durch welches auch aus Aluminium bzw. aus Aluminiumlegierungen hergestellte elektrische Leiter mit der Anschlußhülse eines Kabelschuhs od.dgl. so verbunden werden, daß der elektrische Übergangswiderstand den Erfordernissen entsprechend gering ist und daß zudem eine hohe mechanische Festigkeit gewährleistet wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß der metallische Leiter aus Aluminium bzw. aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist und daß dessen abisoliertes freies Ende in der Anschlußhülse mittels eines elektrisch leitenden Klebstoffes verklebt wird.

[0007] Vorzugsweise wird die Hülse nach dem Einsetzen des freien Endes des Alu-Leiters verformt, wodurch sie mit dem freien Ende des Alu-Leiters auch formschlüssig verbunden wird. Nach einer ersten Ausführugsform wird der Klebstoff auf das abisolierte freie Ende des Alu-Leiters aufgebracht, worauf das freie Ende des Leiters in die Hülse des Kabelschuhs bzw. der Batterieklemme eingesetzt wird. Nach einer zweiten Ausführungsform wird der Klebstoff in die Hülse des Kabelschuhs bzw. der Batterieklemme von der dem Kabel gegenüberliegenden Seite eingepreßt. Soferne dabei der Alu-Leiter aus einer Vielzahl von Drähten besteht, so wird der Klebstoff innerhalb der Hülse zwischen die einzelnen Drähte des Alu-Leiters eingepreßt.
Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist ein Gefäß für die Mischung von zwei Komponenten des Klebstoffes, eine Injektionseinrichtung, welche an das der Stirnseite des Alu-Leiters anliegende Ende der Hülse ansetzbar ist und die Hülse sowie das in die Hülse eingesetzte abisolierte Ende des Alu-Leiters umschließende Preßbacken auf.

[0008] Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachstehend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, in axialem Schnitt,

Fig. 2

ein mit einem Kabelschuh verbundenes elektrisches Kabel, in Draufsicht sowie in gegenüber Fig. 1 vergrößertem Maßstab; und

Fig. 3

das mit dem Kabelschuh verbundene elektrische Kabel, im Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 2.

[0009] In Fig. 1 ist ein Kabel 1 dargestellt, welches aus einem von einer Isolierung 12 umgebenen Leiter 11 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht und welches mit einem Kabelschuh 2 elektrisch gut leitend und mechanisch fest verbunden werden soll. Der Leiter 11 besteht aus einer aus einer Vielzahl von Drähten. Der Kabelschuh 2 besteht aus einer angenähert zylindrischen Hülse 21, welche mit einer Anschlußfahne 22 ausgebildet ist.
Um das Kabel 1 mit dem Kabelschuh 2 elektrisch zu verbinden, wird das abisolierte Ende des Alu-Leiters 11 in die Hülse 21 des Kabelschuhs 2 eingeschoben und wird es anschließend in dieser mittels eines in die Hülse 21 eingebrachten elektrisch leitenden Klebstoffes verklebt.

[0010] Zur Einbringung des Klebstoffes in die Hülse 21 des Kabelschuhs 2 dient eine Vorrichtung 3, welche ein Mischgefäß 31, eine Injektionseinrichtung 32 und Preßbacken 41 enthält. Dem Misehgefäß 31 werden einerseits aus einem mit einer Heizung 36 ausgebildeten Vorratsbehälter 35 eine erste Komponente des Klebstoffes 30 und andererseits aus einem Vorratsbehälter 37 ein Härter zugeführt. Vom Mischbehälter 31 wird der aus beiden Komponenten bestehende Klebstoff 30 in die Injektionseinrichtung 32 gefördert. Die Injektionseinrichtung 32 ist mit einer mit Düsen versehenen Platte 38 ausgebildet, welche von den zwei Preßbacken 41 umschlossen ist und welche an dasjenige Stirnende der Hülse 21 anliegt, von welchem die Anschlußfahne 22 abragt. Mittels der Injektionseinrichtung 32 wird in die Hülse 21 Klebstoff 30 eingepreßt, welcher zwischen die einzelnen Drähte des Leiters 11 gelangt und diese miteinander und mit der der Hülse 21 verklebt. Um eine rasche Aushärtung des Klebstoffes zu erzielen, sind die Preßbacken 41 mit Heizelementen 42 ausgebildet.
Als Klebstoff wird z. B. ein handelsüblicher Zweikomponentenkleber verwendet, welcher elektrisch leitfähig ist.

[0011] In den Fig. 2 und 3 ist das mit dem Kabelschuh 2 verbundene Kabel 1 dargestellt. Wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Anschlußfahne 22 des Kabelschuhs 2 mit einer Bohrung 23 ausgebildet, mittels welcher der Kabelschuh 2 auf einem Bolzen, z.B. dem Kontaktbolzen einer Batterie, befestigt werden kann.
Wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird vorzugsweise nach dem Verkleben des Kabels 1 mit dem Kabelschuh 2 dessen Hülse 21 zu einem sechseckigen Querschnitt verformt, wodurch der Alu-Leiter 11 und der Kalbeschuh 2 auch formschlüssig mechanisch verbunden werden.
Alternativ zu diesem Verfahren kann der Klebstoff auf das abisolierte Ende des Alu-Leiters 11 aufgetragen werden, worauf dieses in die Hülse 21 des Kabelschuhs 2 eingesetzt wird.

[0012] Dieses Verfahren dient somit dazu, ein aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestelltes Kabel mit einer Batterieklemme elektrisch und mechanisch zu verbinden. Hierbei werden die bisher bei aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellten elektrischen Leitern auftretenden hohen Übergangswiderstände vermieden. Da Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen im Vergleich zu anderen in der Kabelindustrie verwendeten Metallen ein wesentlich geringeres spezifisches Gewicht aufweisen, werden hierdurch bei elektrischen Installationen maßgebliche Verringerungen an Gewicht erzielt, welcher Sachverhalt insbes. in der Fahrzeugindustrie und in der Flugzeugindustrie von Bedeutung ist.

Ansprüche

1. Verfahren zur elektrischen und mechanischen Verbindung eines aus einem metallischen Leiter (11) und einer diesen umgebende Isolierung [12] bestehenden elektrischen Kabels ( 1 ) mit einem Kabelschuh (2) bzw. mit einer Batterieklemme, wobei das abisolierte freie Ende des metallischen Leiters (11) in eine Anschlußhülse (21) des Kabelschuhs (2) bzw. der Batterieklemme eingesetzt und mit dieser verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Leiter (11) aus Aluminium bzw. aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist und daß dessen abisoliertes freies Ende in der Anschlußhülse (21) mittels eines elektrisch leitenden Klebstoffes (30) verklebt wird, wobei der Klebstoff (30), durch die Stirnseite des Anschlußhülse (21) injiziert wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußhülse (21) nach dem Einsetzen des freien Endes des Alu-Leiters (11) verformt wird, wodurch die Anschlußhülse (21) mit dem freien Ende des Alu-Leiters (11) formschlüssig verbunden wird.

3. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das abisolierte freie Ende des Alu-Leiters (11) Klebstoff aufgebracht wird, worauf dieses in die Anschlußhülse (21) des Kabelschuhs (2) bzw. der Batterieklemme eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff (30) in die Anschlußhülse (21) des Kabelschuhs (2) bzw. der Batterieklemme von der dem Kabel (1) gegenüberliegende Seite her eingepreßt wird.

5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Alu-Leiter (11) aus einer Vielzahl von Drähten besteht und daß der Klebstoff (30) innerhalb der Anschlußhülse (21) zwischen die einzelnen Drähte des Alu-Leiters (11) eingepreßt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gefäß (31) für die Mischung von zwei Komponenten des Klebstoffes (30), eine Injektionseinrichtung (32), und die Anschlußhülse (21) sowie ein in diese eingesetzte abisolierte Ende eines Leiters (11) umschließende Preßbacken (41) aufweist, dadurch gekennzeichnet daß der Leiter (11) ein Alu-Leiter (11) ist und die Injektionseinrichtung (32) an das der Stirnseite des Alu-Leiters (11) anliegende Ende der Hülse (21) ansetzbar ist.

Claims

1. A method for electrical and mechanical connection of an electrical cable (1) consisting of a metallic conductor (11) and insulation (12) surrounding it with a cable lug (2) or with a battery terminal, the bared free end of the metallic conductor (11) being inserted into a conductor barrel (21) of the cable lug (2) or the battery terminal and connected therewith, characterised in that the metallic conductor (11) is made from aluminium or an aluminium alloy and in that the bared free end is adhered in the conductor barrel (21) by means of an electrically conductive adhesive (30), wherein the adhesive (30) is injected through the end of the conductor barrel (21).

2. A method according to claim 1, characterised in that the conductor barrel (21) is deformed after insertion of the free end of the aluminium conductor (11), whereby the conductor barrel (21) is connected form-fittingly with the free end of the aluminium conductor (11).

3. A method according to one of claims 1 and 2, characterised in that adhesive is applied to the bared free end of the aluminium conductor (11), whereupon the latter is inserted into the conductor barrel (21) of the cable lug (2) of the battery terminal.

4. A method according to one of claims 1 and 2, characterised in that the adhesive (3) is pressed into the conductor barrel (21) of the cable lug (2) or the battery terminal from the opposite side from the cable (1).

5. A method according to claim 4, characterised in that the aluminium conductor (11) consists of a plurality of wires and in that the adhesive (30) is pressed between the individual wires of the aluminium conductor (11) inside the conductor barrel (21).

6. A device for performing the method according to one of claims 1 to 5, characterised in that it comprises a vessel (31) for mixing two components of the adhesive (30), an injection device (32) and pressure clamps (41) surrounding the conductor barrel (21) together with a bared end, inserted into the barrel, of a conductor (11), characterised in that the conductor (11) is an aluminium conductor (11) and the injection device (32) may be fitted to the end of the barrel (21) adjoining the end of the aluminium conductor (11).

Revendications

1. Procédé pour la connexion électrique et mécanique d'un câble électrique (1) composé d'un conducteur métallique (11) et d'une isolation (12) entourant ce dernier à une cosse (2) ou à une borne de batterie, l'extrémité libre dénudée dudit conducteur métallique (11) étant insérée dans une douille de raccordement (21) de la cosse (2) ou de la borne de batterie et connectée à ladite douille de raccordement, caractérisé en ce que le conducteur métallique (11) est fabriqué en aluminium ou en un alliage d'aluminium et en ce que son extrémité libre dénudée est collée dans la douille de raccordement (21) au moyen d'une colle électroconductrice (30), ladite colle (30) étant injectée par le front de la douille de raccordement (21).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la douille de raccordement (21) est déformée après l'insertion de l'extrémité libre du conducteur en aluminium (11), la douille de raccordement (21) étant ainsi assemblée par forme avec l'extrémité libre du conducteur en aluminium (11).

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que de la colle est appliquée sur l'extrémité libre dénudée du conducteur en aluminium (11), ladite extrémité étant ensuite insérée dans la douille de raccordement (21) de la cosse (2) ou de la borne de batterie.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la colle (30) est injectée dans la douille de raccordement (21) de la cosse (2) et/ou de la borne de batterie du côté opposé au câble (1).

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conducteur en aluminium (11) est composé d'une multitude de fils et en ce que la colle (30) est injectée à l'intérieur de la douille de raccordement (21) entre chacun des fils du conducteur en aluminium (11).

6. Dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit dispositif présente un récipient (31) pour le mélange de deux composants de la colle (30), un organe d'injection (32) et la douille de raccordement (21) ainsi que des mordaches (41) entourant ladite extrémité dénudée insérée d'un conducteur (11), caractérisé en ce que le conducteur (11) est un conducteur en aluminium (11) et en ce que l'organe d'injection (32) peut être rattaché à l'extrémité de la douille (21) adjacente au front du conducteur en aluminium (11).

Zeichnung