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DE102020203380A1 - Vorrichtung und verfahren zum verbinden von stromkabeln - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum verbinden von stromkabeln Download PDF

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DE102020203380A1
DE102020203380A1 DE102020203380.3A DE102020203380A DE102020203380A1 DE 102020203380 A1 DE102020203380 A1 DE 102020203380A1 DE 102020203380 A DE102020203380 A DE 102020203380A DE 102020203380 A1 DE102020203380 A1 DE 102020203380A1
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DE
Germany
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crimp
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section
cable
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DE102020203380.3A
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English (en)
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Laurent Delescluse
Romain Savina
Abel Belinga
Gert Droesbeke
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Aptiv Technologies Ag Ch
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Aptiv Technologies Ltd
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  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) und ein Verfahren zum Verbinden von Stromkabeln (2). Die Vorrichtung (1) umfasst zwei Crimp-Abschnitte (3), die dies- und jenseits eines Zwischenabschnitts (9) angeordnet sind. Eine abragende Struktur im Zwischenabschnitt (9) ermöglicht die korrekte Positionierung der freien Enden (14) der miteinander zu verbindenden Stromkabel (2). So lässt sich sicherstellen, dass jedes Kabel (2) sich über die gesamte Länge seines jeweiligen Crimp-Abschnitts (3) erstreckt.

Description

  • Gebiet der Technik
  • Die Erfindung betrifft das Gebiet der Verbindungstechnik. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden von Stromkabeln. Beispielsweise findet die Erfindung Anwendung in der Automobil-Verbindungstechnik.
  • Stand der Technik
  • Auf dem Gebiet der Verbindungstechnik sind bisweilen Reparaturen erforderlich, bei denen zwischen zwei Abschnitten eines elektrisch leitenden Kabels der Stromfluss wiederhergestellt werden muss. Hierzu wurden Verbindungsvorrichtungen entwickelt, um Spleiße oder Anschlüsse zwischen zwei elektrischen Leitern herzustellen.
  • Darüber hinaus kann es insbesondere in der Automobilbranche von Vorteil sein, Kabel aus Kupferlegierungen durch Kabel aus Aluminiumlegierungen zu ersetzen. Allerdings ist die Verwendung von Aluminiumkabeln aufgrund der Oxidation von Aluminium problematisch, das dazu neigt, eine durchgängige, elektrisch isolierende Schicht auf seiner Oberfläche zu bilden. Dies kann an den Kontaktstellen zwischen einem Kabel und den Vorrichtungen, mit denen es verbunden ist, äußerst kritische Folgen nach sich ziehen. Um diesem Mangel abzuhelfen, wurden besondere Crimp-Verfahren entwickelt. So kann beispielsweise die Innenfläche der Crimp-Abschnitte gerändelt sein, das heißt mit einem Streifen- und/oder Gittermuster in Form von Reliefstrukturen, Einkerbungen oder Ausbuchtungen (also der Negativ-Ausführung von Einkerbungen) versehen sein.
  • Oftmals erfolgt eine Reparatur zur Wiederherstellung des Stromflusses zwischen zwei Stromkabeln jedoch manuell. Allerdings hat sich erwiesen, dass der Stromfluss zwischen zwei Leitern aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, die bei einer Reparatur über eine Verbindungs- oder Spleißvorrichtung verbunden werden, unzureichend sein kann, insbesondere wenn die Reparatur manuell erfolgt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung hat unter anderem zum Ziel, zumindest teilweise den Stromfluss zwischen zwei Leitern aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, die über eine Verbindungsvorrichtung verbunden werden, zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Verbinden von Stromkabeln gelöst, die aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist und zwei Crimp-Abschnitte umfasst, welche jeweils die Form einer Rinne sowie eine Innenfläche aufweisen. Besagte beiden Crimp-Abschnitte sind dies- und jenseits eines Zwischenabschnitts angeordnet. Besagter Zwischenabschnitt weist ebenfalls eine Innenfläche auf, die kontinuierlich in die Innenfläche der Crimp-Abschnitte übergeht. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung eine an der Innenfläche des Zwischenabschnitts abragende Struktur.
  • Dank der Erfindung lassen sich so die freien Enden der elektrisch miteinander zu verbindenden Stromkabel zusammenführen, wobei jedes am jeweiligen Anschlag besagter an der inneren oder Innenfläche des Zwischenabschnitts abragenden Struktur anliegt. Da sich dieser Zwischenabschnitt zwischen den Crimp-Abschnitten befindet, lässt sich durch die Positionierung der freien Enden der Kabel am Anschlag der abragenden Struktur sicherstellen, dass jedes Kabel sich über die gesamte Länge seines jeweiligen Crimp-Abschnitts erstreckt. Da jeder Crimp-Abschnitt insbesondere durch seine Länge und Form vorgesehen ist, einen ausreichenden Stromfluss sicherzustellen, ist der Stromfluss zwischen den beiden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung miteinander verbundenen Leitern ebenfalls zufriedenstellend.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst gegebenenfalls das eine und/oder das andere folgende Merkmal, wobei jedes unabhängig vom jeweils anderen oder in Kombination mit einem oder mehreren anderen Merkmalen betrachtet wird:
    • - Die abragende Struktur ist von jedem Crimp-Abschnitt mindestens 0,8 Millimeter beabstandet;
    • - die abragende Struktur umfasst zwei Stifte, die sich quer von der Innenfläche der Rinne aus erstrecken;
    • - die abragende Struktur weist eine Brückenform mit zwei Stützen auf, die sich jeweils im Wesentlichen quer von einer Basis an der Innenfläche der Rinne bis zu einem oberen Ende erstrecken, wobei die beiden oberen Enden der Stützen durch eine Querstrebe verbunden sind;
    • - die Crimp-Abschnitte umfassen jeweils eine gerändelte Innenfläche;
    • - der Zwischenabschnitt und die Crimp-Abschnitte erstrecken sich längs parallel zueinander; und
    • - die abragende Struktur ist in Bezug auf die dies- und jenseits des Zwischenabschnitts angeordneten Crimp-Abschnitte zentriert.
  • Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden von Stromkabeln, bei dem zwei zu verbindende Stromkabel sowie eine wie oben beschriebene Verbindungsvorrichtung bereitgestellt werden.
  • Gemäß dem Verfahren wird ein Abschnitt eines freien Endes jedes Kabels abisoliert und mindestens ein Bereich jedes dieser Abschnitte eingeführt, wobei diese sich jeweils in der Rinne in Kontakt mit der Innenfläche jedes der Crimp-Abschnitte befinden. Jedes der freien Enden wird am Anschlag einer abragenden Struktur an der Innenfläche des Zwischenabschnitts positioniert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst gegebenenfalls das eine und/oder das andere folgende Merkmal, wobei jedes unabhängig vom jeweils anderen oder in Kombination mit einem oder mehreren anderen Merkmalen betrachtet wird:
    • - Jedes der freien Enden wird manuell am Anschlag der abragenden Struktur positioniert;
    • - ein nicht-abisolierter Abschnitt jedes Kabels wird zwischen zwei Fixierungsflügeln der Verbindungsvorrichtung geklemmt und ein abisolierter Abschnitt jedes Kabels zwischen zwei Crimp-Flügeln der Verbindungsvorrichtung geklemmt.
  • Figurenliste
  • Weitere erfindungsgemäße Merkmale, Ziele und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und hinsichtlich der beigefügten Zeichnungen, die als nicht erschöpfende Aufzählung von Beispielen dienen. Hierbei gilt:
    • [ ] zeigt eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung;
    • [ ] zeigt eine schematische Perspektivansicht der in dargestellten Vorrichtung;
    • [ ] zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Details der in den und dargestellten Vorrichtung;
    • [ ] zeigt ähnlich wie ein Detail eines anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
    • [ ] zeigt eine schematische Perspektivansicht der in den bis dargestellten, hier mit Stromkabeln verbundenen Vorrichtung;
  • Detaillierte Beschreibung
  • Nachfolgend ist in Verbindung mit den bis und ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zum Verbinden von Stromkabeln 2 beschrieben. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 1 aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt. Die Vorrichtung 1 wird aus einem Blatt eines elektrisch leitenden Materials mit einer Dicke von zwischen beispielsweise 275 und 295 Mikrometern, insbesondere von 290 Mikrometern, ausgeschnitten und geformt. Bei diesem Material handelt es sich beispielsweise um eine Kupferlegierung.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst zwei Crimp-Abschnitte 3. Jeder Crimp-Abschnitt 3 weist eine Rinnenform auf, die eine Rille 4 bildet, die sich entlang einer Längsrichtung DL erstreckt. Jeder Crimp-Abschnitt 3 umfasst einen Fixierungsabschnitt 5 und einen Verbindungsabschnitt 6. Der Fixierungsabschnitt 5 ist dazu vorgesehen, einen nichtabisolierten Kabelabschnitt aufzunehmen (der demnach einen Isoliermantel um einen oder mehrere Leiterdrähte umfasst). Der Verbindungsabschnitt 6 ist dazu vorgesehen, einen abisolierten Kabelabschnitt aufzunehmen (bei dem der Isoliermantel um einen oder mehrere Leiterdrähte abgezogen wurde). Auf Höhe des Fixierungsabschnitts 5 ist die Rille 4 breiter als auf Höhe des Verbindungsabschnitts 6.
  • Der allgemeine Aufbau jedes der Crimp-Abschnitte 3 entspricht bekannten Ausführungen. Beispielsweise erstrecken sich auf Höhe des Verbindungsabschnitts 6 zwei Verbindungsflügel 7 jeweils seitlich an jeder Seite der Rille 4 und auf Höhe des Fixierungsabschnitts 5 zwei Fixierungsflügel 8 jeweils seitlich auf jeder Seite der Rille 4.
  • Jeder der beiden Crimp-Abschnitte 3 ist an einer Seite eines Zwischenabschnitts 9 angeordnet. Die beiden Crimp-Abschnitte 3 und der Zwischenabschnitt 9 sind im Wesentlichen gemäß einer Längsrichtung DL ausgerichtet. Die Rille 4 der Crimp-Abschnitte 3 verlängert sich am Zwischenabschnitt 9.
  • Die Vorrichtung 1 ist in Bezug auf eine senkrecht zur Längsrichtung DL verlaufende Mittelebene symmetrisch und mit gleichem Abstand zu jedem der Crimp-Abschnitte 3 im Zentrum des Zwischenabschnitts 9 angeordnet.
  • Die Flügel 7, 8 sowie die Rille 4 der Crimp-Abschnitte 3 und des Zwischenabschnitts 9 umfassen eine Innenfläche 10.
  • Die Innenfläche 10 der Rille 4 des Crimp-Abschnitts 3 sowie die Innenfläche 10 der Verbindungsflügel 7 sind gerändelt. Sie sind mit einem Streifen- und/oder Gittermuster in Form von Reliefstrukturen versehen. Diese Reliefstrukturen bilden beispielsweise Einkerbungen oder Ausbuchtungen (also die komplementäre Form von Einkerbungen).
  • Auf Höhe des Zwischenabschnitts 9 ist die Verbindungsvorrichtung 1 mit einer in Bezug auf die Innenfläche 10 abragenden Struktur 11 versehen.
  • Besagte abragende Struktur 11 umfasst beispielsweise zwei Vorsprünge 12 oder Stifte, die dies- und jenseits einer Öffnung 13 angeordnet sind, aus der sie vor der Ausformung ausgeschnitten werden.
  • Diese beiden Vorsprünge 12 oder Stifte erstrecken sich von der Innenfläche 10 aus im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung DL. Diese Vorsprünge 12 oder Stifte ragen von der Innenfläche 10 um eine Höhe HS von zwischen beispielsweise 400 und 600 Mikrometern ab. Jeder Vorsprung 12 oder Stift ist von jedem Crimp-Abschnitt 3 beispielsweise um einen Abstand DS von mindestens 0,8 Millimetern beabstandet. Sie bilden Anschlagsmittel für ein Kabel 2, dessen freies Ende 14 oder Endstück in eine gerichtete Richtung der Crimp-Abschnitte 3 hin zu der Mittelebene PM bewegt wird.
  • Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform, die in dargestellt ist, weist die abragende Struktur 11 eine Brückenform mit zwei Stützen 15 auf, die sich jeweils im Wesentlichen quer von einer Basis an der Innenfläche 10 der Rille 4 bis zu einem oberen Ende erstrecken, wobei die beiden oberen Enden der Stützen 15 durch eine Querstrebe 16 verbunden sind; Diese Brückenform wird beispielsweise durch Zuschneiden und Stanzen des ausgeschnittenen Teils hergestellt. Diese Wände bilden damit Anschlagsmittel für ein Kabel 2, dessen freies Ende 14 oder Endstück in eine gerichtete Richtung der Crimp-Abschnitte 3 hin zu der Mittelebene PM bewegt wird.
  • Alternativ wird die abragende Struktur 11 nur durch Stanzen erhalten. In diesem nicht dargestellten Fall ist die abragende Struktur 11 als Vorwölbung mit zwei Seitenwänden ausgeführt, die sich jeweils im Wesentlichen quer von einer Basis an der Innenfläche 10 der Rille 4 bis zu einem oberen Ende erstrecken. Diese Wände bilden damit Anschlagsmittel für ein Kabel 2, dessen freies Ende 14 oder Endstück in eine gerichtete Richtung der Crimp-Abschnitte 3 hin zu der Mittelebene PM bewegt wird.
  • Diese durch Zuschneiden und Stanzen oder bloßes Stanzen erhaltenen Varianten weisen einen robusteren Zwischenabschnitt 9 auf als die Variante mit einer Öffnung 13 (ohne Brücke). Zudem ist die Leitfähigkeit zwischen den beiden Crimp-Abschnitten 3 besser, da der Zwischenabschnitt 9 mehr Material enthält, um die Stromflüsse zwischen den beiden Crimp-Abschnitten 3 zu verteilen.
  • Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, beispielsweise zur Durchführung einer Reparatur, werden zwei miteinander zu verbindende Stromkabel 2 und eine wie oben beschriebene Verbindungsvorrichtung 1 bereitgestellt. Es wird ein Abschnitt eines freien Endes jedes Kabels 2 abisoliert. Es wird mindestens ein Bereich jedes dieser Abschnitte jeweils in einer Rinne in die Rille 4 und in Kontakt mit der Innenfläche 10 jedes der Crimp-Abschnitte 3 eingeführt. Das freie Ende 14 jedes Kabels 2 wird am Boden der Rille 4 entlang in den Zwischenabschnitt 9 in Richtung der Mittelebene PM bewegt, bis besagtes freies Ende 14 einen der Vorsprünge 12, Stifte oder Stützen 15 kontaktiert. Spürt der Bediener, dass das freie Ende 14 des Kabels 2, das er bewegt, am Vorsprung 12, Stift, der Wand oder Stütze 15 anliegt, der bzw. die sich in Bezug auf die Mittelebene PM auf der Seite des Crimp-Abschnitts 3, in dem das betreffende Kabel 2 platziert ist, befindet, so weiß er, dass besagtes Kabel 2 den Crimp-Abschnitt 3 vollständig von einem Ende bis zum anderen durchquert. Die Kontaktfläche zwischen dem Kabel 2 einerseits und der Rille 4 sowie den Verbindungsflügeln 7 andererseits wird so maximiert. Daraufhin können die Verbindungsflügel 7 und Fixierungsflügel 8 verformt werden, um sie an das Kabel 2 heranzuführen. Die Fixierungsflügel 8 und die Verbindungsflügel 7 werden daher jeweils auf einen nichtabisolierten Abschnitt jedes Kabels 2 einerseits und einen abisolierten Abschnitt jedes Kabels 2 andererseits heruntergebogen und zusammengedrückt.
  • Die Erfindung bietet verschiedene Vorteile, unter anderem:
    • - Sie kann auf Kabel 2 mit einem Querschnitt von beispielsweise zwischen 0,75 und 6 mm2 angewandt werden.
    • - Sie lässt sich verwenden, um Kabel 2 aus einer Kupfer- oder Aluminiumlegierung zu verbinden.
    • - Sie ist leicht auszuführen.
    • - Sie lässt sich manuell mithilfe einer manuellen Crimp-Vorrichtung ausführen.
    • - Sie ist mit der Verwendung eines Schrumpfschlauchs kompatibel, der die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung 1 bedeckt.
    • - Sie ist kompatibel mit einem Standard-Crimp-Verfahren oder einem Verfahren der Art, wie sie in der Patentanmeldung mit der Nummer FR3033450 beschrieben ist. Diese Crimp-Art ermöglicht das Crimpen mit zwei Kompressionsraten oder -bereichen des Kabels.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • FR 3033450 [0027]

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Verbinden von Stromkabeln, die aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist und zwei Crimp-Abschnitte (3) umfasst, welche jeweils die Form einer Rinne sowie eine Innenfläche (10) aufweisen, wobei die beiden Crimp-Abschnitte (3) dies- und jenseits eines Zwischenabschnitts (9) angeordnet sind, wobei der Zwischenabschnitt (9) ebenfalls eine Innenfläche (10) aufweist, die kontinuierlich in die Innenfläche (10) der Crimp-Abschnitte (3) übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine an der Innenfläche (10) des Zwischenabschnitts (9) abragende Struktur (11) aufweist.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die abragende Struktur (11) von jedem Crimp-Abschnitt (3) mindestens 0,8 Millimeter beabstandet ist.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die abragende Struktur (11) zwei Stifte (12) umfasst, die sich quer von der Innenfläche (10) der Rinne aus erstrecken.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die abragende Struktur (11) eine Brückenform mit zwei Stützen (15) aufweist, die sich jeweils im Wesentlichen quer von einer Basis an der Innenfläche (10) der Rinne bis zu einem oberen Ende erstrecken, wobei die beiden oberen Enden der Stützen (15) durch eine Querstrebe (16) verbunden sind.
  5. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Crimp-Abschnitte (3) jeweils eine gerändelte Innenfläche (10) umfassen.
  6. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Zwischenabschnitt (9) und die Crimp-Abschnitte (3) sich längs parallel zueinander erstrecken.
  7. Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die abragende Struktur (11) in Bezug auf die dies- und jenseits des Zwischenabschnitts (9) angeordneten Crimp-Abschnitte (3) zentriert ist.
  8. Verfahren zum Verbinden von Stromkabeln, bei dem zwei miteinander zu verbindende Stromkabel (2) und eine Verbindungsvorrichtung (1) bereitgestellt werden, wobei die Verbindungsvorrichtung (1) aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist und zwei Crimp-Abschnitte (3) umfasst, welche jeweils die Form einer Rinne mit einer Innenfläche (10) aufweisen, wobei besagte beiden Crimp-Abschnitte (3) dies- und jenseits eines Zwischenabschnitts (9) angeordnet sind, wobei der Zwischenabschnitt (9) ebenfalls eine Innenfläche (10) aufweist, die kontinuierlich in die Innenfläche (10) der Crimp-Abschnitte (3) übergeht, gemäß diesem Verfahren wird ein Abschnitt eines freien Endes (14) jedes Kabels (2) abisoliert, mindestens ein Bereich jedes dieser Abschnitte eingeführt, wobei diese sich jeweils in einer Rinne in Kontakt mit der Innenfläche (10) jedes der Crimp-Abschnitte (3) befinden. dadurch gekennzeichnet, dass jedes der freien Enden (14) am Anschlag einer abragenden Struktur (11) auf der Innenfläche (10) des Zwischenabschnitts (9) positioniert wird.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei jedes der freien Enden (14) manuell an den Anschlag der abragenden Struktur (11) angelegt wird.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei ein nicht-abisolierter Abschnitt jedes Kabels (2) zwischen zwei Fixierungsflügel (8) der Verbindungsvorrichtung (1) geklemmt wird und ein abisolierter Abschnitt jedes Kabels zwischen zwei Verbindungsflügeln (7) der Verbindungsvorrichtung geklemmt wird.
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