本發(fā)明涉及一種在電氣線路端部制作有效電接觸點(diǎn)的方法，其包括鋁或鋁合金。

背景技術(shù)：

例如，在專利文獻(xiàn)EP2735397A1中基本描述了這種方法。

由根據(jù)本發(fā)明的方法加工的導(dǎo)體包括鋁或鋁合金。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在下文中僅提及鋁，然而，它也表示鋁合金。特別地，術(shù)語(yǔ)“絞合(stranding)”表示“捻”的概念，但通常也具有“扭”或“保持在一起”的含義。

由于重量和費(fèi)用的原因，鋁導(dǎo)體越來(lái)越多地用作銅導(dǎo)體的替代物。例如，使用這些導(dǎo)體的主要領(lǐng)域是在車輛和飛機(jī)技術(shù)。與銅相反，鋁的低電導(dǎo)率在大多數(shù)的使用中并不重要。由于鋁導(dǎo)體覆有較差的導(dǎo)電氧化層，因此在將接觸點(diǎn)連接至導(dǎo)體時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。在存在數(shù)個(gè)單獨(dú)的股(又稱為股導(dǎo)體(strand conductor))的情形下，該缺點(diǎn)變得尤其明顯，在不進(jìn)行特殊處理的情況下，其中每個(gè)被不可避免的氧化層包圍著。該問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)已為人所熟知，在許多出版物中都有描述。特別地，它們涉及一工藝，利用該工藝，氧化層可破裂和/或被添加劑取代，以對(duì)于所有導(dǎo)線使得股導(dǎo)體與電流鏈接成為可能。氧化物作為有害部分殘留在導(dǎo)體端部。下面5篇文獻(xiàn)作為示例被提及。

在專利文獻(xiàn)DE10223397B4中披露了一種方法，其中接觸元件建立良好的電連接，其連接于包括鋁導(dǎo)線的股導(dǎo)體。此外，起初將鍍錫的金屬襯套推到股導(dǎo)體端部的內(nèi)側(cè)。然后在它們的前側(cè)，通過(guò)保護(hù)氣體焊或超聲的方式對(duì)單獨(dú)的導(dǎo)線鍍或焊錫。從而，破壞股導(dǎo)體周圍的氧化層。因此，在股導(dǎo)體的端部上形成覆蓋型的鍍或焊錫。最后，推進(jìn)接觸元件并將其與股導(dǎo)體的端部按壓在一起。所述覆蓋型鍍或焊錫被按壓排除。

專利文獻(xiàn)DE10346160B3描述了一種用于接觸完成為鋁制導(dǎo)體的股導(dǎo)體的方法，其中在鋁制導(dǎo)體的端部?jī)?nèi)側(cè)推入一例如銅構(gòu)成的鍍錫接觸端子。通過(guò)超聲鍍錫或通過(guò)已知的金屬焊接方法將完成的管形接觸端子置于鋁制導(dǎo)體的前端。

在根據(jù)專利文獻(xiàn)DE10357048A1的方法中，接觸器件的供應(yīng)置于鋁制股導(dǎo)體的端部上，并至少加熱高達(dá)其熔融溫度。使用該接觸器件以創(chuàng)建股導(dǎo)體與罐形接觸元件(該接觸元件可以是同時(shí)、或額外添加或后來(lái)形成的)之間的電接觸的材料連接?？梢詫⒐山g合導(dǎo)體浸入到錫槽中以涂覆接觸器件。同時(shí)，股導(dǎo)體的一部分形成可以在錫槽中分離或切斷的分離或切斷面。利用應(yīng)變釋放張力將接觸元件按壓在股導(dǎo)體的周圍。

專利文獻(xiàn)DE102011018353A1描述了一種將接觸部件連接至鋁制股導(dǎo)體的方法。在股導(dǎo)體的端部設(shè)置保護(hù)襯套并將兩者按壓在一起。隨后，例如通過(guò)旋轉(zhuǎn)焊將旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的接觸部件焊接于股導(dǎo)體的前側(cè)。如此，在接觸部件與股導(dǎo)體之間形成金屬間的連接。

專利文獻(xiàn)DE102011089207A1描述了將具有例如單獨(dú)的鋁制導(dǎo)線的股導(dǎo)體與例如銅制接觸部件相接觸的方法。單獨(dú)的導(dǎo)線暴露在股導(dǎo)體的截面中，將這些單獨(dú)的導(dǎo)線壓縮并焊接在一起。對(duì)于兩種焊接工藝，例如可以采用超聲焊接法。即使通過(guò)超聲波來(lái)破壞氧化層，但圍繞著股導(dǎo)體的鋁制單獨(dú)導(dǎo)線的部分氧化層依然殘留在原位置。

在專利文獻(xiàn)DE2325294A中創(chuàng)建了一種在至少一個(gè)金屬電導(dǎo)體處制造接觸端部的方法。在該方法的第一實(shí)施例中，描述了用于處理電導(dǎo)體的裝置，其中導(dǎo)體的垂直布置點(diǎn)與露出的端部下方安裝在一起。提供導(dǎo)體的該裝置是因?yàn)橥ㄟ^(guò)加熱的熔融金屬，垂直導(dǎo)體部件的表面張力增大，形成了梨形的小的塊狀體。通過(guò)成型可以使該小的塊狀體形成為不同的接觸元件。在該方法的第二實(shí)施例中，具有上部面向端部的一對(duì)導(dǎo)體布置在夾具中。通過(guò)使用電弧使導(dǎo)體端部熔融，以便熔融的金屬能夠從暴露的端部向下流動(dòng)并被收集到夾具內(nèi)的中空部分中。影響熔融體的表面張力與中空的形式共同作用，以便使熔融體形成圓形對(duì)稱配置。

如上所述，專利文獻(xiàn)EP2735397A1描述了一種將銅基接觸部分與由數(shù)個(gè)單獨(dú)的鋁制導(dǎo)線構(gòu)成的電導(dǎo)體導(dǎo)電連接的方法。一罐形接觸部分具有從該部分突出的單一的圓柱形襯套。在導(dǎo)體上推動(dòng)該襯套直到導(dǎo)體的前表面位于接觸部分的底部，并將該襯套被緊固地安裝于此。之后，在接觸部分的外部，例如在其底部區(qū)域中附接有旋轉(zhuǎn)的連續(xù)壓力工具，通過(guò)摩擦提升導(dǎo)體材料的溫度直到其軟化并與將其擴(kuò)散焊接至接觸部分。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明基于這樣的目的：布置上述方法以產(chǎn)生接觸點(diǎn)，其中導(dǎo)體的導(dǎo)線的電傳導(dǎo)材料被限制在一緊湊的單元中。

該目的通過(guò)權(quán)利要求1的所有特征的總體來(lái)滿足。

利用該方法，導(dǎo)體的點(diǎn)在其前側(cè)通過(guò)熱源被如此高的升溫或加熱，直到包括混繞氧化層的導(dǎo)體的點(diǎn)上的所有導(dǎo)線熔化，其導(dǎo)線通過(guò)周圍的保持件緊固地保持在一起。從而，熔融的鋁粘合成一連續(xù)體，接觸部分全部由鋁構(gòu)成，并與導(dǎo)體的所有導(dǎo)線的鋁結(jié)合在一起。在高溫的作用下單獨(dú)的導(dǎo)線的氧化層材料熔融消失，以便鋁制接觸部分上沒(méi)有殘留。冷卻之后，在導(dǎo)體的點(diǎn)處形成了工作的電接觸點(diǎn)，緊湊均勻的鋁制接觸元件保留下來(lái)。這樣可以以簡(jiǎn)單的方式來(lái)制造與例如由銅構(gòu)成的接觸元件的導(dǎo)電連接，其中，確定的是，導(dǎo)體的整個(gè)導(dǎo)電的橫截面都能被檢測(cè)到。

有利地，進(jìn)行該方法，以便導(dǎo)體的點(diǎn)在保持件之外突出。然后熱源可簡(jiǎn)單地引向?qū)w的前側(cè)。在這種情形下，導(dǎo)體在其周圍表面上的任何額外的覆蓋都是不需要的。

在該方法的第二優(yōu)選實(shí)施例中，導(dǎo)體被如此緊固地放置在保持件中，以便導(dǎo)體的前表面與保持件的相應(yīng)邊緣位于同一水平。導(dǎo)體沒(méi)有突出超過(guò)保持件。

相應(yīng)地，在該方法的第三優(yōu)選實(shí)施例中，保持件可以放置在導(dǎo)體的點(diǎn)上，以便其從導(dǎo)體上突出。然后保持件以一中空空間圍繞導(dǎo)體的尖端，并且保持件以模具的方式提供限定功能，以通過(guò)熱源制造接觸部分。

例如，熱源可以是等離子光發(fā)生器、激光束、電子束、WIG(鎢-惰性氣體)電源或MSG(金屬保護(hù)氣體)電源，例如，這些熱源可以產(chǎn)生2000℃以及更高的溫度，通過(guò)這些熱源可以半蒸發(fā)掉導(dǎo)體的氧化層。這里提及的不同的熱源能夠具有高達(dá)3500℃的溫度。因此導(dǎo)體的點(diǎn)處的升溫時(shí)間例如只需要2秒就已足夠。

對(duì)于Wig方法，升溫或加熱時(shí)間在2至6秒之間。采用激光束焊接和電子束焊接的焊接時(shí)間可以小于2秒。因此必須選定激光輸出，并優(yōu)選配備掃描系統(tǒng)。有利地，可以用保護(hù)氣體覆蓋的方式來(lái)進(jìn)行該熔融工藝。

例如，有利地，使用兩個(gè)已有的夾緊元件來(lái)構(gòu)成保持件，這兩個(gè)夾緊元件在完成夾緊時(shí)緊固地圍繞著導(dǎo)體的端部。優(yōu)選地，夾緊元件由銅構(gòu)成。具有適當(dāng)尺寸的夾緊元件還可以額外地用于從下方和后部保護(hù)位于與熱源的熱量相對(duì)的部件，例如導(dǎo)體周圍的絕緣件。

有利地，進(jìn)行該方法，以使垂直方向的導(dǎo)體被緊固地置于保持件中。由于導(dǎo)體點(diǎn)的加熱時(shí)間非常短，因此可以水平或成一角度地布置導(dǎo)體。從而，熔融的鋁不會(huì)滴落到導(dǎo)體的點(diǎn)處。

該方法(包含冷卻)完成之后，用接觸部件，完全由鋁構(gòu)成的接觸點(diǎn)位于在導(dǎo)體的點(diǎn)處。它能夠直接用作與接觸元件連接的連接件。在隨后進(jìn)一步的處理中，起初，在保護(hù)氣體的作用下就能夠除去接觸部件的氧化層。

附圖說(shuō)明

借助附圖以實(shí)施例的方式來(lái)解釋根據(jù)本發(fā)明的方法。

在附圖中：

圖1和圖2示意性示出了在兩個(gè)不同的加工階段中的電導(dǎo)體端部。

圖3至圖5以三個(gè)不同的實(shí)施例示意性示出了進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置。

圖6示出了導(dǎo)體與接觸元件之間的接觸點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

基于圖1和圖5的垂直布置的導(dǎo)體來(lái)解釋根據(jù)本發(fā)明的方法。類似地，本方法也可以用傾斜或水平運(yùn)轉(zhuǎn)的導(dǎo)體來(lái)進(jìn)行。

在圖1中示出了由鋁構(gòu)成的導(dǎo)線1的端部，其具有電導(dǎo)體L。有利地，在導(dǎo)體(Leiter)1中，導(dǎo)線1彼此絞合。為清楚起見(jiàn)，圖示的導(dǎo)線彼此分離，并且實(shí)際上僅4根導(dǎo)線1。導(dǎo)體L由絕緣體2圍繞著，在端部，暴露該絕緣體并且其遠(yuǎn)離導(dǎo)線1。導(dǎo)線1保持在一起，并通過(guò)由箭頭4、5所指示方向的保持件3(圖3)固定在導(dǎo)體L的端部。相應(yīng)地，附圖中示出了以垂直方向布置的導(dǎo)體L。熱源6(圖3)作由箭頭7表示的向上指向的前側(cè)。

例如，簡(jiǎn)要地，熱源可在導(dǎo)體L的前表面上作用4秒，并且有利地，事實(shí)上作為已經(jīng)提及的，與保護(hù)氣體覆蓋一起作用。例如，導(dǎo)體L的點(diǎn)同時(shí)被加溫到2300℃，以便鋁被熔化。從而，所有導(dǎo)線1的鋁被一同束縛成為單件均一接觸部分8，其保留在導(dǎo)體L的點(diǎn)上。

為了緊固導(dǎo)體L，采用了保持件3，有利地，該保持件3由兩個(gè)部分，夾緊元件9和10構(gòu)成一個(gè)。其優(yōu)選由銅制成。下方區(qū)域，尤其是導(dǎo)體L的絕緣體2被保持件3遮蔽，或通過(guò)橫穿過(guò)熱源6的夾緊元件來(lái)遮蔽。

根據(jù)圖3，例如，導(dǎo)體從保持件3突出4mm的長(zhǎng)度。熱源6到保持件3的距離取決于所采用的每個(gè)熱源。如圖所示，從熱源6流出的熱流流過(guò)錐形邊緣11。

根據(jù)圖4，導(dǎo)體L被帶進(jìn)入保持件中，以使導(dǎo)體的前表面與保持件的上邊緣位于同一水平。

在第三種變型中，根據(jù)圖4，導(dǎo)體L被固定，以便其凸出超過(guò)了保持件。然后使接觸部分8位于保持件3內(nèi)，其以城壕(moat)的形式在周圍限定。

經(jīng)過(guò)短期的升溫或加熱后，如上所述，導(dǎo)體L的端部形成單件均一接觸部分。然后冷卻導(dǎo)體L的端部并移除保持件3。

之后，導(dǎo)體L能夠與例如由銅構(gòu)成的接觸元件12連接。為此，有利地，如圖4所示，接觸部分8提前成型為矩形物體。接觸部分8和接觸元件12可焊接在一起。合適的配置由箭頭13和14示出。例如，可采用超聲焊接配置。