专利名称：用于预制电缆的方法以及预制的电缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及预制电缆。本发明尤其涉及接通电缆，包括轻金属绞线，例如铝绞线。但是本发明也可以转移到其它绞线材料，例如镁和铜绞线或者由ー种或多种上述的、或者其它适合的材料组成的合金制成的绞线。这种电缆主要在汽车中使用，用于以电能供电耗电器。这种电缆同样用于电系统的接地。除了预制电缆的方法以外本发明还涉及预制的电缆。
背景技术：
主要在汽车领域中早就存在期望，为了减轻重量以及以成本有利的选择替换昂贵的材料，使电缆由轻金属、例如镁或铝以及其合金制成。在使这个电缆与触点部件电接通吋，它们尤其在汽车中在数年的长时间上处于动态负荷，但是尤其由于材料的冷态倾向、即，轻金属如铝和镁的冷态倾向，也在低温时降低组织中的机械应力，以及由于主要在铝合金中在铝合金表面上出现的氧化层，并且最后由于在轻金属绞线与触点部件连接部位中的电化学腐蚀的危险，在现场产生在保持接通方面的电解问题。因此早就存在需求，在所述状况下也提供轻金属绞线与触点部件的持久耐用的接通。为了解决这个问题，DE 10 2008 031 588 Al建议，使轻金属绞线通过超声波焊接エ艺与触点部件连接，其中首先使套与轻金属绞线的外露端部利用超声波焊接エ艺冷焊接。接着这个套用于与触点部件接通。超声波焊接过程要求在500至1500ms之间。已知的可选择的软钎焊或硬钎焊过程甚至要求数秒时间。
由WO 2008/104668 Al已知ー种备选方法。这种方法利用磁脉冲焊接エ艺通过电缆靴的套作为接触部件与电缆的外露绞线冷焊接。在此使套与已知的机械夹紧或敛缝类似地通过磁脉冲焊接エ艺从外部特别快速地顶压在绞线上，用于建立与绞线的接触。这种方法的缺陷是，磁脉冲的作用向着绞线中心减弱。由此在使位于中间的单线不再产生冷焊接，由此不仅降低接触部件与绞线的机械连接的可靠性，而且降低连接的导电性。
发明内容
因此本发明的目的是，实现ー种用于预制电缆的方法，它以相对较短的エ艺持续时间，即使在使用轻金属绞线时也保证与WO 2008/104668相比更可靠地接通接触部件与电缆的绞合导体。此外本发明涉及实现ー种预制的电缆，它以短的エ艺持续时间并由此成本有利地制成，并且即使在使用轻金属作为导体材料时也实现接触部件与电缆绞合导体的更可靠的接通。上述目的相应地通过具有权利要求1特征的用于预制电缆的方法以及具有权利要求5特征的预制的电缆得以实现。在从属权利要求中给出本发明的有利扩展结构。本发明的基本思想是，通过在绞合导体内部设有至少ー支撑负责使机械脉冲以最佳的方式也传递到内部的单线上，并由此避免降低到中心的电和机械接通的质量。本发明相应地建议ー种用于预制电缆的方法。与此相关，预制的电缆指的是产生完成安装的电缆、电缆束或整个电缆树，包括所有的接触部件。作为接触部件在本发明的意义上包括各种插头和触点。纯示例地列举用于高压应用的电缆靴和圆销。要预制的电缆典型地是具有绞合导体的单芯电缆。但是电缆也可以具有多芯、即相互电绝缘的绞合导体以及附加的屏蔽，例如用于高压应用。绞合导体与由单线制成的实心导体不同地构造。在大的导体横截面中必需的、非常大量的单线中出于对称原因也使许多绞合导体相互绞合，它们由此也得到接近圆形的导体横截面。优选使绞合导体的绞线由轻金属或轻金属合金如镁或铝或其合金制成。在这里由于成本和重量的优势特别优选使用纯铝。按照本发明的方法在优选的实施例中包括使至少ー优选长形的、尤其销子状的支撑加入在绞合导体的外露单线中心中，即绞合导体的单线之间。为此最好在前面的工作步骤中使电缆或芯线的部分长度去绝缘，用于露出绞线。可以这样加入支撑，附加地在独立的步骤中使绞合导体的单线相互插接，用于实现用于支撑的相应空间。这个过程例如可以通过导入非常尖锐构成的锥销实现，它导入到单线之间并且在绞合导体相互插接之后再去棹。备选地也可以设想，支撑本身通过其前端部尖锐地构成并且直接加入到绞合导体里面并且在这个过程期间相互顶压。即，支撑本身可以用于绞合导体“变形”。也可以设想多个部件，例如销子，加入到绞合导体的外露单线之间，它们共同形成支撑。也能够实现多个支撑，它们例如相互支撑并且可以围绕绞合导体的中心轴线对称地分布。此外按照本发明的方法包括将套围绕外露绞合导体的外圆周定位。在此最好这样定位套，使它不仅包围外露绞合导体的部分长度，而且包围支撑的部分长度。即，至少在局部部位套至少包围外露的绞合导体和支撑。套可以事先插到电缆上，在支撑导入到绞合导体里面之前。但是也可以设想，相反的过程或者同时安置套和加入支撑。最后，尤其当不仅套而且支撑一体地通过接触部件构成(见后面)。套最好是具有封闭的、最好圆形横截面的套。最后，按照本发明的方法包括材料锁合地连接(挤压)套与绞合导体以及绞合导体与支撑，由此使接触部件与绞合导体电连接。按照本发明接触部件可以与套和/或支撑连接，尤其一体 地构成。因此可以设想，使接触部件与套一体地构成或者与销子一体地构成。销子或套在这种情况下是相应独立的部件，它们只有在挤压后才与其它部件连接。备选地也可以设想，不仅套而且销子与接触部件一体地构成。销子和/或套可以由与接触部件相同的材料制成，即，例如由铜或其合金或由与绞合导体相同的轻金属构成。但是也可以设想，套和/或销子由与接触部件和/或绞合导体不同的材料制成。除了上述的优点以外，本发明还提供其它优点，本方法不仅可以用于接通铜导线、即铜多芯导体，而且可以用于铝导线、即铝多芯导体。在此可以使用相同的接触部件形状和相同的方法。最后必要时可能需要，使套直径适配于与铜相比更大的铝材横截面。按照本发明的特别优选的实施例，通过压焊过程实现材料锁合的连接(挤压)。在这里考虑超声波焊接过程，其中套要径向定心。出于这个原因并且为了减少エ艺持续时间，优选磁脉冲焊接过程。在磁脉冲焊接方法方面请參阅前述的WO 2008/104 668 Al。使用磁脉冲焊接方法与超声波焊接不同，也能够在超过60mm2的大导线横截面时实现高的机械强度和同样微小的过渡电阻。通过使用压焊过程使套的内侧面与处于接触的单线冷焊接。此外实现相互间处于接触的单线相互间的冷焊接，以及与支撑处于接触的单线与支撑的冷焊接。由此以几乎恒定的质量在径向上实现绞合导体的所有线的可靠焊接。因此还优选，所述支撑基本中心地加入到绞合导体之间。这一点可以这样保证，使外露的绞合导体首先在一个模具中全圆周地固定，它给定在导入支撑以后的最大直径。在这个模具中固定支撑或销子，用于形成用于导入支撑的空间，如上所述那样。销子相对于模具定心，由此可以保证支撑相对于绞合导体的中心布置。在使用偶数单线时能够使支撑精确地中心布置，其中单线均匀地分布在支撑圆周上。在奇数单线时只能够基本实现中心布置，因为ー根单线必需径向偏离方向，它否则中心地布置。这ー点在本申请的意义上也指的是“中心”的概念，并且在权利要求中通过概念“基本”表征。为了易于导入支撑或销子，用于形成用于支撑的空间，优选在克服捻度的扭转的绞合导体上去绝缘，由此在要接通的部位至少减少扭绞并由此易于加入支撑。除了用于预制的方法以外，本发明也涉及ー个预制的、单芯或多芯的、屏蔽的或未屏蔽的电缆，它对于ー个或多个芯线包括设置在绞合导体中心的销子(上述的支撑)、挤压在绞合导体外圆周上的套和接触部件，它与套和/或销子连接，最好一体地构成，以及与绞合导体处于电接触。电缆最好是一具有纵向中心轴线的圆导体，并且所述销子基本与纵向中心轴线对中。对此參阅上述的中心加入支撑。此外优选，所述绞合导体的单线由铝或铝合金构成，其中所述套的内侧面与单线冷焊接、单线相互间冷焊接并且单线与销子冷焊接，如上所述那样。
在下面的优选实施例描述中给出本发明的其它特征和优点，它们可以单独或与一个或多个上述特征组合地转换。下面借助于附图解释它们，附图中
图1示出按照本发明的具有接触部件的电缆在接触之前的示意图，
图2示出图1的组合在按照 本发明方法的中间步骤，
图3简示出图1的组合的连接过程。
具体实施例方式在下面的描述中解释优选的实施例。但是当然，本发明也可以应用于其它电缆，具有由其它材料制成的绞合导体以及用于其它接触部件。也可以设想，使接触部件不像下面所述那样与支撑或销子一体地连接，而是也可以选择与套或两个部件连接。也能够使连接不是一体地、而是例如材料锁合、力锁合和/或形状锁合地构成。在图1中简示出ー电缆I。在所示实施例中电缆I是圆导体，具有基本圆形的横截面。电缆I具有绞合导体4，它由多个单线构成。绞合导体4可以与图示不同扭绞地构成，或者如图所示由相互平行延伸的线构成。此外电缆包括通常意义上的绝缘5，它全圆周地包围绞合导体4并且相对于外部影响隔绝，如同由专业人员公知的那样。在图1所示的电缆I端部上电缆I去绝缘。即，绞合导体4在部分长度L上外露。在这个部位L不再存在绝缘5。如果绞线4扭绞，克服捻度地去绝缘，用于使单线至少在端部部位L基本相互平行地取向，这易于以后导入销子6 (也包括支撑)，尤其中心地加入销子。绞合导体4的单线在所示实施例中由纯铝或铝合金制成。但是也可以使用铜绞线、镁绞线或由这些金属合金制成的绞线。此外在图1中示出接触部件2。接触部件2通过接触部分7构成，例如电缆靴或圆销(如图所示)。但是可以设想其它接触部分，即常见的触点和/或插头作为接触部分7。在所示实施例中销子6与接触部分7 —体地构成。销子6是长形的支撑，其横截面尺寸(尤其直径)明显小于绞合导体4的横截面(尤其其直径)。必要时支撑6的横截面可以对应于绞合导体4的横截面。但是可以设想更大或更小的横截面。此外在图1中示出套3，它在横截面中具有封闭的圆形形状。在此直径略微大于电缆与绝缘5的直径。必要时也可以使套只在绞合导体4上在部位L移动，但是直径小于电缆I在绝缘5部位的直径。套3薄壁地构成并且最好具有0.1mm至0. 5mm之间的厚度。套3最好由金属、尤其铜或铝或这些金属的合金制成。套还可以在其表面上具有金属的覆层，例如银。销子6由金属制成并且最好具有硬度，它不低于绞合导体4的单线硬度。最好使用金属、尤其铜或铝或这些金属的合金。此外销子6也可以具有金属层，例如银。在一体结构中接触部分由相同的材料制成。另ー方面对于销子6和接触部分7也可以设想使用不同的材料并且使它们通过各种连接エ艺材料锁合、力锁合和/或材料锁合地相互连接。下面借助于附图1至3解释按照本发明方法的实施例。如图1所示，首先使 电缆I在部位L完全去绝缘。如上所述，这一点可以克服绞合导体4的捻度实现。接着在这样处理的电缆上插上套3。接着使销子6与接触部分7 —起插入到电缆I在绞合导体4的单线之间的去绝缘端部里面。在此使绞合导体4在中心分开，其中理想地使单线均匀地分布在销子6的圆周上。备选地也可以设想，首先使锥销插入到绞合导体4的单线之间，用于使绞合导体在中心分开并且实现用于销子状部件6的空间，如同前面已经详细解释的那样。为了使绞合导体4的单线均匀地分开，可以有利地使绞合导体端部L容纳在一个模具里面，它全圆周地包围这个绞合导体。这个模具给定绞合导体4在分开后的最大圆周，并且在中心加入销子6时只能够使绞合导体4的单线这样分开，使销子6在端部中心地位于绞合导体4里面。但是这只能够当存在偶数单线的时候实现。在奇数时中心定位的绞合导体的单线在任意的径向上偏心。但是这种相对于中心布置的略微错开对于连接效果没有明显的负面影响并且属于中心布置的定义。在加入后销子6基本与电缆I的中心轴线对中。在图2中示意地通过箭头A表示加入销子6到绞合导体4里面。接着如同通过图2中的箭头B所示，将套3推到绞合导体4的外露长度L或者至少其一部分上。在这个状态套3全圆周地包围绞合导体4的部分长度L以及部分销子6。換言之，套3至少这样设置，使它在局部部位不仅包围绞合导体4，而且包围销子6。在下一方法步骤中，如同通过图3中的箭头C所示那样，通过磁脉冲焊接エ艺，如同在WO 2008/104668 Al中公开的那样与绞合导体4材料锁合地连接。为此通过磁场感应电流到套里面，电流产生反作用于外部磁场的磁场。通过由此引起的斥力使套在微妙以内加速地挤压到一起并且以高速碰到外部绞合导体上。在碰撞时冲击式的自由能破坏现有的氧化层并且导致金属表面的冷焊接。在这个过程中径向位于内部的套3侧面与与这个内侧面处于接触的绞合导体4的单线冷焊接。同时适用于相互间处于接触的绞合导体4的单线以及绞合导体的单线，它们与销子6接触。通过脉冲还实现尤其绞合导体的塑性变形，由此克服在绞合导体里面原先存在的空心空间。对于最佳的、材料锁合的超出单纯挤压绞合导体地接通重要的是，在接合部件之间产生最大的脉冲传递。在中心的相应设计尺寸的支撑正好保证这一点，没有它通过脉冲传递到中心的能量只能使位于其中的单线变形，但是不足以使其冷焊接。尤其在铝绞线中完全的冷焊接对于电连接的最佳传导值仍然是重要的，因为由于自然的氧化层在绞合导体的单线上没有或只有极大减小的垂直于导体横截面的导电。接着通过销子6建立绞合导体4与接触部分7的电接通。这种方法与超声波焊接不同，也在超过60mm2的大导体横截面时实现高的机械强度和同样微小的传递电阻。此外可以比在不使用销子6、而是只使套3与接触部分7连接的方法中实现更均匀的在径向中的冷焊接，这导致导电的、机械稳定的且由此也更可靠且更长久的接通。此外本方法不仅可以在铝绞线中使用，而且可以在铜绞线或其它材料的绞线中使用，无需改变方法或接触部件形状。必要时只需使套3的套尺寸、即其直径适配于相应的导线横截面。
本发明相应地提供ー种方法，具有短的エ艺持续时间、可靠的接触效果和灵活的使用可能性。此外实现ー个预制的电缆，它具有比已知现有技术更可靠的接通并且可以成本有利地制成。但是不言而喻，本发明也可以与上述优选实施例所述不同地转换，如同前面所述的那样。因此在下面的权利要求中定义本发明。
权利要求
1.一种用于预制电缆的方法包括步骤 加入至少一支撑(6 )在电缆绞合导体(4)的外露单线之间的电缆(I)端部上； 围绕外露绞合导体(4)的外圆周定位套(3)，由此使套至少包围外露绞合导体(4)和支撑(6)的部分长度(L)； 挤压所述套，由此使与套(3 )和/或支撑(6 )连接的接触部分(7 )与绞合导体(4)电连接。
2.如权利要求1所述的方法，其中通过挤压焊接过程、尤其磁脉冲焊接过程实现挤压，由此使套(3)的内侧面与由此处于接触的绞合导体(4)的单线冷焊接、使相互间处于接触的绞合导体(4)的单线相互间冷焊接并且使与支撑(6)处于接触的绞合导体(4)的单线与支撑冷焊接。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述支撑(6)基本中心地加入到绞合导体(4)的单线之间。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述电缆(I)在一端去绝缘，用于外露绞合导体(4)，其中电缆的绞合导体(4)的单线扭绞并且克服捻度地使绞合导体去绝缘。
5.预制电缆，包括至少一具有绞合导体的芯线、至少一设置在绞合导体(4)的单线之间的支撑(6)、一挤压在绞合导体外圆周上的套(3)和一接触部分(7)，它与套(3)和/或支撑(6)连接，最好一体地构成并由此与绞合导体(4)处于电接触。
6.如权利要求5所述的预制电缆，其中所述电缆(I)是一具有纵向中心轴线的圆导体，并且所述支撑(6)基本与纵向中心轴线对中。
7.如权利要求5或6所述的预制电缆，其中所述绞合导体(4)的单线由铝或铝合金构成。
8.如权利要求5至7中任一项所述的预制电缆，其中所述套(3)的内侧面与由此处于接触的绞合导体(4)的单线冷焊接、使相互间处于接触的绞合导体(4)的单线相互间冷焊接并且使与支撑(6)处于接触的绞合导体(4)的单线与销子冷焊接。
全文摘要
一种用于预制电缆的方法包括以下步骤加入一长形的、尤其销子状的支撑(6)在电缆绞合导体(4)的外露单线之间的电缆(1)端部上；围绕外露绞合导体(4)的外圆周定位套(3)，由此使套至少包围外露绞合导体(4)和支撑(6)的部分长度(L)；挤压所述套，由此使与套(3)和/或支撑(6)连接的接触部分(7)与绞合导体(4)电连接。本发明还涉及一种这样预制的电缆。
文档编号H01R4/18GK103038944SQ201180027109
公开日2013年4月10日 申请日期2011年3月23日 优先权日2010年4月1日
发明者L.莱曼 申请人:利萨·德雷克塞迈尔有限责任公司