專利名稱：用于預(yù)制電纜的方法以及預(yù)制的電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及預(yù)制電纜。本發(fā)明尤其涉及接通電纜，包括輕金屬絞線，例如鋁絞線。但是本發(fā)明也可以轉(zhuǎn)移到其它絞線材料，例如鎂和銅絞線或者由ー種或多種上述的、或者其它適合的材料組成的合金制成的絞線。這種電纜主要在汽車中使用，用于以電能供電耗電器。這種電纜同樣用于電系統(tǒng)的接地。除了預(yù)制電纜的方法以外本發(fā)明還涉及預(yù)制的電纜。
背景技術(shù)：
主要在汽車領(lǐng)域中早就存在期望，為了減輕重量以及以成本有利的選擇替換昂貴的材料，使電纜由輕金屬、例如鎂或鋁以及其合金制成。在使這個電纜與觸點部件電接通吋，它們尤其在汽車中在數(shù)年的長時間上處于動態(tài)負荷，但是尤其由于材料的冷態(tài)傾向、即，輕金屬如鋁和鎂的冷態(tài)傾向，也在低溫時降低組織中的機械應(yīng)力，以及由于主要在鋁合金中在鋁合金表面上出現(xiàn)的氧化層，并且最后由于在輕金屬絞線與觸點部件連接部位中的電化學腐蝕的危險，在現(xiàn)場產(chǎn)生在保持接通方面的電解問題。因此早就存在需求，在所述狀況下也提供輕金屬絞線與觸點部件的持久耐用的接通。為了解決這個問題，DE 10 2008 031 588 Al建議，使輕金屬絞線通過超聲波焊接エ藝與觸點部件連接，其中首先使套與輕金屬絞線的外露端部利用超聲波焊接エ藝冷焊接。接著這個套用于與觸點部件接通。超聲波焊接過程要求在500至1500ms之間。已知的可選擇的軟釬焊或硬釬焊過程甚至要求數(shù)秒時間。

由WO 2008/104668 Al已知ー種備選方法。這種方法利用磁脈沖焊接エ藝通過電纜靴的套作為接觸部件與電纜的外露絞線冷焊接。在此使套與已知的機械夾緊或斂縫類似地通過磁脈沖焊接エ藝從外部特別快速地頂壓在絞線上，用于建立與絞線的接觸。這種方法的缺陷是，磁脈沖的作用向著絞線中心減弱。由此在使位于中間的單線不再產(chǎn)生冷焊接，由此不僅降低接觸部件與絞線的機械連接的可靠性，而且降低連接的導(dǎo)電性。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，實現(xiàn)ー種用于預(yù)制電纜的方法，它以相對較短的エ藝持續(xù)時間，即使在使用輕金屬絞線時也保證與WO 2008/104668相比更可靠地接通接觸部件與電纜的絞合導(dǎo)體。此外本發(fā)明涉及實現(xiàn)ー種預(yù)制的電纜，它以短的エ藝持續(xù)時間并由此成本有利地制成，并且即使在使用輕金屬作為導(dǎo)體材料時也實現(xiàn)接觸部件與電纜絞合導(dǎo)體的更可靠的接通。上述目的相應(yīng)地通過具有權(quán)利要求1特征的用于預(yù)制電纜的方法以及具有權(quán)利要求5特征的預(yù)制的電纜得以實現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中給出本發(fā)明的有利擴展結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的基本思想是，通過在絞合導(dǎo)體內(nèi)部設(shè)有至少ー支撐負責使機械脈沖以最佳的方式也傳遞到內(nèi)部的單線上，并由此避免降低到中心的電和機械接通的質(zhì)量。本發(fā)明相應(yīng)地建議ー種用于預(yù)制電纜的方法。與此相關(guān)，預(yù)制的電纜指的是產(chǎn)生完成安裝的電纜、電纜束或整個電纜樹，包括所有的接觸部件。作為接觸部件在本發(fā)明的意義上包括各種插頭和觸點。純示例地列舉用于高壓應(yīng)用的電纜靴和圓銷。要預(yù)制的電纜典型地是具有絞合導(dǎo)體的單芯電纜。但是電纜也可以具有多芯、即相互電絕緣的絞合導(dǎo)體以及附加的屏蔽，例如用于高壓應(yīng)用。絞合導(dǎo)體與由單線制成的實心導(dǎo)體不同地構(gòu)造。在大的導(dǎo)體橫截面中必需的、非常大量的單線中出于對稱原因也使許多絞合導(dǎo)體相互絞合，它們由此也得到接近圓形的導(dǎo)體橫截面。優(yōu)選使絞合導(dǎo)體的絞線由輕金屬或輕金屬合金如鎂或鋁或其合金制成。在這里由于成本和重量的優(yōu)勢特別優(yōu)選使用純鋁。按照本發(fā)明的方法在優(yōu)選的實施例中包括使至少ー優(yōu)選長形的、尤其銷子狀的支撐加入在絞合導(dǎo)體的外露單線中心中，即絞合導(dǎo)體的單線之間。為此最好在前面的工作步驟中使電纜或芯線的部分長度去絕緣，用于露出絞線?？梢赃@樣加入支撐，附加地在獨立的步驟中使絞合導(dǎo)體的單線相互插接，用于實現(xiàn)用于支撐的相應(yīng)空間。這個過程例如可以通過導(dǎo)入非常尖銳構(gòu)成的錐銷實現(xiàn)，它導(dǎo)入到單線之間并且在絞合導(dǎo)體相互插接之后再去棹。備選地也可以設(shè)想，支撐本身通過其前端部尖銳地構(gòu)成并且直接加入到絞合導(dǎo)體里面并且在這個過程期間相互頂壓。即，支撐本身可以用于絞合導(dǎo)體“變形”。也可以設(shè)想多個部件，例如銷子，加入到絞合導(dǎo)體的外露單線之間，它們共同形成支撐。也能夠?qū)崿F(xiàn)多個支撐，它們例如相互支撐并且可以圍繞絞合導(dǎo)體的中心軸線對稱地分布。此外按照本發(fā)明的方法包括將套圍繞外露絞合導(dǎo)體的外圓周定位。在此最好這樣定位套，使它不僅包圍外露絞合導(dǎo)體的部分長度，而且包圍支撐的部分長度。即，至少在局部部位套至少包圍外露的絞合導(dǎo)體和支撐。套可以事先插到電纜上，在支撐導(dǎo)入到絞合導(dǎo)體里面之前。但是也可以設(shè)想，相反的過程或者同時安置套和加入支撐。最后，尤其當不僅套而且支撐一體地通過接觸部件構(gòu)成(見后面)。套最好是具有封閉的、最好圓形橫截面的套。最后，按照本發(fā)明的方法包括材料鎖合地連接(擠壓)套與絞合導(dǎo)體以及絞合導(dǎo)體與支撐，由此使接觸部件與絞合導(dǎo)體電連接。按照本發(fā)明接觸部件可以與套和/或支撐連接，尤其一體 地構(gòu)成。因此可以設(shè)想，使接觸部件與套一體地構(gòu)成或者與銷子一體地構(gòu)成。銷子或套在這種情況下是相應(yīng)獨立的部件，它們只有在擠壓后才與其它部件連接。備選地也可以設(shè)想，不僅套而且銷子與接觸部件一體地構(gòu)成。銷子和/或套可以由與接觸部件相同的材料制成，即，例如由銅或其合金或由與絞合導(dǎo)體相同的輕金屬構(gòu)成。但是也可以設(shè)想，套和/或銷子由與接觸部件和/或絞合導(dǎo)體不同的材料制成。除了上述的優(yōu)點以外，本發(fā)明還提供其它優(yōu)點，本方法不僅可以用于接通銅導(dǎo)線、即銅多芯導(dǎo)體，而且可以用于鋁導(dǎo)線、即鋁多芯導(dǎo)體。在此可以使用相同的接觸部件形狀和相同的方法。最后必要時可能需要，使套直徑適配于與銅相比更大的鋁材橫截面。按照本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施例，通過壓焊過程實現(xiàn)材料鎖合的連接(擠壓)。在這里考慮超聲波焊接過程，其中套要徑向定心。出于這個原因并且為了減少エ藝持續(xù)時間，優(yōu)選磁脈沖焊接過程。在磁脈沖焊接方法方面請參閱前述的WO 2008/104 668 Al。使用磁脈沖焊接方法與超聲波焊接不同，也能夠在超過60mm2的大導(dǎo)線橫截面時實現(xiàn)高的機械強度和同樣微小的過渡電阻。通過使用壓焊過程使套的內(nèi)側(cè)面與處于接觸的單線冷焊接。此外實現(xiàn)相互間處于接觸的單線相互間的冷焊接，以及與支撐處于接觸的單線與支撐的冷焊接。由此以幾乎恒定的質(zhì)量在徑向上實現(xiàn)絞合導(dǎo)體的所有線的可靠焊接。因此還優(yōu)選，所述支撐基本中心地加入到絞合導(dǎo)體之間。這一點可以這樣保證，使外露的絞合導(dǎo)體首先在一個模具中全圓周地固定，它給定在導(dǎo)入支撐以后的最大直徑。在這個模具中固定支撐或銷子，用于形成用于導(dǎo)入支撐的空間，如上所述那樣。銷子相對于模具定心，由此可以保證支撐相對于絞合導(dǎo)體的中心布置。在使用偶數(shù)單線時能夠使支撐精確地中心布置，其中單線均勻地分布在支撐圓周上。在奇數(shù)單線時只能夠基本實現(xiàn)中心布置，因為ー根單線必需徑向偏離方向，它否則中心地布置。這ー點在本申請的意義上也指的是“中心”的概念，并且在權(quán)利要求中通過概念“基本”表征。為了易于導(dǎo)入支撐或銷子，用于形成用于支撐的空間，優(yōu)選在克服捻度的扭轉(zhuǎn)的絞合導(dǎo)體上去絕緣，由此在要接通的部位至少減少扭絞并由此易于加入支撐。除了用于預(yù)制的方法以外，本發(fā)明也涉及ー個預(yù)制的、單芯或多芯的、屏蔽的或未屏蔽的電纜，它對于ー個或多個芯線包括設(shè)置在絞合導(dǎo)體中心的銷子(上述的支撐)、擠壓在絞合導(dǎo)體外圓周上的套和接觸部件，它與套和/或銷子連接，最好一體地構(gòu)成，以及與絞合導(dǎo)體處于電接觸。電纜最好是一具有縱向中心軸線的圓導(dǎo)體，并且所述銷子基本與縱向中心軸線對中。對此參閱上述的中心加入支撐。此外優(yōu)選，所述絞合導(dǎo)體的單線由鋁或鋁合金構(gòu)成，其中所述套的內(nèi)側(cè)面與單線冷焊接、單線相互間冷焊接并且單線與銷子冷焊接，如上所述那樣。


在下面的優(yōu)選實施例描述中給出本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，它們可以單獨或與一個或多個上述特征組合地轉(zhuǎn)換。下面借助于附圖解釋它們，附圖中
圖1示出按照本發(fā)明的具有接觸部件的電纜在接觸之前的示意圖，
圖2示出圖1的組合在按照 本發(fā)明方法的中間步驟，
圖3簡示出圖1的組合的連接過程。
具體實施例方式在下面的描述中解釋優(yōu)選的實施例。但是當然，本發(fā)明也可以應(yīng)用于其它電纜，具有由其它材料制成的絞合導(dǎo)體以及用于其它接觸部件。也可以設(shè)想，使接觸部件不像下面所述那樣與支撐或銷子一體地連接，而是也可以選擇與套或兩個部件連接。也能夠使連接不是一體地、而是例如材料鎖合、力鎖合和/或形狀鎖合地構(gòu)成。在圖1中簡示出ー電纜I。在所示實施例中電纜I是圓導(dǎo)體，具有基本圓形的橫截面。電纜I具有絞合導(dǎo)體4，它由多個單線構(gòu)成。絞合導(dǎo)體4可以與圖示不同扭絞地構(gòu)成，或者如圖所示由相互平行延伸的線構(gòu)成。此外電纜包括通常意義上的絕緣5，它全圓周地包圍絞合導(dǎo)體4并且相對于外部影響隔絕，如同由專業(yè)人員公知的那樣。在圖1所示的電纜I端部上電纜I去絕緣。即，絞合導(dǎo)體4在部分長度L上外露。在這個部位L不再存在絕緣5。如果絞線4扭絞，克服捻度地去絕緣，用于使單線至少在端部部位L基本相互平行地取向，這易于以后導(dǎo)入銷子6 (也包括支撐)，尤其中心地加入銷子。絞合導(dǎo)體4的單線在所示實施例中由純鋁或鋁合金制成。但是也可以使用銅絞線、鎂絞線或由這些金屬合金制成的絞線。此外在圖1中示出接觸部件2。接觸部件2通過接觸部分7構(gòu)成，例如電纜靴或圓銷(如圖所示)。但是可以設(shè)想其它接觸部分，即常見的觸點和/或插頭作為接觸部分7。在所示實施例中銷子6與接觸部分7 —體地構(gòu)成。銷子6是長形的支撐，其橫截面尺寸(尤其直徑)明顯小于絞合導(dǎo)體4的橫截面(尤其其直徑)。必要時支撐6的橫截面可以對應(yīng)于絞合導(dǎo)體4的橫截面。但是可以設(shè)想更大或更小的橫截面。此外在圖1中示出套3，它在橫截面中具有封閉的圓形形狀。在此直徑略微大于電纜與絕緣5的直徑。必要時也可以使套只在絞合導(dǎo)體4上在部位L移動，但是直徑小于電纜I在絕緣5部位的直徑。套3薄壁地構(gòu)成并且最好具有0.1mm至0. 5mm之間的厚度。套3最好由金屬、尤其銅或鋁或這些金屬的合金制成。套還可以在其表面上具有金屬的覆層，例如銀。銷子6由金屬制成并且最好具有硬度，它不低于絞合導(dǎo)體4的單線硬度。最好使用金屬、尤其銅或鋁或這些金屬的合金。此外銷子6也可以具有金屬層，例如銀。在一體結(jié)構(gòu)中接觸部分由相同的材料制成。另ー方面對于銷子6和接觸部分7也可以設(shè)想使用不同的材料并且使它們通過各種連接エ藝材料鎖合、力鎖合和/或材料鎖合地相互連接。下面借助于附圖1至3解釋按照本發(fā)明方法的實施例。如圖1所示，首先使 電纜I在部位L完全去絕緣。如上所述，這一點可以克服絞合導(dǎo)體4的捻度實現(xiàn)。接著在這樣處理的電纜上插上套3。接著使銷子6與接觸部分7 —起插入到電纜I在絞合導(dǎo)體4的單線之間的去絕緣端部里面。在此使絞合導(dǎo)體4在中心分開，其中理想地使單線均勻地分布在銷子6的圓周上。備選地也可以設(shè)想，首先使錐銷插入到絞合導(dǎo)體4的單線之間，用于使絞合導(dǎo)體在中心分開并且實現(xiàn)用于銷子狀部件6的空間，如同前面已經(jīng)詳細解釋的那樣。為了使絞合導(dǎo)體4的單線均勻地分開，可以有利地使絞合導(dǎo)體端部L容納在一個模具里面，它全圓周地包圍這個絞合導(dǎo)體。這個模具給定絞合導(dǎo)體4在分開后的最大圓周，并且在中心加入銷子6時只能夠使絞合導(dǎo)體4的單線這樣分開，使銷子6在端部中心地位于絞合導(dǎo)體4里面。但是這只能夠當存在偶數(shù)單線的時候?qū)崿F(xiàn)。在奇數(shù)時中心定位的絞合導(dǎo)體的單線在任意的徑向上偏心。但是這種相對于中心布置的略微錯開對于連接效果沒有明顯的負面影響并且屬于中心布置的定義。在加入后銷子6基本與電纜I的中心軸線對中。在圖2中示意地通過箭頭A表示加入銷子6到絞合導(dǎo)體4里面。接著如同通過圖2中的箭頭B所示，將套3推到絞合導(dǎo)體4的外露長度L或者至少其一部分上。在這個狀態(tài)套3全圓周地包圍絞合導(dǎo)體4的部分長度L以及部分銷子6。換言之，套3至少這樣設(shè)置，使它在局部部位不僅包圍絞合導(dǎo)體4，而且包圍銷子6。在下一方法步驟中，如同通過圖3中的箭頭C所示那樣，通過磁脈沖焊接エ藝，如同在WO 2008/104668 Al中公開的那樣與絞合導(dǎo)體4材料鎖合地連接。為此通過磁場感應(yīng)電流到套里面，電流產(chǎn)生反作用于外部磁場的磁場。通過由此引起的斥力使套在微妙以內(nèi)加速地擠壓到一起并且以高速碰到外部絞合導(dǎo)體上。在碰撞時沖擊式的自由能破壞現(xiàn)有的氧化層并且導(dǎo)致金屬表面的冷焊接。在這個過程中徑向位于內(nèi)部的套3側(cè)面與與這個內(nèi)側(cè)面處于接觸的絞合導(dǎo)體4的單線冷焊接。同時適用于相互間處于接觸的絞合導(dǎo)體4的單線以及絞合導(dǎo)體的單線，它們與銷子6接觸。通過脈沖還實現(xiàn)尤其絞合導(dǎo)體的塑性變形，由此克服在絞合導(dǎo)體里面原先存在的空心空間。對于最佳的、材料鎖合的超出單純擠壓絞合導(dǎo)體地接通重要的是，在接合部件之間產(chǎn)生最大的脈沖傳遞。在中心的相應(yīng)設(shè)計尺寸的支撐正好保證這一點，沒有它通過脈沖傳遞到中心的能量只能使位于其中的單線變形，但是不足以使其冷焊接。尤其在鋁絞線中完全的冷焊接對于電連接的最佳傳導(dǎo)值仍然是重要的，因為由于自然的氧化層在絞合導(dǎo)體的單線上沒有或只有極大減小的垂直于導(dǎo)體橫截面的導(dǎo)電。接著通過銷子6建立絞合導(dǎo)體4與接觸部分7的電接通。這種方法與超聲波焊接不同，也在超過60mm2的大導(dǎo)體橫截面時實現(xiàn)高的機械強度和同樣微小的傳遞電阻。此外可以比在不使用銷子6、而是只使套3與接觸部分7連接的方法中實現(xiàn)更均勻的在徑向中的冷焊接，這導(dǎo)致導(dǎo)電的、機械穩(wěn)定的且由此也更可靠且更長久的接通。此外本方法不僅可以在鋁絞線中使用，而且可以在銅絞線或其它材料的絞線中使用，無需改變方法或接觸部件形狀。必要時只需使套3的套尺寸、即其直徑適配于相應(yīng)的導(dǎo)線橫截面。

本發(fā)明相應(yīng)地提供ー種方法，具有短的エ藝持續(xù)時間、可靠的接觸效果和靈活的使用可能性。此外實現(xiàn)ー個預(yù)制的電纜，它具有比已知現(xiàn)有技術(shù)更可靠的接通并且可以成本有利地制成。但是不言而喻，本發(fā)明也可以與上述優(yōu)選實施例所述不同地轉(zhuǎn)換，如同前面所述的那樣。因此在下面的權(quán)利要求中定義本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于預(yù)制電纜的方法包括步驟 加入至少一支撐(6 )在電纜絞合導(dǎo)體(4)的外露單線之間的電纜(I)端部上； 圍繞外露絞合導(dǎo)體(4)的外圓周定位套(3)，由此使套至少包圍外露絞合導(dǎo)體(4)和支撐(6)的部分長度(L)； 擠壓所述套，由此使與套(3 )和/或支撐(6 )連接的接觸部分(7 )與絞合導(dǎo)體(4)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過擠壓焊接過程、尤其磁脈沖焊接過程實現(xiàn)擠壓，由此使套(3)的內(nèi)側(cè)面與由此處于接觸的絞合導(dǎo)體(4)的單線冷焊接、使相互間處于接觸的絞合導(dǎo)體(4)的單線相互間冷焊接并且使與支撐(6)處于接觸的絞合導(dǎo)體(4)的單線與支撐冷焊接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述支撐(6)基本中心地加入到絞合導(dǎo)體(4)的單線之間。
4.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述電纜(I)在一端去絕緣，用于外露絞合導(dǎo)體(4)，其中電纜的絞合導(dǎo)體(4)的單線扭絞并且克服捻度地使絞合導(dǎo)體去絕緣。
5.預(yù)制電纜，包括至少一具有絞合導(dǎo)體的芯線、至少一設(shè)置在絞合導(dǎo)體(4)的單線之間的支撐(6)、一擠壓在絞合導(dǎo)體外圓周上的套(3)和一接觸部分(7)，它與套(3)和/或支撐(6)連接，最好一體地構(gòu)成并由此與絞合導(dǎo)體(4)處于電接觸。
6.如權(quán)利要求5所述的預(yù)制電纜，其中所述電纜(I)是一具有縱向中心軸線的圓導(dǎo)體，并且所述支撐(6)基本與縱向中心軸線對中。
7.如權(quán)利要求5或6所述的預(yù)制電纜，其中所述絞合導(dǎo)體(4)的單線由鋁或鋁合金構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求5至7中任一項所述的預(yù)制電纜，其中所述套(3)的內(nèi)側(cè)面與由此處于接觸的絞合導(dǎo)體(4)的單線冷焊接、使相互間處于接觸的絞合導(dǎo)體(4)的單線相互間冷焊接并且使與支撐(6)處于接觸的絞合導(dǎo)體(4)的單線與銷子冷焊接。
全文摘要
一種用于預(yù)制電纜的方法包括以下步驟加入一長形的、尤其銷子狀的支撐(6)在電纜絞合導(dǎo)體(4)的外露單線之間的電纜(1)端部上；圍繞外露絞合導(dǎo)體(4)的外圓周定位套(3)，由此使套至少包圍外露絞合導(dǎo)體(4)和支撐(6)的部分長度(L)；擠壓所述套，由此使與套(3)和/或支撐(6)連接的接觸部分(7)與絞合導(dǎo)體(4)電連接。本發(fā)明還涉及一種這樣預(yù)制的電纜。
文檔編號H01R4/18GK103038944SQ201180027109
公開日2013年4月10日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者L.萊曼 申請人:利薩·德雷克塞邁爾有限責任公司