阅读说明：本技术 用于密封电连接设备的接头区域的方法和电连接设备 (Method for sealing a joint region of an electrical connection device and electrical connection device ) 是由 克里斯托弗·福斯特迈尔 路茨·雷曼 菲利克斯·克里马斯 于 2018-06-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于密封电连接设备(1)的接头区域(6)的方法，所述电连接设备包括(1)电缆(2)，所述电缆(2)带有多个布置在电连接元件(4)的接收套(3)内的单独导体，所述单独导体与所述接收套(3)的终端部分(5)在被构造为凹陷的接头区域(6)内被焊接，其中通过在端侧并且形状配合地插入到所述接头区域(6)内的封塞(9)将所述接头区域(6)密封，所述封塞(9)与摩擦焊接工具的形状匹配，通过所述摩擦焊接工具已事先将所述单独导体和所述接收套(3)的所述终端部分(5)通过摩擦焊接相互焊接。本发明还涉及电连接设备(1)。(The invention relates to a method for sealing a terminal region (6) of an electrical connection device (1), comprising (1) an electrical cable (2), wherein the cable (2) has a plurality of individual conductors arranged in a receiving sleeve (3) of an electrical connection element (4), wherein the individual conductors are welded to a terminal portion (5) of the receiving sleeve (3) in the terminal region (6) designed as a recess, wherein the terminal region (6) is sealed by a plug (9) which is inserted into the terminal region (6) at the end and in a form-fitting manner, wherein the plug (9) is adapted to the shape of a friction welding tool by means of which the individual conductors and the terminal portion (5) of the receiving sleeve (3) have been welded to one another by friction welding in advance. The invention also relates to an electrical connection device (1).)

用于密封电连接设备的接头区域的方法和电连接设备

技术领域

本发明涉及用于密封电连接设备的接头区域的方法以及在权利要求11的前序部分中给出的类型的电连接设备。

背景技术

DE 10 2013 101 876 B3示出了电连接设备，电连接设备具有电缆，电缆带有多个布置在电连接元件的接收套内的单独导体，单独导体与接收套的终端部分在被构造为凹陷的接头区域内被焊接。通过将销钉引入到布置为束形的电缆内实现了接头区域，以此，单独导体在接收套的终端部分的区域内沿接收套的方向向外被挤压。在由此形成的接合阱内使用销钉作为用于摩擦焊接方法的旋转摩擦焊接工具，其结果是形成了被构造为凹陷的接头区域。替代地，销钉也可以是用于另外的摩擦焊接方法的工具，例如具有用于扭转超声焊接的超声焊头的形式。

此类被构造为凹陷的接头区域通常具有电负性不同的材料，因为此电缆的单独导体通常由有色金属制成并且接收套经常由轻金属制成。此类接头区域必须被绝对保护以防止电解质的影响，特别是防止盐水或类似物的影响，以避免电腐蚀。但是此类被构造为凹陷的接头区域不容易被可靠地密封从而防止电解质的侵入。此接头区域的涂漆的缺点在于其不是永久弹性的。此外，在涂漆期间可能形成所谓的滴形物。此外，接头区域内的特别地垂直的或特别地陡峭的壁难以被密封。此外，可能形成非均匀的漆厚度。此外，也可使用例如浇注物的形式进行密封。在此所使用的材料通常相对昂贵并且具有相对长的硬化时间。此外，例如也可将此被构造为凹陷的接头区域以壳体包裹。但是，由此产生了相对大的结构空间要求、相对昂贵的壳体安装，其中此类壳体本身也可能引起相对高的成本。

发明内容

本发明的任务是提供一种解决方案，通过所述解决方案可以在前述类型的电连接设备的情况中简单并且可靠地密封被构造为凹陷的接头区域。

此任务通过带有独立权利要求的特征的用于密封电连接设备的接头区域的方法以及通过电连接设备解决。在从属权利要求中给出了具有合适的并且非常规的本发明的改进方案的有利的构造。

在根据本发明的用于密封电连接设备的接头区域的方法中，电连接设备包括电缆，电缆带有多个布置在电连接元件的接收套内的单独导体，单独导体与接收套的终端部分在被构造为凹陷的接头区域内被焊接，通过在端侧并且形状配合地***到接头区域内的封塞将接头区域密封，封塞与摩擦焊接工具的形状匹配，通过摩擦焊接工具已事先将单独导体和接收套的终端部分通过摩擦焊接相互焊接。

因此，根据本发明规定，使封塞的形状与被构造为凹陷的接头区域的形状匹配。这通过使封塞的形状至少基本上对应于所使用的摩擦焊接工具的形状来实现，因此也必然对应于所产生的接头区域的形状或轮廓。如果例如使用锥形的摩擦焊接工具产生接头区域，则只要接头区域在其冷却时具有平的表面，就可以例如使用截锥形的封塞。通过根据本发明的方法，可特别简单地保护通过摩擦焊接工具产生的、被构造为凹陷的接头区域免受特别是盐水等的电解质的侵入。例如可以通过搅拌摩擦焊接或者还可以通过超声焊接来产生接头区域。接头区域可以例如被构造为盆形，或具有另外的、原则上任意的被构造为凹陷的造型。接头区域的造型决定性地取决于被焊入的摩擦焊接工具具有何种形状，摩擦焊接工具用于在接头区域内产生焊接连接。

本发明因此利用了如下事实，即接头区域在几何上被限定并且由于摩擦焊接过程而呈现出高的表面质量。在这种情况下，用作密封元件的封塞能够被最优地切割。特别地，通过封塞的匹配的几何形状，密封过程(即通过封塞进行的接头区域的端侧和形状配合的密封)可以特别快地进行。因此，通过根据本发明的方法，可通过封塞以可靠和简单的方式将前述被构造为凹陷的接头区域在端侧并且形状配合地密封，以防止例如盐水等的电解质的侵入。尽管在包括轻金属和有色金属的接头区域内存在不同的材料组成，但是由此可以长期并且可靠地防止出现电腐蚀。

本发明的一个有利的实施方案规定，在摩擦焊接之后马上将封塞***到接头区域内，使得通过摩擦焊接工具引入到接头区域内的过程热足以至少部分地将封塞熔融，并且由此通过封塞密封接头区域。通过使用过程热，特别地将电缆的绝缘材料的负荷降低到最低。此外，由于封塞的与接头区域的形状匹配的几何形状，几乎不需要大的热量，因为仅将封塞的面对接头区域的边沿区域通过剩余的过程热熔融即可足以实现可靠的密封。因为在摩擦焊接过程中的过程热总是存在，所以过程热可以附加地用于熔融封塞并且由此密封接头区域。

与使用在摩擦焊接中产生的过程热来熔融封塞相结合，优选地，在封塞内形成通道，通道将封塞的上侧上的开口与其下侧上的开口连接，其中设有通道的封塞以其下侧面对接头区域的方式***到接头区域内。通道可以例如钻入到封塞内，或也可以以另外的方式产生。换言之，通道形成将封塞的上侧和下侧连接的贯通开口。由此，在将封塞***或压入到接头区域期间，可以防止在封塞和接头区域之间形成空气腔。在将封塞***到接头区域内时，存在于封塞的下侧和接头区域之间的空气可以通过通道尤其简单地逸出。由此可以保证接头区域的特别可靠的密封。

本发明的另一有利实施方案规定，封塞在其下侧的区域内具有与在其上侧的区域内不同的颜色，使得在封塞熔融时下侧的熔融材料在通过通道后才排出至上侧的开口。通过下侧和上侧的不同的着色，由此可以以特别简单的方式检查是否已实现成功的密封过程。具有与上侧不同的颜色的下侧的熔融的材料可以尤其简单地在以熔融状态从上侧的开口离开时被识别到。由此，以简单的方式实现了对于封塞的可靠的密封效果的无破坏的、可靠的检验。如果封塞在其下侧区域内由有色材料制成并且在其上侧区域内由透明材料制成，则这可特别地简单地被识别到。

根据本发明的替代的有利实施方案规定，将封塞压入到接头区域内，使得由此通过封塞密封接头区域而不使封塞熔融。此方式的优点在于，封塞的引入不必直接衔接于摩擦焊接过程。因此，封塞可以例如在另外的工作地点或甚至在另外的工厂被***到接头区域内，而不必考虑在摩擦焊接过程和封塞***之间的时间偏差。通过将封塞压入到接头区域内，封塞也可以可靠地在端侧并且形状配合地密封被构造为凹陷的接头区域。但是在此方面也可例如通过摩擦焊接工具将封塞压入到接头区域内，通过摩擦焊接工具已事先在接收套和电缆的单独导体之间在接头区域内产生摩擦焊接连接。但是，如果封塞的***和摩擦焊接过程应在地点上分开地执行，则可以使用任意的工具来压入封塞。

优选地，封塞由热塑性材料制成，其中，封塞还特别地优选地由持久弹性的材料制成。持久弹性导致密封元件可以补偿电连接元件的取决于热力学的形状改变，并且因而不形成缝隙。特别地，在封塞应被熔融时，封塞由热塑性材料制成是有利的。封塞的持久弹性的特性在压入以及在利用过程热时是具有优点的，以保证接头区域的防止电解质侵入的持久可靠的密封。

在本发明的另一有利构造中规定，封塞至少在当其***时面对接头区域的区域内具有粘合剂。由此，可以例如将封塞相对简单地定位和固定在接头区域内。特别地，当封塞被压入到接头区域内而不被熔融时，具有粘合剂有助于在将封塞***到接头区域内期间使封塞特别精确地保持定位。

电连接设备包括电缆，电缆带有多个布置在电连接元件的接收套内的单独导体，单独导体与接收套的终端部分在被构造为凹陷的接头区域内被焊接，其中电连接设备的特征在于，通过在端侧并且形状配合地***到接头区域内的封塞将接头区域密封。根据本发明的方法的有利的构造被视作电连接设备的有利构造，并且反之亦然。优选地，电连接元件是带有连接孔的电缆靴。但是另外的电连接元件也是可以的。

附图说明

本发明的另外的优点、特征和细节由如下的优选实施例的描述以及根据附图得到。在说明书中的前述的特征和特征组合以及如下在附图描述中和/或仅在附图中示出的特征和特征组合不仅能够以分别给出的组合使用而且也以另外的组合使用或者单独地使用，而不偏离本发明的范围。

各图为：

图1示出电连接设备的立体图，电连接设备包括电缆，电缆带有多个布置在电缆靴的接收套内的单独导体，单独导体与接收套的终端部分在被构造为凹陷的接头区域内被焊接；

图2示出截锥形的封塞，封塞用作用于接头区域的密封元件；

图3示出封塞的部分透明的且示意性的立体图，其中示出了延伸通过封塞的通道；

图4示出示意性侧视图，其中示出了熔融的封塞材料如何通过通道向外离开；

图5示出电连接设备的另一立体图，其中封塞在端侧***到被构造为凹陷的接头区域内；并且

图6示出电连接设备的另一立体图，其中***到接头区域内的封塞已部分地熔融，由此在端侧并且形状配合地密封接头区域。

在附图中相同的或功能相同的元件被提供以相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中，以立体图示出电连接设备1。电连接设备1包括电缆2，电缆2带有多个布置在电缆靴4的接收套3内的在此未详细示出的单独导体。单独导体与接收套3的终端部分5在被构造为凹陷的接头区域内被焊接。此电连接设备1可以通过在技术背景中所述的专利DE 10 2013 101 876 B3制造。

此外，电缆2还包括绝缘部7，绝缘部7延伸直至接收套3，并且在绝缘部7内布置有在此不可见的电缆2的单独导体。电缆靴4在此处所示的电连接设备1的实施方案中还具有孔8，孔8可以用于将电连接设备1与另外的电导体连接，例如与电流轨或与另一个电导体连接。

接收套3优选地由轻金属制成，其中在此不可见的被电缆2的绝缘部7包围的单独导体优选地由有色金属制成，例如由铜等制成。由此，在接头区域6内存在的问题是存在带有不同的电负性的材料，这有利于产生电腐蚀。因此，特别重要的是将此被构造为凹陷的接头区域6保护，以防止特别是盐水等的电解质的侵入。

在图2中，以立体图示出封塞9，封塞9用作用于电连接设备1的被构造为凹陷的接头区域6的密封元件。在封塞9的下侧10可见开口11。在封塞9的下侧10的此开口11有利于接头区域6的密封过程，对于密封过程在下文中结合附图还将详细论述。优选地，封塞9由热塑性的且持久弹性的材料制成。

在图3中，以部分透明的示意性立体图示出封塞9。在本图示中，也可见在封塞9的下侧10的开口11。此外可见的是，通道12延伸通过封塞9的内部，通道12将封塞9的下侧10的开口11与封塞9的上侧14的开口13连接。

在图4中，以示意性侧视图示出封塞9。为密封被构造为凹陷的接头区域6，将封塞9在摩擦焊接过程(通过摩擦焊接过程形成了接头区域6)之后马上***到此接头区域6内，使得通过用于摩擦焊接的摩擦焊接工具引入到接头区域6内的过程热足以至少部分地将封塞9熔融，并且由此通过封塞9将接头区域6密封。通道12使得封闭在下侧10和接头区域6之间的空气可以逸出。可能被封闭的空气可以特别简单地通过开口11到达通道12内，并且通过上侧14的开口13逸出。

此外也可规定封塞9的下侧10至少具有与其上侧14不同的颜色。如果封塞9熔化，则由下侧10产生的熔融物15可以通过通道12上升，并且通过开口13离开。通过上侧14和下侧10的不同的颜色，可以特别简单地视觉上可理解地识别到是否通过封塞9已实现成功的密封过程，因为封塞9在其下侧已被熔融。

封塞9优选地在其造型上与被构造为凹陷的接头区域6的形状匹配。如果例如接头区域6通过搅拌摩擦焊接产生，则封塞9的造型可以至少基本上对应于摩擦搅拌工具的造型。通过用作密封元件的封塞9的匹配的几何形状，为实现可靠的密封效果仅需将封塞9的相对薄的边沿层熔融。

在图5中，以另一立体图示出电连接设备1，其中将封塞9在端侧***到被构造为凹陷的接头区域6内。如已说明的，这优选地在摩擦焊接过程之后马上进行，通过摩擦焊接过程已将电缆2的单独导体与接收套3的终端部分5焊接，使得在摩擦焊接期间被引入到接头区域6内的过程热足以将封塞9熔融到使得封塞9可靠地密封接头区域6的程度。此外也可规定封塞9在面对接头区域6的区域内具有粘合剂。由此可以保证***到接头区域6内的封塞9也保持到位。

在图6中，以另一立体图示出电连接设备1，其中在端侧***到接头区域6内的封塞9由于通过摩擦焊接过程引入到接头区域6内的过程热已被至少部分地熔融。这可以通过如下情况识别到，即在上侧14的开口13不再如同图5中的情况是可见的。这是因为封塞9的熔融所产生的在此未详细标记的熔融物15流过开口13。

根据本图示，也可以很好地看出，在封塞9的上侧14的颜色与下侧10的或封塞9的整个待熔融的区域的颜色不同时，可以特别简单地视觉地识别何时封塞9已充分地熔融，从而可靠地将被构造为凹陷的接头区域6密封以防止电解质的侵入。

特别地，当使用在摩擦焊接过程中引入的过程热来熔融封塞9时，可以相对好地保护电缆2的绝缘部7。因为在此情况中不必须引入附加的热以熔融封塞9来密封接头区域6。

但是也可以以不熔融封塞9的方式使用封塞9来密封接头区域6。在此情况中，封塞9例如被压入到接头区域6内，使得通过封塞9可以密封接头区域6而不将封塞9熔融。这在如下情况中具有优势：根据一定的边界条件，将接头区域6的通过封塞9进行的密封与实际的摩擦焊接过程在地点上分开地执行是有利的。通过压入封塞9而不使其熔融，也可以实现充分的密封效果。为保证密封效果，可以附加地特别地组合地规定为，封塞9在其与接头区域6接触的区域内具有粘合剂。

附图标记列表

1 电连接设备

2 电缆

3 接收套

4 电缆靴

5 接收套的终端部分

6 接头区域

7 电缆的绝缘部

8 孔

9 封塞

10 封塞的下侧

11 封塞的上侧内的开口

12 封塞内的通道

13 封塞的上侧内的开口

14 封塞的上侧

15 熔融物