连接装置和用于制造连接装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种连接装置，所述连接装置具有金属的扁平导体，所述扁平导体具有至少四边形的横截面轮廓和至少两个彼此对置的、至少部分地在纵向上彼此平行延伸的第一表面和第二表面，至少两个形成为连接片的、在重叠区域中扁平的部件，所述部件在第一表面上以重叠接头放置并突出于扁平导体的一个或两个纵向棱边，其特征在于，金属的搅拌摩擦焊接合区形成为从所述第二表面开始、穿过所述扁平导体至所述第一表面并且伸入所述连接片中。一表面并且伸入所述连接片中。一表面并且伸入所述连接片中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】连接装置和用于制造连接装置的方法


[0001]本专利技术涉及一种特别是在汽车应用中用于电气扁平导体的连接装置，以及一种用于制造这种连接装置的方法。

技术介绍

[0002]电气扁平导体，即所谓的总线，可以具体地由铝、铝合金、铜或铜合金形成。这些扁平导体例如具体地用作用于在车辆中分配电能的所谓的能量骨干、用作电池电芯连接器和/或用作模块连接器。在此，需要沿着扁平导体部分地实现多个目前通常构造为连接片的电输出端。
[0003]如果这些电输出端由与扁平导体不同的金属材料制成，则得到由不同金属材料制成的所谓的混合扁平导线。这些不同金属材料的连接，尤其是当铝是这些材料之一时，在连接位置处的接触电阻方面是有问题的。
[0004]为了实现扁平导体与连接片之间的电气方面有利的电过渡，例如提出了超声波焊接。在超声波焊接中，焊接能量借助超声波通过焊接工具引入接合配对件中。这些接合配对件开始振动并且通过其相对运动在过渡部位上出现焊接能量的引入、接合配对件的随后的熔化并且由此出现金属间的、材料配合的连接。
[0005]超声波焊接是用于建立不同金属的金属间连接的优选的焊接方法。然而，如果在扁平导体与各个连接片之间必须在空间上彼此并排地沿着扁平导体形成多个金属间连接，则该方法具有缺点。因为在焊接第一连接片之后，在通过超声波焊接工具的超声波焊接头焊接另一个连接片时，超声波振动被引入接合配对件中，所以通过振动会损坏扁平导体和连接片之间的之前所建立的金属间的、材料配合的连接。冷却的、硬化的焊接连接可能会产生裂纹、微裂纹或其它损伤，从而之前无缺陷的焊接连接由于引入用于下一焊接连接的焊接能量而被损伤。

技术实现思路

[0006]出于这个原因，本专利技术的目的在于，提供一种连接装置，其中多个连接片可以持续稳定地布置在扁平导体上。
[0007]该目的通过根据权利要求1的连接装置以及根据权利要求15的方法来实现。
[0008]本专利技术的连接装置首先包括扁平导体。该扁平导体可以由金属、例如铝或铝合金以及铜或铜合金构成。
[0009]连接装置可以布置在扁平导体的空间上隔开的区域中或者在整个扁平导体上延伸。也可以在扁平导体上彼此并排地设置两个或多个连接装置。扁平导体在此可以形成为总线，特别是形成为能量骨干。扁平导体也可以构成为电池电芯连接器或电池模块连接器。
[0010]扁平导体具有至少四边形的横截面轮廓，尤其是正方形或矩形的横截面轮廓。在该横截面轮廓的情况下，扁平导体具有至少两个彼此对置的、至少部分地沿纵向方向彼此平行地延伸的第一表面和第二表面。在矩形截面轮廓的情况下，第一表面和第二表面可以
是宽侧面。
[0011]根据本专利技术的连接片布置在扁平导体上。连接片例如也可以形成为扁平件并且尤其在接合面的区域中具有同样四边形的、尤其矩形的或正方形的横截面轮廓。但是连接片也可以构成为接线片、压接端子或类似物。连接片尤其可以由扁平区域和成型区域构成。这些区域可以设置在连接片的远端。扁平区域也可以在两侧由成型区域包围并且成型区域可以突出于扁平导体。成型区域可以形成在用于容纳圆形电缆的弧形容纳部上。
[0012]连接片可以具有至少一个接触区域，尤其邻接于成型区域。接触区域用于与导体(绞合导体或者实心材料)接触。为此，接触区域例如可以被覆层，尤其镀镍和/或镀锡，从而能够钎焊导体。导体也可以被熔焊，特别是借助超声波焊接或电阻焊接。接触区域也可以具有浮凸形状的表面，以便优化焊接。扁平区域可以位于与扁平导体重叠的区域中。
[0013]连接片尤其由板材构成，尤其构成为冲压件或冲压弯曲件。连接片以重叠部、尤其是以重叠接头被放置在扁平导体的第一表面上。在该重叠部中，连接片的表面的一部分(重叠区域)位于扁平导体的第一表面上，并且另一部分延伸超过扁平导体的纵向棱边。
[0014]连接片在扁平导体的纵向上彼此并排布置，然而在此优选彼此间隔开。
[0015]连接片可以在一个或两个端部上具有尤其是在接触区域中的与导体的连接部。此外，这种已经存在的连接可以借助超声波焊接、摩擦焊接、电阻焊接或激光焊接等获得。在此重要的是，已经存在的连接不位于连接片与扁平导体的重叠区域中。
[0016]根据本专利技术现在提出，金属的搅拌摩擦焊接合区形成为从第二表面开始穿过扁平导体至第一表面并伸入连接片中。贯穿的(durchgehend)摩擦搅拌焊接合区延伸穿过两个表面之间的扁平导体并且也延伸到重叠区域中，也延伸到连接片中，在该重叠区域中连接片放置在第一表面上。搅拌摩擦焊接合区由此贯穿地、连续地沿着扁平导体的纵向方向延伸并且穿过扁平导体一直延伸到连接片中。因此，根据本专利技术可以在单个的搅拌摩擦焊过程中将多个连接片共同地以材料配合的方式与扁平导体连接。形成的连接是持久稳定的并且是金属间的。
[0017]在连接时，向第二表面施加挤压力，并且与旋转的焊棒一起，扁平导体从第二表面至第一表面被塑化。此外，通过搅拌使贴靠在第一表面上的连接片至少部分地塑化。因此，不仅扁平导体的材料、而且各连接片的材料都被塑化，并且材料部分地混合。这在两个接合配对件之间产生材料配合的连接。
[0018]在摩擦搅拌焊接中，使用专用的摩擦搅拌焊接机或CNC机将扁平导体压靠在连接片上。这可以借助于搅拌摩擦焊工具及其杆来实现。摩擦焊棒，也被称为销，在杆中旋转或振荡，并被压到第二表面上。同样可能的是，将由杆和销组成的整个搅拌摩擦焊工具置于旋转运动。摩擦焊棒将摩擦焊能量引入扁平导体和连接片中，使得金属材料塑化并以金属间的方式连接。在贯穿的接合区中，沿着扁平导体经过多个连接片形成仅一个棒的沉入部位和一个引出部位。此外，搅拌摩擦焊工具以贯穿的、连续的、优选横向的运动沿着扁平导体的纵轴线在第二表面上行进。然而，在连接片的间距较大时，可以在扁平导体内部彼此并排制造多个接缝。在此要注意，一个焊缝将扁形导体与至少两个连接片连接。
[0019]根据一个实施例，建议搅拌摩擦焊接合区由扁平导体和连接片的在接合期间塑化的材料形成。在连接片放置在第一表面上的、沿着扁平导体的纵轴线的区域中，不仅扁平导体的材料、而且连接片的材料也被塑化。在连接片未贴靠的区域中，可以仅将扁平导体塑
化。
[0020]根据一个实施例建议，金属接合区在扁平导体中沿着其纵轴线贯穿地经过至少两个连接片形成。连接片在第一表面上彼此间隔开地放置在扁平导体上。从第二表面出发，接合区被引入到扁平导体和连接片中。接合区沿着扁平导体的纵轴线在至少两个连接片上延伸。也可以沿着扁平导体的纵轴线形成多个彼此断开的接合区。
[0021]根据一个实施例建议，扁平导体在接合期间沿着其纵轴线贯穿地沿着搅拌摩擦焊接合区被塑化，并且连接片在接合区中彼此具有空间间隔地贴靠在扁平导体上。接合区在扁平导体中是贯穿的并且间歇地分别过渡到各个连接片中。在两个连接片之间优选形成间隔。
[0022]如开头已经说明的那样，扁平导体和连接片优选由彼此不同的金属材料形成。这例如在扁平导体由铝或铝材料形成并且连接片由铜或铜材料形成时是有利的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.连接装置，所述连接装置具有金属的扁平导体，所述扁平导体具有至少四边形的横截面轮廓和至少两个彼此对置的、至少部分地在纵向上彼此平行延伸的第一表面和第二表面，至少两个连接片，所述连接片以重叠部放置在第一表面上并且突出超过扁平导体的至少一个棱边，其特征在于，金属的搅拌摩擦焊接合区形成为从所述第二表面开始、穿过所述扁平导体至所述第一表面并且伸入所述连接片中。2.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述搅拌摩擦焊接合区由所述扁平导体和所述连接片的在接合期间塑化的材料形成。3.根据权利要求1或2所述的连接装置，其特征在于，所述搅拌摩擦焊接合区在所述扁平导体中贯穿地沿着所述扁平导体的纵轴线经过两个连接片形成，尤其是沿着所述扁平导体的纵轴线形成两个彼此分开的、分别具有至少两个连接片的搅拌摩擦焊接合区。4.根据前述权利要求中任一项所述的连接装置，其特征在于，在接合期间，扁平导体沿着其纵轴线贯穿地沿着搅拌摩擦焊接合区被塑化，并且连接片彼此间隔开地在接合区中贴靠在扁平导体上。5.根据前述权利要求中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述扁平导体由铝材料或铜材料形成，和/或所述连接片由铝材料或铜材料形成。6.根据前述权利要求中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述搅拌摩擦焊接合区由铜材料或铝材料形成，特别是其中，在所述搅拌摩擦焊接合区中，在所述扁平件和所述连接片的材料之间形成金属间相。7.根据前述权利要求中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述扁平导体和所述连接片由彼此不同的金属材料形成，特别地，所述扁平导体由比所述连接片强度更低、特别是抗压强度更低的材料形成。8.根据前述权利要求中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述连接片中的至少一个布置在形成于所述扁平导体的第一表面上的凹部中，并且在所述凹部之间形成凸梁。9.根据前述权利要求中任一项所述的连接装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡贝洛，
申请(专利权)人：自动电缆管理有限公司，
类型：发明
国别省市：