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Patent Searching and Data


Title:
CABLE ASSEMBLY AND METHOD FOR PRODUCING AN ELECTRIC AND MECHANICAL CONNECTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/175097
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cable assembly (2) comprising at least three electric cables (3, 7) which have electric conductors (5) that are electrically and mechanically connected together. Each of the electric conductors (5) is free of an insulation material (6) and is plate-shaped in a contact point (9). One of the cables (3, 7) is designed as a support cable (7), and the electric conductor (5) of the support cable (7) is formed as a support plate (4) at the contact point (9) in order to attach the contact points (9) of the other electric conductors (5). Multiple contact points (9) of the other electric conductors (5) are secured to a surface (8) of the support plate (4) next to one another.

Inventors:
BLAKBORN WILLEM (DE)
METZENLEITNER MAXIMILIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/056011
Publication Date:
September 19, 2019
Filing Date:
March 11, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ROSENBERGER HOCHFREQUENZTECHNIK GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
H01R4/02; H01R43/02; H01R11/32
Foreign References:
DE112011103639T52013-08-08
FR2906087A12008-03-21
EP1850420A22007-10-31
EP1973200A12008-09-24
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
LORENZ, Markus (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Kabelanordnung (2), umfassend wenigstens drei elektrische Kabel (3, 7) die elekt rische Leiter (5) aufweisen, welche elektrisch und mechanisch miteinander ver bunden sind, wobei die elektrischen Leiter (5) jeweils an einer Kontaktstelle (9) von einem Isolationsmaterial (6) befreit und plattenförmig geformt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

eines der Kabel (3, 7) als Trägerkabel (7) ausgestaltet ist und der elektrische Lei ter (5) des Trägerkabels (7) an der Kontaktstelle (9) als Trägerplatte (4) zur An bindung der Kontaktstellen (9) der weiteren elektrischen Leiter (5) ausgebildet ist, wobei mehrere Kontaktstellen (9) der weiteren elektrischen Leiter (5) nebeneinan der an einer Oberfläche (8) der Trägerplatte (4) befestigt sind.

2. Kabelanordnung (2) nach Anspruch 1 ,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Kontaktstellen (9) der weiteren elektrischen Leiter (5) unmittelbar auf der Oberfläche (8) der Trägerplatte (4) befestigt sind und/oder dass zwei oder mehre re Kontaktstellen (9) der weiteren elektrischen Leiter (5) miteinander verbunden und gemeinsam auf der Oberfläche (8) der Trägerplatte (4) befestigt sind.

3. Kabelanordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Kontaktflächen (9) der elektrischen Leiter (5) miteinander und/oder die Kon taktflächen (9) der elektrischen Leiter (5) mit der Trägerplatte (4) stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden sind.

4. Kabelanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Kontaktflächen (9) der elektrischen Leiter (5) miteinander und/oder die Kon taktflächen (9) der elektrischen Leiter (5) mit der Trägerplatte (4) unlösbar, vor zugsweise durch eine Crimpverbindung, eine Lötverbindung und/oder eine Schweißverbindung verbunden sind.

5. Kabelanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die elektrischen Leiter als Litzen (5) mit jeweils mehreren Einzeldrähten ausgebil det sind.

6. Kabelanordnung (2) nach Anspruch 5,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Litzen (5) plattenförmig kompaktiert sind.

7. Kabelanordnung (2) nach Anspruch 5 oder 6,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Litze (5) des Trägerkabels (7) geschweißt, vorzugsweise pressgeschweißt, widerstandsgeschweißt oder schmelzgeschweißt ist, um die Trägerplatte (4) aus zubilden.

8. Kabelanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

sich die Trägerplatte (4) des Trägerkabels (7) in einer Draufsicht in Bezug auf die Trägerkabellängsachse (A) geradlinig, rechtwinklig, U-förmig und/oder T-förmig erstreckt.

9. Kabelanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

ein Gehäuse (10), vorzugsweise ein Isoliergehäuse, vorgesehen ist, in dem die Trägerplatte (4) zumindest teilweise aufgenommen ist.

10. Kabelanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Kabel (3, 7) zur Verwendung in der Hochvolttechnik ausgebildet sind.

11. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zwi schen wenigstens drei elektrischen Kabeln (3, 7), deren elektrische Leiter jeweils durch eine Litze (5) gebildet werden, wonach die Kabel (3, 7) zunächst an einer für die Verbindung vorgesehenen Kontaktstelle (9) von einem Isolationsmaterial (6) befreit und plattenförmig kompaktiert werden,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

eines der Kabel (3, 7) als Trägerkabel (7) ausgebildet wird, wozu die Litze (5) des Trägerkabels (7) derart plattenförmig kompaktiert wird, dass diese als Trägerplatte (4) zur Anbindung der Litzen (5) der weiteren Kabel (3) verwendbar ist, wonach mehrere Litzen (5) der weiteren Kabel (3) nebeneinander auf einer Oberfläche (8) der so gebildeten Trägerplatte (4) befestigt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11 ,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Litze (5) des Trägerkabels (7) durch Pressschweißen, Reibschweißen und/oder Ultraschallverdichten umgeformt wird, so dass eine Trägerplatte (4) aus gebildet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Litzen (5) der weiteren Kabel (3) durch Schmelzschweißen und/oder Press schweißen, vorzugsweise Widerstandsschweißen, elektrisch und mechanisch mit der Trägerplatte (4) verbunden werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

alle zu verbindenden Litzen (5) in einem gemeinsamen Arbeitsgang elektrisch und mechanisch verbunden werden, vorzugsweise durch Widerstandsschweißen.

Description:
Kabelanordnung und Verfahren

zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung

Die Erfindung betrifft eine Kabelanordnung, umfassend wenigstens drei elektrische Ka bel, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen und mecha nischen Verbindung zwischen wenigstens drei elektrischen Kabeln einer Kabelanord nung, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 1.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeug.

Zur elektrischen Verbindung elektrischer Kabel miteinander werden in der Elektrotech nik bekanntermaßen zumeist elektrische Steckverbinder eingesetzt.

Die Verwendung elektrischer Steckverbinder ist in der Praxis allerdings nicht immer möglich bzw. teilweise ungeeignet. Beispielsweise werden an Steckverbinder für die Automobilindustrie, insbesondere zur Verbindung elektrischer Hochvoltkabel, hohe An forderungen hinsichtlich deren Robustheit und der Sicherheit der Steckverbindung ge stellt. Die Steckverbinder müssen hohen Belastungen, beispielsweise mechanischen Belastungen oder thermischen Belastungen, standhalten sowie definiert geschlossen bleiben, so dass die elektrische Verbindung nicht unbeabsichtigt getrennt wird. Um den Anforderungen gerecht zu werden fallen derartige Steckverbinder anwendungsbedingt mitunter entsprechend groß und schwer aus, ferner kann der Herstellungs- und Monta geaufwand vergleichsweise hoch sein. Dies gilt insbesondere, wenn mehr als zwei elektrische Kabel miteinander verbunden werden sollen.

Um den Einsatz komplexer und teurer Steckverbinder zu vermeiden sind insbesondere für den Einsatz in der Hochvolt-Sparte der Automobilindustrie Kabelverbindungen be kanntgeworden, bei denen die elektrischen Leiter mehrerer Kabel unlösbar über eine elektrisch leitfähigen Trägerplatte elektrisch und mechanisch verbunden werden. Die zu verbindenden elektrischen Leiter werden hierzu auf die Trägerplatte aufgeschweißt. Derartige Trägerplatten sind zumeist aus Kupfer gebildet und daher entsprechend teu- er. Im Hochvoltbereich wird üblicherweise ein massives Stromschienenzwischenstück eingesetzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Kabelanordnun gen des Standes der Technik weiter zu verbessern, insbesondere die Kosten für die Kabelverbindung zu reduzieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfah ren zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen wenigs tens drei elektrischen Kabeln bereitzustellen.

Die Aufgabe wird für die Kabelanordnung durch Anspruch 1 und für das Verfahren durch Anspruch 1 1 gelöst.

Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Kabelanordnung umfasst wenigstens drei elektrische Kabel, die elektrische Leiter aufweisen, welche elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind, wobei die elektrischen Leiter jeweils an einer Kontaktstelle von einem Isolations material befreit und plattenförmig geformt sind.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eines der Kabel als Trägerkabel ausgestaltet ist und der elektrische Leiter des Trägerkabels an der Kontaktstelle als Trägerplatte zur Anbindung der Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter ausgebildet ist, wobei mehrere Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter nebeneinander an einer Ober fläche der Trägerplatte befestigt sind.

Grundsätzlich kann die Kabelanordnung eine beliebige Anzahl elektrischer Kabel um fassen, insbesondere auch vier Kabel, fünf Kabel, sechs Kabel, sieben Kabel, acht Ka bel, neun Kabel, zehn Kabel oder mehr Kabel.

Dadurch, dass der elektrische Leiter des Trägerkabels an der Kontaktstelle als Träger platte zur Anbindung der Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter ausgebildet ist, lassen sich die elektrischen Leiter besonders einfach und zuverlässig zusammen schließen, ohne dass eine zusätzliche Trägerplatte notwendig wäre. Durch die Verwen dung des elektrischen Leiters des Trägerkabels als Trägerplatte ist sichergestellt, dass die Trägerplatte in geeigneter Weise elektrisch leitfähig ist. Der elektrische Leiter des Trägerkabels kann dabei mit bekannten Maßnahmen im Bereich seiner Kontaktstelle, welche die Trägerplatte ausbildet, in eine plattenförmige, vorzugsweise flache Form mit einer nahezu beliebigen Struktur gebracht werden, die geeignet ist eine für eine elektri sche und mechanische Kontaktierung vorteilhafte Oberfläche bereit zu stellen, an der dann die Kontaktstellen der elektrischen Leiter der weiteren Kabel befestigt werden können.

Bei der Oberfläche, an der mehrere Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter ne beneinander angeordnet sind, kann es sich insbesondere um eine Oberseite der Trä gerplatte handeln.

Vorzugsweise ist die Trägerplatte derart gebildet, dass diese zwei Hauptflächen, näm lich vorzugsweise eine Oberseite und eine Unterseite aufweist. Vorzugsweise ist die Trägerplatte flach ausgebildet, so dass die umlaufenden Seitenkanten eine vergleichs weise geringe Höhe aufweisen.

Es hat sich herausgestellt, dass sich eine besonders geeignete Verbindung zwischen der durch das Trägerkabel gebildeten Trägerplatte und den Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leitern ergibt, wenn die Oberfläche, insbesondere die Oberseite der Trä gerplatte derart gestaltet ist, dass mehrere Kontaktstellen der weiteren elektrischen Lei ter nebeneinander angeordnet werden können. Vorzugsweise ist die Trägerplatte derart ausgebildet, dass zumindest zwei weitere elektrische Leiter mit deren Kontaktstellen nebeneinander auf der Oberfläche der Trägerplatte befestigt werden können.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, dass die Kontaktstellen zweier elektri scher Leiter zunächst miteinander verbunden werden, insbesondere derart, dass diese aufeinanderliegen bzw. das ein Paket gebildet wird derart, dass die Kontaktstellen auf einander gestapelt sind. Die beiden Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter kon taktieren sich dabei vorzugsweise flächig. Dabei kann vorgesehen sein, dass die noch freiliegende Seite einer Kontaktstelle eines der beiden weiteren elektrischen Leiter auf der Oberfläche der Trägerplatte befestigt wird.

Vorzugsweise sind nebeneinander in einer Ebene auf der Oberfläche der Trägerplatte mehrere Kontaktstellen einer entsprechenden Anzahl weiterer elektrischer Leiter befes tigt.

Die Trägerplatte ist aus dem oder einem der elektrischen Leiter des Trägerkabels aus gebildet. Der elektrische Leiter kann hierzu entsprechend geeignet, z. B. plattenförmig umgeformt sein.

Bei dem Isolationsmaterial kann es sich vorzugsweise um einen Kabelmantel, ein Die lektrikum, einen Isolationsmaterial eines einzelnen elektrischen Leiters oder um einen sonstigen Isolator handeln, der wenigstens einen elektrischen Leiter umgibt.

Grundsätzlich können die Kabel der Kabelanordnung auch mehr als einen elektrischen Leiter aufweisen. Beispielsweise kann ein Kabel zwei oder auch noch mehr elektrische Leiter umfassen. Die Erfindung eignet sich jedoch in besonderer Weise für Kabel die nur einen elektrischen Leiter aufweisen. Die Erfindung eignet sich in ganz besonderer Weise wenn es sich bei dem elektrischen Leiter um eine Litze handelt. Litzen setzen sich in bekannter Weise aus mehreren, insbesondere einem Bündel von Einzeldrähten zusammen.

Die Erfindung wird nachfolgend näher dargestellt anhand einer Ausgestaltung, bei der die Kabel jeweils nur einen elektrischen Leiter, insbesondere eine Litze, aufweisen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Ausgestaltung beschränkt. Die nachfolgen de Darstellung ist derart zu verstehen, dass die Kabel auch mehr als nur eine elektri sche Leiter aufweisen können.

Vorzugsweise ist der elektrische Leiter des jeweiligen Kabels an der Kontaktstelle teil weise oder vollständig abisoliert. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass ne ben einem Isolationsmaterial auch eine elektrische Schirmung, zum Beispiel ein Kabel schirmgeflecht oder eine Kabelfolie entfernt ist, damit der wenigstens eine elektrische Leiter für die Verbindung unmittelbar zugängig ist. Dadurch, dass der elektrische Leiter des Trägerkabels an der Kontaktstelle als Träger platte ausbildet ist, kann eine separate Trägerplatte, beispielsweise ein separates Ver bindungsplättchen bzw. Schweißplättchen, auf dem die elektrischen Leiter befestigt werden, entfallen. Dies ermöglicht durch den Entfall eines zusätzlichen Bauteils zum einen eine vereinfachte Montage und reduziert zum anderen die Materialkosten. Die er findungsgemäße Kabelanordnung kann leichter und an Kontaktstellen auch kompakter ausgestaltet sein.

Die erfindungsgemäße Kabelanordnung ist damit auch besonders wirtschaftlich, insbe sondere im Hinblick auf eine Massenfertigung.

Insbesondere für einen Einsatz im Hochvoltbereich für die Automobilindustrie kann ein massives Stromschienenzwischenstück entfallen.

Die Verbindung bzw. Kabelverbindung der erfindungsgemäßen Kabelanordnung kann auch als "Verbindungspunkt", "Stromverteiler" oder "Stromverteilungsknoten" bezeich net werden. Bei Verwendung von drei elektrischen Kabeln, d. h. einem Trägerkabel und zwei weiteren elektrischen Kabeln, die erfindungsgemäß miteinander verbunden sind, kann die Kabelverbindung auch als Ύ-Verteiler" bezeichnet werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei der elektrischen Leiter nebeneinander und in einer Ebene auf der Oberfläche der Träger platte befestigt sind.

Von Vorteil kann es sein, wenn die Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter un mittelbar auf der Oberfläche der Trägerplatte befestigt sind und/oder wenn zwei oder mehrere Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter miteinander verbunden und gemeinsam auf der Oberfläche der Trägerplatte befestigt sind.

Weitere elektrische Leiter weiterer elektrischer Kabel können auch auf einem auf der Oberfläche der Trägerplatte befestigten elektrischen Leiter, insbesondere einer freilie genden Fläche dessen Kontaktstelle angebracht werden. Eine Auswahl, welche elektri sche Leiter unmittelbar miteinander und welche elektrische Leiter unmittelbar mit der Trägerplatte verbunden werden, kann der Fachmann im Hinblick auf die geometrischen Randbedingungen der Kabelanordnung treffen. Vorzugsweise kann allerdings vorgese hen sein, dass ein Großteil der elektrischen Leiter unmittelbar auf der Trägerplatte be festigt wird. Es kann vorgesehen sein, dass alle elektrischen Leiter der miteinander zu verbindenden elektrischen Kabel unmittelbar auf der Trägerplatte befestigt sind.

Es kann im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen sein, dass mehr als eine Oberflä che der Trägerplatte zur Befestigung bzw. Verbindung der elektrischen Leiter verwen det wird. Beispielsweise kann eine oder können mehrere elektrische Leiter auf einer Oberseite der Trägerplatte und einer oder mehrere elektrische Leiter auf einer von der Oberseite abgewandten Unterseite der Trägerplatte befestigt sein.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kontaktflächen der elektrischen Leiter miteinander und/oder Kontaktflächen der elektrischen Leiter mit der Trägerplatte stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden sind.

In einer Weiterbildung kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Kontaktflächen der elektrischen Leiter miteinander und/oder die Kontaktflächen der elektrischen Leiter mit der Trägerplatte unlösbar, vorzugsweise durch eine Crimpverbindung, eine Lötver bindung und/oder eine Schweißverbindung verbunden sind.

Unter einer unlösbaren Verbindung ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass die Verbindung sich nicht zerstörungsfrei trennen lässt. Hierdurch ist die Kontaktstelle, nachfolgend auch als Stromverteilungsknoten bezeichnet, besonders robust gegenüber mechanischer und thermischer Belastung. Vorzugsweise ist eine Schweißverbindung vorgesehen.

Bei einem elektrischen Leiter bzw. bei einer Kabelader kann es sich auch um einen einzelnen Draht, eine Folie oder ein Geflecht handeln. Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung mit einer bestimmten Art eines elektrischen Leiters beschränkt zu verste hen. Insbesondere eine Litze mit mehreren Einzeldrähten kann sich jedoch zur For mung der Trägerplatte und/oder zur Befestigung der Kabel besonders eignen. In einer Weiterbildung kann insbesondere vorgesehen sein, dass der wenigstens eine elektrische Leiter an einem Kabelende für die Verbindung zugänglich ist, d. h. dass die Kontaktstelle an einem Ende des Kabels ausgebildet ist.

Vorzugsweise werden alle zu verbindenden elektrischen Kabel der Kabelanordnung im Bereich ihrer Kabelenden miteinander verbunden. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass eines oder mehrere der zu verbindenden elektrischen Kabel über einen Mit telbereich mit den weiteren Kabeln verbunden wird bzw. werden. Der wenigstens eine elektrische Leiter kann dann in dem Mittelbereich des ihn aufweisenden Kabels für die Verbindung zugänglich sein, beispielsweise fensterförmig abisoliert sein.

In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass wenigstens einer der elektrischen Leiter für die mechanische Verbindung vorgeformt und/oder kompaktiert ist, um vor zugsweise eine flächige Kontaktstelle auszubilden.

Unter einer flächigen Kontaktstelle ist insbesondere zu verstehen, dass der elektrische Leiter für die mechanische Verbindung mit einer Oberfläche der Trägerplatte oder mit einer flächigen Kontaktstelle eines weiteren Leiters an zumindest einer Seite eine fla che, vorzugsweise ebene Kontaktfläche ausbildet. Dabei kann insbesondere vorgese hen sein, dass die Verbindung zwischen der Oberfläche der Trägerplatte und/oder einer Kontaktstelle eines weiteren elektrischen Leiters möglichst großflächig und vorzugswei se mit geringem elektrischem Widerstand erfolgt.

Für eine Kompaktierung bzw. Paketierung der Kontaktstellen eignet sich insbesondere ein elektrischer Leiter, der als Litze mit mehreren Einzeldrähten ausgebildet ist.

Vorzugsweise sind alle Litzen an den Kontaktstellen plattenförmig kompaktiert bzw. pa ketiert.

Von Vorteil ist es, wenn die Litze des Trägerkabels geschweißt, vorzugsweise pressge schweißt, widerstandsgeschweißt oder schmelzgeschweißt ist um die Trägerplatte aus zubilden. Eine derartige Ausgestaltung hat sich als besonders geeignet herausgestellt, um die Trägerplatte derart auszubilden, dass diese eine geeignete Oberfläche zur Anbindung weiterer elektrischer Leiter über deren Kontaktstellen ermöglicht.

In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass sich die Trägerplatte des Trägerka bels in einer Draufsicht in Bezug auf die Trägerkabellängsachse geradlinig, rechtwink lig, U-förmig und/oder T-förmig erstreckt.

Grundsätzlich können beliebige geometrische Formen der Trägerplatte des Trägerka bels vorgesehen sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Trägerplatte in Bezug auf die Trägerkabellängsachse zunächst abknickt, insbesondere orthogonal zur Träger kabellängsachse abknickt. Die Trägerplatte kann auch rund und/oder oval ausgebildet sein.

Vorzugsweise kann eine Geometrie der Trägerplatte gewählt werden, um die Träger platte an einer umgebenden Struktur geeignet fixieren zu können. Hierfür können bei spielsweise 90 Q Winkel für eine vorzugsweise formschlüssige Befestigung an einer um gebenden Struktur vorteilhaft sein.

Die Trägerplatte ist vorzugsweise am Ende des Trägerkabels durch eine entsprechen de Umformung der Litzen des Trägerkabels plattenförmig ausgebildet. Die Trägerplatte weist dabei ausgehend von dem Anfang der Trägerplatte, d. h. dem Bereich des Trä gerkabels, das nicht umgeformt ist bis zu dem Ende der Trägerplatte eine längliche Form auf. Die Hauptachse der Trägerplatte wird dabei als Längsachse bezeichnet. Es kann vorgesehen sein, dass die Trägerplatte vorzugsweise am Anfang, d. h. an der Stelle an der die Litzen des Trägerkabels nicht umgeformt sind gewinkelt bzw. abge knickt ist, so dass sich die Längsachse der Trägerplatte nicht parallel zur Längsachse des Trägerkabels sondern winklig dazu erstreckt. Es hat sich herausgestellt, dass sich ein Winkel von 90° hierzu besonders eignet. Die Kontaktstellen der weiteren elektri schen Kabel werden vorzugsweise derart auf der Oberfläche der Trägerplatte befestigt, dass die Längsachsen der Kontaktstellen der weiteren elektrischen Leiter orthogonal zur Längsachse der Trägerplatte verlaufen. Dies hat zur Folge, dass, wenn die Träger platte ausgehend von dem Trägerkabel abgewinkelt verläuft, vorzugsweise um 90° ab geknickt ist, sowohl das Trägerkabel als auch die weiteren Kabel, die mit dem Träger- kabel verbunden werden parallel zueinander verlaufen. Zur Herstellung einer Kabelan ordnung, insbesondere im Automotivbereich hat es sich als besonders geeignet her ausgestellt eine Kabelverbindung zu wählen, bei der alle zu verbindenden Kabel zu mindest im Bereich der Verbindung parallel zueinander verlaufen.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann außerdem ein Gehäuse, vorzugsweise ein Isoliergehäuse vorgesehen sein, in dem die Trägerplatte zumindest teilweise aufge nommen ist.

Anstatt eines Isoliergehäuses kann es sich auch um ein elektrisch leitfähiges Gehäuse handeln, das den Stromverteilungsknoten bzw. die Trägerplatte optional elektromagne tisch abschirmt. Auch eine Kombination aus Isoliergehäuse und elektrisch leitfähigem Gehäuse bzw. ein teilweise elektrisch leitfähiges Gehäuse ist möglich.

Die Verwendung eines Gehäuses, insbesondere eines Isoliergehäuses, kann auch vor teilhaft sein, um den Stromverteilungsknoten bzw. die Trägerplatte an einer umgeben den Struktur, beispielsweise der Karosserie eines Fahrzeugs zu befestigen.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ka bel zur Verwendung in der Hochvolttechnik, insbesondere zur Verwendung für Elektro fahrzeuge, ausgebildet sind.

Grundsätzlich ist die Erfindung allerdings für beliebige Anwendungen innerhalb der ge samten Elektrotechnik geeignet, sofern ein Stromverteilungsknoten für eine Daten- und/oder Energieübertragung erforderlich ist.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen und mecha nischen Verbindung zwischen wenigstens drei elektrischen Kabeln deren elektrische Leiter jeweils durch eine Litze gebildet werden, wonach die Kabel zunächst in einer für die Verbindung vorgesehenen Kontaktstelle von einem Isolationsmaterial befreit und plattenförmig kompaktiert werden.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Kabel als Trägerkabel ausgebildet wird, wozu die Litze des Trägerkabels derart plattenförmig kompaktiert wird, dass diese als Trägerplatte zur Anbindung der Litzen der weiteren Kabel verwendbar ist, wonach mehrere Litzen der weiteren Kabel nebeneinander auf einer Oberfläche der so gebildeten Trägerplatte befestigt werden.

Dadurch, dass eines der Kabel als Trägerkabel ausgebildet ist und keine separate Trä gerplatte benötigt wird, werden die Materialkosten reduziert und die Montage der Ka belanordnung vereinfacht.

Der Erfinder hat erkannt, dass sich die Litzen des Trägerkabels in einfacher Weise der art plattenförmig kompaktieren bzw. paketieren lassen, dass sich eine Trägerplatte ausbilden lässt, die dann zur Anbindung der Litzen der weiteren Kabel verwendbar ist. Die Oberfläche der Trägerplatte kann dabei derart gestaltet werden, dass mehrere Lit zen der weiteren Kabel nebeneinander befestigt werden können. Die Litzen können da bei einen Abstand zueinander aufweisen. Vorzugsweise werden die Litzen nur auf einer Seite der Trägerplatte befestigt, beispielsweise auf der Oberseite. Mit der Unterseite kann die Trägerplatte vorzugsweise auf einem Isolierteil oder dergleichen fixiert wer den. Grundsätzlich ist es selbstverständlich auch möglich sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite der Trägerplatte Litzen zu fixieren.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass nur ein Teil der Litzen nebeneinander auf einer Oberfläche der Trägerplatte befestigt ist. Ein anderer Teil der Litzen kann zunächst aufeinander befestigt werden, insbesondere der art, dass die Kontaktstellen von zwei oder mehreren Litzen miteinander verbunden und anschließend oder gleichzeitig die Kontaktstelle einer der Litzen auf der Oberfläche der Trägerplatte befestigt wird.

In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Litze des Trägerkabels durch Pressschweißen, Reibschweißen und/oder Ultraschallverdichten umgeformt wird, so dass eine Trägerplatte ausgebildet wird.

Die Litze des Trägerkabels wird vorzugsweise großflächig kompaktiert bzw. paketiert, um vorzugsweise einen massiven, stromschienenähnlichen Bereich zu erzeugen. Die Trägerplatte des Trägerkabels kann je nach Abgangsrichtungen der Kabel und ge gebenenfalls vorhandener Fixierpunkte zur Montage an einer umgebenden Struktur, beispielsweise einem Isolierteil bzw. Isoliergehäuse oder einem Karosserieteil eines Fahrzeugs, definierte Formen annehmen.

In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Litzen durch Schmelzschweißen und/oder Pressschweißen, vorzugsweise Widerstandsschweißen, elektrisch und me chanisch mit der Trägerplatte verbunden werden.

Grundsätzlich sind beliebige Verbindungstechniken denkbar, insbesondere stoffschlüs sige und/oder kraftschlüssige Verbindungen. Besonders bevorzugt erfolgt die Verbin dung durch Kontaktschweißen bzw. Widerstandsschweißen.

In einer Weiterbildung kann außerdem vorgesehen sein, dass alle zu verbindenden Lit zen in einem gemeinsamen Arbeitsgang elektrisch und mechanisch verbunden werden, vorzugsweise durch Widerstandsschweißen.

In vorteilhafter Weise kann die Erfindung somit verwendet werden, um mehrere Kabel bzw. deren Litzen auf einmal zu schweißen.

Die Erfindung eignet sich in besonderer Weise zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere Elektroautos.

Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer vorstehend beschriebenen Kabelan ordnung zur Implementierung eines Stromverteilungsknotens in einem Fahrzeug, ins besondere für die Hochvolttechnik.

Grundsätzlich eignet sich die Erfindung für Kabelverbindungen innerhalb der gesamten Elektrotechnik. Besonders vorteilhaft kann die Erfindung aber innerhalb eines soge nannten HV-Splitters bzw. Power-Splitters für eine zuverlässige und einfache Verbin dung in Hochvolt-Bordnetzen von Fahrzeugen verwendet werden. Ein unerwünschtes Lösen der Verbindung, insbesondere unter Strombeaufschlagung, kann verhindert wer den. Ferner ist eine platzsparende Verlegung möglich. Merkmale, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kabelanordnung beschrieben wurden, sind selbstverständlich auch für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Verwendung vorteilhaft umsetzbar - und umgekehrt. Ferner können Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kabelan ordnung genannt wurden, auch auf das erfindungsgemäße Verfahren oder die erfin dungsgemäße Verwendung bezogen verstanden werden - und umgekehrt.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder "mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, kei ne Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merk male der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des glei chen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem

Fachmann ohne Weiteres zur weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinati onen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.

Es zeigen schematisch:

Figur 1 eine Kabelanordnung mit einer separaten Trägerplatte gemäß dem Stand der Technik;

Figur 2 die erfindungsgemäße Kabelanordnung gemäß einer ersten Ausführungs form mit einem Trägerkabel und drei weiteren Kabeln, wobei zwei der Ka bel gestapelt angeordnet sind; Figur 3 die erfindungsgemäße Kabelanordnung der Figur 2 in einer Explosions darstellung bzw. in einem unmontierten Zustand;

Figur 4 die erfindungsgemäße Kabelanordnung gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform innerhalb eines Gehäuses, wobei alle Kabel unmittelbar an der Trägerplatte befestigt sind;

Figur 5 die erfindungsgemäße Kabelanordnung gemäß einer dritten Ausführungs form mit enger Packungsdichte, wobei eines der Kabel mit einem Mittelbe reich an der Trägerplatte befestigt ist;

Figur 6 die erfindungsgemäße Kabelanordnung gemäß einer vierten Ausführungs form mit einer geraden Trägerplatte und unterschiedlichen Abgangsrich tungen der Kabel;

Figur 7 ein Trägerkabel mit einer L-förmigen Trägerplatte;

Figur 8 ein Trägerkabel mit einer U-förmigen Trägerplatte; und

Figur 9 ein T rägerkabel mit einer T -förmigen T rägerplatte.

Zum besseren Verständnis der Erfindung zeigt Figur 1 eine Kabelverbindung bzw. ei nen Stromverteilungsknoten 1 einer Kabelanordnung 2 gemäß dem Stand der Technik. Die Kabelanordnung 2 umfasst vier elektrische Kabel 3, die mittels einer separaten Trägerplatte 4 elektrisch und mechanisch verbunden sind. Für die Verbindung ist der elektrische Leiter 5 des jeweiligen Kabels 3 im Bereich der Trägerplatte 4 von einem Isolationsmaterial 6 befreit und für die Verbindung unmittelbar zugänglich.

Im Gegensatz zum Stand der Technik weist die erfindungsgemäße Kabelanordnung 2 gemäß den Figuren 2 bis 6 keine separate Trägerplatte 4 auf.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. Figur 2 zeigt da bei einen montierten Zustand der Kabelanordnung 2, wobei die elektrische und mecha nische Verbindung der Kabel 3 bereits vorgenommen bzw. der Stromverteilungsknoten 1 ausgebildet ist, wohingegen Figur 3 eine Explosionsdarstellung bzw. einen unmontier- ten Zustand zeigt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eines der Kabel als Trägerkabel 7 ausgestaltet ist, wobei der elektrische Leiter 5 des Trägerkabels 7 die Trägerplatte 4 ausbildet.

Das Trägerkabel 7 kann, abgesehen von der Trägerplatte 4, baugleich mit den Kabeln 3 ausgebildet sein.

Die elektrischen Kabel 3 bzw. das Trägerkabel 7 sind in den Ausführungsbeispielen zur Vereinfachung als einadrige Kabel 3, 7 ausgebildet. Dies ist allerdings nicht beschrän kend zu verstehen. Grundsätzlich kann eines, mehrere oder alle der elektrischen Kabel 3, 7 auch als mehradriges Kabel 3, 7 ausgebildet sein, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr Adern bzw. elektrische Leiter 5 aufweisen. Einadrige Kabel 3, 7 können sich allerdings besonders zur Verwendung in der Hochvolttechnik eignen, ins besondere wenn diese einen entsprechend großen Querschnitt aufweisen.

Die elektrischen Leiter der elektrischen Kabel 3, 7 sind in den Ausführungsbeispielen durchgängig als Litzen 5 mit mehreren Einzeldrähten ausgebildet. Grundsätzlich kann aber auch vorgesehen sein, dass ein elektrischer Leiter 5 aus einem einzelnen Draht oder einem oder mehreren sonstigen leitfähigen Materialien besteht. Die Verwendung einer Litze 5 mit mehreren Einzeldrähten hat sich allerdings als besonders geeignet herausgestellt, um die nachfolgend noch näher beschriebene mechanische Verbindung der Kabel 3, 7 untereinander zu ermöglichen.

Im Ausführungsbeispiel der Figuren 2 und 3 sind die Litzen 5 zweier Kabel 3 unmittel bar auf einer Oberfläche 8 der Trägerplatte 4 befestigt. Eine weitere Litze 5 des verblei benden, vierten elektrischen Kabels 3 ist hingegen mit der Litze 5 eines der anderen Kabel 3 verbunden. Die beiden Kabel 3 bilden einen Stapel. Es kann also auch vorge sehen sein, dass die Kabel 3 mittels der Trägerplatte 4 elektrisch und mechanisch ver bunden sind, wobei nicht alle Litzen 5 der elektrischen Kabel 3 unmittelbar mit der Trä gerplatte 4 verbunden sind. Die Litzen 5 der elektrischen Kabel 3 können auch unterei nander verbunden sein. Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere Litzen 5, vorzugsweise mindestens zwei Litzen 5 nebeneinander auf der Oberfläche 8 der Trägerplatte 4 befestigt sind. Vorzugsweise sind die nebeneinander angeordneten Lit zen auf einer als Oberseite ausgebildeten Oberfläche 8 der Trägerplatte nebeneinander in einer Ebene, gegebenenfalls mit Abstand zueinander, angeordnet. Grundsätzlich ist es möglich, dass, wie in Figur 4 dargestellt, alle Litzen 5 in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich einen Teil der Litzen aufeinander zu sta peln, so wie dies in den Figuren 2 und 3 anhand zweier Litzen 5 dargestellt ist. Die Ent scheidung, wie der Stromverteilungsknoten 1 zu gestalten ist, kann der Fachmann in Abhängigkeit von den geometrischen Anforderungen treffen.

Grundsätzlich kann die mechanische Verbindung der Litzen 5 untereinander und/oder der Litzen 5 mit der Trägerplatte 4 stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig ausgebildet sein.

Vorzugsweise ist die mechanische Verbindung der Litzen 5 untereinander und/oder der Litzen 5 mit der Trägerplatte 4 unlösbar ausgestaltet.

Die mechanische Verbindung kann beispielsweise als Crimpverbindung, Lötverbindung und/oder Schweißverbindung ausgestaltet sein. Die Litzen 5 können dabei durch Schmelzschweißen und/oder Pressschweißen, vorzugsweise Widerstandsschweißen, elektrisch und mechanisch mittels der Trägerplatte 4 verbunden werden. Besonders bevorzugt können dabei alle zu verbindenden Litzen 5 in einem gemeinsamen Arbeits gang elektrisch und mechanisch verbunden werden.

In den Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass die Litzen 5 für die mechanische Verbindung vorgeformt und/oder kompaktiert sind, um eine flächige Kontaktstelle 9 auszubilden (vgl. insbesondere Figur 3). Dies kann beispielsweise durch Pressschwei ßen, Reibschweißen und/oder Ultraschallverdichten erfolgen. Eine sog. "Kompaktie rung" bzw. "Paketierung" kann besonders vorteilhaft vorgenommen werden, wenn die elektrischen Leiter 5 als Litzen mit mehreren Einzeldrähten ausgebildet sind. Die Ein zeldrähte können dann durch eine entsprechende Schweißtechnik oder auf sonstige Art und Weise stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig zu der flächigen Kontaktstelle 9 ge formt und/oder verpresst werden. Grundsätzlich kann die Trägerplatte 4 des Trägerkabels 7 eine beliebige Geometrie aufweisen. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 und 3 erstreckt sich die Träger platte 4 des Trägerkabels 7 in einer Draufsicht in Bezug auf die Trägerkabellängsachse A rechtwinklig gemäß dem Winkel a = 90 Q (vgl. Figur 3). Grundsätzlich kann der Winkel a allerdings beliebig sein. Es sind auch weitere, komplexere geometrische Formen möglich, von denen nachfolgend noch einige beispielhaft aufgezählt werden.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer elektrischen und mechani schen Verbindung der Kabelanordnung 2 kann demnach vorsehen, dass die Litzen 5 der Kabel 3, 7 zunächst abisoliert bzw. von dem Isolationsmaterial 6, z. B. einem Ka belmantel, befreit und für die Verbindung unmittelbar zugänglich gemacht werden, wo nach die Litzen 5 vorgeformt und/oder kompaktiert werden, um eine flächige Kontakt stelle 9 auszubilden. Die Litze 5 des Trägerkabels 7 kann dabei derart bearbeitet wer den, dass diese eine Trägerplatte 4 ausbildet, wobei die Litzen 5 der weiteren Kabel 3 anschließend mittels der Trägerplatte 4 miteinander verbunden werden.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, die grundsätzlich der Ausführungsform der Figuren 2 und 3 ähnelt, wobei nun allerdings alle Litzen 5 der weiteren Kabel 3 unmit telbar mit der T rägerplatte 4 verbunden sind. Ferner deutet Figur 4 ein Gehäuse 10 an, in dem oder auf dem die Trägerplatte 4 bzw. die Kabelverbindung bzw. der Stromvertei lungsknoten 1 aufgenommen ist. Das Gehäuse 10 weist Befestigungsmittel 1 1 zur Be festigung einer umgebenden Struktur auf, vorliegend umfassend zwei Stege mit jeweili gen Bohrungen zur Aufnahme beispielsweise einer Schraube. Mittels des Gehäuses 10 kann der Stromverteilungsknoten 1 beispielsweise an einem Karosserieteil 12 eines Fahrzeugs befestigt werden.

Bei dem Gehäuse 10 kann es sich um ein beliebiges Gehäuse 10, beispielsweise ein Isoliergehäuse oder ein elektrisch leitfähiges Gehäuse zur elektromagnetischen Ab schirmung des Stromverteilungsknotens 1 handeln.

Eine der Ausführungsform der Figur 4 ähnliche Ausführungsform zeigt Figur 5. Dabei ist die Packungsdichte der Kabelverbindung auf der Trägerplatte 4 erhöht, indem die Lit zen 5 der Kabel 3 aneinander angrenzend auf der Trägerplatte 4 befestigt sind. Ferner demonstriert das Ausführungsbeispiel der Figur 5, dass die Litzen 5 nicht zwingend an einem Kabelende für die Verbindung zugänglich sein müssen. Beispielhaft ist die Litze 5 bei dem dem Trägerkabel 7 in Figur 5 am weitesten beabstandeten Kabel 3 in einem Mittelbereich 13 des Kabels 3 in der Art eines Fensters abisoliert, um die Litze 5 für die Verbindung zugänglich zu machen. Vorzugsweise sind die elektrischen Kabel 3 aller dings im Bereich ihrer Kabelenden miteinander verbunden, wie in den anderen Ausfüh rungsbeispielen dargestellt.

Eine von der bisherigen Geometrie der Trägerplatte 4 abweichende Trägerplatte ist in Figur 6 beispielhaft dargestellt. Im Ausführungsbeispiel der Figur 6 erstreckt sich die Trägerplatte 4 in Bezug auf die Trägerkabellängsachse A geradlinig. Ferner verlaufen die mittels der Trägerplatte 4 zu verbindenden elektrischen Kabel 3 in verschiedene Abgangsrichtungen.

Wie bereits erwähnt kann die Geometrie der Trägerplatte 4 grundsätzlich beliebig sein, in Abhängigkeit der Anforderungen an die Kabelanordnung 2. Insbesondere kann eine formschlüssige Fixierung des Trägerkabels 4 in einem umgebenden Gehäuse 10 bei einer abgewinkelten Trägerplatte 4 einfach realisierbar sein. Zur Verdeutlichung weite rer - rein beispielhafter - Geometrien der Trägerplatte 4 dienen die Figuren 7 bis 9. Fi gur 7 zeigt eine L-förmige Trägerplatte 4, Figur 8 eine U-förmige Trägerplatte 4 und Fi gur 9 eine T-förmige Trägerplatte 4. Grundsätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Trägerplatte 4 in Bezug auf die Trägerkabellängsachse A und die in den Figuren gezeigten Ansichten nach "oben" oder "unten" abgewinkelt ist, vorzugsweise orthogo nal zu der Trägerkabellängsachse A.

Die erfindungsgemäße Kabelanordnung 2 kann vorteilhaft in einem Fahrzeug insbe sondere in einen Elektrofahrzeug, angeordnet und insbesondere mit einem Karosserie teil 12 des Fahrzeugs verbunden sein.