Bestmöglicher Stromfluss an Kupfer - Kontaktstellen
Projekt des Monats Juni 2015
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Betrachtet man die mechanische Verbindung von elektrischen Kabeln, so findet man heute verschiedenste Kontakttechniken und dabei sind Schrauben, Stecken und Pressen die weitverbreitesten Verbindungstechniken.
In der Grundlage der Kontakttechnik stehen mechanische und elektrische Eigenschaften in einem bestimmten Verhältnis zueinander indem die Kontaktkraft in einem Wechselspiel zum elektrischen Kontaktwiderstand steht. Mit höherer Kontaktkraft schwindet der Widerstand, was durchaus erstrebenswert ist, anderseits werden ab einer bestimmten Krafteinwirkung die einzelnen Drähte zu stark verformt und können dadurch versagen.
Die Presstechnik beruht sich auf ein symmetrisches Verpressen einer Hülse und der darin befindlichen Litzenenden. Dabei muss die Kraft so gewählt werden, dass die Einzeldrähte sehr homogen zueinander, aber auch zur Hülse verdichtet werden. Messungen zeigten auch nach einer optimalen Pressung Übergangswiderstände auf, welche nicht den hohen Anforderungen entsprachen.
Gesucht wurde eine Verbindungstechnik die eine Anschlusshülse mit einer Kupferlitze bestmöglich bei stark schwankenden Betriebstemperaturen prozesssicher verbindet und dabei:
- Minimalste Kontaktwiderstände
- Maximale Zugfestigkeit in Längsrichtung
- Höchstmögliche Lebensdauer
aufzeigen.
Die Lösung für alle Anforderungen ist eine Kombination aus Pressen und Schweissen.
Durch das Verschweissen im Kontaktquerschnitt konnte der Übergangswiderstand annähernd auf den spezifischen Widerstand des eingesetzten Werkstoffs reduziert werden. Die Elektronen-Schweissung erfolgte in Kupfer in eine Tiefe von 25mm, so dass die Kontaktqualität den elektrischen und mechanischen Anforderungen gleichermassen auch bei thermisch schwierigen Bedingungen gerecht wurde.
Somit deckt das Elektronenstrahlschweissen ein weiteres Anwendungsspektrum ab, welches mit konventionellen Fügeverfahren nicht möglich wäre.
