CN102341973B - 将线固定于连接元件的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及将线固定于连接元件的装置，该装置包括上模和下模，该上模和下模各自包括压表面。在压表面之外的至少一个凹部被设置在上模和下模之间。

Description

将线固定于连接元件的装置
本发明涉及将线(Leitung)固定于连接元件的装置及方法。所述装置包括上模和下模，该上模和下模各自具有压表面以将线和连接元件挤压在上模和下模之间的预定区域中。
例如，这样的装置和方法用于电连接技术以建立一种在线和连接元件之间不可释放的连接。在这方面，线和连接元件通过由压力引起的塑性变形而互相连接。此外线和连接元件可通过这样的连接而电接触，其中连接元件能被设计为任意期望的接触元件，例如设计为插头。
在导体和连接元件之间的连接可通过例如压接(Crimpen)或拼接建立。在压接中，通常使用预成形的连接元件，其尺寸(特别是其长度)与线的横截面相配合。此外，压接工具具有预定的节段以产生可预确定的线变形和连接元件变形并从而以期望的形状形成压接连接。在拼接中，用环形带代替预成形的连接元件。
在最简单的情况下压接连接可用压接工具产生。然而，如果在短时间内生产大量的压接连接，例如在具有特别接触元件的特别电缆的制造中，使用了自动化的装置。在图1中示意性地显示了这样的装置且该装置包括上模，在上模内接合冲头型的下模。线和连接元件在上模的压表面和下模的压表面之间移动且通过施加于上模或下模的压力互相挤压。
由于压接连接的外形应通过上模和下模的压表面的形状来限定，所以在上模和下模的侧翼或侧表面之间需要非常小的间隙。在实践中，在压接连接的建立中仍然可发生不同种类的缺陷。连接元件可能例如在其到达装置前已变形。路线和连接元件相对于上模和下模的中心轴可以被移位或旋转。此外上模和下模相对于彼此可以被移位。
所谓的失效的压接可因此而产生，其中线的材料和/或连接元件的材料从在压表面之间的预定的区域脱离并在上模和下模的侧翼或侧表面之间移动。由于以此方式被误引导的线材料和/或连接元件材料通常相对于上模和下模的中心轴是不对称分配的，所以由于因失效的压接产生的大的压力而使大的扭矩作用于上模和下模的侧表面。因而上模和下模可以被互相位移且产生了高机械应力。通过这些应力，上模和下模可以变形或甚至毁坏。通过应力，上模的两个端表面可以弯曲分离，例如，直到上模的一部分分离。此外，通过机械应力，上模和下模的侧表面和压表面被高度拉紧以致在压表面中可导致凹槽的形成。因此失效的压接减少了上模和下模的使用寿命。
因此本发明的目的是提供一种以上描述的种类的用于将线固定于连接元件的装置和方法，如果产生了有缺陷的固定，则通过该装置和方法降低了对上模和下模的损坏的可能性。
这个目的通过具有权利要求1的特征的装置得到满足且特别是因为在上模和下模之间将至少一个切口设置在压表面之外，该至少一个切口被形成以接收线的一部分和/或连接元件的一节段。由于有缺陷的固定，从上模和下模的压表面之间的区域脱离的线和/或连接元件的误引导的材料被接收于至少一个切口中并因此阻止了更进一步离开压表面之间的区域。
由于误引导的材料总体上因为切口而更靠近压表面设置，即通过切口的存在，误引导的材料的体积单元(Volumenelementen)和压表面之间的间距总体上被缩短，所以作用于上模和下模的侧表面的不期望扭矩的力臂通过材料被接收在切口中而缩短。因此，不想要的扭矩和由此在上模和下模上产生的压缩应力和拉伸应力被减小。因此，上模和下模可发生变形或损坏的负荷限度由于减小的扭矩而变得相当高，这导致了上模和下模的更长的使用寿命。
此外，在上模和下模之间的切口具有如下效果，当产生有缺陷的固定时，由于较小的压缩应力和拉伸应力，上模和下模的侧表面和压表面都受到不高的应变。例如，减少了在压表面上凹槽的形成，因而也增加了上模和下模的使用寿命。因此，利用相同的上模和下模制造大量的连接件或压接连接是可能的。
本发明的有利的实施方式可从从属权利要求、说明书和附图看出。
在边界表面之一和切口的至少一个边缘之间的间距有利地小于切口的长度、宽度和深度。换句话说，切口被定位成紧邻于其中一个压表面，以在线和/或连接元件的误引导的材料脱离压表面间的预定的区域之后直接接收线和/或连接元件的误引导的材料。在上模或下模的侧表面上的表面部分因而被减少，在该表面部分上，误引导的材料在被切口接收前可分别施加力。此外，因为误引导的材料可产生的力臂的长度被最小化，因此施加于上模和下模的侧表面的扭矩通过压表面附近的切口的布置而进一步最小化。
切口有利地设计为底切或以凹陷的方式，以便被误引导的材料在切口的区域中施加于上模或下模的力是切向排列的，即与实际压力的方向相反，而不是分别与上模或下模的侧表面成直角。分别施加于上模和下模的侧表面上的扭矩因而又被减少。此外，如果切口具有倒圆的边缘，也是有利的，以便对制造上模和下模的材料的边缘强度的需求更小。因而上模和下模可分别被便宜地制造。
切口的深度优选小于切口的长度和宽度。换句话说，切口被制造成浅的以便于线和/或连接元件的误引导的材料沿着上模和/或下模的侧表面滑动并因此在其上施加切向力而不是法向力。侧表面上的扭矩因此可进一步减小。当在下模的侧表面上提供切口时，下模的宽度(其在上部部分中已很小)在此区域中通过浅的切口的减小少于通过深的切口的减小。因此具有浅的长的切口的下模比具有短的且深的切口的下模更稳定。
有利地，在上模和/或下模中将至少一个另外的切口设置在压表面之外，且至少两个切口被优选地布置成相对于压表面对称，因为将要产生哪一种有缺陷的固定以及误引导的材料将要从压表面之间的区域脱离的点是不能预测的。如果提供多个切口和/或至少其中两个相对于压表面对称布置，则当线到连接元件的有缺陷的固定发生时，可进一步减小上模和下模发生位移或损坏的可能性。
切口优选布置在下模的侧表面上，即形成为下模的底切。当误引导的材料进入下模的切口时，垂直于压力方向产生的力比进入上模的另外向外布置的切口产生的力小。此外，因为误引导的材料位于更靠近装置的中心轴的位置，所以施加于上模和下模的侧表面上的扭矩总体上是较小的。
可选地或另外地，切口还可以布置于上模的侧表面上。在这种情况下，切口就其本身而论对装置的强度具有较小的影响，因为通常上模比下模具有更大的体积。
本发明的另外的目的是提供将线固定于连接元件的方法。在这方面，线和连接元件被压入上模和下模的各自的压表面之间的预定区域中。当线的一部分和/或连接元件的一节段从压表面之间的区域脱离时，所述部分和/或所述节段被接收在切口中以避免对下模和/或上模的任何损坏，该切口被设置在上模和下模之间在压表面之外。
本发明将参考以下实施例和附图加以说明。显示如下：
图1为根据现有技术将线固定于连接元件的装置的示意图；
图2为根据本发明的装置的示意图；和
图3a和3b分别为图1和图2的各自的放大截面。
图1显示了根据现有技术用于将线13固定于连接元件15的装置11。装置包括上模17，其中接合冲头型的下模19。上模17和下模19各自分别具有压表面21和压表面23，通过压表面21和压表面23限定压接连接的形状，压接连接是通过将线13固定于连接元件15而建立的。
线13可包括多个线股。通过实施例的方式显示了连接元件15为线爪(Aderkralle)以便通过将线固定于线爪产生所谓的线压接。然而，绝缘压接(其中在连接元件和导体之间提供绝缘材料)例如也可以用装置11产生。
通过在箭头25的方向施加的压力将上模17压向下模19。因此线13和连接元件15可塑性地变形且在它们之间产生不可释放的永久的连接。
例如当连接元件15的右边一半15a以有缺陷的方式向下弯曲时，发生线13至连接元件15的有缺陷的固定，如图1中所示。当上模17压向下模19时，连接元件15的右边一半因此位于处于压表面21和压表面23之间的预定区域的外边。如图3a所示，连接元件的节段15a在上模和下模分别的侧表面27和侧表面29之间移动且具有以下效果，由于极小的间隙产生非常大的力，所示间隙在侧表面27和侧表面29之间是产生压接连接所必需的。这些力可将上模17和下模19相对于彼此位移。此外，从此产生的力和扭矩导致在上模17和下模19中的非常高的机械应力，由此上模17和下模19可能变形或甚至损坏。
因为上模17和下模19相互被相对于共同的中心轴31位移，同样由于如图1所示的弯曲的连接元件15，也可发生线13至连接元件15的有缺陷的固定。线13和/或连接元件15也可相对于中心轴31位移。
图2显示了根据本发明的用于将线13固定于连接元件15的装置111，装置111具有改变的下模119，通过下模119解决了以上描述的问题。对比图1，下模119在两个侧表面129上具有各自的切口133，从线13和/或从连接元件15脱离的误引导的材料被接收到其中。两个切口133设计为底切并被布置成相对于中心轴31或下模119的压表面123对称，以能够在两个侧表面129上接收误引导的材料。
下模119在压表面122下通过切口133是呈锥形的且下模119的宽度在压表面123的区域中比在锥形的区域中大。切口133设计为凹陷的形式且具有倒圆的边缘135，以便于误引导的材料进入到切口133中。此外，在制造下模119的材料的边缘强度上因而不存在增加的需求。
凹陷型切口133的深度基本上比其沿着各自的侧表面129的长度小。当误引导的材料进入到切口133中并在其中延伸时，因而只有切向力施加于下模199的侧表面129上而没有法向力。通过下模119和上模17之间的切口133所限定的体积被优选地选择以便充足的误引导的材料可以被接收于切口133中。通过两个切口133限定的体积例如可以相应于连接元件15的体积。
由于误引导的材料接收于切口133中，分别施加于下模119的侧表面129和上模17的侧表面27上的力比显示于图1中使用下模19的情况所施加的力小。因而减小了分别对上模17和下模119的损坏的可能性且因此增加了总装置111的使用寿命。
图3a和3b说明了分别作用于上模17的侧表面27、下模19的侧表面29和下模119的侧表面129的力的减小。图3a和3b显示了图1和图2的放大的截面，线13和连接元件15已被压入预定的区域。连接元件15的材料已从预定区域沿着上模17的侧表面27或下模19的侧表面29和下模119的侧表面129脱离。由于缺少下模19的切口133，图3a中误引导的材料比图3b中平均更远离预定的区域，且以相对大的力臂37分别施力于上模17的侧表面27上和下模19的侧表面29上。因而相当大的扭矩和机械应力施加于上模17和下模19上。
误引导的材料在图3b中被接收于根据本发明的下模119的切口133中。切口133的尺寸可优选地选择，以便在大多数情况下所接收的材料在总表面上不再接触侧表面27、侧表面29或侧表面129中的一个。因而接收于切口133中的材料不会向下模119的侧表面129或上模17的侧表面27施加任何力，或仅施加很小的力，且所产生的力臂137对比显示于图3a中的力臂37被显著地缩短。
通过缩短的力臂137减小了上模17和下模119内的机械应力。因此，在有缺陷地固定线13的情况下，在连接元件15处分别产生对上模17和/或下模119的损坏的可能性变得较小。此外，由于较小的机械应力而使侧表面27、侧表面129、压表面21和压表面123处于较小的应力下，以致形成凹槽的可能性较小，特别是分别在表面27和表面123上形成凹槽的可能性较小。因此通过切口133总体上增加了上模17和下模119的使用寿命，以便可以制造大量的压接连接而不必分别更换上模17和/或下模119。
参考数字列表
11，111 装置
13 线
15 连接元件
15a 连接元件的节段
17 上模
19，119 下模
21 上模的压表面
23，123 下模的压表面
25 箭头，压力的方向
27 上模的侧表面
29，129 下模的侧表面
31 装置的中心轴
133 切口
135 边缘
37 力臂
137 力臂

Claims (10)

1.一种用于将线(13)固定于连接元件(15)的装置(111)，所述装置(111)具有上模(17)和下模(119)，所述上模(17)和所述下模(119)各自具有压表面(21，123)，以将所述线(13)和所述连接元件(15)挤压在所述上模(17)和所述下模(119)之间的预定的区域中，
其中在所述上模(17)和所述下模(119)之间，至少一个切口(133)被设置在所述压表面(21，123)之外，且所述至少一个切口(133)被设计以接收所述线(13)的一部分和/或所述连接元件(15)的一节段，
其中，所述压表面(21，123)之一和所述切口(133)的至少一个边缘(135)之间的间距小于所述切口(133)的长度、宽度和深度，
其中至少两个切口(133)被设置成相对于所述压表面(21，123)对称布置，并且
其中每个切口(133)被布置在所述下模(119)的侧表面(129)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述切口(133)制造成凹陷的形式。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述切口(133)具有倒圆的边缘(135)。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述切口(133)的深度比所述切口(133)的长度和宽度小。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述下模(119)在所述压表面(123)之下具有锥形；且所述下模(119)的宽度在所述压表面(123)的区域中比在所述锥形的区域中大。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述切口(133)布置在所述上模(17)的侧表面(27)上。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述上模(17)具有布置在所述压表面(21)之外的至少一个另外的切口(133)。
8.一种下模(119)，其用于如前述权利要求中的任一项所述的装置(111)，其特征在于：所述下模(119)在压表面(123)之外具有至少一个切口(133)以在将线(13)固定于连接元件(15)的过程中接收所述线(13)的一部分和/或所述连接元件(15)的一节段。
9.一种上模(17)，其用于如权利要求1至7中的任一项所述的装置，其特征在于：所述上模(17)在压表面(21)之外具有至少一个切口(133)以在将线(13)固定于连接元件(15)的过程中接收所述线(13)的一部分和/或所述连接元件(15)的一节段。
10.一种使用根据权利要求1至7中任一项所述的装置将线(13)固定于连接元件(15)的方法，在所述方法中，
将所述线(13)和所述连接元件(15)压入上模(17)和下模(119)各自的压表面(21，123)之间的预定区域中；并且
当所述线(13)的一部分或所述连接元件(15)的一节段从所述压表面(21，123)之间的区域脱离时，所述部分和/或所述节段被接收于切口(133)中以避免对所述上模(17)和/或所述下模(119)的损坏，所述切口(133)被设置在所述上模(17)和所述下模(119)之间在所述压表面(21，123)之外。
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