CN107408765A - 将电接触件卷曲到线缆的方法和实施该方法的工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法，其中，接触件(100)以使得获得机械保持部(140)和导电部(150)的这种方式以不同高度卷曲到线缆(200)。机械保持部(140)和导电部(150)的最终卷曲高度之间的差在0.5mm至0.6mm之间。本发明还涉及一种接触件(100)，其作为根据本发明的卷曲方法的结果而卷曲到线缆(200)，并且涉及一种用于实施所述方法的工具。

Description

将电接触件卷曲到线缆的方法和实施该方法的工具
本发明涉及电连接领域。具体地，本发明涉及将电接触件卷曲到电力线缆的方法、用该方法卷曲的电接触件以及用于实施该方法的工具。
在连接技术中，使用阳接触件和阴电接触件来进行例如线缆接头之间或线缆接头与电气或电子装置之间的电连接。在线缆接头的情况下，阳接触件或阴接触件由焊接、卷曲或另一种技术来电结合到包括一条或更多条的线缆。
在汽车连接中，接触件经常通过冲压并弯曲铜片来制作。线缆通常也由铜制成。
为了具体减轻车辆中电气线束的重量，铜线缆有时用包括若干导体条的铝线缆代替。用铝线缆代替铜线缆呈现若干问题。首先，由于铝被氧化层覆盖，所以可能降低铝线缆与铜接触件之间的接触区的区域中的导电。为了减轻该问题，一方面，为了具有更好的传导性而尝试破碎氧化层，并且另一方面，尝试防止卷曲之后该氧化层的重新组成。为此，可以提高线缆在卷曲区中的压缩水平。但压缩水平的该提高引起这样压缩的区中的线缆的机械强度降低。
文献US7306495B2提出了一种卷曲的方法，其中，提供了如下项：
●电力线缆，该电力线缆具有由铝制成的多个导体条；以及
●电接触件，该电接触件具有沿纵向延伸的卷曲区，并且包括底座和两个翅片(fin)，该两个翅片在底座的两侧上延伸，以形成在垂直于纵向的平面中基本上具有U形横截面的槽。
在该方法中，此外通过使翅片弯曲并压缩到线缆上，来执行卷曲区到线缆的卷曲。为此，使用包括具有两个不同卷曲高度的冲压件的工具。由此，获得在卷曲之后，本身包括机械保持部和导电部的卷曲区。机械保持部和导电部在材料上与彼此连续。换言之，从在线缆的任意一侧上具有单个翅片的接触件开始，在不切断这些翅片或切开它们以将它们分成若干部分的情况下，获得纵向上的连续卷曲轴。机械保持部和导电部具有不同的最终卷曲高度，机械保持部的最终卷曲高度高于导电部的最终卷曲高度。
由此，在机械保持部中，更少地压缩线缆的条(压缩水平例如在20％至30％之间)，因此基本上保留它们的机械特性的完整性，并且线缆在卷曲轴中的保持满足规范。例如，对于1.5mm2的铜线，该保持力应大于155N。在导电区中，更多地压缩线缆的条(压缩水平例如在50％至65％之间)，由此，与机械保持区相比劣化那里的机械特性。另一方面，导电区中的电阻率小于机械保持区中。
然而，在特定情况下可能观察到，用这种方法卷曲的接触件的电气和机械特性随着时间的过去而劣化。
本发明的一个目的是至少部分减轻该缺点。
为此，提供了一种如上面提及的卷曲电接触件的方法，其中，此外，机械保持部与导电部的最终卷曲高度之间的差在0.4mm至0.7mm之间，或者更小，并且在特定情况下在0.5mm至0.6mm之间。
由于该结构(该结构例如可能因卷曲冲压件的几何结构而产生)，限制机械保持部与导电部之间的过渡区中的接触件的变形，并且接触件没有裂缝或撕裂。此外，如果铜接触件被例如锡的保护层覆盖，则该保护层的完整性保持完好无损。由此，可以避免由于线缆与接触件之间的电化学势差引起的电解腐蚀的问题。
此外，可以提供以下特性中的一个或另一个，以下特性单独或与彼此组合地来考虑：
-卷曲通过将在导电部区域中的翅片压缩纵向(在接触件放置在包括冲压件的卷曲工具中时)上的、大于或等于1.5mm的距离来进行。
-卷曲通过以下方式来进行：在纵向上的其相应长度上，以恒定高度来压缩在导电部区域中和在机械保持部区域中的翅片，导电部与机械保持部之间存在过渡区，该过渡区在纵向(在接触件放置在包括冲压件的卷曲工具中时)上的尺寸在0.3mm至0.6mm之间。
根据另一个方面，本发明涉及一种用前面提及的方法卷曲的电接触件。该接触件包括延伸部，该延伸部在机械保持部与导电部之间，其高度在0.4mm至0.7mm之间或更小，并且在一些情况下在0.5mm至0.6mm之间。
而且，可以为该接触件提供以下特性中的一个或另一个，以下特性单独或与彼此组合地来考虑：
-延伸部具有曲率半径在0.1mm至0.5mm之间的圆化(rounded)内弯曲部；
-延伸部具有曲率半径在0.1mm至0.5mm之间的圆化外弯曲部；
-内弯曲部和外弯曲部的曲率半径的和在0.3mm至0.5mm之间；以及
-内弯曲部的曲率半径在0.1mm至0.2mm之间(例如，等于0.1mm)，并且外弯曲部的曲率半径在0.1mm至0.4mm之间(例如，等于0.2mm)。
根据另一个方面，本发明涉及一种用于实施卷曲电接触件的方法的工具，该工具包括卷曲冲压件。该冲压件包括槽，该槽在垂直于纵向的平面中大体具有W形横截面。该槽在纵向上具有两个连续段：用于压缩机械保持部区域中的翅片的较深的段；和用于压缩导电部的区域中的翅片的较浅的段，这两个段之间的高度差在0.4mm至0.7mm之间或更少，并且在特定情况下在0.5mm至0.6mm之间。
而且，可以为该接触件提供以下特性中的一个或另一个，以下特性可以单独或与彼此组合地来考虑：
-压缩在导电部区域中的翅片的段具有在纵向上的、大于或等于1.5mm的尺寸；
-这两个段之间的高度差形成延伸部，该延伸部的延伸部边缘具有在0.1mm至0.5mm之间的曲率半径；
-延伸部的底部以在0.1mm至0.5mm之间的曲率半径圆化；
-延伸部边缘和延伸部底部的曲率半径的和在0.3mm至0.5mm之间；以及
-延伸部边缘的曲率半径等于0.1mm，并且延伸部底部的曲率半径等于0.2mm。
本发明的其他特性和优点应在阅读详细描述和附图时呈现，在附图中：
-图1在立体图中示意性表示尚未被卷曲到线缆的接触件的示例；
-图2在横向立视图中表示在将卷曲翅片卷曲到线缆之后的、图1的接触件的卷曲区；
-图3A和图3B表示在图2的接触件的卷曲区的两个横向部分，这些部分中的一个在机械保持部的区域中制成，并且这些部分中的另一个在导电部的区域中制成；
-图4在立体图中示意性表示卷曲工具；
-图5在立体图中示意性表示图4的卷曲工具的细节；以及
-图6在剖面中示意性表示图4和图5的卷曲工具的细节。
在这些附图中，相同的附图标记用于指定相同或类似的元件。
图1示出了被设计为安装在机动车辆的接头腔(未示出)中的电接触件100。接触件100例如通过冲压并弯曲铜片来实现。该铜片的厚度例如在0.2至0.5mm之间。在所描绘的情况下，是直接阴接触件100沿也对应于联接方向的纵向L延伸。在未表示的其他情况下，接触件100例如可以为直角接触件。接触件100在这里被表示为附接到支承带101，接触件100将在可能的镀锡之后，在稍后的阶段与该支撑带分离。
接触件100具有联接部110、抵靠线缆200的导体条210的卷曲区120、以及抵靠该线缆的绝缘层220的卷曲端130(参见图2)。在图1所表示的情况下，联接部110、卷曲区120以及卷曲端130沿着也对应于联接方向的纵向L一个接一个的出现。在直角接触件的情况下，联接部110可以垂直于本身沿着纵向L延伸的卷曲区120和卷曲端130。但，即使以下描述涉及笔直接触件，技术人员也可以容易地执行其对于直角或另一种接触件的变换。
在卷曲之前，卷曲区120以具有在底座126的两侧上延伸的两个翅片122、124的沟的形式存在。由此，两个翅片122、124和底座126在卷曲之前形成在垂直于纵向L的平面中基本上具有U形横截面的槽。各翅片122或124对于其整个长度连续。换言之，翅片122或124既没有裂缝也没有切口。
接触件100经受卷曲到线缆200上的步骤，在该步骤期间，翅片122、124被弯曲并压缩到线缆200的裸露部分。该卷曲步骤通过以下方式来进行：将线缆200的端部插入到卷曲区120和卷曲端130的相应槽中，并且击打为技术人员已知类型的铁砧(anvil)(未示出)与下面应描述的冲压件300之间的、在卷曲区120的区域中的接触件100。
如图2表示的，在卷曲到线缆200剥光绝缘层220的部分的条的该步骤之后，卷曲区120具有机械保持部140、导电部150、以及这两者之间的过渡区160。机械保持部140、导电部150以及过渡区160在材料上与彼此是连续的，在纵向L上没有裂缝或切口。
机械保持部140和导电部150具有如下最终卷曲高度，其在垂直于纵向L的方向上不同，且对应于冲压件300朝向铁砧及彼此的位移方向D。机械保持部140的最终卷曲高度(还参见图3B)不与导电部150的最终卷曲高度(还参见图3A)一样高。
机械保持部140和导电部150的高度各对于其各长度大体恒定。由此，高度差大体固定且可以在0.5mm至0.6mm之间，对于0.20mm至0.39mm之间的铜片厚度，且对于直径在1.25mm至4mm之间的铝线缆，高度差甚至可以在0.75mm至6mm之间。该高度差在避免在形成接触件100的片中产生裂缝或撕裂的同时，足以在机械保持部140与导电部150中分别获得非常不同的压缩水平。这在铜被镀锡的时候是特别重要的。实际上，镀锡铜层中的撕裂或裂缝将暴露在下面的铜，由此从长远来看引起电化学腐蚀效应，这使得接触件机械易碎且劣化其传导性(特别是在接触件/线缆界面的区域中)。
将压缩水平定义为：卷曲之后的线缆200的横截面，与卷曲之前的线缆200的横截面之间的比。然后可以通过比较接触件100的横截面且由此比较线缆200的横截面(分别在图3A和图3B中表示)，来确定线缆200在导电部150的区域(图3B)中的压缩水平大于在机械保持部140的区域(图3A)中。例如，为了获得接触件与线缆之间的良好电阻，导电部150区域中的压缩水平有利地为50％或更多(多达65％)的量级，并且机械保持部140区域中的压缩水平在20％至30％之间。
在这里所述的示例中，导电部150的长度lce(即，在纵向L上的长度)大于1.5mm。发明人已经发现，在长度lce<1.4mm的情况下，卷曲的电阻大于0.3mΩ且随着时间的过去而演变，而不管导电部150区域中的压缩水平如何。发明人还已经发现，在导电部150区域中的压缩水平小于50％的情况下，卷曲的电阻大于0.3mΩ且随着时间的过去而演变，而不管长度lce如何。另一方面，在长度lce>1.4mm且导电部150区域中的压缩水平大于50％的情况下，获得小于0.3mΩ的导电部区域中的电阻，其随着时间的过去是稳定的。
返回到图2，过渡区160在纵向L上的尺寸在0.3mm至0.6mm之间。在本情况下，该尺寸为0.3mm。
导电部150与机械保持部140之间的高度差形成具有内弯曲部162和外弯曲部164的延伸部(run)。内弯曲部162和外弯曲部164以在0.1mm至0.5mm之间的曲率半径而圆化。在本情况下，内弯曲部162的曲率半径为0.1mm，并且外弯曲部164的曲率半径为0.2mm。由此，在这种情况下，内弯曲部162和外弯曲部164的曲率半径和为0.3mm。
图2、图3A以及图3B所例示的接触件100用图4、图5以及图6所例示的、包括冲压件300的工具来卷曲。
该冲压件300大体具有平行六面体板的形状，该平行六面体沿冲压件300在卷曲期间位移的方向D(参见图4)，在高端310与低端320之间伸长。该板在对应于卷曲期间的纵向L的方向上具有厚度E。低端320具有由槽口340分隔的两个齿330。
如在图5中表示的，槽口340对应于冲压件300的在卷曲期间使得可以形成翅片122、124的部分。槽口340具有使得可以集合翅片122、124直到它们大体平行的位置，然后翅片平行时到具有大体平行以容纳翅片122、124的壁的通道344，并且最后到槽346，该槽使得可以使翅片122、124在线缆200的顶部上朝向线缆渐进，然后到线缆中。
该槽346在垂直于纵向L的平面中大体具有W形的横截面。槽346在纵向L上具有两个连续段348、350。最深的段348是压缩机械保持部140区域中的翅片122、124的段。最浅的段350是压缩导电部150区域中的翅片122、124的段。这两个段之间的高度差h可以在0.5mm至0.6mm之间。在这里描述的示例中，该高度差h为0.55mm。压缩导电部150区域中的翅片122、124的段350的长度具有大于或等于1.4mm的纵向上的尺寸。在这里所述的示例中，该尺寸为1.5mm。
段348、350之间的高度差h形成具有延伸部边缘352和延伸部底部354的延伸部。延伸部边缘352可以具有例如在0.1mm至0.5mm之间的曲率半径。在这里所述的情况下，该曲率半径为0.1mm。延伸部的底部354同样被圆化。该底部可以具有例如在0.1mm至0.5mm之间的曲率半径。在这里所述的情况下，该曲率半径为0.2mm。
此外，为了防止接触件的任意保护涂层(诸如锡)的劣化，槽的脊356同样以例如在0.15mm至0.4mm之间的曲率半径来圆化。

Claims (14)

1.一种卷曲电接触件(100)的方法，其中，
-其提供如下各项：
●电力线缆(200)，该电力线缆(200)具有由铝制成的多个导体条(210)；以及
●电接触件(100)，该电接触件(100)具有沿纵向(L)延伸的卷曲区(120)，并且包括底座(126)和两个翅片(122、124)，所述两个翅片(122、124)在所述底座(126)的两侧上延伸以形成槽，该槽在垂直于所述纵向(L)的平面中基本上具有U形横截面，
-其通过使所述翅片(122、124)弯曲并压缩到所述线缆(200)上来执行所述卷曲区(120)到所述线缆(200)的卷曲；在所述卷曲之后，所述卷曲区(120)本身包括机械保持部(140)和导电部(150)，所述机械保持部(140)和所述导电部(150)在材料上与彼此连续，并且所述机械保持部(140)和所述导电部(150)具有不同的最终卷曲高度，所述机械保持部(140)的最终卷曲高度高于所述导电部(150)的最终卷曲高度，
其特征在于：所述机械保持部(140)与所述导电部(150)的最终卷曲高度之间的差在0.4mm至0.7mm之间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述卷曲通过将在所述导电部的区域中的所述翅片(122、124)压缩所述纵向(L)上的、大于或等于1.5mm的距离来进行。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述卷曲通过以下方式来进行：
在所述纵向(L)上的其相应长度上，以恒定高度来压缩在所述导电部(150)的区域中和所述机械保持部(140)的区域中的所述翅片(122、124)，所述导电部(150)与所述机械保持部(140)之间具有过渡区(160)，该过渡区(160)在所述纵向(L)上的尺寸在0.3mm至0.6mm之间。
4.一种电接触件，该电接触件利用根据权利要求1至3中任意一项所述的方法卷曲到线缆，该电接触件包括延伸部，该延伸部在所述机械保持部(140)与所述导电部(150)之间，其高度在0.4mm至0.7mm之间。
5.根据权利要求4所述的接触件，其中，所述延伸部具有圆化内弯曲部(162)，该圆化内弯曲部(162)的曲率半径在0.1mm至0.5mm之间。
6.根据权利要求4或5所述的接触件，其中，所述延伸部具有圆化外弯曲部(164)，该圆化外弯曲部(164)的曲率半径在0.1mm至0.5mm之间。
7.根据权利要求4至6中任意一项所述的接触件，其中，所述内弯曲部(162)和所述外弯曲部(164)的曲率半径的和在0.3mm至0.5mm之间。
8.根据权利要求4至7中任意一项所述的接触件，其中，所述内弯曲部(162)的曲率半径等于0.1mm，并且所述外弯曲部(164)的曲率半径等于0.2mm。
9.一种卷曲工具，该卷曲工具用于实施卷曲电接触件(100)的方法，该卷曲工具包括冲压件(300)，该冲压件具有槽(346)，在所述电接触件(100)放置在所述卷曲工具中时，该槽(346)在垂直于所述电接触件(100)的纵向(L)的平面中大体具有W形横截面，该槽(346)在所述纵向(L)上具有如下两个连续段(348、350)：
较深的段(348)，其用于压缩机械保持部(140)的区域中的所述电接触件(100)的翅片(122、124)；和
较浅的段(350)，其用于压缩导电部(150)的区域中的所述翅片(122、124)，
这两个段(348、350)之间的高度差(h)在0.4mm至0.7mm之间。
10.根据权利要求9所述的工具，其中，压缩在所述导电部(150)的区域中的所述翅片(122、124)的段(350)具有所述纵向(L)上的、大于或等于1.5mm的尺寸。
11.根据权利要求9或10所述的工具，其中，这两个段(348、350)之间的所述高度差形成延伸部，该延伸部的延伸部边缘(352)具有在0.1mm至0.5mm之间的曲率半径。
12.根据权利要求11所述的工具，其中，所述延伸部具有圆化延伸部底部(354)，该圆化延伸部底部(354)的曲率半径在0.1mm至0.5mm之间。
13.根据权利要求12所述的工具，其中，所述延伸部边缘(352)和所述延伸部底部(354)的曲率半径的和在0.3mm至0.5mm之间。
14.根据权利要求12或13所述的工具，其中，所述延伸部边缘(352)的曲率半径等于0.1mm，并且所述延伸部底部(354)的曲率半径等于0.2mm。
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