CN112335129B - 接缝自锁压接件 - Google Patents

Abstract

一种用于连接导线的压接件(10，100)，包括至少一个压接桶(16,116)，其中，所述压接桶(16,116)包括至少一个基部和从所述基部延伸的至少两个相对的侧壁(4A，4B)，其中第一侧壁(4A)设置有至少一个自锁翼(11,101)，第二侧壁(4B)设置有至少一个自锁槽(14)，使得自锁翼(11,101,111)适于与自锁槽(14,104,114)锁定，从而形成具有抵靠机械、扭转和热应力的高稳健性的压接连接。

Description

接缝自锁压接件

技术领域

本公开涉及一种具有增加的稳健性和更薄的原料的压接件。

背景技术

在电子和电气工程中，已知大量的机电连接，其用于以最大可能的电流、电压、频率和/或数据速率范围传输电流、电压和/或电信号。此类连接必须在相当长的一段时间后(如果适用)临时或必须永久地确保在热负荷、脏污、潮湿和/或化学侵蚀性条件下机械触点、电源、电信号和/或数据的正确传输。因此，已知大量特殊构造的机电触点，特别是压接触点。

压接连接是无焊连接。压接连接优于将端子正常夹至导线的端部。压接的形状和施加的压力的量必须正确，以获得所需的连接性能和耐用性。不合适的压接可能会由于不良的电气连接而产生热量，并可能导致产品返工，增加报废并在极端情况下导致灾难性故障。

电端子通常用于端接导线的端部。这种电端子通常包括电触点和压接桶。在一些端子中，压接桶包括在其中接收导线的端部的开口区域。压接桶绕导线的端部压接，以在导线中的电导体和端子之间建立电连接，以及将电端子机械地保持在导线端部上。当压接在导线端部上时，压接桶在导线的导体和电触点之间建立电气和机械连接。

除了永久的电连接之外，还必须通过接触在电缆和压接触头的导体压接区域之间建立永久的机械连接。对于机电连接，压接触头具有导体压接区域，并且在大多数情况下具有用于电缆的绝缘压接区域。小型化和成本节约正迫使制造商寻求更小更薄的触点。

本领域中已知的压接连接用于在压接基部和至少一个电导体之间建立电接触并提供机械弹性连接，该至少一个电导体可以包括一个或多个单导线。压接桶通常由金属板组成，该金属板弯曲成具有U形或V形的横截面，或者具有带有平坦基部的矩形横截面。U形或V形的底侧在下文中称为压接基部。U形或V形的指向上的支腿通常称为压接侧面。

图1示出了在现有技术中发现的典型的导线桶压接200。这种压接遭受在机械和扭转应力期间缺乏稳健性的问题。

压接连接是通过压接模具实现的，该压接模具包括砧座和压接压模。为了进行压接，将压接基部放置在砧座的中央，并将电导体放置在压接桶上的压接支腿之间。随后，压接压模下降到砧座上，并使压接侧面围绕电导体弯曲，以便将其紧紧压缩，并将其以力锁合的方式与压接桶固定。在从压接基部到压接侧壁的过渡区域中，即所谓的压接根部中，以及侧向地在压接侧壁处，在压接桶中形成高弯曲应力的区域。

压接桶和电导体之间的力连接可以通过提供附加的形状配合元件来改善，例如，在压接桶的面向导体的内侧上形成用于形成锁定元件的凹部或凹陷，其中移位的导体材料可在压缩过程中渗入凹部中。

压接连接的受压区域具有更好的电性能。受压较小的区域具有较高的机械稳定性。

压接桶和电导体可以通过压接模具中的台阶或凸起局部地增强。

美国专利No.5,901,439公开了当闭合压接模具时如何通过在砧座的工作表面中的开口馈送附加冲头来局部地增加压缩。

专利申请DE 10 2006 045 567 A1描述了由压接工具形成的F-压接上的交错接缝，该压接工具在卷边几何形状中具有连续的偏移。在这种压接连接中，具有较薄的片材金属的压接带来了下述问题。

如果压接连接受到机械应力，则压接侧面可能会沿着压接根部和其他高弯曲应力区域弹起。存在压接基部沿压接侧壁的端部处的纵向接缝打开的风险。根据应力的类型，压接侧壁的端部也可以相对于彼此轴向移动。此外，在现有技术中倾向于减小压接力，因为电导体的各个导线可以相对于彼此移动。当它们在纵向方向上移动时，压接连接的力会因所产生的自由空间而减小。自由空间提供了外部材料渗入压接连接中的可能性。然后，由于外部介质引起的电导体和压接桶的腐蚀，压接力进一步减弱。

在压接力损失的情况下，不再能够保持压接连接的期望的机械稳定性。已经发现，在传统的压接中，在所连接的线或电导体上发生运动的情况下，可以观察到在压接连接的另一端处电导体的各个导线的运动。这表明，电导体的各个导线以及电导体和压接桶都不再以足够牢固的方式固定。因此，在各个情况下，可能会在压接桶和电导体之间产生增大的电过渡电阻。

为了获得压接尤其是F压接的机械和电气强度，压接桶必须具有足够的片材金属坯厚度(与导线尺寸有关)。特别是对于大导线，这种最小的桶坯厚度会带来诸如在用于从金属片材制造电端子的冲压过程中切割或弯曲的适应性较差、压接过程所需的力较大以及材料成本较高的缺点。为了解决上述问题，现有技术中的压接使用薄坯料。

然而，已经发现，当使用太薄的坯料时，由于机械性能和电气性能的原因，压接在卷边的接缝处开始失效。需要提供一种允许安全地电连接大量导线的终端设备，并且该终端设备同时是稳健的且成本有效。

发明内容

本公开的目的是提供一种用于薄坯料F-压接桶的具有改进的稳健性的压接连接。

其目的通过独立权利要求的主题解决。本发明的有利的实施方式是从属权利要求的主题。

本发明基于这样的思想，即，提供压接缝的互锁，以用较薄的坯料厚度增加压接的稳健性。

在现有技术中已知的用于提供形状锁定元件或加强的压接连接元件的措施不能防止压接桶偏转，也不能防止电导体的各个导线的相对运动以及由此产生的压接力损失。

非限制性和示例性实施例中的一个提供了包括交错缝的压接连接，该压接连接可以解决上述问题。

在一个一般性方面中，提供一种用于连接导线的压接件，该压接件包括至少一个压接桶，其中，压接桶包括至少一个基部和从基部延伸的至少两个相对的侧壁，其中第一侧壁设置有至少一个自锁翼，第二侧壁设置有至少一个自锁槽，使得第一侧壁的自锁翼适于与第二侧壁的自锁槽锁定。

有利的是，自锁槽设有前进入引导件和后进入引导件。

有利地，自锁翼设有进入室。

有利地，第一壁设有第二自锁槽，第二壁设有第二自锁翼。

有利地，自锁翼和自锁槽一直延伸到压接件的基部。

有利地，压接桶是F压接导线桶。

此外，提供一种用于生产用于连接导线的压接件的压接器，包括以下步骤：使压接桶的基部围绕导线弯曲，其中，所述压接桶包括至少一个基部和从所述基座延伸的至少两个相对的侧壁，其中，第一侧壁设置有至少一个自锁翼，第二侧壁设置有至少一个自锁槽，使得第一侧壁的自锁翼适合于与第二侧壁的自锁槽锁定。

有利地，上述方法的自锁槽设有前进入引导件和后进入引导件。

有利地，上述方法中的自锁翼设有进入室。

有利地，在以上方法中，第一壁设置有第二自锁槽，第二壁设置有第二自锁翼。

有利地，在以上方法中使用的压接桶是F压接导线桶。

有利地，提供一种包括压接工具构件的压接装置，该压接工具构件具有用于压接压接件的轮廓，使得该轮廓在压接期间与压接桶的壁的前部部分和后部部分可操作地对准。

有利地，提供一种包括压接工具构件的压接装置，该压接工具构件具有用于压接压接件的轮廓，使得该轮廓在压接期间与压接桶的壁的前部部分、中间部分和后部部分可操作地对准。

根据说明书和附图，所公开的实施例的其他益处和优点将变得显而易见。益处和/或优点可以通过说明书和附图的各种实施例和特征来单独获得，并不需要全部提供它们来获得一个或多个这样的益处和/或优点。

附图说明

下面参考实施例和附图更详细地解释本发明。在附图的各个附图中，具有相同，单一或相似构造和/或功能的元件或部件用相同的附图标记表示。在详细的附图中：

图1是传统的导线压接桶的示意图；

图2是根据本公开的接缝自锁压接件的实施例的示意性透视图；

图3是根据本发明的接缝自锁压接件的俯视图和仰视图；

图4是根据本发明的压接连接的另一实施例的压接连接的示意图；

图5是在根据本公开的方法的压接工具中使用的压接器的示意图。

具体实施方式

在描述本公开的实施例之前，描述构成本公开的基础的基础知识。基于前述考虑，发明人构思了本公开的以下方面。

下面描述本公开的更具体的实施例。但是，请注意，可以省略过于详细的描述。例如，可以省略已经众所周知的问题的详细描述，以及基本上相同的部件的重复描述。这是为了避免以下描述的不必要的冗余，并促进本领域技术人员的理解。应当注意，发明人提供了附图和以下描述，以便本领域技术人员可以完全理解本公开，并且附图和以下描述不旨在限制权利要求中记载的主题。在下面的描述中，相同或相似的组成元件被赋予相同的附图标记。

根据本公开的总体思想，提供一种用于包括至少一个压接桶的用于连接导线的压接件，其中，压接桶包括至少一个基部和从基部延伸的至少两个相对的侧壁。第一侧壁设置有至少一个自锁翼，并且第二侧壁设置有至少一个自锁槽，使得第一侧壁的自锁翼适合于与第二侧壁的自锁槽锁定。

图2示出了根据本公开的实施例的接缝自锁压接件10的示意图。第一侧壁4A设置有自锁翼11和进入室12。第二侧壁4B设置有自锁槽14和前进入引导件13以及后进入引导件15。在接缝自锁压接件10中，自锁翼11与自锁槽14互锁，这继而提供了抵抗机械应力和扭转应力的更大的机械稳健性和电气稳健性。

由于在形成接缝自锁压接件10的过程中受到压缩和轴向伸长，自锁翼11和自锁槽14的边缘抵靠彼此挤压，从而形成了接缝的额外的扭接连接，因此提供额外的稳健性。

图3A是根据本公开的接缝自锁压接件10的平面透视俯视图。自锁翼和自锁槽的各种尺寸可以适合于特定的使用情况。

图3B示出了压接件弯曲之前的相应俯视图。

可选地，压接桶的内表面可以包括一个或多个锯齿44，用于穿透在电导体30上堆积的氧化物和/或其他表面材料(例如但不限于残留的导线挤压增强材料等)层。内表面在本文中均可以被称为压接桶的“金属表面”。

图4是根据本发明的压接连接的另一实施例的接缝自锁压接件100的示意图。在该实施例中，第一侧壁设置有自锁翼101、自锁槽101，并且相对的侧壁还设置有自锁翼111和自锁槽114。此外，根据使用情况，在本实施例中可以实现自锁翼和自锁口槽的不同组合。这样的附加的自锁翼和自锁槽提供了额外的稳健性，以增强接缝自锁压接件抵抗应力的弹性。

为了接触导电线，例如将压接件附接到非绝缘导线。可以从电导体的端部的至少一部分去除电绝缘层以暴露导体端部。在一些替代实施例中，电触头是另一个压接桶16，该另一个压接桶16被配置为围绕另一电线(未示出)的端部压接，以将另一条电线机械地和电气地连接至端子。

因此，在一些替代实施例中，端子被配置为将电线电连接到另一电线。换句话说，在一些替代实施例中，端子可以用于将电线接合到另一导线。

上述实施例的压接段用于使用压接装置或压接器实现电气和机械连接。压接装置将压接段压接至导线。在一个实施例中，电线具有容纳在压接桶中的电导体。例如，导线的端部段具有暴露的导体，该暴露的导体被装入压接桶中。在压接操作期间，将桶绕导体压接，从而在压接段和电线之间形成机械和电气连接。

图5是在根据本公开的方法的压接工具中使用的也称为“压接器”的压接装置的示意图。当压接开始时，自锁翼将进入自锁槽内并使用线束被压接。压接器中的凹槽51允许自锁翼容易流动以产生接缝自锁。

压接操作需要形成压接段10、100以机械地保持导体，并提供导体与压接段10、100之间的接合。端子的形成可以包括如在敞开式端子中那样围绕导线导体弯曲臂或凸片(例如，“F”型压接)，或者如在闭合端子中那样围绕导线导体压缩闭合桶(例如，“O”型压接)。随着在压接动作期间围绕导线形成端子，端子和/或端子内的导体的金属可以被挤压。期望在端子和电线之间提供安全的机械连接和高质量的电气连接。使用本文公开的压接工具的实施例，由于金属的挤压，在压接操作期间形成的端子上形成了成形特征。利用这种工具，可以在具有不同端子形状和设计的各种类型的端子上形成成形特征。

压接装置50设置有具有用于压接压接件的轮廓的压接工具构件51。如图2，图3A和图3B的实施例所示，在压接期间，轮廓与压接桶的壁的前部部分54b、55b和后部部分54a、55a可操作地对准。

在替代实施例中，压接工具构件使得在压接期间，压接轮廓与压接桶的壁的前部部分54'b、55'b，中间部分56'a、56'b和后部部分54'a、55'a可操作地对准，在同一壁上具有自锁翼和自锁槽，如图4中的实施例所示。

根据本发明的优选实施例，侧壁的长度使得当侧壁接合以形成交错的接缝时，侧壁的端部不撞击压接件的内表面。

压接装置50可包括砧座(图中未示出)和压接工具构件51。砧座具有在其上接收压接段的顶表面。导线的电导体容纳在砧座上的压接桶中。压接工具构件51包括成形轮廓，该成形轮廓被选择性地成形以在成形轮廓与压接段接合时围绕导体形成或压接桶。成形轮廓限定了压接区域的一部分，在压接操作期间，压接段和导线被接收在该部分中。随着端子在压接工具构件和砧座之间被压接到导线，砧座的顶表面还限定了压接区域的一部分。

压接工具构件51可沿着压接行程在方向53上朝向和远离砧座移动，如图5所示。压接行程具有远离砧座的向上分量和朝向砧座的向下分量。压接工具构件沿着压接轴线52朝向和远离砧座双向地运动。当压接工具构件朝着砧座移动时，在压接行程的向下分量期间，压接工具构件围绕电导体形成端子。尽管未示出，但是压接工具构件可以联接至机械致动器，该机械致动器推动压接工具构件沿着压接行程的运动。例如，压接工具构件可以联接至施加器或引线制造机的可动压头。另外，施加器或引线制造机还可包括或联接至压接装置的砧座和基部支撑件。

在压接操作期间，压接段10、100被加载到砧座的顶表面上。导线在加载方向上朝向压接区域移动，使得电导体在压接桶的两个侧壁之间被容纳在压接桶16中。当压接工具构件朝着砧座移动时，成形轮廓下降到压接桶上方并与侧壁接合以弯曲或形成围绕电导体的壁。更具体地，当压接工具构件51向下移动时，侧凸片和成形轮廓的顶部成形表面使侧壁在电导体的顶部上方逐渐弯曲。

自锁翼11被配置为与压接件的自锁槽14接合。在压接工具构件的下止点位置，即在压接行程期间压接工具构件的最低位置(或最接近基座的位置)，成形轮廓的一部分可能会延伸超出砧座的顶表面。压接段在成形轮廓和砧座之间被压缩，这使得压接桶的侧壁机械地接合并电连接到导线的电导体。高压缩力会在侧壁和导体之间形成金属对金属的结合。本文所述的一个或多个实施例涉及在压接桶的侧壁彼此接合时形成如本文所述的接缝自锁操作期间的成形轮廓。

此外，将描述压接连接在外力作用下的力学和行为。

在压接连接中建立和保持永久接触有两种机制，即冷焊和产生适当的残余力分布。两种机制都有助于建立永久连接，并且彼此独立。在压接期间，两个金属表面在所施加力的作用下滑动或擦拭，从而以冷焊法将金属焊接在一起，也称为冷焊。在适当的残余力分布下，接触界面将承受正力。在压接过程中，移除压接工具后，导体和压接桶之间会产生残余力，这表明弹性恢复不同。

当电导体比压接桶更容易回弹时，桶会在导体上施加压缩力，从而保持接触界面的完整性。压接连接的电气和机械性能来自导体和压接桶的受控变形，这些变形会在导体之间以及导体与压接桶之间产生微冷焊接合部。

这些接合部通过压接连接内的适当残余应力分布来维持，这会导致残余力，从而继而保持接合部的稳定性。

在压接连接上施加外力(例如拉力)时，压接侧面之间的互锁可能会错位，从而导致压接连接不良。因此，在本发明的接缝自锁压接连接的实施例中，提供了使用自锁翼和自锁槽的压接连接。

这样的锥形凸区域可设置在压接侧面的内侧或外侧，从而即使在压接侧面的外表面的横向方向上以不等于法向矢量的角度施加拉力时也确保了互锁。

尽管已经参照本公开的示例性实施例具体示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，可以在不脱离本公开的由所附权利要求限定的意图的情况下在其中进行形式和细节上的各种改变。应当仅以描述性意义来考虑示例性实施例，而不是出于限制的目的。因此，本公开的范围不是由本发明的以上描述限定，而是由所附权利要求书限定，并且该范围内的所有差异将被解释为包括在本发明中。

参考标号列表

10、100 接缝自锁压接建

4A、4B 侧壁

11、101、111 自锁翼

14、104、114 自锁槽

13 前进入引导件

15 后进入引导件

16、116 压接桶

31 加深区域

40、42 压接桶的内表面

44 锯齿

51 压接器的凹槽

52 压接轴向

53 运动方向

200 常规压接件。

Claims (11)

1.一种用于连接导线的压接件(10，100)，包括至少一个压接桶，其中，所述压接桶包括至少一个基部和从所述基部延伸的至少两个相对的侧壁(4A，4B)，其中第一侧壁(4A)设置有至少一个自锁翼(11,101)，第二侧壁(4B)设置有至少一个自锁槽，使得所述第一侧壁的自锁翼适于与所述第二侧壁的自锁槽锁定，其中，所述自锁槽(14,104)设有前进入引导件(13)和后进入引导件(15)，所述前进入引导件(13)相对于第二侧壁向第一方向突出，且所述后进入引导件(15)相对于第二侧壁向与所述第一方向相反的第二方向突出。

2.根据权利要求1所述的压接件(10，100)，其中，所述自锁翼(11,101)设有进入室。

3.根据权利要求1或2所述的压接件(10，100)，其中，第一壁设有第二自锁槽，第二壁设有第二自锁翼。

4.根据权利要求1所述的压接件(10，100)，其中，自锁翼和自锁槽延伸到压接件的基部。

5.根据前述权利要求中任一项所述的压接件(10、100)，其中，压接桶是F压接线桶。

6.一种生产用于连接导线的压接件的方法，包括使压接桶的基部围绕导线弯曲的步骤，其中，所述压接桶包括至少一个基部和从所述基部 延伸的至少两个相对的侧壁，其中，第一侧壁设置有至少一个自锁翼，第二侧壁设置有至少一个自锁槽，使得第一侧壁的自锁翼适合于与第二侧壁的自锁槽锁定，其中，所述自锁槽(14,104)设有前进入引导件(13)和后进入引导件(15)，所述前进入引导件(13)相对于第二侧壁向第一方向突出，且所述后进入引导件(15)相对于第二侧壁向与所述第一方向相反的第二方向突出。

7.根据权利要求6所述的生产压接件的方法，其中，自锁翼设有进入室。

8.根据权利要求6所述的生产压接件的方法，其中，第一壁设有第二自锁槽，第二壁设有第二自锁翼。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的用产压接件的方法，其中，压接桶是F压接线桶。

10.一种压接装置，包括压接工具构件(51)，所述压接工具构件具有用于压接权利要求1所述的压接件的轮廓，使得该轮廓在压接期间与压接桶的壁的前部部分(54b、55b)和后部部分(54a、55a)可操作地对准。

11.一种压接装置，包括压接工具构件(51)，所述压接工具构件具有用于压接权利要求1所述的压接件的轮廓，使得该轮廓在压接期间与压接桶的壁的前部部分(54'b、55'b)、中间部分(56'a、56'a)和后部部分(54'a、55'a)可操作地对准。

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