Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungsanordnung
und ein Verfahren zum Verbinden eines Endstücks mit einem elektrischen Kabel
vorzusehen, bei dem das Endstück
mit dem Leiter eines elektrischen Kabels schnell, kostengünstig und
einfach derart verbunden wird, daß die Leitfähigkeit verbessert ist.
Gelöst wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß durch
eine Verbindungsanordnung umfassend ein aus einem hohlzylindrischen
Anschlußelement
umgeformtes Endstück
und einen Leiter eines elektrischen Kabels mit einer Isolierummantelung,
wobei das Endstück
- – einen
Verbindungsabschnitt aufweist, der mit dem eingeführten Leiter über seinen
gesamten Umfang durch querschnittsreduzierendes Rotationsumformen
elektrisch leitend verbunden ist, und
- – einen
vorderen, vom Leiter weg weisenden Endabschnitt aufweist, der durch
querschnittsreduzierendes Rotationsumformen zu einem einstückig mit
dem Verbindungsabschnitt verbundenen Steckstift geformt ist.
Gelöst wird
die Aufgabe erfindungsgemäß auch durch
ein Verfahren zum Herstellen und elektrischen Verbinden eines Endstücks mit
einem Leiter eines elektrischen Kabels mit einer Isolierummantelung,
die folgenden Schritte umfassend
Bereitstellen eines hohlzylindrischen
leitenden Endstücks,
das mit einer Durchgangsbohrung versehen ist,
Einführen eines
Abschnitts des Leiters des elektrischen Kabels in die Durchgangsbohrung
von einem ersten Ende des zylindrischen Endstücks aus,
einheitliches
querschnittsreduzierendes Rotationsumformen des ersten Endes des
Anschlußelements,
um den eingeführten
Abschnitt des Leiters des elektrischen Kabels über seinen gesamten Umfang
festzuquetschen, und
querschnittsverringerndes radiales Rotationsumformen
eines zweiten Endes des Anschlußelements
zu einem Steckstift.
Bei
den oben beschriebenen Lösungen
wird, da der Verbindungsabschnitt des Anschlußelements über den gesamten Umfang durch
Querschnittsreduzierung (die gesamte Umfangsfläche des Verbindungsabschnitts)
gleichmäßig gequetscht
und plastisch verformt wird, die Innenfläche des hohlzylindrischen Verbindungsabschnitts
zu dem Leiter des elektrischen Kabels in engen Kontakt gebracht,
so daß kein
Freiraum entstehen kann. Da der Leiter in radialer Richtung über den
gesamten Umfang durch Querschnittsreduzierung stark zusammengedrückt wird,
wird ein Freiraum zwischen den Drahtlitzen oder einzelnen Drähten, die
den Leiter bilden, verhindert, so daß der Leitwiderstand des elektrischen
Kabels und des Anschlußelements
verringert und damit die Leitfähigkeit
verbessert wird.
Der
Steckstift wird ferner gleichzeitig oder praktisch gleichzeitig
mit dem Verformen des Verbindungsabschnitts durch Querschnittsreduzierung
ausgebildet. Die Zeit, die für
die Herstellung des Endstücks
mit Steckstift benötigt
wird, kann daher verkürzt
und die Kosten können
verringert werden. Da keine weiteren Bauteile, wie z.B. ein Verbindungsgehäuse, notwendig
sind, können
die Kosten für
die Bauteile und die Arbeitszeit verringert werden. Da das Ausrichten
der Zentren des Kontaktabschnitts und des Verbindungsabschnitts
automatisch ausgeführt
wird, kann die Haftung eines Gummistopfens zur Erzielung einer Dichtigkeit
gegen Wasser, der auf dem äußeren Umfang
des elektrischen Kabels sitzt und zur Innenwandfläche des
Aufnahmeraums eines Steckverbindergehäuses abdichten soll, verbessert werden.
Der Querschnitt des Steckstifts ist derart ausgebildet, daß er vollständig kreisförmig (rund)
ist, so daß der
Kontakt zwischen einer zugehörigen
Anschlußbuchse
und dem Steckstift verbessert ist.
Das
Endstück
ist vorzugsweise mit einem ringförmigen
Flanschabschnitt an seinem äußeren Umfang
versehen.
Bei
dieser Ausbildung wird also ein Abschnitt keiner Querschnittsreduzierung
unterzogen. Der ringförmige
Flanschabschnitt kann daher kostengünstig und einfach erzeugt werden.
Der Flanschabschnitt ist beispielsweise für den Eingriff oder das Befestigen
des Endstücks
an einem Steckverbindergehäuse
geeignet.
Das
Endstück
und/oder der Leiter sind vorzugsweise aus einem Aluminiumwerkstoff
hergestellt.
Bei
dieser Ausbildung ist die Kraft, die für die plastische Verformung
des Kontaktabschnitts (Steckstifts) benötigt wird, nicht größer als
die bei Verwendung eines Kupferwerkstoffs. Die Herstellung kann einfach
und schnell ausgeführt
werden. Da die Innenfläche
des Verbindungsabschnitts des Endstücks mit dem Leiter des elektrischen
Kabels ohne einen Freiraum, d.h. in engen Kontakt gebracht wird,
kann verhindert werden, daß eine
Oxidation an der Innenfläche
des Endstücks
oder des Leiters über
die Zeit eintritt. Eine sehr gute Leitfähigkeit kann daher erzielt werden.
Der Leiter beißt
ferner durch die Querschnittsreduzierung in die Innenumfangsfläche ein, so
daß eine
eventuell bereits aufgetretene Oxidation durch Reibung entfernt
wird und eine sehr gute Leitfähigkeit
erzielt werden kann.
Die
Querschnittsreduzierung zum Quetschen des Verbindungsabschnitts
und die zum Bilden des Steckstifts können durch ein erstes Formwerkzeug,
das eine erste Kurvenform zum Quetschen aufweist, und durch ein
zweites Formwerkzeug, das eine zweite Kurvenform zum Bilden des Steckstifts
aufweist, ausgeführt
werden. In Ausgestaltung hierzu ist zum Bilden eines konischen Abschnitts
vorgesehen, daß ein
konischer Zwischenabschnitt, der die mit dem Leiter verquetschten
Abschnitte des hohlzylindrischen Anschlußelementes mit dem Steckstift
verbindet, durch Rotationsumformen mittels eines dritten Formwerkzeugs
hergestellt wird.
Bei
dieser Ausbildung können
der Verbindungsabschnitt und der Kontaktabschnitt schnell effektiv
verformt werden und das Verbinden des elektrischen Kabels und das
Bilden des Steckstifts können effektiv
ausgeführt
werden.
Dabei
wird der konische Abschnitt zwischen dem Kontaktabschnitt und dem
Steckstift gleichzeitig geformt, so daß die Kosten geringer werden.
Die Biegefestigkeit des Steckstifts kann dadurch verbessert werden,
so daß keine
Verformung beim Einführen
in eine Anschlußbuchse
hervorgerufen wird.
Die
rotative radiale Querschnittsreduzierung zum Quetschen und die zum
Bilden des Steckstifts können
auch dadurch bewirkt werden, daß das
Umformen zum Verbinden eines Abschnitts des Anschlußelements
mit dem Leiter und das Bilden des Steckstiftes gleichzeitig durch
ein einziges Formwerkzeug erfolgt, das zum Verbinden eine erste
Kurvenform und zum Bilden des Steckstiftes eine zweite Kurvenform
aufweist. Ergänzend
kann hierbei zum Bilden eines konischen Abschnittes der konische Zwischenabschnitt,
der den mit dem Leiter verquetschten Abschnitt des hohlzylindrischen
Anschlußelements
mit dem Steckstift verbindet, durch Rotationsumformen mittels eines
dazu am einzigen Formwerkzeug ausgebildeten schrägen Zwischenabschnitts hergestellt
werden.
Bei
dieser Ausführungsform
umfaßt
das Formwerkzeug auch einen Abschnitt zur Herstellung des konischen
Abschnitts des Endstücks.
Ein Austauschen der Formwerkzeuge ist daher nicht notwendig, so
daß die
Herstellungseffizienz weiter verbessert werden kann.
Die
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich,
wobei gleiche Bezugszeichen für
gleiche oder zugehörige
Bauteile in den Darstellungen verwendet werden.
1 ist eine teilweise geschnittene
Seitenansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung,
die bezüglich
des Verbin dens einen Zustand zeigt, bevor ein Anschlußelement
an dem elektrischen Kabel angebracht wird;
2 ist eine perspektivische
Ansicht des Zustands gemäß 1;
3 ist eine teilweise geschnittene
Ansicht des Anschlußelements
und des elektrischen Kabels nach dem Umformen zu einem Endstück;
4 ist eine perspektivische
Ansicht des Zustands gemäß 3;
5 ist eine Vorderansicht
eines Werkzeugs, aus der das Umformen eines Verbindungsabschnitts
des Anschlußelements
ersichtlich ist;
6 ist eine Vorderansicht
des Werkzeugs, aus der das Umformen eines Zwischenabschnitts des
Anschlußelements
ersichtlich ist;
7 ist eine Vorderansicht
des Werkzeugs, aus der das Umformen eines Abschnitts des Anschlußelements
zu einem Steckstift ersichtlich ist;
8 ist eine perspektivische
Ansicht der Teile einer Verbindungsanordnung zur Darstellung eines
Verfahrens zum Verbinden einer Anschlußklemme mit einem elektrischen
Kabel gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
9 ist eine teilweise geschnittene
Ansicht einer Verbindungsanordnung zur Darstellung eines Verfahrens
zum Verbinden einer Anschlußklemme
in Form eines Endstücks
mit einem elektrischen Kabel gemäß dem Stand
der Technik, die einen Zustand zeigt, bevor die Anschlußklemme
mit dem elektrischen Kabel verbunden ist; und
10 ist eine teilweise geschnittene
Seitenansicht der Verbindungsanordnung zur Darstellung des Verfahrens
zum Verbinden gemäß dem Stand
der Technik, die die Anschlußklemme
mit dem elektrischen Kabel verbunden zeigt.
Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen im Detail beschrieben.
Die 1 bis 7 betreffen eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Verbindungsanordnung und eines Verfahrens zum Verbinden eines
Anschlußelements
in Form eines Endstücks
mit einem elektrischen Kabel.
In
diesen Zeichnungen kennzeichnet das Bezugszeichen 2 ein
elektrisches Kabel, das einen Leiter 3 aufweist, der aus
Aluminium oder einer Aluminiumlegierung (allgemein Aluminiumwerkstoffe
genannt) gebildet ist. Das Bezugszeichen 1 kennzeichnet
ein hohlzylindrisches Anschlußelement,
das aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt ist.
Die
Verbindungsanordnung und das Verfahren zum Verbinden sind dadurch
gekennzeichnet, daß das
hohlzylindrische Anschlußelement 1,
das aus einem leitfähigen
Metall hergestellt ist, über
den gesamten Umfang gleichmäßig gequetscht
wird, um mit dem Leiter 3 des elektrischen Kabels 2 verbunden
zu werden und einen Steckstift 4 einstückig mit dem Anschlußelement 1 zu
bilden.
Das
Anschlußelement 1 weist
eine Durchgangsbohrung 6 auf, die sich in Längsrichtung
desselben (in Längsrichtung
eines elektrischen Kabels) erstreckt. Die Durchgangsbohrung 6 bildet Öffnungen 5 an
dem vorderen Ende und an dem rückwärtigen Ende,
die die gleichen Durchmesser aufweisen, wobei der Leiter 3 von
einem dieser Enden aus eingeführt
wird. Der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 6 ist
größer als
der Außendurchmesser
des Leiters 3 des elektrischen Kabels 2. Da eine Querschnittsreduzierung,
die nachfolgend beschrieben wird, durch ein rotierend bewegtes Werkzeug ausgeführt wird,
kann die Größe des Anschlußelements 1,
das eine solche Durchgangsbohrung 6 aufweist, an den Leiter 3 angepaßt werden,
der einen beliebigen Außendurchmesser
aufweist, der jedoch geringer als der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 6 sein
muß.
Die
Länge der
Durchgangsbohrung 6, d.h. die Gesamtlänge des Anschlußelements 1 ist
größer als
der von dem Isoliermantel befreite freiliegende Längenabschnitt
des Leiters 3. Es ist beispielsweise vorteilhaft, daß die Gesamtlänge des
Anschlußelements 1 auf
das Doppelte des freiliegenden Längenabschnitts
des Leiters 3 oder mehr festzulegen. Der Leiter 3 wird
durch Abschälen
der weichen Isolierummantelung 7 des elektrischen Kabels 2 aus
Harz auf einem vorbestimmten Längenabschnitt
freigelegt, was durch eine automatische Schälmaschine (nicht dargestellt)
erzeugt wird.
Wenn
der Leiter 3 in die Durchgangsbohrung 6 eingeführt wird,
wird der rückwärtige Abschnitt
einer Umfangswand 8 des Anschlußelements 1 (ein Abschnitt,
der den Leiter 3 umschließt) über den gesamten Umfang, wie
in den 3 und 4 gezeigt, durch eine Umformmaschine
zur Querschnittsreduzierung, die nachfolgend beschrieben wird, gleichmäßig gequetscht
und dadurch zu einem hohlzylindrischen Verbindungsabschnitt 9 umgeformt.
Der vordere Abschnitt der Umfangswand 8 des Anschlußelements 1 wird
gequetscht, um einen Steckstift 4 mittels der Umformmaschine
durch Querschnittsreduzierung zu bilden. Das hohlzylindrische Anschlußelement 1 bildet
daher ein Endstück 10,
das den durch Querschnittsreduzierung erzeugten Steckstift 4 aufweist.
Der
Abschnitt des Anschlußelements 1,
der den Verbindungsabschnitt 9 bildet, und der Abschnitt des
Anschlußelements 1,
der den Steckstift 4 bildet, können unterschiedliche Längen aufweisen.
Der erste kann kürzer
und der zweite länger
sein. Umgekehrt kann der Steckstift 4 kürzer und der Verbindungsabschnitt 9 länger ausgebildet
sein. Der Steckstift 4 weist einen kleineren Durchmesser
als der Leiter 3 auf.
Ein
konischer Zwischenabschnitt 11 bzw. ein gestufter Zwischenabschnitt 11' werden zwischen dem
Steckstift 4 und dem hohlzylindrischen Verbindungsabschnitt 9 ausgebildet. 3 zeigt den konischen Zwischenabschnitt 11 und 4 zeigt den ge stuften Zwischenabschnitt 11'. Wie in 3 gezeigt, bildet der innere
Abschnitt des Zwischenabschnitts 11 einen hohlen Abschnitt 21.
Das vordere Ende des Leiters 3 ist der konischen Innenfläche des
Zwischenabschnitts 11 gegenüberliegend angeordnet.
Die 5 bis 7 dienen zur Erläuterung eines Verfahrens zum
Formen des steckerförmigen
Endstücks 10 (3 und 4) durch gleichmäßige Querschnittsreduzierung
des Anschlußelements 1 (1 und 2) über
den gesamten Umfang durch ein rotierendes Werkzeug, wobei ein enges
Anlegen an und Verbinden des Leiters 3 durch eine gleichmäßige Belastung über den
gesamten Umfang und Formen des Steckstifts 4 an dem Anschlußelement 1 erfolgen. Die 5 bis 7 zeigen einen Verarbeitungsabschnitt, der
mit dem Hauptabschnitt einer Umformmaschine 12 zur Querschnittsreduzierung
ausgeführt
wird.
Wie
in 5 gezeigt, wird die
zylindrische Umfangswand 8 des Anschlußelements 1 (1 und 2), die den Abschnitt darstellt, der
mit dem Leiter 3 des elektrischen Kabels 2 verbunden
wird, zusammengedrückt,
plastisch verformt und gequetscht, d.h. auf die Längsachse
des elektrischen Kabels 2 durch mehrere (vier bei der vorliegenden
Ausführungsform) Formwerkzeuge 13 der
rotierend arbeitenden Umformmaschine 12 zur Querschnittsreduzierung
umgeformt. Die Innenfläche
der Umfangswand 8 tritt dabei in engen Kontakt mit dem
Leiter 3, wodurch der Verbindungsabschnitt 9 gebildet
wird.
Hierbei
wird jedes Formwerkzeug 13 durch eine Spindel 15 in
Umfangsrichtung des elektrischen Kabels, wie durch einen Pfeil dargestellt,
drehend angetrieben. Eine Nockenfläche 14a am äußeren Umfang
eines jeden Hammers 14, der mit dem Formwerkzeug 13 einstückig ausgebildet
ist, gleitet über Führungsrollen 16.
Das Formwerkzeug 13 wird dabei gegen die Umfangswand 8 fest
angedrückt
(geschlagen), d.h. die äußere Umfangsfläche des
Verbindungsabschnitts 9 wird zu der Längsachse des elektrischen Kabels
hin gequetscht.
Die
Spindel 15 wird durch einen Motor, der nicht dargestellt
ist, angetrieben. Bei der Rotation der Spindel 15 gleitet
die Nockenfläche 14a des
Hammers 14 von der Führungsrolle 16 weg.
Das Formwerkzeug 13 gelangt mit dem Hammer 14 infolge
der Zentrifugalkraft nach außen.
Die Nockenfläche 14a des
Hammers 14 kommt danach wieder mit der benachbarten Führungsrolle 16 in
Kontakt und das Formwerkzeug 13 gleitet in Schließrichtung
wieder zu der Längsachse
des elektrischen Kabels 2, so daß die Umfangswand 8 des
Anschlußelements 1 zusammengedrückt (gequetscht)
und verformt wird. Dies wird wiederholt ausgeführt, so daß mehrere Formwerkzeugs 13 die
zylindrische Umfangswand 8 des Anschlußelements 1 in Quetschrichtung
plastisch verformen. Damit wird ein hohlzylindrischer Verbindungsabschnitt 9 gebildet.
Es
ist vorteilhaft, wenn die Nockenfläche 14a des Hammers 14 eine
Kurvenverlaufsrichtung im oberen Abschnitt aufweist, der dem eines
Bodenabschnitts entgegengesetzt ist und zwar anstelle des in 5 gezeigten Kreisbogens.
Jedes Formwerkzeug 13 weist eine kurvenförmige Innenfläche 13a auf,
die dem gequetschten Außendurchmesser
des Verbindungsabschnitts 9 entspricht. Die kurvenförmigen Innenflächen 13a jedes
Formwerkzeugs 13 stimmen überein, um eine kreisrunde
innere Umfangsfläche zu
bilden. In 5 ist ein
Freiraum zwischen dem Formwerkzeug 13 und dem hohlen zylindrischen
Verbindungsabschnitt 9 zur Vereinfachung der Erklärung eingezeichnet.
Die kurvenförmige
Innenfläche 13a der
Formwerkzeuge 13 wird mit der äußeren Umfangsfläche des
Verbindungsabschnitts 9 dadurch in Kontakt gebacht, daß die Nockenfläche 14a des Hammers 14 mit
der Führungsrolle 16 in
Kontakt kommt. Der gleiche Zustand ist in den 6 und 7 dargestellt
und wird nachfolgend beschrieben. Das Formwerkzeug 13 und
der Hammer 14 sind in radialer Richtung des elektrischen
Kabels 2 an der Spindel 15 verschiebbar.
Die
kurvenförmige
Innenfläche 13a jedes Formwerkzeugs 13 schlägt auf und
quetscht die äußere Umfangsfläche der
Umfangswand 8 des Anschlußelements 1 zusammen.
Es ist daher möglich, den
Radius der kurvenförmigen
Innenfläche 13a des Formwerkzeugs 13 größer als
den des gequetschten äußeren Durchmessers
des fertigen Verbindungsabschnitts festzulegen.
Das
Formwerkzeug 13 und der Hammer 14 sind beispielsweise
durch eine Schraube aneinander befestigt und können voneinander getrennt werden. Es
ist daher möglich,
den Hammer 14 allgemein zu verwenden, wodurch nur das Formwerkzeug 13 gegen
ein anderes mit einer anderen Wölbung
auszutauschen ist. Es ist alternativ auch möglich, das Formwerkzeug 13 mit
dem Hammer 14 einstückig auszubilden,
wodurch sie nur zusammen gegen eine andere Einheit mit einer anderen
Wölbung
ausgetauscht werden können.
Die Querschnittsreduzierung gemäß 5 kann ferner zunächst über die
gesamte Länge
des Anschlußelements 1 ausgeführt werden.
Danach kann die Behandlung gemäß 6 und 7 ausgeführt werden.
Die
Führungsrolle 16 kann
beispielsweise an einem Hauptkörper 17 der
Umformmaschine 12 rotierend und schwenkbar abgestützt werden.
Die Führungsrolle 16 kommt
radial innen mit der Nockenfläche 14a des
Hammers 14 und radial außen mit der inneren Umfangsfläche eines äußeren Rings 18 in Kontakt.
Die Führungsrollen 16 sind
entsprechend der Anordnung des Hammers 14 mit einem Winkel von
90° umfangsversetzt
angeordnet. Die Anzahl der Führungsrollen 16 und
die Umfangsverteilung derselben sind nicht auf die oben beschriebene
Anordnung begrenzt.
Der
hohlzylindrische Verbindungsabschnitt 9 des steckerförmigen Endstücks 10 gemäß 3 wird über den gesamten Umfang innerhalb
einer Länge
L1 durch das Formwerkzeug 13 gemäß 5 gleichmäßig gequetscht.
Hierbei wird die Umfangswand 8 des Anschlußelements 1 gemäß 2 im Durchmesser und in
der Dicke verringert und dabei in Längsrichtung verlängert. Der
Leiter 3 wird in Radialrichtung gequetscht und wird mit
der inneren Umfangsfläche
des hohlzylindrischen Verbindungsabschnitts 9 in engen
Kontakt gebracht, so daß jede Drahtlitze
an der äußeren Umfangsfläche des
Leiters 3 in die innere Umfangsfläche des Verbindungsabschnitts 9 beißt und so
beide im Verbindungsabschnitt 9 in engen Kontakt treten,
ohne daß ein
Freiraum verbleiben oder entstehen könnte. Es ist folglich möglich zu
verhindern, daß eine
Oxidationsschicht zwischen dem Leiter 3, der aus einem
Aluminiumwerkstoff hergestellt ist, und dem Endstück 10, das
ebenfalls aus einem Aluminiumwerkstoff gebildet ist, sich bilden
kann.
Sogar
wenn anfänglich
eine Oxidschicht an der Außenfläche des
Leiters 3 oder an der inneren Umfangsfläche des Anschlußelements 1 vorhanden sein
sollte, beißt
jede Drahtlitze an der äußeren Umfangsfläche des
Leiters 3 in die innere Umfangsfläche des Anschlußelements 1,
so daß die
Oxidschicht durch Reibung entfernt wird und die Grundwerkstoffe des
Steckers 10 und des elektrischen Kabels 2 bei
einem sehr geringen Leitwiderstand in Kontakt treten. Die Zuverlässigkeit
der elektrischen Verbindung kann daher verbessert werden.
Obwohl
ein geringer Spalt 19 zwischen dem rückwärtigen Ende des hohlzylindrischen
Verbindungsabschnitts 9 des Endstücks 10 und der Isolierschicht 7 des
elektrischen Kabels 2, wie in 3 gezeigt, vorgesehen ist, ist es auch
möglich,
das rückwärtige Ende
des Verbindungsabschnitts 9 zusammen mit der Isolierschicht 7 umzuformen,
um eine Dichtigkeit gegen Wasser zu erzielen bzw. eine Oxidation
des Leiters 3 zu verhindern.
Die
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Steckstift 4 durch
Querschnittsreduzierung nach, vor oder bei der Umformung zur Verbindung mit
dem Leiter 3 zur Bildung des Endstücks 10 erzeugt wird.
6 zeigt einen Zustand, bei
dem der konische Zwischenabschnitt 11 oder der gestufte
Zwischenabschnitt 11' innerhalb
eines Bereichs einer Länge
L2 des Zwischenabschnitts des Steckers 10 gemäß 3 geformt werden.
Jedes
Formwerkzeug 20 umfaßt
eine konische Innenfläche 20a (die
einen kurvenförmigen Querschnitt
aufweist) und wird durch Rotation der Spindel 15, wie in 5 gezeigt, in Rotation versetzt, so
daß es
in radialer Richtung des elektrischen Kabels infolge des Kontakts
der Nockenfläche 14a des Hammers 14 mit
der Führungsrolle 16 nach
innen beschleunigt wird bzw. zurückkehren
kann. Dabei wird der Zwischenabschnitt des Anschlußelements 1 gehämmert, um
durch Querschnittsreduzierung in eine konische Form plastisch verformt
zu werden. Wenn zunächst
der Durchmesser über
die gesamte Länge des
Anschlußelements 1 durch
Umformen, wie in 5 gezeigt,
verringert wird, kann das Umformen gemäß 6 einfacher ausgeführt wer den. In 6 ist ein konischer Freiraum 21 an
der Innenseite des Zwischenabschnitts des Steckers 10 vorgesehen.
Da der Zwischenabschnitt des Anschlußelements 1 gehämmert (umgeformt)
und durch jedes Formwerkzeug 20 verformt wird, kann der
Durchmesser der konischen Innenfläche (Schrägabschnitt) 20a des Formwerkzeugs 20 größer als
der gequetschte Außendurchmesser
des endgültigen
Zwischenabschnitts 11 sein.
Wenn
der Zwischenabschnitt 11' des
steckerförmigen
Endstücks 10,
wie in 4 gezeigt, beispielsweise
abgestuft umgeformt wird, wird der Zwischenabschnitt des Anschlußelements 1 zusammengequetscht
und durch das rotierende Formwerkzeug 20, das die Innenfläche 20a aufweist,
die nicht konisch sondern kurvenförmig ist, verformt. Dabei wird
das Anschlußelement 1 in
seiner axialen Richtung allmählich
bewegt. Es kann folglich ein gestufter Zwischenabschnitt 11', der eine hohe
Festigkeit aufweist, erzielt werden. Der Zwischenabschnitt des Anschlußelements 1 wird
also hierbei durch jedes Formwerkzeug 20 gehämmert und
verformt. Der Durchmesser der kurvenförmigen Innenfläche 20a jedes Formwerkzeugs 20 kann
daher größer als
der gequetschte äußere Durchmesser
des endgültigen
Zwischenabschnitts 11' sein.
Der Durchmesser des Zwischenabschnitts 11' reduziert sich zum Steckstift 4 hin.
Es
ist also möglich,
das Anschlußelement 1 durch
Verwenden zweier Arten von Formwerkzeugen 13 und 22,
die in 5 und 7 gezeigt sind und verschiedene
Durchmesser aufweisen und die nachfolgend anstelle des Formwerkzeugs 20 beschrieben werden,
die bei dem Umformen gemäß 6 verwendet werden, bearbeitet
werden. Hierbei weist der Zwischenabschnitt 11 solch eine
Ausbildung auf, daß der
hohlzylindrische Verbindungsabschnitt 9 und der Steckstift 4 direkt
aneinander anschließen.
7 zeigt einen Zustand, bei
dem der stabförmige
Steckstift 4 an dem vorderen Abschnitt des Anschlußelements 1 durch
vier Formwerkzeuge 22, die kurvenförmige innere Umfangsflächen 22a mit kleinerem
Durchmesser aufweisen, gebildet wird. Das Umformen wird über eine
Länge L3 des Endstücks 10 gemäß 3 ausgeführt.
Die
kurvenförmigen
Innenflächen 22a der Formwerkzeuge 22 sind
als Kreis mit einem Durchmesser gleich oder größer als der Außendurchmesser
des endgültigen
Steckstifts 4 gestaltet und zwar dann, wenn alle Formwerkzeuge 22 miteinander
in Kontakt stehen. Es ist offensichtlich, daß die kurvenförmige Innenfläche 22a jedes
Formwerkzeugs 22 mit der äußeren Umfangsfläche des
Steckstifts 4 in Kontakt gebracht wird, wenn die Nockenfläche 14 jedes
Hammers 14 mit einer Führungsrolle 16 in
Kontakt tritt.
Wenn
das Formwerkzeug 22 durch Drehung der Spindel 15 in
Rotation versetzt wird und die Nockenfläche 14a des Hammers 14 mit
der Führungsrolle 16 in
Kontakt tritt, hämmert,
verringert und verformt die kurvenförmige Innenfläche 22a des
Formwerkzeugs 22 den vorderen Abschnitt der Umfangswand 8 des
Anschlußelements 1 in
radialer Richtung plastisch. Wenn das Anschlußelement 1 über die
gesamte Länge
beim Umformen, wie in 5 gezeigt, gequetscht
und verformt wird, kann der Steckstift 4 leichter geformt
werden. Wenn die Nockenfläche 14a des
Hammers 14 außer
Kontakt zu einer Führungsrolle 16 kommt,
wird das Formwerkzeug 22 nach außen geöffnet. Der Durchmesser des
vorderen Abschnitts der Umfangswand 8 des Anschlußelements 1 wird
durch wiederholtes Öffnen
und Schließen
des Formwerkzeugs 22 allmählich verringert, so daß der Steckstift 4 erzeugt
wird.
Die
Längsachse
des Steckstifts 4 ist zur Längsachse des hohlzylindrischen
Verbindungsabschnitts 9 ausgerichtet, so daß beide
konzentrisch ausgebildet sind. Der Außendurchmesser des Steckstifts 4 ist über die
Länge vollständig gleichmäßig ausgebildet.
Es ist ferner möglich,
eine konische Führungsfläche 28a (siehe 8) an dem vorderen Ende
des Steckstifts 4 mit demselben Verfahren, das zur Erzeugung
des konischen Zwischenabschnitts 11 eingesetzt wird, herzustellen.
Da ein Aluminiumwerkstoff für
das Anschlußelement 1 verwendet
wird, ist die Kraft, die die plastische Verformung zur Erzeugung
des Steckstifts 4 benötigt
wird, verglichen mit einem Kupferwerkstoff nicht größer. Die
Bearbeitung kann einfacher und schneller ausgeführt werden. Es ist ferner möglich, das
Anschlußelement 1 aus
einem Kupferwerkstoff (Kupfer oder eine Kupferlegierung) zu bilden
und aus diesem durch Umformen in der gleichen Weise, wie in den 5 bis 7 dargestellt, ein Endstück zu erzeugen.
Wenn
der Außendurchmesser
des Steckstifts 4 sehr viel kleiner als der äußere Durchmesser des
als Ausgangsprodukt verwendeten Anschlußelements 1 ist, ist
es auch möglich,
den Durchmesser des Steckstifts 4 durch Verwenden mehrerer
Formwerkzeuge 22, die zwei oder mehrere kurvenförmige Innenflächen 22a aufweisen,
in Stufen zu verringern.
Bei
dem oben beschriebenen Verfahren kann entweder das Umformen, das
in 5 gezeigt ist, oder
das Umformen, das in 7 gezeigt,
zuerst ausgeführt
werden, bevor das Umformen, das in 6 dargestellt
ist, ausgeführt
wird. Die Formwerkzeuge 13, 20 und 22 können für jeden
Schritt ausgetauscht werden, wobei eine Umformmaschine 12 benötigt wird.
Es können
auch mehrere Umformmaschinen 12, die unterschiedliche Formwerkzeuge 13, 20 und 22 aufweisen,
verwendet werden.
Durch
Verwenden eines einzelnen Formwerkzeugs, in das die Formwerkzeuge 13, 20 und 22 gemäß den 5 bis 7 integriert sind, können das Umformen des gesamten
Umfangs des zylindrischen Verbindungsabschnitts 9, das
Bearbeiten des Zwischenabschnitts 11 und das Formen des
Steckstifts 4 gleichzeitig ausgeführt werden. Hierbei umfassen
die einzelnen Formwerkzeuge einen vorderen Abschnitt mit einer Innenumfangsfläche, die
eine geringe Wölbung
aufweist und mit der des Steckstifts 4 übereinstimmt, einen Zwischenabschnitt,
der eine konische innere Umfangsfläche aufweist, die mit dem Zwischenabschnitt 11 übereinstimmt,
und einen rückwärtigen Abschnitt,
der eine innere Umfangsfläche, die
eine große
Wölbung,
die mit dem Verbindungsabschnitt 9 übereinstimmt. Der Steckstift 4,
der einen kleinen Durchmesser aufweist, wird zuerst durch Querschnittsreduzierung,
und dann der Zwischenabschnitt 11 gequetscht, und dabei
oder zuletzt der Verbindungsabschnitt 9 erzeugt.
8 zeigt eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung. Ein Endstück 24 wird
durch Querschnittsreduzierung eines Anschlußelements 1 (1), das aus einem Aluminiumwerkstoff
hergestellt ist, mit einem Leiter 3 eines elektrischen
Kabels 3 verbunden, der aus einem Aluminiumwerkstoff besteht.
Das
steckerförmige
Endstück 24 weist
einen ringförmigen
Flanschabschnitt 27 in Längsrichtung mittig der zylindrischen
Umfangswände 25 und 26 und
einen Steckstift 28 an einem vorderen Ende der Umfangswand 26 auf.
Die Umfangwand 26 wird an der vorderen Seite gleichzeitig
mit oder getrennt von der Umfangwand (Verbindungsabschnitt) 25 an
der rückwärtigen Seite
umgeformt, so daß es
innen hohl oder massiv ausgebildet ist. Der Zwischenflanschabschnitt 27 wird
nicht umgeformt und behält
den äußeren Durchmesser
der Umfangswand 8 des unverformten Anschlußelements 1 bei.
Wenn
beispielsweise das Endstück 24 in
ein Steckverbindergehäuse
(nicht dargestellt), das aus einem isolierenden Harz hergestellt
ist, eingeführt wird,
wird der Flanschabschnitt 27 mit einer flexiblen Zunge
in einem Steckstiftaufnahmeraum in Eingriff gebracht, so daß verhindert
wird, daß das
Endstück 24 herausrutschen
kann. Der Flanschabschnitt 27 kann an einer Trennwand (nicht
dargestellt) zum Abtrennen eines Steckverbinderbefestigungsraums
und des Endstückaufnahmegehäuseraums
in dem Steckverbindergehäuse
in Anlage gebracht werden, um die vorspringende Länge des
Steckstifts 28 festzulegen. Die Umfangswand 26 an
dem vorderen Ende wird in den Bohrungsabschnitt (nicht dargestellt)
der Trennwand eingeführt
oder eingedrückt.
Der
Steckstift 28 wird durch daßelbe Verfahren, das sich aus 7 ergibt, umgeformt. Der Durchmesser
des Anschlußelements 1,
das unverformt ist, wird durch eine Stufe verringert, wodurch die
Umfangswand 26 an der vorderen Seite gebildet wird. Die
vordere Seite der Umfangswand 26 ist vorne umgeformt, um
den Steckstift 28 darzustellen. Der Steckstift 28 ist
daher allmählich
bearbeitet, um den endgültigen
Außendurchmesser
und Länge
zu erhalten.
Das
vordere Ende des Steckstifts 28 wird gleichzeitig mit der
Herstellung des Steckstifts 28 durch ein Formwerkzeug (nicht
dargestellt) in eine konische Form gebracht. Es wird daher eine
Einführfläche 28a für eine zugehörige Anschlußbuchse (nicht
dargestellt) gebildet. Ein konischer Zwischenabschnitt 29 zwischen
dem Steckstift 28 und der Umfangswand 26 an der
vorderen Seite wird durch daßelbe
Verfahren, das in 6 dargestellt
ist, konisch geformt.
Der
Leiter 3 des elektrischen Kabels 3 wird gleichmäßig verquetscht
und mit der Umfangswand 25 an der rückwärtigen Seite des Endstücks 24 verbunden,
d.h. der Verbindungsabschnitt wird über den gesamten Umfang gequetscht.
Das Verfahren zum Umformen und Verbinden des Leiters 3 ist
das, das in 5 dargestellt
ist. Der Leiter 3 tritt mit der Innenseite des Verbindungsabschnitts 25 ohne
einen Freiraum in engen Kontakt. Die Drahtlitzen des Leiters 3 treten
miteinander ohne einen Freiraum in engen Kontakt. Die Drahtlitzen
an dem Außenumfang
des Leiters 3 beißen
in die innere Umfangsfläche
des Verbindungsabschnitts 25. Bei dem Leiter 3 aus
einem Aluminiumwerkstoff und dem Endstück 24 aus einem Aluminiumwerkstoff
wird folglich verhindert, daß eine
Oxidschicht an der Oberfläche
des Aluminiumwerkstoffs gebildet bzw. auch dann, wenn sie sich vor
der Verbindung gebildet hat, entfernt wird, so daß der Leitwiderstand
verringert und die elektrische Kontaktleistung verbessert ist.
Die
vordere Umfangswand 25 und die rückwärtige Umfangswand 26,
der Steckstift 28 und der konische Zwischenabschnitt 29 können durch
getrennte Formwerkzeuge 13, 20 und 22,
wie in den 5 bis 7 gezeigt, hergestellt werden
oder die vordere Umfangswand 25 und die rückwärtige Umfangswand 26,
der Steckstift 28 und der konische Zwischenabschnitt 29 können durch
ein Formwerkzeug, in dem die Formwerkzeuge 13, 20 und 22,
die die Ausbildungen aufweisen, die in den 5 bis 7 dargestellt
sind, vereinigt sind , gleichzeitig hergestellt werden (Nuten sind
in den Formwerkzeugen ausgebildet, die dem Flanschabschnitt 27 entsprechen).