DE102005042450A1 - Doppelcrimpwerkzeug - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelcrimpwerkzeug zur Befestigung eines elektrischen Leiters mit Isolation an einem Kontaktelement. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Doppelcrimpwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1.
- Ein derartiges Werkzeug dient der Befestigung eines mit einem Isolationsmantel umgebenen elektrischen Leiters, der als ein- oder mehradriger Draht ausgebildet sein kann, an einem Kontaktelement, beispielsweise einer Aderendhülse, einem Kabelschuh oder einer Kontaktbuchse. Durch das Doppelcrimpwerkzeug soll sowohl eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Leiter und Kontaktelement hergestellt werden, als auch ein an das abisolierte Leiterende angrenzender Isolationsabschnitt durch einen Pressvorgang am Kontaktelement befestigt werden. Das Crimpwerkzeug kann als Handzange oder auch als maschinengetriebenes Werkzeug ausgestaltet sein.
- Aus der
US 3,713,322 ist ein Crimpwerkzeug zum Anschluss eines Kontaktes an ein Drahtende bekannt. Dieses Werkzeug verwendet zwei Paare von Pressstempeln, die in Führungsschlitzen radial zu einem Aufnahmequerschnitt verschoben werden, um die im Aufnahmequerschnitt positionierte Hülse mit dem eingelegten Drahtende zu verpressen. Dabei wird zunächst das erste Stempelpaar mit flachen Ambossflächen an die Kontakthülse herangeführt, um diese an eine ovale Form zu pressen. Beim weiteren Crimpvorgang wird das quer zum ersten Stempelpaar positionierte Stempelpaar an die vorgepresste Kontakthülse herangeführt, um mit Hilfe gekrümmter Ambossflächen den Crimpvorgang zu vollenden. Die vier Pressstempel werden von einem gemeinsamen Kurvenring angetrieben, wobei der Vorschub der einzelnen Pressstempel durch die sich radial verändernde Oberflächengestaltung an der Innenseite des Kurvenrings bestimmt wird. Mit diesem bekannten Crimpwerkzeug ist nur ein Crimpvorgang im Bereich des abisolierten Endes des Kabels möglich. Außerdem müssen beim Crimpvorgang vom Benutzer des Handwerkzeugs große Kräfte aufgebracht werden. - Die
US 5,415,015 zeigt ein Crimpwerkzeug, mit welchem in einem einzigen Crimpvorgang sowohl im Abschnitt des abisolierten elektrischen Leiters als auch im Isolationsabschnitt eine Pressverbindung mit dem anzuschließenden Kontaktelement hergestellt werden kann. Dafür besitzt die beschriebene Handzange an zwei sich gegenüberliegenden Stempeln jeweils zwei unterschiedlich ausgebildete, axial hintereinander liegende Ambossflächen, die beim Crimpvorgang gleichzeitig am Kontaktbereich und am Isolationsbereich angreifen, um die hülsenförmigen Abschnitte des Kontaktstiftes zu verformen. Die Pressstempel müssen dazu gezielt an die Form der Kontakthülse angepasst sein. Die Verarbeitung unterschiedlicher Querschnitte ist dadurch weitgehend ausgeschlossen. Außerdem lassen sich mit dem vorbekannten Crimpwerkzeug keine Crimpverbindungen herstellen, die hohen Sicherheitsanforderungen bei Dauerbelastung der Crimpstelle entsprechen würden. - Die Ausführung einer solchen Sicherheitsanforderungen genügenden Crimpverbindung und den prinzipiellen Aufbau eines dazu geeigneten Werkzeugs beschreibt die Norm MIL-C-22520/20, 19. März 1976, welche die Verwendung von vier Crimpstempeln fordert, die jeweils um 90° versetzt am Umfang des Crimpabschnitts ansetzen und paarweise den Pressvorgang ausführen. Die Forderungen dieser Norm werden beispielsweise von dem Crimpwerkzeug gemäß der oben genannten
US 3,713,322 umge setzt. Bei der Gestaltung eines normgerechten Crimpwerkzeugs ist der Fachmann daher in seiner Entwicklungsfreiheit eingeschränkt, so dass für Weiterentwicklungen bislang kaum Spielräume erkennbar waren. - Aus der WO 2004/021523 A1 lässt sich ein Crimpwerkzeug entnehmen, mit welchem die gleichzeitige Herstellung einer Pressverbindung im Abschnitt des abisolierten Leiterendes und im angrenzenden Isolationsabschnitt ermöglicht werden soll. Dazu sind zwei axial hintereinander angeordnete Crimpeinheiten vorgesehen, die jeweils vier Crimpstempel aufweisen, die beim Crimpvorgang gleichzeitig radial in den Aufnahmequerschnitt verschoben werden, um dort die Kontakthülse mit dem Leiter zu verpressen. Das gleichzeitige Verpressen im Leiter- und Isolationsbereich erfordert gerade bei größeren Querschnitten extrem hohe Kräfte, die vom Benutzer an einer Handzange nicht mehr aufgebracht werden können. Die starke Beanspruchung führt zu einem starken Verschleiß der Pressstempel. Außerdem kann es zu einer ungünstigen Positionsverlagerung des elektrischen Leiters in der Kontakthülse kommen, wenn im Isolationsbereich bereits Presskräfte einwirken, bevor eine ausreichende Befestigung des Leiters in der Kontakthülse erfolgt ist. Schließlich gestattet es die vorbekannte Crimpzange nicht, ohne Austausch der einzelnen Pressstempel verschiedene Querschnitte zu verarbeiten.
- Die
DE 195 07 347 C1 beschreibt eine Presszange für Aderendhülsen. Diese Presszange verwendet sechs Pressbacken, die an Lagerbolzen schwenkbar gelagert sind und bei Betätigung eines ringförmigen Schwenkhebels in den die Adernendhülse aufnehmenden Querschnitt hinein verschwenkt werden, um durch die resultierende Querschnittsverringerung den Pressvorgang auszuführen. Diese Presszange gestattet jedoch nicht die gleichzeitige Herstellung von zwei Crimpverbindungen in axial aufeinander folgenden Abschnitten und ist außerdem nicht zulässig, wenn Leiterenden gemäß der oben genannten Norm mit Aderendhülsen vercrimpt werden sollen. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein verbessertes Crimpwerkzeug bereitzustellen, mit welchem in einem einzigen Crimpvorgang eine doppelte Crimpverbindung in axial versetzten Bereichen eines Kontaktelements hergestellt werden kann, um sowohl das abisolierte Leiterende als auch den Endbereich der Isolation mit dem Kontaktelement zu verbinden. Bei für Crimpverbindungen üblichen Querschnitten soll dies mit geringen Kräften möglich sein, die von einem Benutzer in Einhandbedienung aufgebracht werden können, damit das Crimpwerkzeug auch in Form einer Handzange ausgeführt werden kann. Schließlich soll das Crimpwerkzeug die Möglichkeit eröffnen, zumindest im Abschnitt des abisolierten Drahtendes eine MIL-normgerechte Crimpverbindung zu erzeugen.
- Diese Aufgabe wird durch ein Doppelcrimpwerkzeug gemäß dem beigefügten Anspruch 1 erfüllt.
- Bei dem Doppelcrimpwerkzeug werden dazu eine vordere Crimpeinheit und eine hintere Crimpeinheit jeweils von einer eigenen Antriebskurvenplatte betätigt, wobei beide Kurvenplatten über Hebel derart mit einem gemeinsamen Krafteinleitungselement verbunden sind, dass beim Pressvorgang zuerst die eine Antriebskurvenplatte um einen vorgegebenen Vorpresswinkel verdreht wird und erst nachfolgend die zweite Antriebskurvenplatte in Bewegung gesetzt wird, um auch den Isolationsbereich zu vercrimpen. Je nach Ausführungsform ist es dabei möglich, dass der Crimpvorgang im Leiterbereich teilweise oder nahezu vollständig abgeschlossen ist, bevor der Crimp vorgang im Isolationsbereich ausgeführt wird. Durch diese Maßnahme reduzieren sich die aufzubringenden Kräfte erheblich. Die Betätigung der Antriebskurvenplatten kann aber auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen, so dass erst im hinteren Pressbereich und dann im vorderen Pressbereich gecrimpt wird.
- Weiterhin kann die nötige Antriebskraft reduziert werden, in dem eine Kraft-Weg-Umsetzung mit Hilfe der an sich bekannten Kniehebeltechnik vorgenommen wird.
- Vorzugsweise umfasst die vordere Crimpeinheit, mit welcher die Crimpverbindung im abisolierten Leiterabschnitt hergestellt wird, vier Crimpstempel, die radial zum Aufnahmequerschnitt verschiebbar sind. Die vordere Crimpeinheit wird auf diese Weise vorzugsweise gemäß der oben genannten MIL-Norm ausgeführt.
- Für die Erzielung eines guten Crimpergebnisses im Isolationsbereich, unter Aufbringung geringer Kräfte, werden in der hinteren Crimpeinheit stattdessen mehrere Crimpstempel verwendet, die schwenkbar gelagert sind und mit ihren Ambossflächen tangential in den Aufnahmequerschnitt einschwenken. Für die praktische Umsetzung einer derartigen Konstruktion kann auf die zitierte
DE 195 07 347 C1 verwiesen werden. - Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den beigefügten Unteransprüchen genannt.
- Einzelheiten, Vorteile und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Doppelcrimpwerkzeugs in Form einer Handzange; -
2 eine Explosionsdarstellung des Zangenkopfes der in1 dargestellten Handzange. - Das in
1 dargestellte erfindungsgemäße Doppelcrimpwerkzeug ist als Handzange ausgeführt, die sich für eine Einhandbedienung eignet. Dazu umfasst diese Handzange zunächst in herkömmlicher Weise zwei Handgriffe1 , die für eine bessere Ergonomie noch mit handgerechten geformten Kunststoffgriffen überzogen werden können. - Das eigentliche Doppelcrimpwerkzeug ist im Zangenkopf
2 angeordnet. Es umfasst eine vordere Crimpeinheit3 und eine hintere Crimpeinheit4 . Die beiden Crimpeinheiten sind bezogen auf eine Werkstückachse5 axial hintereinander angeordnet. Längs der Werkstückachse5 wird in einem zentralen Aufnahmequerschnitt6 , der sich bei geöffneter Zange in den beiden Crimpeinheiten fortsetzt, ein Kontaktelement und ein an diesem anzubringender elektrischer Leiter (nicht dargestellt) eingesetzt. - Vorzugsweise besitzt jede Crimpeinheit einen eigenes Stellelement
7 , über welches verschiedene Crimpmaße (Querschnitt des durch die jeweilige Crimpeinheit zu pressenden Längsabschnitt) eingestellt werden können. Die Funktionsweise der Stellelemente7 wird weiter unten an einer speziellen Ausführungsform noch näher erläutert. - In der Handzange kann weiterhin eine Vollzugsperre
8 eingebaut sein, die nach Beginn des Crimpvorganges das Öffnen der Zange erst wieder gestattet, wenn die Endstellung der Crimpeinheiten zuvor erreicht wurde. Dadurch ist sichergestellt, dass das gewünschte Endmaß beim Vercrimpen in jedem Fall eingehalten wird. Bei der dargestellten Ausführungsform sind weiterhin zwei Kniehebel9 vorgesehen, die der Kraftübertragung von den Handgriffen1 an die Crimpeinheiten3 ,4 dienen. - In
2 ist der Zangenkopf mit den wesentlichen Bestandteilen des Crimpwerkzeugs in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Die Einzelteile sind zwischen zwei Halteplatten10 , die als Verlängerung des einen Handgriffs1 ausgebildet sein können, eingeschlossen. - Die vordere Crimpeinheit
3 umfasst eine vordere Antriebskurvenplatte12 , an deren Innenseite ein profilierter Oberflächenverlauf ausgebildet ist, so dass der resultierende Abstand zwischen der Werkstückachse5 und dieser Oberfläche variiert. In die vordere Antriebskurvenplatte12 ist eine Führungsscheibe13 mit vier kreuzförmig verlaufenden Führungsschlitzen14 eingesetzt. Die Führungsscheibe13 ist bezogen auf die Halteplatten10 ortsfest angeordnet, während die vordere Antriebskurvenplatte12 relativ zur Führungsscheibe13 verdrehbar ist. Die für diese Verdrehung erforderliche Antriebskraft wird über den Kniehebel9 und einen gemeinsamen Antriebshebel15 eingeleitet. - Zur vorderen Crimpeinheit
3 gehören weiterhin vier vordere Crimpstempel16 , die in den Führungsschlitzen14 geführt sind. In der2 sind die Crimpstempel im geschlossenen Zustand dargestellt, in welchem ihre nach innen gerichteten Ambossflächen in unmittelbarer Nähe zueinander positioniert sind. Im geöffneten Zustand der Zange geben die Crimpstempel den Aufnahmequerschnitt6 frei, um das Kontaktelement mit dem eingelegten elektrischen Leiter aufzunehmen. Um die vorderen Crimpstempel in ihre Ruhelage zu bewegen, werden in an sich bekannter Weise Federelemente angeordnet, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. - Die bezogen auf den Aufnahmequerschnitt
6 radial außen liegenden Betätigungsflächen17 der vorderen Crimpstempel16 kommen an der Kurvenfläche der vorderen Antriebskurvenplatte12 zur Anlage und werden aufgrund der Obenflächengestaltung bei Drehung der vorderen Antriebskurvenplatte12 radial nach innen bewegt, um den abisolierten Abschnitt des Leiters in dem Kontaktelement zu verpressen. - Die hintere Crimpeinheit
4 umfasst eine hintere Antriebskurvenplatte20 mit dem daran angreifenden Kniehebel9 , der wiederum vom Antriebshebel15 angetrieben wird. Weiterhin sind sechs hintere Crimpstempel21 vorhanden, die mit ihren Betätigungsflächen17 an der profilierten Innenfläche der hinteren Antriebskurvenplatte20 anliegen. - Die hinteren Crimpstempel
21 sind auf Tragzapfen22 schwenkbar gelagert, welche ihrerseits in Tragplatten23 befestigt sind. Bei der durch Verdrehung um die Werkstückachse5 erfolgenden Betätigungen der hinteren Antriebskurvenplatte20 wird jeder hintere Crimpstempel21 um seinen Tragzapfen22 verschwenkt, so dass die innen liegenden Ambossflächen der hinteren Crimpstempel21 tangential in den Aufnahmequerschnitt6 eingreifen, um diesen zu verengen, wodurch der dort positionierte Längsabschnitt des Kontaktelements um die Isolation des elektrischen Leiters gepresst wird. Dies führt zu einer sechskantförmigen Profilbildung im Isolationsbe reich. Bei abgewandelten Ausführungsformen könnten auch mehrere oder weniger hintere Crimpstempel eingesetzt werden, jedoch hat sich die Verwendung von sechs hinteren Crimpstempeln als vorteilhaft erwiesen. - Die Tragplatten
23 dienen in Verbindung mit Federeinheiten (nicht dargestellt) gleichzeitig der Zwangsrückstellung der hinteren Crimpstempel21 . - Die Antriebskräfte werden sowohl bei der vorderen als auch bei der hinteren Crimpeinheit über die genannten Kniehebel
9 übertragen. Diese sind in ihrer Länge und ihrer Position der Ankopplung an die Antriebskurvenplatten12 ,20 einerseits und an den Antriebshebel15 andererseits so ausgelegt, dass bei Betätigung der Handzange zunächst nur die vordere Antriebskurvenplatte12 in eine Drehbewegung versetzt wird. Erst nachdem ein vorgegebener Presswinkel von beispielsweise 15° durchlaufen wurde, greift die Antriebskraft an der hinteren Antriebskurvenplatte20 an, so dass diese ebenfalls in Bewegung versetzt wird. Der Vorpresswinkel kann vorzugsweise im Bereich zwischen 10° und 30° so gewählt werden, dass zumindest eine Teilverpressung in der vorderen Crimpeinheit zwischen dem abisolierten Leiterende und dem Kontaktelement erreicht ist oder aber dieser Pressvorgang schon weit fortgeschritten ist. Je nach Ausführungsform werden im nachfolgenden Pressschritt beide Antriebskurvenplatten über einen bestimmten Winkelabschnitt gleichzeitig verdreht oder es erfolgt weitgehend nur noch eine Verdrehung der hinteren Antriebskurvenplatte20 zur Ausbildung der Crimpverbindung zwischen dem isolierten Leiterabschnitt und dem Kontaktelement. - Bei der dargestellten Ausführungsform ist an jeder Antriebskurvenplatte ein bereits erwähntes Stellelement
7 vorhanden, mit dem in jeder Crimpeinheit das Querschnittsmaß eingestellt werden kann, welches bei Abschluss des Crimpvorganges erreicht werden soll. Bei der gezeigten Ausführungsform kommt als Stellelement7 ein Exzenter zum Einsatz, über den der Kurvenweg für die jeweilige Antriebskurve eingestellt werden kann. Damit wird die die wirksame Länge des angreifenden Hebels verändert, wobei jeweils nach Vollzug des eingestellten Kurvenwegs die weitere Verdrehung der Antriebskurvenplatte gestoppt wird, so dass die zugeordneten Crimpstempel nicht weiter in den Aufnahmequerschnitt vordringen. - Durch die getrennte Einstellbarkeit kann das Doppelcrimpwerkzeug einfach an unterschiedliche Querschnittsmaße angepasst werden, so dass mit ein und demselben Werkzeug verschiedene Kontaktelemente und Leiterquerschnitte verarbeitet werden können.
- Die Einstellmöglichkeit gestattet auch ein verschleißbedingt notwendig gewordenes Nachstellen der Crimpmaße.
- Für die Einstellung des Crimp-Endmaßes kann bei abgewandelten Ausführungsformen beispielsweise auch ein Revolver-Stellanschlag verwendet werden.
-
- 1
- Handgriff
- 2
- Zangenkopf
- 3
- vordere Crimpeinheit
- 4
- hintere Crimpeinheit
- 5
- Werkstückachse
- 6
- Aufnahmequerschnitt
- 7
- Stellelement
- 8
- Vollzugsperre
- 9
- Kniehebel
- 10
- Halteplatten
- 12
- vordere Antriebskurvenplatte
- 13
- Führungsscheibe
- 14
- Führungsschlitze
- 15
- Antriebshebel
- 16
- vordere Crimpstempel
- 17
- Betätigungsflächen
- 20
- hintere Antriebskurvenplatte
- 21
- hintere Crimpstempel
- 22
- Tragzapfen
- 23
- Tragplatten
Claims (11)
- Doppelcrimpwerkzeug zur Befestigung eines elektrischen Leiters mit Isolation an einem Kontaktelement, umfassend: – eine vordere Crimpeinheit (
3 ) mit einer vorderen Antriebskurvenplatte (12 ) und vorderen Crimpstempeln (16 ) zur Ausbildung eines vorderen Pressabschnitts im Bereich des abisolierten Endes des Leiters; – eine hintere Crimpeinheit (4 ) mit einer hinteren Antriebskurvenplatte (20 ) und hinteren Crimpstempeln (21 ) zur Ausbildung eines hinteren Pressabschnitts im Bereich der Isolation des Leiters; wobei die Crimpstempel (16 ,21 ) jeder Crimpeinheit (12 ,20 ) jeweils aufeinander zu gerichtete Ambossflächen besitzen, zwischen denen ein Aufnahmequerschnitt (6 ) zur Aufnahme der zu verpressenden Abschnitte des Kontaktelements mit dem darin eingelegten Leiter verbleibt, und wobei die Crimpstempel durch Verdrehung der Antriebskurvenplatten (12 ,20 ) verlagert werden, um den Pressvorgang durch Verengung des Aufnahmequerschnitts (6 ) auszuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Antriebskurvenplatten (12 ,20 ) über Hebel (9 ) derart mit einem gemeinsamen Krafteinleitungselement (15 ,1 ) verbunden sind, dass beim Pressvorgang zuerst wahlweise die vordere oder die hintere Antriebskurvenplatte (12 oder20 ) um einen vorgegebenen Vorpresswinkel verdreht wird, um im zugehörigen Pressbereich den Aufnahmequerschnitt (6 ) zu verkleinern, während die andere Antriebskurvenplatte (20 oder12 ) erst nach Erreichen des Vorpresswinkels der ersten Antriebskurvenplatte (12 ) zur Drehung veranlasst wird, um im anderen Pressbereich den Aufnahmequerschnitt zu verkleinern. - Doppelcrimpwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere und die hintere Antriebskurvenplatte (
12 ,20 ) nach Erreichen des Vorpresswinkels gemeinsam um einen vorgegebenen Winkel verdreht werden. - Doppelcrimpwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorderer Endanschlag (
7 ) vorhanden ist, der beim Erreichen eines Zwischenwinkels die weitere Verdrehung der vorderen Antriebskurvenplatte (12 ) stoppt, während die hintere Antriebskurvenplatte (20 ) bis zum Erreichen eines hinteren Endanschlags (7 ,24 ) weiter verdreht wird. - Doppelcrimpwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der vorderen und/oder an der hinteren Crimpeinheit (
3 ,4 ) ein Stellelement (7 ) angeordnet ist, mit welchem der wirksame Kurvenweg der vorderen und/oder der hinteren Antriebskurvenplatte (12 ,20 ) veränderbar ist, um das Crimpmaß einstellen zu können. - Doppelcrimpwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Krafteinleitung über einen Antriebshebel (
15 ) erfolgt, der mit einem vorderen und einem hinteren Kniehebel (9 ) verbunden ist, welche ihrerseits die vordere bzw. hintere Antriebskurvenplatte (12 ,20 ) antreiben. - Doppelcrimpwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Crimpeinheit (
3 ) vier vordere Crimpstempel (16 ) umfasst, die radial zum Aufnahmequerschnitt (6 ) verschiebbar sind und die jeweils um etwa 90° versetzt angeordnet sind, so dass sich ihre Ambossflächen paarweise gegenüber liegen. - Doppelcrimpwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die hinteren Crimpstempel (
21 ) der hinteren Crimpeinheit (20 ) jeweils schwenkbar gelagert sind und bei Betätigung durch die hintere Antriebskurvenplatte (20 ) mit ihren Ambossflächen tangential in den Aufnahmequerschnitt (6 ) einschwenken. - Doppelcrimpwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es als Handzange ausgebildet ist, die für Einhandbedienung geeignet ist.
- Doppelcrimpwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere und die hintere Crimpeinheit (
3 ,4 ) zwischen zwei Halteplatten angeordnet sind, die mit einem der Handgriffe (1 ) der Handzange verbunden sind, während der andere Handgriff (2 ) mit einem Antriebshebel (15 ) verbunden ist, der seinerseits in Wirkverbindung mit den Antriebskurvenplatten (12 ,20 ) steht. - Doppelcrimpwerkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Vollzugssperre (
8 ) vorhanden ist, die ein Öffnen der Handzange erst nach Erreichen einer vorgegebenen Endstellung gestattet. - Doppelcrimpwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es Bestandteil einer maschinenbetriebenen Crimpvorrichtung ist.
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