DE102009047186A1

DE102009047186A1 - Crimpanschluss

Info

Publication number: DE102009047186A1
Application number: DE102009047186A
Authority: DE
Inventors: Jin Toyota Watanabe; Yoshihito Toyota Aoki
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2010-06-17
Also published as: US20100144189A1; JP5629430B2; US7905745B2; JP2010140651A

Abstract

Es wird ein Crimpanschluss für die Verbindung mit einem Aluminium-Elektrodraht angegeben, wobei, wenn der Crimpanschluss auf den Draht gecrimpt wird, ein Leitungs-Crimpteil und ein Drahthalte-Crimpteil an einem Crimpteil einer Drahthülse des Crimpanschlusses gebildet werden. Der Crimpteil der Drahthülse wird derart geformt, dass seine Krümmung nach oben in einer Bewegungsrichtung einer Crimpform vorsteht, wodurch zu einer Isolationshülse des Crimpanschlusses hin die Crimphöhe vergrößert wird und das Kompressionsverhältnis verkleinert wird. Weil die Crimpkraft exakt eingestellt werden kann, wird die Krümmung derart gebildet, dass sie einen konstanten Krümmungsgrad aufweist und eine Kurvenform einer zweiten Ordnung aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Crimpanschluss und insbesondere eine Crimpform des Anschlusses zum Crimpen einer Drahthülse eines Crimpanschlusses auf einen leitenden Kernteil eines Aluminium-Elektrodrahts (eines Elektrodrahts aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung).
Neuerdings werden verstärkt Aluminium-Elektrodrähten genutzt, um das Gewicht von Fahrzeugen zu reduzieren und das Recycling der Fahrzeuge zu vereinfachen. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Kupfer-Elektrodraht weist ein Aluminium-Elektrodraht jedoch eine geringere mechanische Stärke und eine niedrigere Schmelztemperatur auf. Außerdem neigt die Oberfläche von verdrillten Kerndrähten eines Aluminium-Elektrodrahts zu einer Oxidation. Dadurch wird ein Engewiderstand erzeugt, wenn ein elektrischer Strom nur in einem bestimmten Kerndraht fließt, was zu einem Durchbrennen des Drahts oder einem Leitungs- bzw. Kontaktfehler führen kann.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2005-50736 (9) gibt eine nachfolgend erläuterte Technik an, die verwendet werden kann, um die oben beschriebenen Probleme zu verhindern. 3 zeigt einen Aufbau aus dem Stand der Technik, der einen Crimpanschluss 1 für einen Aluminium-Elektrodraht 2 mit einem kastenförmigen elektrischen Kontaktteil 3 und einem an den elektrischen Kontaktteil anschließenden Drahtverbindungsteil 4 vorsieht. Der Drahtanschlussteil 4 weist eine Isolationshülse 6 und eine Drahthülse 8 (beide in einem gecrimpten Zustand gezeigt) auf, die jeweils auf einen Isolierteil 5 und einen leitenden Kernteil 7 des Aluminiumdrahts 2 gecrimpt werden. Wenn die Drahthülse 8 auf den leitenden Kernteil 7 gecrimpt wird, werden ein Leitungs-Crimpteil 9 und ein Drahthalte-Crimpteil 10 an einem Crimpteil der Drahthülse 8 geformt.
Der Leitungs-Crimpteil 9 ist in Nachbarschaft zu dem elektrischen Kontaktteil 3 vorgesehen, und der Drahthalte-Crimpteil 10 ist in der Nähe der Isolationshülse 6 vorgesehen. Der Leitungs-Crimpteil 9 wird durch eine große Crimpkraft (Verstemmungskraft) geformt, sodass er eine oxidierte Oberfläche des Aluminium-Elektrodrahts 2 durchbricht und eine ausreichende Leitung mit dem leitenden Kernteil 7 des Aluminium-Kernteils 2 sicherstellt. Andererseits wird der Drahthalte-Crimpteil 10 mit einer kleineren Crimpkraft als der Leitungs-Crimpteil 9 geformt, sodass er den leitenden Kernteil 7 des Aluminium-Elektrodrahts 2 für eine lange Zeitdauer halten kann. Deshalb ist die Drahthülse 8 schräg von dem Leitungs-Crimpteil 9 zu dem Drahthalte-Crimpteil 10 ausgebildet, sodass die Crimphöhe von dem Leitungs-Crimpteil 9 zu der Isolationshülse 6 hin zunimmt, um eine Neigung 11 mit einem konstanten Winkel zu bilden. Aufwerfungen 12 sind an beiden Längsenden des Crimpteils, der den Leitungs-Crimpteil 9 und den Drahthalte-Crimpteil 10 umfasst, ausgebildet.
Weil jedoch die Neigung 11 in dem oben beschriebenen Aufbau aus dem Stand der Technik gerade vorgesehen ist, wird die Crimpkraft (das Kompressionsverhältnis) beim Crimpen nicht exakt eingestellt. Es ist also unsicher, ob eine zuverlässige mechanische Verbindung des Crimpteils mit der Drahthülse sichergestellt werden kann. Tatsächlich ist der oben beschriebene Aufbau aus dem Stand der Technik problematisch, was die Sicherstellung einer zuverlässigen mechanischen Verbindung des Crimpanschlusses der Drahthülse betrifft.
Angesichts des oben beschriebenen Problems ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Crimpanschluss anzugeben, der derart geformt ist, dass er die Zuverlässigkeit der mechanischen Verbindung des Crimpanschlusses mit der Drahthülse verbessert.
Um die vorstehend genannte Aufgabe zu erfüllen, wird ein Crimpanschluss gemäß Anspruch 1 für die Verbindung mit einem Aluminium-Elektrodraht, der einen leitenden Kernteil, der durch eine Vielzahl von verdrillten Kerndrähten gebildet wird, und einen Isolierteil, der den leitenden Kernteil bedeckt, umfasst, angegeben, wobei der Crimpanschluss umfasst: eine Isolationshülse, die auf den Isolierteil gecrimpt wird; eine Drahthülse, die auf den leitenden Kernteil gecrimpt wird, der durch das Entfernen einer vorbestimmten Länge des Isolierteils von einem Ende des Aluminium-Elektrodrahts freigelegt wird; und einen Crimpteil, der an der Drahthülse geformt wird, wenn die Drahthülse auf den leitenden Kernteil des Aluminium-Elektrodrahts gecrimpt wird, sodass ein Leitungs-Crimpteil und ein Drahthalte-Crimpteil an dem Crimpteil gebildet werden. Der gesamte Crimpteil, d. h. also der Leitungs-Crimpteil und der Drahthalte-Crimpteil, wird zu einer gekrümmten Form versetzt, die nach oben oder unten in einer Bewegungsrichtung einer Crimpform vorsteht, wenn der Aufbau aus einer Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Crimpform und zu der Längsrichtung des Aluminium-Elektrodrahts betrachtet wird, wodurch zu der Isolationshülse hin das Kompressionsverhältnis verkleinert wird und die Crimphöhe vergrößert wird.
Indem gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung der Crimpteil der Drahthülse derart geformt wird, dass die Form desselben von der Seite aus gesehen eine Krümmung aufweist, kann die Crimpkraft (das Kompressionsverhältnis) relativ zu dem leitenden Kernteil des Aluminium-Elektrodrahts exakt eingestellt werden. Es kann also ein optimales Crimpen erzielt werden, indem der Krümmungsgrad eingestellt wird und die Form der Krümmung bestimmt wird. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der mechanischen Verbindung des Crimpteils der Drahthülse verbessert werden.
Der Crimpanschluss gemäß Anspruch 2 entspricht dem oben beschriebenen Crimpanschluss, wobei die gekrümmte Form eine variable Krümmung aufweist.
Indem gemäß der oben beschriebenen Erfindung die Crimpkraft exakt eingestellt wird, wird die Form des Crimpteils von der Seite gesehen zu einer Krümmung mit einer Kurvenform der zweiten Ordnung. Kurvenformen der zweiten Ordnung sind etwa eine parabolische Kurve, eine elliptische Kurve, eine Pareto-Kurve oder ähnliches. Es kann also eine optimale Krümmungsform für das Crimpen vorgesehen werden.
Der Crimpanschluss gemäß Anspruch 3 entspricht dem oben beschriebenen Crimpanschluss, wobei die Drahthülse eine Aufwerfung an einem Längsende der Drahthülse umfasst, sodass durch sie sich von dem Crimpteil mit der gekrümmten Form unterscheidet.
Wenn gemäß der oben beschriebenen Erfindung die Krümmung zum Beispiel in der Crimprichtung vorsteht (konvex ist), kann die Krümmung des Crimpteils der Drahthülse als eine Krümmung definiert werden, die keine natürlich geformte, an die Aufwerfung anschließende Krümmung ist.
1A ist eine Seitenansicht eines Crimpanschlusses gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1B ist eine Seitenansicht eines Crimpanschlusses gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Seitenansicht eines Crimpanschlusses gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Seitenansicht eines herkömmlichen Crimpanschlusses.
Im Folgenden werden Ausführungsformen eines Crimpanschlusses gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
1A zeigt einen Aluminium-Elektrodraht 21 und einen Crimpanschluss 22. Der Aluminium-Elektrodraht 21, der allgemein ein Draht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ist, weist eine Vielzahl von verdrillten Drähten und einen die verdrillten Drähte bedeckenden Isolierteil 23 auf. Der Aluminium-Elektrodraht 21 umfasst einen leitenden Kernteil 24, der freigelegt wird, indem eine vorbestimmte Länge des Isolierteils 23 von einem Ende des Aluminium-Elektrodrahts 21 entfernt wird. Der leitende Kernteil 24 wird durch die verdrillten Drähte gebildet. Der Aluminium-Elektrodraht 21 ist ein bekannter Aluminium-Elektrodraht.
Der Crimpanschluss 22 wird hergestellt, indem ein leitendes Metallblech gestanzt wird und durch Crimpen an einem Ende des Aluminium-Elektrodrahts 21 fixiert wird. Der Crimpanschluss 22 umfasst einen elektrischen Kontaktteil 25, der einen elektrischen Kontakt zu einem komplementären männlichen Anschluss herstellt, und einen Drahtverbindungsteil 26, der an den elektrischen Kontaktteil 25 anschließt. Der Crimpanschluss 22 gemäß dieser Ausführungsform ist vom weiblichen Typ, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt ist. Der Crimpanschluss 22 ist als Teil eines Steckers (nicht gezeigt) vorgesehen. Der elektrische Kontaktteil 25 weist wie in 1 gezeigt die Form eines Kastens auf, in dem ein oder eine Vielzahl von elastischen Kontaktteilen vorgesehen sind, die einen Kontakt mit dem elektrischen Kontaktteil des komplementären Anschlusses herstellen.
Eine Crimpform 27 bewegt sich in der durch den Pfeil P angegebenen Richtung, um ein Crimpen durchzuführen, und bewegt sich dann in der durch den Pfeil Q angegebenen Richtung, um zu ihrer Ausgangsposition zurückzukehren. Die P-Richtung entspricht einer „Crimp-Richtung”, und die Q-Richtung entspricht der Richtung weg vom Crimpanschluss (nachfolgend als „Entfernungsrichtung” bezeichnet). Die durch das Bezugszeichen R angegebene Richtung, die orthogonal zu der Crimprichtung (P), der Entfernungsrichtung (Q) und der Längsrichtung des Aluminiumdrahts (und damit orthogonal zu der Ebene der Figur) ist, entspricht der Richtung, in der von der Seite auf den Crimpanschluss 22 geblickt wird.
Der elektrische Kontaktteil 26 ist ein Teil, der auf ein Ende des Aluminium-Elektrodrahts 21 gecrimpt werden soll, und umfasst: eine Isolationshülse 28 (in einem gecrimpten Zustand) gezeigt, der auf den Isolierteil 23 des Aluminium-Elektrodrahts 21 gecrimpt wird; und eine Drahthülse 29 (in einem gecrimpten Zustand gezeigt), die auf einen leitenden Kernteil 24 des Aluminiumdrahts 21 gecrimpt wird. Vor dem Crimpen wird die Isolationshülse 28 mit einem Paar von bandförmigen Teilen ausgebildet. Wenn sich die Crimpform 27 in der Crimprichtung (P) bewegt, wird das Paar von bandförmigen Teilen der Isolationshülse 28 relativ zu dem Isolierteil 23 des Aluminium-Elektrodrahts 21 gebogen und gekrümmt (zu einer M-Form gebogen), um die Isolationshülse 28 auf den Isolierteil 23 des Aluminium-Elektrodrahts 21 zu crimpen.
Die Drahthülse 29 ist eine der ausschlaggebenden Merkmale der vorliegenden Erfindung. Vor dem Crimpen wird die Drahthülse 29 mit einem Paar von bandförmigen Teilen geformt, die eine breitere Breite und eine kürzere Länge aufweisen als die Isolationshülse 28. Wenn sich die Crimpform 27 in der Crimprichtung (P) bewegt, wird das Paar von bandförmigen Teilen der Drahthülse 29 zu einer M-Form relativ zu dem leitenden Kernteil 23 des Aluminium-Elektrodrahts 21 gebogen und verformt, um die Drahthülse 29 auf den leitenden Kernteil 24 des Aluminium-Elektrodrahts 21 zu crimpen. Wenn die Drahthülse 29 wie oben beschrieben auf den leitenden Kernteil 24 des Aluminium-Elektrodrahts 21 gecrimpt wird, werden ein Leitungs-Crimpteil 30a und ein Drahthalte-Crimpteil 30b an einem Crimpteil 30 der Drahthülse 29 ausgebildet. Der Crimpteil 30 entspricht einem vollständigen Teil der Drahthülse 29 in einer Längsrichtung derselben.
Der Crimpteil 30 ist derart gekrümmt, dass eine Krümmung 31 an dem Crimpteil 30 in der Entfernungsrichtung (Q-Richtung) von der Seite gesehen konvex ist oder mit anderen Worten in der Bewegungsrichtung der Crimpform 27 nach oben vorsteht. Die Krümmung 31 ist derart geformt, dass zu der Isolationshülse 28 hin die Crimphöhe H größer wird und das Kompressionsverhältnis kleiner wird. Die Krümmung 31 weist wie in 1A gezeigt einen konstanten Krümmungsgrad und eine Kurvenform der zweiten Ordnung auf (zum Beispiel handelt es sich um eine parabolische Kurve), was auf das exakte Einstellen der Crimpkraft zurückzuführen ist. Weil in der vorliegenden Erfindung der Crimpteil 30 von der Seite gesehen mit der Krümmung 31 geformt ist, kann eine exakte Einstellung der Crimpkraft (des Kompressionsverhältnisses) relativ zu dem leitenden Kernteil 24 des Aluminium-Elektrodrahts 21 erzielt werden, was bei einer geraden Neigung 11 wie in dem in 3 gezeigten Stand der Technik nicht möglich ist. Es kann also ein optimales Crimpen erzielt werden. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der mechanischen Verbindung des Crimpteils 30 verbessert werden. Außerdem weist die Querschnittform des Crimpteils 30 eine bekannte Form auf, an der die Drahthülse 29 zu der M-Form verformt werden kann.
1B zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Der in 1B gezeigte Crimpanschluss 22' ist dem Crimpanschluss 22 von 1A ähnlich, wobei jedoch die Form des Crimpanschlusses wie durch den Crimpanschluss 30' angegeben anderes ist. Bei dem Crimpanschluss 30' sind der Leitungs-Crimpteil 30a' und der Drahthalte-Crimpteil 30b' jeweils mit einer Krümmung 31' geformt. Die Crimpkraft (das Kompressionsverhältnis) wird jeweils in dem Leitungs-Crimpteil 30a' und in dem Drahthalte-Crimpteil 30b' eingestellt. Jede der Krümmungen 31' ist von der Seite gesehen konvex in der Entfernungsrichtung (Q-Richtung). Jede Krümmung 31' ist derart geformt, dass zu der Isolationshülle 28 hin die Crimphöhe H größer wird und das Kompressionsverhältnis kleiner wird. Deshalb kann der Crimpanschluss gemäß der Ausführungsform von 1B auch die Zuverlässigkeit der mechanischen Verbindung des Crimpanschlusses der Drahthülse verbessern.
Die Krümmungen 31' des Leitungs-Crimpteils 30a' und des Drahthalte-Crimpteils 30b' schließen aneinander an.
2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Der in 2 gezeigte Crimpanschluss 22'' ist dem Crimpanschluss 22 von 1A ähnlich, wobei jedoch die Form des Crimpanschlusses wie durch das Bezugszeichen 30'' angegeben anders ist. Der Crimpanschluss 30'' umfasst einen ganzen Teil der Drahthülse 29 in einer Längsrichtung. Eine Aufwerfung 32 kann beliebig an einem Endteil der Drahthülse 29 vorgesehen sein, die nicht in dem Crimpanschluss 30'' enthalten ist. Der Crimpanschluss 30'' umfasst einen Leitungs-Crimpteil 30a'' und einen Drahthalte-Crimpanschluss 30b''. Weiterhin ist der Crimpanschluss 30'' mit einer Krümmung 31'' versehen, die von der Seite gesehen konvex in der Crimprichtung (P-Richtung) ist. Die Krümmung 31'' ist derart geformt, dass zu der Isolationshülse 28 hin die Crimphöhe H größer wird und das Kompressionsverhältnis kleiner wird. Die Krümmung 31'' weist wie in 2 gezeigt einen konstanten Krümmungsgrad auf, weil die Crimpkraft exakt eingestellt wird, und weist weiterhin eine Kurvenform der zweiten Ordnung auf (zum Beispiel eine parabolische Kurve, die umgekehrt zu der Kurve von 1A gekrümmt ist).
Deshalb kann der Crimpanschluss gemäß dieser Ausführungsform wie in 2 gezeigt die Zuverlässigkeit der mechanischen Verbindung des Crimpteils der Drahthülse verbessern.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich repräsentative Ausführungsformen, wobei die vorliegende Erfindung keineswegs auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Es können verschiedene Modifikationen und Variationen an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2005-50736 [0003]

Claims

Crimpanschluss für die Verbindung mit einem Aluminium-Elektrodraht (21), der einen leitenden Kernteil (24), der durch eine Vielzahl von verdrillten Kerndrähten gebildet wird, und einen Isolierteil (23), der den leitenden Kernteil (24) bedeckt, umfasst, wobei der Crimpanschluss (22, 22', 22'') umfasst: eine Isolationshülse (28), die auf den Isolierteil (23) gecrimpt wird, eine Drahthülse (29), die auf den leitenden Kernteil (24) gecrimpt wird, der durch das Entfernen einer vorbestimmten Länge des Isolierteils (23) von einem Ende des Aluminium-Elektrodrahts (21) freigelegt wird, und einen Crimpteil (30, 30', 30''), der an der Drahthülse (29) gebildet wird, wenn die Drahthülse (29) auf den leitenden Kernteil (24) des Aluminium-Elektrodrahts (21) gecrimpt wird, wobei ein Leitungs-Crimpteil (30a, 30a', 30a'') und einen Drahthalte-Crimpteil (30b, 30b', 30b'') an dem Crimpteil (30, 30', 30'') gebildet werden, wobei der gesamte Crimpteil (30, 30', 30''), d. h. der Leitungs-Crimpteil (30a, 30a', 30a'') und der Drahthalte-Crimpteil (30b, 30b', 30b''), zu einer gekrümmten Form (31, 31', 31'') versetzt wird, die nach oben oder unten in einer Bewegungsrichtung einer Crimpform (27) vorsteht, wenn der Aufbau aus einer Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Crimpform (27) und zu der Längsrichtung des Aluminium-Elektrodrahts (21) betrachtet wird, wodurch zu der Isolationshülse (29) hin das Kompressionsverhältnis verkleinert wird und die Crimphöhe vergrößert wird.
Crimpanschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Form (31, 31', 32'') eine variable Krümmung aufweist.
Crimpanschluss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahthülse (29) eine Aufwerfung (32) an einem Endteil der Drahthülse (29) umfasst und sich dadurch von dem Crimpteil (30, 30', 30'') mit der gekrümmten Form (31, 31', 31'') unterscheidet.