DE102009047701A1

DE102009047701A1 - Crimpverbindung mit unterschiedlichen Crimphöhen

Info

Publication number: DE102009047701A1
Application number: DE102009047701A
Authority: DE
Inventors: Werner Hofmeister; Roman Hoernle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-16
Also published as: EP2333903A1

Abstract

Bei einer Crimpverbindung (1) zwischen einem Metallkontakt (2) und dem Leitungsende (3) einer ein- oder mehrlitzigen, elektrischen Leitung (4), wobei der Metallkontakt (2) zwei einander gegenüber liegende Crimplaschen (5a, 5b) aufweist, die um das Leitungsende (3) herum zu einer in sich geschlossenen Crimpummantelung (7) umgebogen und unter plastischer Verformung des Leitungsendes (3) verpresst sind, weist erfindungsgemäß die Crimpummantelung (7) in Längsrichtung (8) des Metallkontakts (2) mindestens zwei Längsabschnitte (9, 10) mit unterschiedlichen Crimphöhen (h1, h2) auf.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Crimpverbindung nach der Gattung des Anspruchs 1.
5a–5c zeigen eine aus dem Stand der Technik bekannte Crimpverbindung 101 zwischen einem Metallkontakt 102 und dem abisolierten Leitungsende 103 einer mehrlitzigen Einzelader-Leitung 104. Der Metallkontakt 102 weist zwei einander gegenüber liegende Crimplaschen 105 auf, die um die Kupferlitzen 106 des abisolierten Leitungsendes 103 herum zu einer in sich geschlossenen Crimpummantelung („Leitercrimp”) 107 umgebogen und unter plastischer Verformung der Litzen 106 verpresst sind. Im unverpressten Zustand („Neuzustand”) bilden die beiden Crimplaschen 105 zunächst eine U- oder V-förmige Aufnahme, in welche die Litzen 106 eingelegt und mithilfe eines zweiteiligen Crimpwerkzeuges (Ambos und Stempel) verpresst werden. Beim Verpressen werden die Crimplaschen 105 nach innen gebogen und stützen sich bei dem in 5c gezeigten, so genannten B-Crimp nach dem Verpressen gegenseitig ab. Die ursprünglich runden Litzen 106 werden wabenförmig verpresst. Je nach Crimphöhe h wird mehr oder weniger Litzenmaterial in Längsrichtung 108 des Metallkontakts 102 aus der Crimpzone gedrückt. Ab einer bestimmten Crimphöhe, wenn alle Zwischenräume verpresst sind, ist der in 5c gezeigte ideale Crimpquerschnitt erreicht. Wird die Crimphöhe weiter reduziert, fließt das weiche Kupfer aus dem Crimpbereich heraus, und der Querschnitt und damit auch die Festigkeit der Crimpverbindung 101 nehmen ab. Der Metallkontakt 102 weist noch weitere, sich einander gegenüber liegende Crimplaschen 109 auf, die um die Isolierung der mehrlitzigen Einzelader-Leitung 104 herum zu einem Isolationscrimp 110 umgebogen und verpresst sind, um den Metallkontakt 102 und die Isolierung der mehrlitzigen Einzelader-Leitung 104 mechanisch miteinander zu fixieren.
Neue Untersuchungen haben gezeigt, dass die Festigkeit einer solchen bekannten Crimpverbindung nicht bei allen Anwendungen ausreicht. Durch Temperaturwechsel und Bewegungen der Leitung können die Crimpverbindungen hochohmig werden.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Festigkeit einer Crimpverbindung zu verbessern.
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß sind mindestens zwei Crimplängsabschnitte mit unterschiedlichen Crimphöhen vorgesehen. Durch die neuartige Versteifung der Crimplaschen im Leitercrimp in Längsrichtung zusammen mit der bestehenden Verpressung in Querrichtung wird eine höhere Crimpverpressung erreicht und die Crimpverbindung hält den auftretenden Belastungen stand. Bei Temperaturwechsel gehen die Crimplaschen in Querrichtung zur Kontaktlängsachse nicht auseinander, wodurch die Verpressung im Leitercrimp verbessert wird. Durch den Übergang zwischen den Crimphöhen werden Längsbewegungen der Litzen innerhalb der Crimpummantelung verhindert. Durch den Übergang vom normalen Verpressungsgrad in den Bereich mit überhöhter Verpressung ist sichergestellt, dass die Crimpverbindung in jedem Fall „gasdicht” ist.
Zusätzlich oder alternativ wird die Innenoberfläche der Crimpummantelung so verändert, dass kleine, scharfkantige, keilförmige und erhabene Spitzen, ähnlich wie die einer Feile, eingeprägt sind. Diese Spitzen bohren sich beim Crimpen in das Kupfer der Leitungslitzen und erhöhen die Haftung.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnungen
Verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Crimpverbindung mit einer Höhenstufe in einer perspektivischen Draufsicht (1a), in einer Seitenansicht (1b) und in einer Querschnittansicht (1c) gemäß Ic-Ic in 1b;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Crimpverbindung mit einer Höhenstufe in einer Seitenansicht analog zu 1b;
3 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Crimpverbindung mit zwei Höhenstufen in einer Seitenansicht analog zu 1b;
4 ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Crimpverbindung mit innenseitig geriffelten Crimplaschen in einem Längsschnitt; und
5 eine Crimpverbindung nach dem Stand der Technik in einer perspektivischen Draufsicht (5a), in einer Seitenansicht (5b) und in einer Querschnittansicht (5c) gemäß dem Schnitt Vc-Vc in 5b.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1a bis 1c zeigen eine erfindungsgemäße Crimpverbindung 1 zwischen einem aus Blech gefertigten Metallkontakt 2 und dem abisolierten Leitungsende 3 einer mehrlitzigen Einzelader-Leitung 4. Der Metallkontakt 2 weist zwei einander gegenüber liegende Crimplaschen 5a, 5b auf, die um die Kupferlitzen 6 des abisolierten Leitungsendes 3 herum zu einer in sich geschlossenen Crimpummantelung („Leitercrimp”) 7 umgebogen und unter plastischer Verformung der Litzen 6 verpresst sind. Genauer gesagt werden beim Verpressen die Crimplaschen 5a, 5b nach innen gebogen und stützen sich bei dem in 1c gezeigten, so genannten B-Crimp nach dem Verpressen gegenseitig ab. Die Crimpummantelung 7 weist in der Längsrichtung 8 des Metallkontakts 2 zwei Längsabschnitte 9, 10 mit unterschiedlichen Crimphöhen h1, h2 auf, die durch eine quer zur Längsrichtung 8 verlaufende Höhenstufe 11 voneinander getrennt sind, welche durch plastische Verformung der Crimpummantelung 7 gebildet ist.
Der Metallkontakt 2 weist noch zwei weitere, einander gegenüber liegende Crimplaschen 12a, 12b auf, die um die isolierte Leitung 4 herum zu einer hier ebenfalls geschlossenen Crimpummantelung („Isolationscrimp”) 13 umgebogen und verpresst sind, um den Metallkontakt 2 und die Isolierung der Leitung 4 aneinander zu fixieren.
Wie in 1c gezeigt, ist in dem Längsabschnitt 9 mit der größeren Crimphöhe h1 der ideale Crimpquerschnitt erreicht, in dem die ursprünglich runden Litzen 6 nun wabenförmig verformt sind und alle ursprünglich vorhandenen Zwischenräume nun ausgefüllt sind. In dem Längsabschnitt 10 mit der kleineren Crimphöhe h2 sind die Litzen 6 noch stärker verpresst, wodurch im verpressten Litzenverbund eine der Höhenstufe 11 entsprechende Stufe (nicht gezeigt) vorhanden ist.
Von der in 1 gezeigten Crimpverbindung 1, bei welcher der Längsabschnitt 10 mit der geringeren Crimphöhe h2 dem äußersten Leitungsende 3 abgewandt ist, unterscheidet sich die in 2 gezeigte Crimpverbindung 21 lediglich dadurch, dass hier die beiden Längsabschnitt 9, 10 vertauscht angeordnet sind, also hier der Längsabschnitt 10 mit der geringeren Crimphöhe h2 dem äußersten Leitungsende 3 zugewandt ist.
Die in den 1 und 2 gezeigte Crimpgeometrie mit der höheren Crimpverpressung und mit der Höhenstufe 11 erhöht die Festigkeit der Crimpummantelung 7 und hat folgende Vorteile:

– Bei einem Temperaturanstieg gehen die Crimplaschen 5a, 5b quer zur Längsrichtung 8 nicht auseinander. Dadurch wird die Verpressung in der Crimpverbindung 1, 21 verbessert.
– Wie in 1b und 2 durch Pfeile angedeutet ist, ist durch die Höhenstufe 11 die Haltekraft in Richtung vom Längsabschnitt 9 zum Längsabschnitt 10, also in Richtung von der größeren (h1) zur kleineren Crimphöhe h2, erhöht, wodurch Längsbewegungen der Litzen 6 in der Crimpummantelung 7 verhindert werden.
– Durch den Übergang vom normalen Verpressungsgrad des Längsabschnitts 9 in den Längsabschnitt 10 mit überhöhter Verpressung ist sichergestellt, dass die Crimpverbindung 1, 21 in jedem Fall „gasdicht” ist.

Im Unterschied zu den Crimpverbindungen 1, 21 mit ihren jeweils zwei Längsabschnitten 9, 10 weist bei der in 3 gezeigten Crimpverbindung 31 die Crimpummantelung 7' in Längsrichtung 8 drei Längsabschnitte 9', 10', 9' auf, von denen der mittlere Längsabschnitt 10' eine geringere Crimphöhe h2 als die beiden äußeren Längsabschnitte 9' aufweist. Die beiden äußeren Längsabschnitte 9' weisen die gleiche größere Crimphöhe h1 auf. Der mittlere Längsabschnitt 10 ist von den beiden äußeren Längsabschnitten 9' jeweils durch eine quer zur Längsrichtung 8 des Metallkontakts 2 verlaufende Höhenstufe 11 der Crimpummantelung 7' getrennt. Die beiden äußeren Längsabschnitte 9' mit der größeren Crimphöhe h1 weisen den idealen Crimpquerschnitt auf, in dem die ursprünglich runden Litzen 6 nun wabenförmig verformt sind und alle ursprünglich vorhandenen Zwischenräume nun ausgefüllt sind. In dem mittleren Längsabschnitt 10 mit der kleineren Crimphöhe h2 sind die Litzen 6 noch stärker verpresst, wodurch im verpressten Litzenverbund zwei den beiden Höhenstufen 11 entsprechende Stufen (nicht gezeigt) vorhanden sind. Wie durch Pfeile angedeutet ist, ist durch die Höhenstufen 11 die Haltekraft in beiden Längsrichtung erhöht und gleich groß, wodurch Längsbewegungen der Litzen 6 in der Crimpummantelung 7' verhindert werden.
Anders als in 3 weisen bei einem nicht gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel die beiden äußeren Längsabschnitte 9' die geringere Crimphöhe h2 und der mittlere Längsabschnitt 10' die größere Crimphöhe h1 auf.
Die Crimpverbindungen 1, 21, 31 mit erhöhter innerer Verpressung werden hergestellt, indem der Metallkontakt 2 auf seiner gesamten Crimplänge in einem ersten Schritt konventionell gecrimpt wird und dann in einem zweiten Schritt der Längsabschnitt 10, 10' in die Crimpummantelung 7, 7' durch einen nachträglichen zweiten Schritt mit höherer Verpressung gecrimpt wird. Dieser zweite Schritt kann im gleichen Werkzeug oder in einem zweiten separaten Werkzeug erfolgen.
Die Crimpverbindungen 1, 21, 31 mit erhöhter innerer Verpressung kann auch in einem Werkzeug in einem Arbeitsschritt hergestellt werden.
Wie in 4 gezeigt, kann die dem abisolierten Leitungsende 3 zugewandte Innenoberfläche der beiden Crimplaschen 5a, 5b und des dazwischen liegenden Verbindungsbereichs 40 des Metallkontakts 2 mit Vorsprüngen 41 versehen sein. Wie gezeigt, können diese Vorsprünge 41 insbesondere als kleine, scharfkantige, keilförmige und erhabene Spitzen, ähnlich wie bei einer Feile, eingeprägt sind. Diese Riffelstruktur bohrt sich dann beim Crimpen in das Kupfer der Litzen 6 und erhöht so die Haftung.

Claims

Crimpverbindung (1; 21; 31) zwischen einem Metallkontakt (2) und dem Leitungsende (3) einer ein- oder mehrlitzigen, elektrischen Leitung (4), wobei der Metallkontakt (2) zwei einander gegenüber liegende Crimplaschen (5a, 5b) aufweist, die um das Leitungsende (3) herum zu einer in sich geschlossenen Crimpummantelung (7; 7') umgebogen und unter plastischer Verformung des Leitungsendes (3) verpresst sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimpummantelung (7; 7') in Längsrichtung (8) des Metallkontakts (2) mindestens zwei Längsabschnitte (9, 10; 9', 10', 9') mit unterschiedlichen Crimphöhen (h1, h2) aufweist.
Crimpverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Längsabschnitte (9, 10) durch eine quer zur Längsrichtung (8) des Metallkontakts (2) verlaufende Höhenstufe (11) der Crimpummantelung (7) voneinander getrennt sind.
Crimpverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsabschnitt (10) mit der geringeren Crimphöhe (h2) oder der Längsabschnitt (9) mit der höheren Crimphöhe (h1) dem freien Leitungsende (3) zugewandt ist.
Crimpverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimpummantelung (7') in Längsrichtung (8) des Metallkontakts (2) mindestens drei Längsabschnitte (9', 10', 9') aufweist, von denen der mittlere Längsabschnitt (10') eine geringere oder größere Crimphöhe (h2, h1) als die beiden äußeren Längsabschnitte (9', 9') oder umgekehrt aufweist.
Crimpverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Längsabschnitt (10') von den beiden äußeren Längsabschnitten (9', 9') jeweils durch eine quer zur Längsrichtung (8) des Metallkontakts (2) verlaufende Höhenstufe (11) der Crimpummantelung (7') getrennt ist.
Crimpverbindung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden äußeren Längsabschnitte (9', 9') die gleiche größere Crimphöhe (h1; h2) aufweisen.
Crimpverbindung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Leitungsende (3) zugewandte Innenoberfläche der beiden Crimplaschen (5a, 5b) und/oder des dazwischen liegenden Verbindungsbereichs (40) des Metallkontakts (2) mit Vorsprüngen (41), insbesondere Spitzen, versehen ist.
Verfahren zum Herstellen einer Crimpverbindung (1; 21; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Metallkontakt (2) auf seiner gesamten Crimplänge in einem ersten Schritt konventionell gecrimpt wird und dann in einem zweiten Schritt der Längsabschnitt (10, 10') mit der geringeren Crimphöhe (h2) in die Crimpummantelung (7, 7') durch einen nachträglichen zweiten Schritt mit höherer Verpressung gecrimpt wird.