DE102011117216B4 - Crimpbares isoliertes elektrisches verbindungselement - Google Patents

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Abstract

Elektrisches Verbindungselement (10) zum Verbinden von zwei oder mehreren elektrischen Leitern (W), wobei das Verbindungselement (10) umfasst:eine crimpbare, röhrenförmige Hülse (12) mit einem zentralen, longitudinalen Kanal (16) mit einem ersten Ende, das ausgestaltet ist, einen Bereich von mindesten einem der elektrischen Leiter (W) aufzunehmen und mit einem zweiten Ende, das ausgestaltet ist, einen Bereich eines Anderen der elektrischen Leiter (W) aufzunehmen, wobei die Hülse (12) einen Anschlag (18) innerhalb des Kanals (16) aufweist, undeinen hohlen, durch Wärme schrumpfbaren Schlauch (14) zum Aufnehmen der Hülse (12) darin, so dass die Hülse vollständig innerhalb des Schlauchs (14) angeordnet ist, wobei der Schlauch (14) eine mit einem durch Wärme aktivierbaren Haftmittel versehene innere Oberfläche aufweist, derart dass der Schlauch (14) und seine mit Haftmittel versehene Oberfläche kristallklar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (12) eine erste Öffnung (20), die auf einer ersten Seite des Anschlags (18) angeordnet ist, und eine zweite Öffnung (20), die an einer zweiten Seite des Anschlags (18) angeordnet ist, aufweist, wobei die erste Öffnung (20) und die zweite Öffnung (20) jeweils einen visuellen Zugang in den Kanal (16) erlauben; sowieein erstes Band (22), welches die Hülse (12) zwischen dem ersten Ende und der ersten Öffnung (20) umgibt, wobei das erste Band (22) an einer ersten Crimpstelle angebracht ist; undein zweites Band (22), welches die Hülse (12) zwischen dem zweiten Ende und der zweiten Öffnung (20) umgibt, wobei das zweite Band (22) an einer zweiten Crimpstelle angebracht ist, wobei das erste Band (22) eine erste Farbe aufweist, die zu einer Stärke des erste Leiters (W) korrespondiert, der von dem Kanal (16) aufgenommen wird und das zweite Band (22) eine zweite Farbe aufweist, die zu einer Stärke des zweiten Leiters (W) korrespondiert, der von dem Kanal (16) aufgenommen wird.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungselement, das elektrisch und mechanisch ein Leiterpaar in einer Ende-zu-Ende Orientierung verbindet („Stoßverbindung“), wobei die Leiter mit abisolierten Enden innerhalb einer Crimphülse gecrimpt werden und wobei die Crimphülse innerhalb eines durch Wärme schrumpfbaren Schlauches (im Folgenden als Schrumpfschlauch bezeichnet) angebracht ist, der entweder flexibel oder als feste Röhre ausgestaltet sein kann, wobei der Schlauch einschließlich seiner inneren Haft vermittelnden Lage kristallklar, insbesondere transparent, auf jeden Fall aber durchsichtig ist.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Das Crimpen von zwei elektrischen Leitern in einer Ende-zu-Ende Orientierung ist wohlbekannt. Typischerweise werden die abisolierten Enden von zwei (oder mehreren) Leitern innerhalb einer verformbaren und elektrisch leitenden Crimphülse in eine Ende-zu-Ende Orientierung gebracht und anschließend wird die Crimphülse unter Verwendung eines Crimpwerkzeuges auf beiden Seiten von der Mitte der Hülse aus gecrimpt, um sicherzustellen, dass jeder Leiter innerhalb der Hülse gecrimpt ist. Wenn dies richtig durchgeführt wird, erzeugt das Crimpen der zwei Leiter eine elektrisch und mechanisch stabile Verbindung der Leiter. Oftmals wird jedoch eine nicht ideale Crimpverbindung erzeugt. Wenn beispielsweise einer der Leiter zu kurz abisoliert wird, wird das Crimpen an dem Ende des Leiters durchgeführt, was in einem schlechten Kabelabschluss resultiert. Wenn ein oder beide Leiter nicht vollständig in die Crimphülse eingeführt werden, ist das Ergebnis ebenfalls ein schlechter Kabelabschluss. Um diesem Problem zu begegnen ist der einzige Qualitätskontrolltest, den viele Techniker mit den verbundenen Leitern ausführen, an den Leitern zu ziehen, nachdem sie zusammengecrimpt wurden. Dies geschieht aufgrund der Tatsache, dass die Crimphülse fest ist und es ist keine realistische Methode um die Ergebnisse aus der durchgeführten Crimpung zu sehen. In vielen Fällen übersteht eine schlechte Crimpung diesen Zugtest nur um später zu versagen, möglicherweise zu einem anwendungskritischen Zeitpunkt.
  • In einem meiner früheren Patenten, US Patent 7,256,348 , das am 14. August 2007 erteilt wurde, bin ich auf das Thema eingegangen, indem eine Öffnung auf beiden Seiten von der Mitte aus angebracht wird, das einem Techniker erlaubt, vor und nach dem Crimpvorgang die Leiter zu sehen. Diese Öffnungen erlauben eine visuelle Inspektion der Crimpung.
  • Jedoch bleibt ein Problem darin bestehen, dass die Crimphülse in einem Schrumpfschlauch gehalten wird, wobei der Schlauch eine Lage an durch Wärme aktiviertes Haftmittel auf dessen inneren Oberfläche aufweist. Nachdem gecrimpt wurde, wird der Schlauch Wärme ausgesetzt, um das Haftmittel zu aktivieren und außerdem um dem Schlauch ein Aufschrumpfen auf die Hülse zu erlauben. Der Schlauch bietet in Zusammenspiel mit dem Haftmittel eine im Wesentlichen wasserdichte Isolierung. Das Problem mit dem Schrumpfschlauchsystem ist, dass der Schlauch aus verschiedenen Gründen gefärbt ist, beispielsweise um sicherzustellen, dass die richtige Kabelstärke mit dem entsprechenden Crimp-Verbindungselement verwendet wird. Zusammen mit der haftvermittelnden Schicht tendiert die Färbung dazu, besonders nach der Wärmeaktivierung den Schlauch zu beschlagen oder zu trüben, so dass eine visuelle Überprüfung des fertig gecrimpten Produkts immer noch schwierig ist und darin resultiert, dass viele schlecht gecrimpte Verbindungen nicht während der Qualitätskontrolle erkannt werden. Sogar farblose Schläuche tendieren dazu, die visuelle Überprüfung der Vercrimpung durch die Trübung der Schläuche und des Haftmittels zu erschweren.
  • Die DE 602 08 845 T2 offenbart einen elektrischen Verbinder mit ionomerem Isolationsmaterial. Dieser umfasst eine quetschbare, rohrförmige metallische Crimphülse, die an beiden Enden offen ist, um abisolierte Endabschnitte der zu verbindenden elektrischen Leiter aufzunehmen. Weiterhin ist ein Warmschrumpfschlauch vorgesehen, in dem die Crimphülse aufgenommen wird.
  • Aus der US 5 393 932 A ist ein weiteres elektrisches Verbindungselement vorgesehen, bei welchem die Kabelenden mittels eines Lotes verlötbar sind. Das Verbindungselement ist von einem durch Wärme schrumpfbaren Schlauch umgeben.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Crimp-Verbindungselement bereitzustellen, das zwei oder mehrere elektrische Leiter in Form einer Stoßverbindung unter Verwendung eines isolierenden Schrumpfschlauches miteinander verbindet und eine einfache und schnelle visuelle Überprüfung der durchgeführten Crimpung sowohl vor aus auch nach dem Schrumpfvorgang zulässt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Die Erfinder Doublas Neil Burwell und Sharon Elizabeth Macey haben einen neuen Typ Schrumpfschlauch entdeckt, den sie als lonomer-basierten Schlauch bezeichnen und der zumindest im am 24.September 2002 erteilten US Patent 6,454,598 offenbart wird, wobei dieses Patent durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit hierin miteinbezogen wird. Während die Erfinder dort generell davon sprechen, dass ihr lonomer-Schlauch gefärbt ist, wurde erfindungsgemäß herausgefunden, dass diese Art von Schlauch auch ungefärbt produziert werden kann, mit dem Ergebnis, dass der Schlauch und dessen haftvermittelnde Schicht vor und nach dem Wärme-Schrumpfprozess kristallklar, insbesondere transparent, auf jeden Fall aber durchsichtig ist. Der lonomer-basierte Schlauch wurde erfindungsgemäß dafür verwendet, ein crimpbares isoliertes elektrisches Verbindungselement herzustellen, das eine schnelle und einfache visuelle Inspektion der Crimpung vor und nach dem Wärme-Schrumpfprozess erlaubt.
  • Das crimpbare isolierte elektrische Verbindungselement gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus einer crimpbaren röhrenförmigen Hülse mit einem zentralen Kanal, die ein erstes Ende aufweist, das einen Bereich von mindestens einem elektrischen Leiter aufnimmt, und die ein zweites Ende aufweist, das ebenfalls einen Bereich von mindestens einem anderen elektrischen Leiter aufnimmt. Die Hülse besitzt einen Anschlag, der in der Mitte des Kanals angebracht ist. Eine erste Öffnung ist auf einer ersten Seite des Anschlags angebracht, während eine zweite Öffnung auf einer zweiten Seite des Anschlags angebracht ist, so dass die erste Öffnung und die zweite Öffnung jeweils den visuellen Zugang auf den Kanal in dem kritischen Bereich, in dem das Crimpen durchgeführt wird, erlauben. Ein hohler Schrumpfschlauch nimmt die Hülse auf, so dass die Hülse vollständig innerhalb des Schlauchs angeordnet ist. Der Schlauch weist eine durch Wärme aktivierbare haftvermittelnde innere Oberflächenschicht auf, derart dass der Schlauch und seine haftvermittelnde Schicht kristallklar sind. Bevorzugt umringt ein erstes Band die Hülse zwischen dem ersten Ende und der ersten Öffnung, wobei das erste Band an einer ersten zum crimpen optimalen Stelle angebracht ist und ein zweites Band umringt um die Hülse zwischen dem zweiten Ende und der zweiten Öffnung, wobei das zweite Band an einer zweiten zum crimpen optimalen Stelle angebracht ist. Das erste Band weist vorzugsweise eine erste Farbe auf, die zu einer Stärke des ersten Leiters korrespondiert, der von dem Kanal aufgenommen wird und das zweite Band weist eine zweite Farbe auf, die zu einer Stärke des zweiten Leiters korrespondiert, der von dem Kanal aufgenommen wird. Die erste Farbe und die zweite Farbe sind bevorzugt die gleiche Farbe, wobei sie allerdings unterschiedlich sein können, wenn der Kanal eine Stufe aufweist oder anderweitig zur Aufnahme von Leitern mit ungleicher Stärke geformt ist. Der Schlauch ist bevorzugt aus einem lonomer-basiertem Material, was bedeutet, dass er nach der Lehre des US Patents 6,454,598 angefertigt wurde.
  • Gemäß der Erfindung wird somit ein Crimp-Verbindungselement bereitgestellt, das zwei (oder mehrere) elektrische Leiter in einer Stoßverbindung zusammenführt und einen isolierenden Schrumpfschlauch verwendet, wobei der gecrimpte Bereich der Verbindung deutlich und einfach vor und nach dem Aufschrumpfen des Schlauches visuell überprüft werden kann.
  • Figurenliste
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigt:
    • 1 eine Explosionsansicht der Komponenten des crimpbaren isolierten elektrischen Verbindungselements gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • 2 eine Seitenansicht von zwei Kabeln, die in der Crimphülse des crimpbaren isolierten elektrischen Verbindungselements positioniert werden sollen.
    • 3 eine Seitenansicht des crimpbaren isolierten elektrischen Verbindungselements kurz vor dem Crimp- und Schrumpfprozess.
    • 4 eine Seitenansicht der fertigen Verbindung von zwei Leitern unter Verwendung des crimpbaren isolierten elektrischen Verbindungselements.
  • Gleiche Referenznummern beziehen sich durchgängig durch die verschieden Ansichten der Zeichnungen auf gleiche Teile
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Bezug nehmend auf die Zeichnungen kann gesehen werden, dass das crimpbare isolierte elektrische Verbindungselement der vorliegenden Erfindung, generell mit Referenznummer 10 bezeichnet, aus zwei Hauptkomponenten besteht: Der Crimphülse 12 und dem isolierenden, durch Wärme schrumpfbaren Schlauch 14. Die Crimphülse 12, die aus einem für das Crimpen von elektrischen Verbindungselementen geeigneten bekannten Material, wie z.B. verzinntem Kupfer, hergestellt ist, ist ein röhrenförmiges Glied, das eine hohle Passage oder einen hohlen Kanal 16 aufweist, der sich längs durch die Hülse zieht. Der Durchmesser des hohlen Kanals 16 ist abhängig von der Stärke der Kabel, die von der Hülse 12 gecrimpt werden sollen, so dass die Leiter W gut hineinpassen, wenn sie, wie oben ausführlich beschrieben, in den Kanal 16 eingeführt werden. Innerhalb des Kanals 16 ist ein Anschlag 18 angebracht (mittig oder anderweitig). Auf beiden Seiten des Anschlags befindet sich ein Paar von Öffnungen 20 oder ausgeschnittenen Bereichen in der Crimphülse 12, wobei die Öffnungen 20 einen visuellen Zugang in den Kanal 16 unmittelbar neben dem Anschlag 18 erlauben.
  • Zwischen jeder Öffnung 20 und dem entsprechenden Ende der Hülse 12 ist ein Farbband 22 angebracht, dass die Crimphülse umringt. Das Farbband 22 hat dabei zwei Zwecke. Erstens haben die Farbbänder 22 unterschiedliche Farben, wobei die spezifische Farbe des Bandes 22, welches die Crimphülse 12 umgibt, abhängig von der Stärke des Leiters ist, der von der Crimphülse 12 aufgenommen werden soll. Das erlaubt einem Techniker schnell das passend dimensionierte Verbindungselement 10 für die Stärke der zu verbinden Leiter W durch einfaches Betrachten der Farbbänder 22 auszuwählen - die Bänder 22 können an der gleichen Crimphülse 12 eine unterschiedliche Farbe aufweisen, wenn zwei unterschiedlich starke Leiter W verbunden werden, wie in meinem vorstehend genannten Patent offenbart wurde. Zusätzlich sind die Farbbänder 22 genau an der für den Crimpvorgang optimalen Stelle angebracht, so dass der Techniker das Crimpwerkzeug (nicht dargestellt) mittig an jedem Band 22 ansetzt und dort crimpt.
  • Der Schrumpfschlauch 14 ist ebenfalls ein röhrenförmiges Element das die Crimphülse 12 gut passend aufnimmt (der Schlauch 14 wird durch Wärme auf die Crimphülse 12 aufgeschrumpft), so dass die Crimphülse 12 in ihrer Position innerhalb des Schlauches 14 selbst während einer schroffen Positionierung der Leiter W innerhalb der Crimphülse 12 verbleibt. Der Schlauch 14 besitzt eine haftvermittelnde Schicht 24 auf dessen inneren Oberfläche. Die haftvermittelnde Schicht 24 wird durch Wärme aktiviert und typischerweise mit dem Rest des Schlauches 14 koextrudiert. Der Schlauch 14 ist, wie im US Patent 6,454,598 offenbart, lonomer-basiert und ist, einschließlich dessen haftvermittelnden Schicht 24, sowohl vor als auch nach dem Wärme-Schrumpfprozess kristallklar.
  • Um das crimpbare isolierte elektrische Verbindungselement 10 der vorliegenden Erfindung zu nutzen, wird ein Paar von Leitern W mit jeweils abisolierten Enden in die Crimphülse 12 eingebracht, jeweils ein Leiter W an einem Ende der Hülse 12. Jeder Leiter W wird soweit eingebracht, bis der Leiter W an dem Anschlag 18 anstößt. Sobald jeder Leiter W positioniert ist, kann der Techniker eine visuelle Inspektion durchführen, um sicherzustellen, dass jeder Leiter W richtig abisoliert ist und richtig innerhalb der Crimphülse 12 sitzt. Danach crimpt der Techniker beide Seiten der Hülse 12, indem er die Farbbänder 22 als Positionierhilfe für das Crimpwerkzeug verwendet. Sobald die Crimpungen durchgeführt sind kann eine weitere visuelle Inspektion durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass das Crimpen angemessen durchgeführt worden ist. Danach werden die nicht Wärmegeschrumpften äußeren Enden des Schlauches 14 (der mittige Bereich des Schlauches 14 wird wie oben erläutert auf die Crimphülse 12 aufgeschrumpft) angemessen erhitzt, um das Haftmittel zu aktivieren und um den Schlauch 14 auf die Crimphülse 12 und auf einen Bereich der Isolierung I des Leiters W zu schrumpfen, um die elektrische Verbindung zu isolieren. Eine finale Überprüfung des gesamten Vorgangs kann anschließend durchgeführt werden.
  • Obwohl der Leiter W als Kabel dargestellt wird, können sämtliche für eine Crimpverbindung geeignete Leiter verwendet werden.
  • Obwohl vorstehend eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung erfolgt ist, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die hier dargestellten und beschriebenen bestimmte Ausführungsformen beschränkt ist, sondern das verschiedene Änderungen und Modifikationen erfolgen können, ohne vom Umfang oder dem Wesen dieser Erfindung abzuweichen, wie sie durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist.
  • Zusammenfassend ist festzustellen: Ein elektrisches Verbindungselement verbindet zwei oder mehrere Leiter in einer Stoß-Verbindung, so dass ein abisoliertes Ende von jedem Leiter in einer hohlen Crimphülse platziert und darin gecrimpt wird. Die Crimphülse wird innerhalb eines Schrumpfschlauches gehalten, der kristallklar ist. Öffnungen auf jeder Seite eines Anschlags innerhalb der Crimphülse erlauben einen visuellen Zugang in den zentralen Kanal innerhalb der Crimphülse um ein richtiges Platzieren und richtiges Crimpen der Leiter sicherzustellen.
  • Bezugszeichenliste
    • I
    Isolierung
    W
    Ader
    10
    crimpbares isoliertes elektrisches Verbindungselement
    12
    Crimphülse
    14
    Schrumpfschlauch
    16
    Hohlraum-Kanal
    18
    Anschlag
    20
    Öffnungen
    22
    Farbband

Claims (3)

  1. Elektrisches Verbindungselement (10) zum Verbinden von zwei oder mehreren elektrischen Leitern (W), wobei das Verbindungselement (10) umfasst: eine crimpbare, röhrenförmige Hülse (12) mit einem zentralen, longitudinalen Kanal (16) mit einem ersten Ende, das ausgestaltet ist, einen Bereich von mindesten einem der elektrischen Leiter (W) aufzunehmen und mit einem zweiten Ende, das ausgestaltet ist, einen Bereich eines Anderen der elektrischen Leiter (W) aufzunehmen, wobei die Hülse (12) einen Anschlag (18) innerhalb des Kanals (16) aufweist, und einen hohlen, durch Wärme schrumpfbaren Schlauch (14) zum Aufnehmen der Hülse (12) darin, so dass die Hülse vollständig innerhalb des Schlauchs (14) angeordnet ist, wobei der Schlauch (14) eine mit einem durch Wärme aktivierbaren Haftmittel versehene innere Oberfläche aufweist, derart dass der Schlauch (14) und seine mit Haftmittel versehene Oberfläche kristallklar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (12) eine erste Öffnung (20), die auf einer ersten Seite des Anschlags (18) angeordnet ist, und eine zweite Öffnung (20), die an einer zweiten Seite des Anschlags (18) angeordnet ist, aufweist, wobei die erste Öffnung (20) und die zweite Öffnung (20) jeweils einen visuellen Zugang in den Kanal (16) erlauben; sowie ein erstes Band (22), welches die Hülse (12) zwischen dem ersten Ende und der ersten Öffnung (20) umgibt, wobei das erste Band (22) an einer ersten Crimpstelle angebracht ist; und ein zweites Band (22), welches die Hülse (12) zwischen dem zweiten Ende und der zweiten Öffnung (20) umgibt, wobei das zweite Band (22) an einer zweiten Crimpstelle angebracht ist, wobei das erste Band (22) eine erste Farbe aufweist, die zu einer Stärke des erste Leiters (W) korrespondiert, der von dem Kanal (16) aufgenommen wird und das zweite Band (22) eine zweite Farbe aufweist, die zu einer Stärke des zweiten Leiters (W) korrespondiert, der von dem Kanal (16) aufgenommen wird.
  2. Elektrisches Verbindungselement (10) nach Anspruch 1, wobei die erste Farbe und die zweite Farbe die gleiche Farbe sind.
  3. Elektrisches Verbindungselement (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schlauch (14) aus einem lonomer-basiertem Material ist.
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