DE102014115393B3

DE102014115393B3 - Verbindungsanordnung mit einem Crimpverbinder und einem in diesem fixierten Draht

Info

Publication number: DE102014115393B3
Application number: DE102014115393.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Krach; Markus Köpfer
Original assignee: Actuator Solutions GmbH
Current assignee: Actuator Solutions GmbH
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2016-04-07
Anticipated expiration: 2034-10-23
Also published as: KR20160047393A; US9419348B2; US20160118723A1; KR101754070B1

Abstract

Die Verbindung betrifft eine Verbindungsanordnung mit einem Crimpverbinder (2) und einem in diesem fixierten Draht (3). Der Crimpverbinder umfasst zwei einstückig ausgebildete Klemmplatten (4, 5), welche in einem Montagezustand den Draht (3) zwischen sich einklemmen und dabei hinsichtlich einer auf den Draht (3) in einer längsaxialen Belastungsrichtung (B) einwirkenden Kraft zugfest fixieren. Die zumindest im Montagezustand einander zugewandten Innenflächen der Klemmplatten sind zumindest teilweise als ebene Klemmflächen (4a, 5a) ausgebildet. Im Montagezustand liegen die Klemmplatten (4, 5) mit ihren Klemmflächen (4a, 5a) aneinander an, wobei ein Drahtabschnitt (3') unter Verdrängung von Klemmplattenmaterial mit seinem Umfang teils in die eine und teils in die andere Klemmplatte (4, 5) hinein gedrückt wird. Zumindest eine Klemmplatte (4, 5) weist wenigstens eine mit ihrer Klemmfläche (4a, 5a) zusammenstoßende, entgegen der Belastungsrichtung (B) weisende, und sich quer zur Belastungsrichtung (B) erstreckende Hintergriffsfläche (8) auf, wobei sich die Klemmfläche (4a, 5a) der jeweils anderen Klemmplatte (4, 5) entgegen der Belastungsrichtung (B) über die Hintergriffsfläche (8) hinaus erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung umfassend einen Crimpverbinder und einen im Crimpverbinder fixierten bzw. zu fixierenden Draht. Unter einem Draht ist dabei entweder ein einzelnes Filament bzw. ein einzelner Faden oder ein z. B. wie eine Litze ausgebildetes Bündel von Filamenten zu verstehen. Der Crimpverbinder umfasst zwei Klemmplatten, zwischen denen ein Draht-Längsabschnitt, beispielsweise ein Drahtende, eingeklemmt ist.
Im Falle von zugbelasteten Drähten, beispielsweise von sich bei Bestromung verkürzenden Drähten aus einer Formgedächtnislegierung, muss dafür Sorge getragen werden, dass neben einer elektrischen auch eine ausreichend zugfeste mechanische Verbindung des Drahtes mit dem Crimpverbinder gewährleistet ist. Zu diesem Zweck wird vielfach zusätzlich zu dem durch die Klemmwirkung der Klemmplatten erreichten Kraftschluss ein in Richtung der Zugbelastung des Drahts wirksamer Formschluss angestrebt. Dies kann erreicht werden, indem an eine der Klemmplatten des Crimpverbinders, welche den Draht zwischen sich aufnehmen, ein aus der Innenseite einer Klemmplatte heraus ragender Vorsprung und diesem gegenüberliegend in der Innenseite der anderen Klemmplatte eine Ausnehmung vorhanden ist. Beim Zusammenpressen der Klemmplatten wird der Draht von dem Vorsprung in die Ausnehmung gedrückt. Dabei ist der Draht einer erheblichen Verformung unterworfen. Diese Art der Crimpverbindung ist daher bei empfindlichen Drähten, die einer Verformung der genannten Art nicht standhalten würden, nicht anwendbar.
Aus der DE 10 2013 217 000 A1 ist eine solche Leiter-Verbindungsstruktur bekannt, bei der ein Leiter zwischen zwei plattenförmigen Halteteilen eingeschlossen wird. Das erste Halteteil weist auf einer dem Leiter zugewandten Seite Vorsprünge auf, das zweite Halteteil der Position der Vorsprünge entsprechende Durchgangslöcher. Wird der Leiter zwischen den beiden Halteteilen eingeklemmt, wird er durch die Vorsprünge so verformt, dass er in die Durchgangslöcher geschoben und darin festgedrückt wird.
Die DE 10 2004 036 829 A1 beschreibt eine elektrische Kontaktierung eines Drahtes mit zwei gegenüberliegenden Platten, wobei eine Platte einen Kontaktierungsbereich und eine Platte eine zum Kontaktierungsbereich korrespondierende Aussparung umfasst und der Draht zwischen dem Kontaktierungsbereich und der Aussparung eingeklemmt wird.
In der JP 2013-207865 A ist eine Anschlussklemme offenbart, bei welcher ein Draht zwischen zwei Verzahnungen aufweisenden Klemmelementen eingeklemmt und fixiert wird. Pressverbinder, bei denen ein Leiter zwischen zwei Klemmplatten eingeklemmt und fixiert wird, sind beispielsweise auch in den Druckschriften US 6 855 409 B1 , US 4 034 152 A , US 3 852 702 A und US 3 523 173 A beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einen Crimpverbinder und einen Draht umfassende Verbindungsanordnung anzugeben, die eine sichere mechanische und elektrische Verbindung ohne Beschädigung oder Zerstörung des Drahtes gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungsanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Danach umfasst der Crimpverbinder zwei einstückig ausgebildete Klemmplatten, welche in einem Montagezustand einen Draht-Längsabschnitt, beispielsweise ein Drahtende zwischen sich einklemmen und dabei entgegen einer auf den Draht längsaxial einwirkenden Belastungsrichtung zugfest fixieren. Die zumindest im Montagezustand einander zugewandten Innenflächen der Klemmplatten sind zumindest teilweise als ebene Klemmflächen ausgebildet. Der Draht besteht aus einem Material, das eine größere Härte aufweist, als das Material der Klemmplatten. Im Montagezustand liegen die Klemmplatten mit ihren Klemmflächen aneinander an, wobei der Draht-Längsabschnitt unter Verdrängung von Klemmplattenmaterial mit seinem Umfang teils in die eine und teils in die andere Klemmfläche hinein gedrückt wird. Auf diese Weise wird der Draht-Längsabschnitt mit einem in Belastungsrichtung wirksamen Kraftschluss am Crimpverbinder fixiert.
Aufgrund der Einbettung des Drahts in das Material der Klemmplatten ist ein großflächiger Kontakt zwischen Draht und Klemmplatten gegeben und damit eine kraftschlüssige Verbindung mit hoher Zugfestigkeit herstellbar. Wegen der praktisch vollständigen Umschließung des gesamten Drahtumfangs durch das Klemmplattenmaterial ist die Festigkeit des Kraftschlusses zwischen Klemmplatten und Draht weniger empfindlich gegenüber Toleranzen, beispielsweise der Drahtdicke oder Unebenheiten der Klemmflächen.
Zusätzlich zu der kraftschlüssigen Fixierung des Drahts ist noch ein Formschluss in Belastungsrichtung vorgesehen, der wie folgt ausgestaltet ist: Zumindest eine Klemmplatte weist wenigstens eine mit der Klemmfläche zusammenstoßende, entgegen der Belastungsrichtung weisende, und sich quer zur Belastungsrichtung erstreckende Hintergriffsfläche auf. Die Klemmfläche der jeweils anderen Klemmplatte erstreckt sich in Gegenrichtung zur Belastungsrichtung über die Hintergriffsfläche hinaus. Ein sich von der Stirnfläche einer Klemmplatte entgegen der Belastungsrichtung weg erstreckender Drahtbereich wird von der Klemmfläche der jeweils anderen Klemmplatte in einen sich von der Hintergriffsfläche entgegengesetzt zur Belastungsrichtung weg erstreckenden Hintergriffsraum gedrückt. Vorteilhaft dabei ist, dass zur Herstellung des Formschlusses zwischen Crimpverbinder und Draht dieser in einer quer zu seiner Längserstreckung verlaufenden Richtung nur wenig verformt werden muss. Die Strecke, um die der Draht in die genannte Richtung abgelenkt wird, beträgt nur etwa den halben Drahtdurchmesser. Dies ergibt sich daraus, dass der klemmend gehaltene Draht zur Hälfte in die Klemmfläche der einen Klemmplatte und zur Hälfte in die Klemmfläche der jeweils anderen Klemmfläche eingedrückt ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen, mit Vorsprüngen und Ausnehmungen versehenen Crimpverbindern, ist am Übergang zwischen einem geradlinig verlaufenden und einem seitlich versetzten Drahtstück somit kein ausgeprägter Knick bzw. kein schaftkantiges Umbiegen des Drahts erforderlich, was dessen Festigkeit beeinträchtigen oder gar zu einem Drahtbruch im Biegebereich führen könnte.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:
1 in perspektivischer ausschnittsweiser Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verbindungsanordnung umfassend einen Crimpverbinder und einen in diesem fixierten Draht, wobei sich die Verbindungsanordnung in einem Montagezustand befindet, d. h. der Draht ist mit dem Crimpverbinder zugfest verbunden,
2 den Crimpverbinder von 1 in einer Vormontagestellung,
3 eine Schnittdarstellung der Verbindungsanordnung von 1 entsprechend Linie III-III,
4 eine Schnittdarstellung entsprechend Linie IV-IV in 2,
5 eine Schnittdarstellung entsprechend Linie V-V in 3,
6 eine Schnittdarstellung entsprechend Linie VI-VI in 3,
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verbindungsordnung im Montagezustand, in einer perspektivischen Darstellung,
8 die Verbindungsanordnung von 7 im Vormontagezustand, wobei der Draht aus Vereinfachungsgründen weggelassen ist,
9 eine Schnittdarstellung entsprechend Linie IX-IX in 7,
10 eine Schnittdarstellung entsprechend Linie X-X in 7,
11 eine Schnittdarstellung entsprechend Linie XI-XI in 9,
12 einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Verbindungsanordnung im Vormontagezustand, in geschnittener perspektivischer Darstellung, wobei der Draht aus Vereinfachungsgründen weggelassen wurde,
13 die Verbindungsanordnung von 12 in perspektivischer teilweise geschnittener Darstellung, mit einer der Linie XI-XI in 8 entsprechenden Schnittführung.
In 1 ist eine vereinfachte Ausführungsform einer Verbindungsanordnung 1 gezeigt. Die Verbindungsanordnung umfasst einen Crimpverbinder 2 und einen in diesem fixierten Draht 3. Der Crimpverbinder 2 weist zwei einstückig ausgebildete Klemmplatten 4, 5 auf, welche in einem Montagezustand einen Drahtlängsabschnitt 6 zwischen sich einschließen. Dabei fixieren sie den Draht 3 hinsichtlich einer auf den Draht in einer längsaxialen Belastungsrichtung B einwirkenden Kraft. Der Draht 3 ist also zugfest in dem Crimpverbinder gehalten. Die beiden Klemmplatten 4, 5 sind einstückig miteinander ausgebildet. Eine der beiden Klemmplatten, in den Ausführungsbeispielen die mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnete Klemmplatte, geht an ihrem Freiende in eine Basis 7 über, welche etwa zum Zwecke der Fixierung an einem Bauteil (nicht gezeigt), eine zur Klemmplatte 4 unterschiedliche Ausgestaltung aufweist, etwa mit Fixierelementen (nicht gezeigt) versehen ist. Im Montagezustand gemäß 1 und im Vormontagezustand gemäß 2 sind die Innenflächen der Klemmplatten 4, 5 als ebene Klemmflächen 4a, 5a ausgebildet. Bei den in den Abbildungen gezeigten Ausführungsbeispielen bilden die Innenflächen 4a, 5a insgesamt die genannten Klemmflächen 4a, 5a. Denkbar ist jedoch auch, dass jeweils nur ein Teil der Innenflächen der Klemmplatten 4, 5 als Klemmflächen 4a, 5a ausgebildet ist.
Im Montagezustand liegen die Klemmplatten 4, 5 mit ihren Klemmflächen 4a, 5a unter Einklemmung des Drahts 3 aneinander an. Der Draht besteht aus einem Material, das eine größere Härte aufweist als das Material der Klemmplatten 4, 5. Die Folge ist, dass im Montagezustand, in dem die Klemmflächen 4a, 5a miteinander in Flächenkontakt stehen, ein Drahtabschnitt 3' unter Verdrängung von Klemmplattenmaterial mit seinem Umfang in die Klemmplatten 4,5 bzw. in die Klemmflächen 4a, 5a unter Ausbildung von rinnenförmigen Vertiefungen 14 hineingedrückt wird. Die Klemmplatten 4a, 5a umschließen dabei den Drahtumfang vollständig, so dass der Draht 3 zwischen den Klemmplatten 4, 5 bezüglich einer Zugkraft, also einer auf ihn in einer längsaxialen Belastungsrichtung einwirkenden Kraft, kraftschlüssig fixiert ist.
Zusätzlich zu dem genannten Kraftschluss wird der Draht 3 durch einen in Belastungsrichtung B wirksamen Formschluss zwischen den Klemmplatten 4, 5 gehalten. Um dies zu bewerkstelligen ist an wenigstens einer Klemmplatte 4, 5, bei dem in 1 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispiel an der Klemmplatte 5, eine mit der Klemmfläche 5a zusammenstoßende, entgegen der Belastungsrichtung B weisende und sich quer zur Belastungsrichtung B erstreckende Hintergriffsfläche 8 vorhanden. Die Hintergriffsfläche 8 schließt somit mit der Klemmfläche 5a einen Winkel α von zwar 60° bis 120°, vorzugsweise von 90° ein. Die Klemmfläche 4a der anderen Klemmplatte 4 erstreckt sich entgegen der Belastungsrichtung B über die Hintergriffsfläche 8 hinaus. Im Montagezustand wird dadurch ein sich von der Hintergriffsfläche 8 der Klemmplatte 5 in Gegenrichtung G zur Belastungsrichtung B wegerstreckender Drahtabschnitt 3'' in einen sich von der Hintergriffsfläche 8 in Gegenrichtung G wegerstreckenden Hintergriffsraum 9 gedrückt. Bei dem zwischen den Klemmplatten 4, 5 eingeklemmten Drahtabschnitt 3'' erstreckt sich dieser jeweils mit seinem halben Umfang in die eine Klemmplatten 4, 5 hinein. Dementsprechend wird der sich über die Hintergriffsfläche 8 in Gegenrichtung G hinaus erstreckende Drahtabschnitt 3'' in einer rechtwinklig auf der Gegenrichtung G stehenden Querrichtung Q um eine Strecke gegenüber dem Drahtabschnitt 3' bewegt, welche dem halben Durchmesser D/2 des Drahts entspricht (siehe 4). Entsprechend dieser nur geringfügigen seitlichen Ablenkung des Drahtabschnitts 3' weist der Übergangsbereich 15 zwischen den beiden Drahtabschnitten 3' und 3'' nur eine geringe Biegung auf, ist also nicht scharfkantig ausgebildet.
Wie anhand des Vergleiches von 1 und 2 leicht zu erkennen ist, muss der Draht 3 bei der Montage so in den zwischen den Klemmplatten 4, 5 vorhandenen Zwischenraum 10 eingeführt werden, dass er im Bereich der Hintergriffsfläche 8 positioniert ist. Um diese Soll-Position S, in der sich – in der Draufsicht auf eine Außenfläche 13 der Klemmplatten 4, 5 gesehen – der Draht 3 und die Hintergriffsfläche 8 sich überkreuzen, ohne zusätzlichen montagetechnischen Aufwand zu gewährleisten, schließen die Klemmplatten 4, 5 im Vormontagezustand einen spitzen Winkel β ein. Der Winkel β ist so gewählt, dass sich der Draht 3 bzw. dann in der Soll-Position S befindet, wenn er an den Klemmflächen 4a, 5a der Klemmplatten 4, 5 anliegt. Durch Veränderung des Winkels β kann eine Anpassung an unterschiedliche Drahtdicken erfolgen.
Bei dem Ausführungsbeispielen gemäß 7 bis 13 ist die Hintergriffsfläche 8 Teil der Öffnungswandung 16 einer sich in die Innenseite 4a, 5a der Klemmplatte 4, 5 öffnenden Aufnahmeöffnung 17. Die Aufnahmeöffnung 17 erstreckt sich vorzugsweise durch die Klemmplatte 4, 5 hindurch, mündet somit auch in der Außenseite 13 der Klemmplatten 4, 5 aus. Weiterhin ist die Aufnahmeöffnung 17 vorzugsweise vollständig innerhalb der Klemmplatten angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur ein sich von der Hintergriffsfläche 8 in Belastungsrichtung B weg erstreckender Klemmbereich 18, sondern auch in der Gegenrichtung G weg erstreckender Klemmbereich 18 zur Fixierung des Drahts 3 zur Verfügung steht. Die Tiefe 19 der Aufnahmeöffnung 17 ist mindestens so groß wie die Dicke 20 des Drahts 3. Dadurch ist gewährleistet, ein die Aufnahmeöffnung 17 durchsetzender Drahtabschnitt 3'' nicht über die Außenseite 13 der Klemmplatte 4, 5 hinaus steht, also geschützt in der Aufnahmeöffnung 17 angeordnet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante ist die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Draht 3 und dem Crimpverbinder 2 dadurch erhöht, dass mehrere Aufnahmeöffnungen 17 vorhanden sind. Die Aufnahmeöffnung 17a einer Klemmplatte 4, 5 ist gegenüber einer Aufnahmeöffnung 17b der jeweils anderen Klemmplatte 4, 5 in Belastungsrichtung B versetzt angeordnet. Der Versatz ist dabei vorzugsweise so bemessen, dass zwischen zwei in Belastungsrichtung aufeinander folgende Aufnahmeöffnungen 17a, 17b ein Abstand vorhanden ist, dass sich also die Aufnahmeöffnungen gegenseitig nicht überlappen. Dabei ist zwischen den Aufnahmeöffnungen 17 ein Klemmbereich 18' angeordnet, in welchem ein Drahtabschnitt 3'' wie oben beschrieben eingeklemmt ist.
Bezugszeichenliste

1: Verbindungsanordnung
2: Crimpverbinder
3: Draht
3', 3'': Drahtabschnitt
4: Klemmplatte
4a: Klemmfläche
5: Klemmplatte
5a: Klemmfläche
6: Drahtlängsabschnitt
7: Basis
8: Hintergriffsfläche
9: Hintergriffsraum
10: Zwischenraum
13: Außenfläche (von 4, 5)
14: Vertiefung
15: Übergangsbereich
16: Öffnungswandung
17: Aufnahmeöffnung
18: Klemmbereich
19: Tiefe
20: Dicke
B: Belastungsrichtung
G: Gegenrichtung
Q: Querrichtung
α: Winkel
β: Winkel

Claims

Verbindungsanordnung (1) mit einem Crimpverbinder (2) und einem in diesem fixierten Draht (3), mit folgender Ausgestaltung: – der Crimpverbinder umfasst zwei einstückig ausgebildete Klemmplatten (4, 5), welche in einem Montagezustand den Draht (3) zwischen sich einklemmen und dabei hinsichtlich einer auf den Draht (3) in einer längsaxialen Belastungsrichtung (B) einwirkenden Kraft zugfest fixieren, – die zumindest im Montagezustand einander zugewandten Innenflächen der Klemmplatten (4, 5) sind zumindest teilweise als ebene Klemmflächen (4a, 5a) ausgebildet, – der Draht (3) besteht aus einem Material, das eine größere Härte aufweist als das Material der Klemmplatten (4, 5), – im Montagezustand liegen die Klemmplatten (4, 5) mit ihren Klemmflächen (4a, 5a) aneinander an, wobei ein Drahtabschnitt (3') unter Verdrängung von Klemmplattenmaterial mit seinem Umfang teils in die eine und teils in die andere Klemmplatte (4, 5) hinein gedrückt ist, – zumindest eine Klemmplatte (4, 5) weist wenigstens eine mit ihrer Klemmfläche (4a, 5a) zusammenstoßende, entgegen der Belastungsrichtung (B) weisende, und sich quer zur Belastungsrichtung (B) erstreckende Hintergriffsfläche (8) auf, wobei sich die Klemmfläche (4a, 5a) der jeweils anderen Klemmplatte (4, 5) entgegen der Belastungsrichtung (B) über die Hintergriffsfläche (8) hinaus erstreckt, – ein sich von der Hintergriffsfläche (8) einer Klemmplatte (4, 5) entgegen der Belastungsrichtung (B) weg erstreckender Drahtabschnitt (3'') von der Klemmfläche (4a, 5a) der jeweils anderen Klemmplatte (4, 5) in einen sich von der Hintergriffsfläche (8) entgegengesetzt zur Belastungsrichtung (B) weg erstreckenden Hintergriffsraum (9) gedrückt ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hintergriffsfläche (8) Teil der Öffnungswandung (16) einer sich in die Innenseite (4a, 5a) der Klemmplatte (4, 5) öffnenden Aufnahmeöffnung (17) ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (17) vollständig innerhalb der Klemmplatte (4, 5) angeordnet ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (17) die Klemmplatte (4, 5) durchsetzt.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (19) der Aufnahmeöffnung (17) mindestens der Dicke (20) des Drahts (3) entspricht.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch mehrere Aufnahmeöffnungen (17), wobei eine Aufnahmeöffnung (17a) einer Klemmplatte (4) gegenüber einer Aufnahmeöffnung (17b) der jeweils anderen Klemmplatte (5) in Belastungsrichtung (B) versetzt angeordnet ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Aufnahmeöffnung (17a) der einen Klemmplatte (4) und der Aufnahmeöffnung (17b) der anderen Klemmplatte (5) ein Abstand in Belastungsrichtung (B) vorhanden ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Aufnahmeöffnungen (17a, 17b) ein Klemmbereich (18') vorhanden ist, in welchem ein Drahtabschnitt (3'') zwischen den Klemmflächen (4a, 5a) eingeklemmt ist.
Verbindungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Vormontagezustand die Klemmplatten (4, 5) einen spitzen Winkel (β) einschließen, damit ein in den zwischen den Klemmplatten (4, 5) vorhandenen Zwischenraum (10) eingeführter Draht (3) an einer Sollposition (S) an den Klemmflächen (4a, 5a) der Klemmplatten (4, 5) anliegt, in welcher sich – in der Draufsicht auf eine Außenfläche (13) der Klemmplatten (4, 5) gesehen – der Draht (3) und die Hintergriffsfläche (8) überkreuzen.