DE102020204231A1 - Crimping element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Crimpelement (12) zum Halten eines Drahtes (46) mit einem Nenndurchmesser von ungefähr 0,1 mm oder weniger. Das Crimpelement (12) weist folgende Komponenten auf: ein Blechelement (10), das einen Basisabschnitt (14), einen mit dem Basisabschnitt (14) verbundenen ersten Klemmabschnitt (16), einen mit dem ersten Klemmabschnitt (16) verbundenen Biegebereich (18) und einen mit dem Biegebereich (18) verbundenen zweiten Klemmabschnitt (20) aufweist, wobei der erste Klemmabschnitt (16) und der zweite Klemmabschnitt (20) in dem Biegebereich (18) derart zueinander biegbar sind, dass zwischen dem ersten Klemmabschnitt (16) und dem zweiten Klemmabschnitt (20) ein Klemmbereich (44) zum Halten des Drahtes gebildet wird, und eine in dem Biegebereich (18) angeordnete Ausnehmung (30), die dazu ausgebildet ist, ein Drahtende (48) des Drahtes (46) aufzunehmen.The invention relates to a crimping element (12) for holding a wire (46) with a nominal diameter of approximately 0.1 mm or less. The crimping element (12) has the following components: a sheet metal element (10) which has a base section (14), a first clamping section (16) connected to the base section (14), a bending area (18) connected to the first clamping section (16) and a second clamping section (20) connected to the bending area (18), wherein the first clamping section (16) and the second clamping section (20) can be bent relative to one another in the bending area (18) in such a way that between the first clamping section (16) and a clamping area (44) for holding the wire is formed in the second clamping section (20), and a recess (30) which is arranged in the bending area (18) and is designed to receive a wire end (48) of the wire (46).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Crimpelement zum Halten eines Drahtes mit einem Nenndurchmesser von ungefähr 0,1 mm oder weniger.The present invention relates to a crimping element for holding a wire with a nominal diameter of about 0.1 mm or less.
Für kompakte Aktoren werden zunehmend Formgedächtnislegierungsdrähte eingesetzt, welche bei Erwärmung ihre Form, insbesondere ihre Länge ändern, und so thermische (bzw. elektrische) Energie in mechanische Arbeit umsetzen. Neuerdings werden derartige Formgedächtnislegierungsdrähte als Ventilaktoren in kleinen, kompakten Ventilen zum Befüllen und/oder Entleeren einer Fluidblase bzw. Fluidkammer in pneumatischen Verstellvorrichtungen von pneumatisch verstellbaren Fahrzeugsitzen verwendet. Die Formgedächtnislegierungsdrähte sind insbesondere in derartigen Anwendungen sogenannte Feinstdrähte und weisen einen Durchmesser von ungefähr 0,1 mm oder weniger auf. Diese Drähte bzw. Feinstdrähte müssen auf kostengünstige und zuverlässige Weise elektrisch und mechanisch mit bspw. einer Leiterplatte verbunden werden. Dies geschieht üblicherweise mittels Crimp-Technik, bei der der Draht mit einem Crimpelement vercrimpt wird. Meist ist das Material des Crimpelements deutlich weicher als das Material des Drahtes, sodass beim Crimpen der Draht durch das Crimpelement mittels Klemmung gehalten wird. Das Crimpelement stellt dabei die mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Draht und bspw. der Leiterplatte her.Shape memory alloy wires are increasingly being used for compact actuators, which change their shape, in particular their length, when heated, and thus convert thermal (or electrical) energy into mechanical work. Recently, such shape memory alloy wires have been used as valve actuators in small, compact valves for filling and / or emptying a fluid bladder or fluid chamber in pneumatic adjustment devices of pneumatically adjustable vehicle seats. The shape memory alloy wires are so-called ultra-fine wires, in particular in such applications, and have a diameter of approximately 0.1 mm or less. These wires or fine wires must be electrically and mechanically connected to, for example, a printed circuit board in a cost-effective and reliable manner. This is usually done using crimping technology, in which the wire is crimped with a crimping element. Usually the material of the crimping element is significantly softer than the material of the wire, so that the wire is held by the crimping element by means of clamping during crimping. The crimping element establishes the mechanical and electrical connection between the wire and, for example, the circuit board.
Allerdings hat sich gezeigt, dass der Draht aus dem Crimpelement unter Umständen leicht herausrutschen kann. Insbesondere bei Form- und Längenveränderungen des Drahts, die bei Last- und Temperaturwechseln von Formgedächtnislegierungsdrähten auftreten, kann es vorkommen, dass der Draht aus dem Crimpelement herausgezogen wird und deshalb die mechanische und elektrische Verbindung gestört ist.However, it has been shown that the wire can easily slip out of the crimping element under certain circumstances. Particularly in the case of changes in the shape and length of the wire, which occur with changes in load and temperature of shape memory alloy wires, the wire can be pulled out of the crimping element and the mechanical and electrical connection is therefore disturbed.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Crimpelement zum Halten eines Drahtes (Feinstdrahtes) mit einem Nenndurchmesser von ungefähr 0,1 mm oder weniger bereitzustellen, das auch bei vielen Last- und Temperaturwechseln des Drahtes ein zuverlässiges Halten des Drahtes gewährleistet.The object of the present invention is therefore to provide a crimping element for holding a wire (fine wire) with a nominal diameter of approximately 0.1 mm or less, which ensures reliable holding of the wire even with many changes in load and temperature of the wire.
Diese Aufgaben werden durch ein Crimpelement gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These objects are achieved by a crimping element according to claim 1. Advantageous refinements are the subject of the subclaims.
Erfindungsgemäß wird ein Crimpelement zum Halten eines Drahtes, insbesondere Feinstdrahtes, mit einem Nenndurchmesser von ungefähr 0,1 mm oder weniger bereitgestellt. Das erfindungsgemäße Crimpelement umfasst ein Blechelement, das einen Basisabschnitt, einen mit dem Basisabschnitt verbundenen ersten Klemmabschnitt, einen mit dem ersten Klemmabschnitt verbundenen Biegebereich und einen mit dem Biegebereich verbundenen zweiten Klemmabschnitt aufweist, wobei der erste Klemmabschnitt und der zweite Klemmabschnitt in dem Biegebereich derart zueinander biegbar sind, dass zwischen dem ersten Klemmabschnitt und dem zweiten Klemmabschnitt ein Klemmbereich zum Halten des Drahtes gebildet wird. Das erfindungsgemäße Crimpelement umfasst ferner eine in dem Biegebereich angeordnete Ausnehmung, die dazu ausgebildet ist, ein Drahtende des Drahtes aufzunehmen. Indem die Ausnehmung dazu ausgebildet ist, das Drahtende des Drahtes aufzunehmen, wird eine Möglichkeit geschaffen, einen Draht in einer definierten Stellung innerhalb des Klemmbereichs derart zu positionieren, dass der Draht innerhalb des Crimpelements definiert umgelenkt und so zuverlässig und dauerhaft fixiert werden kann.According to the invention, a crimping element for holding a wire, in particular superfine wire, with a nominal diameter of approximately 0.1 mm or less is provided. The crimping element according to the invention comprises a sheet metal element which has a base section, a first clamping section connected to the base section, a bending area connected to the first clamping section and a second clamping section connected to the bending area, the first clamping section and the second clamping section being so bendable with respect to one another in the bending area are that a clamping area for holding the wire is formed between the first clamping section and the second clamping section. The crimping element according to the invention further comprises a recess which is arranged in the bending area and is designed to receive a wire end of the wire. Since the recess is designed to receive the wire end of the wire, it is possible to position a wire in a defined position within the clamping area in such a way that the wire can be deflected in a defined manner within the crimping element and thus reliably and permanently fixed.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Crimpelements weist das Blechelement eine erste Stirnseite (Stirnfläche) und eine der ersten Stirnseite gegenüberliegende zweite Stirnseite (Stirnfläche) auf, wobei die zweite Stirnseite einen vorbestimmten Abstand zur ersten Stirnseite aufweist und der vorbestimmte Abstand zwischen der ersten Stirnseite und der zweiten Stirnseite eine Länge des Blechelements angibt, und wobei sich die Ausnehmung ausgehend von der zweiten Stirnseite in Richtung der ersten Stirnseite um ein vorbestimmtes Längenmaß erstreckt, das kleiner als die Länge des Blechelements ist. In dieser bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich die Ausnehmung also nicht vollständig über die gesamte Länge des Blechelements, sondern nur über einen bestimmten Bereich bzw. über ein vorbestimmtes Längenmaß, sodass eine Länge einer Längserstreckungsrichtung des Klemmbereichs zwischen dem ersten und dem zweiten Klemmabschnitt über die Ausnehmung einstellbar ist.In a preferred embodiment of the crimping element according to the invention, the sheet metal element has a first end face (end face) and a second end face (end face) opposite the first end face, the second end face being a predetermined distance from the first end face and the predetermined distance between the first end face and the second end face indicates a length of the sheet metal element, and wherein the recess extends from the second end face in the direction of the first end face by a predetermined length which is smaller than the length of the sheet metal element. In this preferred embodiment, the recess does not extend completely over the entire length of the sheet metal element, but only over a certain area or a predetermined length dimension, so that a length of a longitudinal direction of the clamping area between the first and the second clamping section can be adjusted via the recess .
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Ausnehmung von der zweiten Stirnseite in Richtung der ersten Stirnseite eine sich verjüngender Form aufweist. Diese Form kann beispielsweise eine konkave, trichter-, keil-, u- oder v-förmige oder eine andere sich in Richtung der ersten Stirnseite verjüngende Form sein. Die sich verjüngende Form trägt zu einer zusätzlichen Fixierung und Zentrierung des Drahtes bei, da sich der Draht in der sich verjüngenden Form verkeilt und dadurch zusätzlich fixiert bzw. gehalten wird.It is particularly preferred if the recess has a tapering shape from the second end face in the direction of the first end face. This shape can be, for example, a concave, funnel-shaped, wedge-shaped, u-shaped or v-shaped or another shape that tapers in the direction of the first end face. The tapered shape contributes to an additional fixation and centering of the wire, since the wire is wedged in the tapered shape and is thereby additionally fixed or held.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der erste Klemmabschnitt und der zweite Klemmabschnitt in dem Biegebereich derart zueinander gebogen sind, dass zwischen dem ersten Klemmabschnitt und dem zweiten Klemmabschnitt der Klemmbereich zum Halten des Drahtes gebildet ist und das Klemmelement ferner einen Draht mit einem Nenndurchmesser von ungefähr 0, 1 mm oder weniger aufweist, wobei der Draht in einem Klemmbereich zwischen ersten Klemmabschnitt und dem zweiten Klemmabschnitt gehalten ist und ein Drahtende des Drahtes durch die Ausnehmung geführt ist. In dieser Ausgestaltung befindet sich somit der Draht bzw. Feinstdraht innerhalb des Klemmbereichs.It is particularly preferred if the first clamping section and the second clamping section are bent relative to one another in the bending area in such a way that the clamping area between the first clamping section and the second clamping section becomes Holding the wire is formed and the clamping element further comprises a wire with a nominal diameter of approximately 0.1 mm or less, the wire being held in a clamping area between the first clamping section and the second clamping section and one end of the wire being guided through the recess. In this embodiment, the wire or fine wire is therefore located within the clamping area.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Längenmaß der Ausnehmung dabei derart bemessen, dass sich der Draht im Bereich des Klemmbereichs entlang einer ersten Achse erstreckt und sich das Drahtende im Bereich der Ausnehmung entlang einer zweiten Achse erstreckt, wobei die erste Achse und die zweite Achse zueinander einen Winkel in einem Bereich von ungefähr 30° bis ungefähr 150° einnehmen. Ein Winkel von ungefähr 0° würde in diesem Zusammenhang bedeuten, dass sich das Drahtende in Verlängerung des restlichen Drahtes befindet, das Drahtende also gerade nicht durch die Ausnehmung geführt wird. Demgegenüber wird bei einem wie in der bevorzugten Ausgestaltung vorgeschlagenen Winkelbereich von ungefähr 30° bis ungefähr 150° das Drahtende durch die Ausnehmung geführt. Dabei wird das Drahtende bei einem Winkel von ungefähr 30° sozusagen schräg durch die Ausnehmung geführt und ab einem Winkel von ungefähr größer 90° sogar teilweise zurückgebogen. Bei einem Winkel von ungefähr 150° wird das Drahtende derart zurückgebogen, dass der Draht letztlich beispielsweise einen Biegeradius aufweist, der im Bereich einer Blechdicke des Blechelements liegt. Indem das Längenmaß der Ausnehmung derart bemessen ist, dass ein Winkel zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse in einem Bereich von ungefähr 30° bis ungefähr 150° liegt, wird erreicht, dass der Draht eine definierte Lage in dem Klemmbereich aufweist, die es ermöglicht, dass der Draht besonders einfach und reproduzierbar positioniert werden kann.In a further preferred embodiment, the length of the recess is dimensioned such that the wire extends in the area of the clamping area along a first axis and the wire end in the area of the recess extends along a second axis, the first axis and the second axis relative to one another assume an angle in a range from about 30 ° to about 150 °. In this context, an angle of approximately 0 ° would mean that the end of the wire is an extension of the rest of the wire, that is, the end of the wire is currently not being passed through the recess. In contrast, in the case of an angular range of approximately 30 ° to approximately 150 ° as proposed in the preferred embodiment, the wire end is guided through the recess. The end of the wire is guided obliquely through the recess at an angle of approximately 30 °, so to speak, and from an angle of approximately greater than 90 ° it is even partially bent back. At an angle of approximately 150 °, the wire end is bent back in such a way that the wire ultimately has, for example, a bending radius that is in the range of a sheet metal thickness of the sheet metal element. By dimensioning the length of the recess such that an angle between the first axis and the second axis is in a range from approximately 30 ° to approximately 150 °, it is achieved that the wire has a defined position in the clamping area that enables it that the wire can be positioned particularly easily and reproducibly.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einer vorbestimmten Biegesteifigkeit des Drahtes das Längenmaß der Ausnehmung in Abhängigkeit dieser vorbestimmten Biegesteifigkeit derart bemessen ist, dass der Draht in einem Umlenkbereich zwischen dem Klemmbereich und der Ausnehmung einen vorbestimmten Biegeradius (Umlenkradius) aufweist, der in einem Bereich von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 0,5 mm liegt. Dadurch wird erreicht, dass der Draht nicht in der Kehle des Crimpelements, also direkt unterhalb der Biegeachse, positioniert ist, wo keine ausreichende Klemmkraft zum Halten des Drahtes vorhanden wäre. Stattdessen wird der Draht aufgrund des sich in Abhängigkeit der Biegesteifigkeit des Drahtes einstellenden Biegeradius in einem vorbestimmten Abstand zur Biegeachse bzw. in einem vorbestimmten Abstand zur Kehle des Klemmbereichs positioniert, sodass eine ausreichend hohe Klemmkraft beim Crimpen des Drahtes sichergestellt ist. Zusätzlich kann auch noch die Vorspannkraft beim Einlegen des Drahtes in das Crimpelement berücksichtigt werden.It is particularly advantageous if, with a predetermined bending stiffness of the wire, the length of the recess is dimensioned as a function of this predetermined bending rigidity such that the wire in a deflection area between the clamping area and the recess has a predetermined bending radius (deflection radius) which is in a range of is about 0.1 mm to about 0.5 mm. This ensures that the wire is not positioned in the groove of the crimping element, that is, directly below the bending axis, where there would not be sufficient clamping force to hold the wire. Instead, the wire is positioned at a predetermined distance from the bending axis or at a predetermined distance from the groove of the clamping area, based on the bending radius that adjusts depending on the bending stiffness of the wire, so that a sufficiently high clamping force is ensured when crimping the wire. In addition, the pre-tensioning force when inserting the wire into the crimping element can also be taken into account.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der Basisabschnitt ferner Kontaktelemente auf, die zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung einer elektrischen Leiterplatte ausgebildet sind. Beispielsweise können die Kontaktelemente mittels Löten oder Einpressen in die Leiterplatte eine mechanische und elektrische Kontaktierung des Feinstdrahtes mit der Leiterplatte ermöglichen.In a further preferred embodiment, the base section also has contact elements which are designed for electrical and mechanical contacting of an electrical circuit board. For example, the contact elements can enable mechanical and electrical contact between the fine wire and the circuit board by means of soldering or pressing into the circuit board.
Weitere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der vorliegenden Lehre und Betrachten der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Blechelements einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Crimpelements, -
2 eine schematische Ansicht des Blechelements von1 , bei dem ein Drahtende eines Drahtes durch eine Ausnehmung des Crimpelements geführt ist, und -
3 eine schematische Ansicht des Blechelements von1 bzw.2 , bei dem der Draht in einem Klemmbereich des Crimpelements gehalten ist.
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1 a schematic view of a sheet metal element of an embodiment of a crimping element according to the invention, -
2 a schematic view of the sheet metal element of1 , in which a wire end of a wire is passed through a recess of the crimping element, and -
3 a schematic view of the sheet metal element of1 respectively.2 , in which the wire is held in a clamping area of the crimping element.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements of the same construction or function are provided with the same reference symbols in all the figures.
Es sei zunächst
Das Blechelement
Wie ferner in
Wie ferner in
Wie ferner in
Es sei nun auf
Der Draht
Dadurch, dass die erste Klemmabschnitt
Es sei nun auf
Aufgrund der Tatsache, dass der Draht
Wenn das Längenmaß
Das erfindungsgemäße Crimpelement
Obwohl in Zusammenhang mit
Im Übrigen ist anzumerken, dass es sich bei
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Legal Events
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