DE10219888A1 - Crimpverbinder mit beutelförmigem Crimphülsenquerschnitt - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Crimpverbinder zum Verbinden einer Vielzahl von elektrischen Leitungen mit einer Crimphülse, in welche die elektrischen Leitungen zumindest teilweise einführbar sind, wobei die Crimphülse einen plastisch verformbaren Kontaktbereich aufweist, in dem die Leitungen formschlüssig umgriffen sind. Um einen Crimpverbinder zum Verbinden einer Vielzahl von elektrischen Leitungen anzugeben, bei dem auf besonders einfache und effiziente Weise eine möglichst zuverlässige Kontaktierung jeder einzelnen Leitung erreicht werden kann, weist die Crimphülse vor der Verformung einen im wesentlichen beutelförmigen Querschnitt mit einer Einführöffnung zum Einführen der Leitungen in einer Richtung quer zur Längsachse des Crimpverbinders, in der die Leitungen zu liegen kommen, auf und der Kontaktbereich ist im wesentlichen elliptisch ausgebildet. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Crimpwerkzeug zur Herstellung einer Crimpverbindung mittels des obigen Crimpverbinders.

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Crimpverbinder zum Verbinden einer Vielzahl von elektrischen Leitungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Crimpverbindungen stellen eine schnelle, rationelle und zuverlässige Art der elektrischen Verbindung für elektrische und elektronische Systeme dar. Besonders im Bereich der Kraftfahrzeugelektronik, bei der elektrische Anschlüsse an Kabeln aufgrund der extrem rauhen Umweltbedingungen insbesondere bezüglich der Vibrationsfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, aber auch der Temperaturbeständigkeit und Stromfestigkeit hohen Anforderungen genügen müssen, werden Crimpverbinder bevorzugt eingesetzt.
• Diese Crimpverbinder besitzen eine Crimphülse, die eine U-förmige Gestalt aufweist. Mit Hilfe eines geeigneten Crimpwerkzeugs werden die beiden Schenkel der Crimphülse nach unten und innen verformt, so dass in die Crimphülse eingeführte elektrische Leitungen nach der plastischen Verformung elektrisch mit der Crimphülse verbunden sind. Durch an der Innenseite der Crimphülse angebrachte Riefen können auch isolierte Leitungen direkt kontaktiert werden, indem die Isolation von den Riefen durchschnitten wird. Diese Gestaltung verwendet man vor allem bei der Crimpverbindung mit Lackdrähten, bei denen die Isolierung nur schwer entfernt werden kann.
• Die oben beschriebenen Crimpverbinder haben jedoch den Nachteil, dass bei einer Verbindung einer höheren Anzahl von elektrischen Leitungen (im Bereich von zwanzig Einzelleitern) nicht mehr gewährleistet werden kann, dass jede Einzelleitung direkten Kontakt zu der Crimphülse hat. Im Falle von isolierten Leitungen, deren Isolation zur Kontaktgabe erst von den Riefen der Crimphülse durchdrungen werden muss, bedeutet dies, dass eine erhebliche Anzahl von Einzeldrähten unter Umständen durch den Crimpkontakt überhaupt nicht elektrisch kontaktiert ist.
• Weiter sind geschlossene Crimphülsen mit O-förmigem Querschnitt bekannt, bei denen die Leiter auf mühevolle Weise parallel zur Längsachse der Crimphülse eingeführt werden müssen. Dieses Verfahren eignet sich nicht für die automatische Fertigung und Montage.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Crimpverbinder zum Verbinden einer Vielzahl von elektrischen Leitungen anzugeben, bei dem auf besonders einfache und effiziente Weise eine möglichst zuverlässige Kontaktierung jeder einzelnen Leitung erreicht werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch einen Crimpverbinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Crimpverbinders, bei dem die Crimphülse vor der plastischen Verformung einen im wesentlichen beutelförmigen Querschnitt mit einer Einführöffnung zum Einführen der Leitungen in eine Richtung quer zur Längsachse des Crimpverbinders, in der die Leitungen zu liegen kommen, und einem im wesentlichen elliptischen Kontaktbereich aufweist, besteht darin, dass die elektrischen Leitungen über die Einführöffnung präzise maschinell in einer Richtung abgelegt werden können, in der auch die Verformung der Crimphülse stattfindet. Weiterhin kann erreicht werden, dass sich die aufgeschütteten Drähte nach außen drängend so orientieren, dass sie nebeneinander zu liegen kommen und jeder einzelne Leiter Kontakt zur Crimphülse hat.
• Umlaufende Rillen, die von der Innenseite der Crimphülse im Kontaktbereich vorgesehen sind, durchdringen im verformten Zustand die Isolationsschichten, die am äußeren Umfang der elektrischen Leitungen vorhanden sind. Dadurch erübrigt sich ein zeitaufwendiges vorheriges Abisolieren der Leitungen. Dies ist vor allem von großer Bedeutung, wenn Lackdrähte verwendet werden, da zum einen der Schutzlack nur schwer zu entfernen ist, zum anderen die Leitung an den nicht kontaktierten Stellen weiterhin korrosionsgeschützt bleibt.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kommt der Einführbereich im verformten Zustand mit der Außenseite des Kontaktbereichs in Anlage. Dadurch kann eine besonders gleichmäßige Oberfläche des Kontaktbereichs geschaffen werden und ein Durchtrennen dünner Leiter durch scharfe Kanten an der Crimphülse wird vermieden. Der umgebogene Einführbereich unterstützt außerdem den mittigen Druck der Crimphülse auf die umschlossenen Leiter.
• Um eine besonders gleichmäßige Druckverteilung während des Crimpvorganges zu gewährleisten, kann die dem Einführbereich gegenüberliegende Innenseite des Kontaktbereichs eine konkav gebogene Form aufweisen.
• Ein Crimpwerkzeug zur Herstellung einer Crimpverbindung mittels des erfindungsgemäßen Crimpverbinders weist vorzugsweise einen Stempel und einen Amboss auf, wobei der Amboss eine konkav gebogene Auflagefläche besitzt und der Stempel eine Aufnahme zum teilweisen Einführen des Ambosses mit einer konvexen Andruckfläche zur plastischen Verformung des Crimpverbinders.
• Indem an der Aufnahme des Stempels Einführschrägen vorgesehen sind, kann die Positionierung des Ambosses in dem Stempel erleichtert werden.
• Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausgestaltungen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Ähnliche oder korrespondierende Einzelheiten des erfindungsgemäßen Crimpverbinders sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
• Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Crimpverbinder im noch nicht verformten Zustand;
• Fig. 2 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Crimpverbinders im noch nicht verformten Zustand;
• Fig. 3 eine weitere Seitenansicht des erfindungsgemäßen Crimpverbinders im noch nicht verformten Zustand;
• Fig. 4 ein Schnittbild einer Crimphülse im noch nicht verformten Zustand;
• Fig. 5 eine Seitenansicht eines Crimpwerkzeugs;
• Fig. 6 ein Schliffbild der Crimphülse quer zur Längsachse des Crimpverbinders im verformten Zustand.
• Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Crimpverbinder 100. Der Crimpverbinder 100 weist eine Crimphülse 102 auf, in die elektrische Leitungen zumindest teilweise einführbar sind. Die Crimphülse 102 ist plastisch verformbar, um die hier nicht dargestellten Leitungen formschlüssig zu umgreifen. An einen Übergangsbereich 104, der mit der Crimphülse 102 verbunden ist, schließt sich ein Anschlussbereich 106 an. Dieser ermöglicht den Anschluss einer weiteren elektrischen Komponente, z. B. einer weiteren elektrischen Leitung. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch bei Crimpverbindern, die keinen weiteren Anschlussbereich aufweisen, eingesetzt werden. Dies gilt beispielsweise für die sogenannte Splicing-Verbindungstechnik, bei welcher der Crimpverbinder nur aus der Crimphülse 102 besteht. Die Stanzbandöse 108 kann nach Fertigstellung des Crimpverbinders entfernt werden.
• Eine Seitenansicht senkrecht zur Längsachse des Crimpverbinders im noch nicht verformten Zustand ist in Fig. 2 dargestellt. Die Einführrichtung der elektrischen Leitungen, in der vorliegenden Ausführungsform sind dies Lackdrähte mit einem Durchmesser von 0,3-1,0 mm, vorzugsweise 0,71 mm, ist mit dem Pfeil 110 bezeichnet. Lackdraht wird nahezu für sämtliche Wicklungen, wie Motoren, Drosseln und Transformatoren verwendet und stellt eine in der Automobilindustrie sehr häufig vorkommende Art von elektrischen Leitungen dar. Die Crimphülse 102 weist einen im wesentlichen beutelförmigen Querschnitt auf. Die Einführöffnung 112 wird durch zwei trichterförmig nach außen gebogene Lappen 114 gebildet. Der Kontaktbereich 116, der im nicht verformten Zustand eine im wesentliche elliptische Form aufweist, nimmt die eingeführten Lackdrähte auf.
• In Fig. 3 ist der erfindungsgemäße Crimpverbinder nochmals in einer Seitenansicht parallel zur Längsachse des Verbinders im nicht verformten Zustand gezeigt.
• Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Crimphülse 102 senkrecht zur Längsachse des Crimpverbinders im nicht verformten Zustand. Der Querschnitt der Crimphülse 102 weist eine im wesentliche beutelförmige Gestalt auf. Der eigentliche Kontaktbereich 116, der die eingelegten Drähte elektrisch kontaktiert, besitzt eine im wesentlichen elliptische Form. An der Innenseite des Kontaktbereichs 116 sind, hier nicht sichtbar, umlaufend Rillen vorgesehen, welche die Isolation der Lackdrähte durchdringen und den elektrischen Kontakt auf diese Weise herstellen. Die beutelförmige Crimphülse 102 besitzt außerdem eine trichterförmige Einführöffnung 112. Diese wird durch zwei Lappen 114 gebildet, die in einem Winkel 118 von der Mittelachse des Crimphülsenquerschnitts nach außen ragen. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt dieser Winkel etwa 30° bis 60°, vorzugsweise 45°. Somit können die zu kontaktierenden elektrischen Leitungen, in der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich um etwa zehn bis dreißig, vorzugs-Weise zwanzig isolierte Lackdrähte, senkrecht zur Zeichenebene in Richtung des Pfeils 110 in die Crimphülse 102 eingefüllt werden. Bei der anschließenden elastischen Verformung, bei der mechanischer Druck in Richtung des Pfeils 110 auf die Crimphülse 102 ausgeübt wird, werden die beiden Lappen 114 nach außen und unten gedrückt, so dass sie mit der Außenseite des Kontaktbereichs 116 in Anlage kommen.
• Diese elastische Verformung wird mit einem Crimpwerkzeug 120, das in Fig. 5 dargestellt ist, durchgeführt. Das Crimpwerkzeug 120 wird durch einen Crimpamboss 122, auf dem die Crimphülse 102 mit ihrem Kontaktbereich aufliegt, und einen Crimpstempel 124, der Druck in Richtung des Pfeils 110 ausübt, gebildet. Der Crimpstempel 124 weist eine Aufnahme 128 auf, in welche der Crimpamboss 122 zumindest teilweise einführbar ist. Die Andruckfläche 130 bewirkt die plastische Verformung der Crimphülse 102. Hierzu besitzt die Andruckfläche 130 eine konvexe Wölbung, z. B. mit einem Radius von 2,5 mm, welche beim Niederdrücken der Crimphülse 102 die beiden Lappen 114 der Einführöffnung 112 nach außen drückt. Die Auflagefläche 126 am Crimpamboss unterstützt dabei den Kontaktbereich der Crimphülse 102 von unten. Um den Positionier- und Einführvorgang von Crimpstempel 124 und Crimpamboss 122 zu erleichtern, kann der Crimpstempel 124 Einführschrägen 132 aufweisen.
• Fig. 6 zeigt ein Schliffbild durch eine Crimphülse 102 mit eingelegten Lackdrähten 134 im verformten Zustand. Der Schliff erfolgte senkrecht zur Längsachse des Crimpverbinders. Aus dieser Darstellung wird deutlich erkennbar, dass die Einführöffnung 112 im verformten Zustand im wesentlichen geschlossen ist. Die beiden Lappen 114 sind nach außen gebogen und in Anlage mit der Außenseite des Kontaktbereichs 116. Damit ist die Innenwand des Kontaktbereichs 116 ohne störende scharte Kanten. Die einzelnen elektrischen Leitungen liegen im wesentlichen in einer Doppelreihe, so dass, bis auf wenige Ausnahmen, jeder Leiter Kontakt mit der Innenfläche des Kontaktbereichs 116 hat. Somit können mit dem erfindungsgemäßen Crimpverbinder zwanzig Lackdrähte 134 mit einem Durchmesser von 0,71 mm in einem Arbeitsgang und ohne vorheriges Abisolieren der Drähte elektrisch kontaktiert werden.

Claims (8)

1. Crimpverbinder zum Verbinden einer Vielzahl von elektrischen Leitungen mit einer Crimphülse (102), in welche die elektrischen Leitungen (134) zumindest teilweise einführbar sind, wobei die Crimphülse (102) einen plastisch verformbaren Kontaktbereich aufweist, in dem die Leitungen (134) formschlüssig umgriffen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimphülse (102) vor der Verformung einen im wesentlichen beutelförmigen Querschnitt mit einer Einführöffnung (112) zum Einführen der Leitungen (134) in einer Richtung (110) quer zur Längsachse des Crimpverbinders (100), in der die Leitungen (134) zu liegen kommen, aufweist und der Kontaktbereich im wesentlichen elliptisch ausgebildet ist.

2. Crimpverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimphülse (102) auf der Innenseite ihres Kontaktbereichs (116) umlaufende Rillen aufweist, welche im verformten Zustand eine Isolationsschicht der elektrischen Leitungen (134) durchdringen.

3. Crimpverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im verformten Zustand die Einführöffnung (112) geschlossen ist und/oder mit der Außenseite des Kontaktbereichs (116) in Anlage ist.

4. Crimpverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im verformten Zustand der Kontaktbereich (116) auf der der Einführöffnung (112) gegenüberliegenden Innenseite einen konkave Form aufweist.

5. Crimpverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leitungen (134) Lackdrähte sind.

6. Crimpverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführöffnung (112) trichterförmig mit nach außen gebogenen Lappen ausgebildet ist.

7. Crimpwerkzeug zur Herstellung einer Crimpverbindung mittels eines Crimpverbinders nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Crimpwerkzeug (120) einen Crimpstempel (124) und einem Crimpamboss (122) aufweist, wobei der Crimpamboss (122) eine konkav gebogene Auflagefläche (126) besitzt und der Crimpstempel (124) eine Aufnahme (128) zum teilweisen Einführen des Crimpambosses (122) mit einer konvexen Andruckfläche (130) aufweist.

8. Crimpwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (128) Einführschrägen (132) aufweist.