DE19821630C1 - Crimped electrical conductor termination for use in automobile electrical connections e.g. for battery cable - Google Patents
Crimped electrical conductor termination for use in automobile electrical connections e.g. for battery cableInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Anschlußteil für einen elektrischen Leiter, das mit diesem kraftschlüssig durch Verpressen oder Quetschen (Crimpen) verbunden ist, wobei das einstückig ausgeführte Anschlußteil aus einem Isolationscrimp mit zwei Klemmflügeln, einem Adercrimp mit zwei Klemflügeln und einer Anschlußschelle besteht, und der elektrische Leiter und das Anschlußteil aus unterschiedlichen Metallen bestehen.The invention relates to a connecting part for an electrical conductor, with this is non-positively connected by pressing or squeezing (crimping), the one-piece connection part made of an insulation crimp with two clamping wings, one Adercrimp with two clamp wings and a connecting clamp, and the electrical Conductor and the connector are made of different metals.
In der Automobilindustrie sind zur Zeit Bestrebungen zu erkennen, Personenkraftwagen zu entwickeln, deren Kraftstoffbedarf etwa 3 Liter auf 100 km beträgt. Wesentlicher Faktor für alle diesbezüglichen Überlegungen ist die Reduktion des Gesamtgewichtes. Da bei Fahrzeugen mit Frontantrieben neben dem Motor wenig Platz vorhanden ist, wird die Batterie für den Anlasser unter die Rücksitze oder in den Kofferraum verbannt. Gegenüber früheren Versionen hat das zur Folge, daß ein vergleichsweise langes Batteriekabel benötigt wird. Üblicherweise bestehen die Batteriekabel aus verseilten Kupferdrähten. Das spezifische Gewicht von Kupfer ist hoch, so daß die Kabel ein recht hohes Gewicht haben.In the automotive industry, efforts are currently being made towards passenger cars develop, whose fuel consumption is about 3 liters per 100 km. Essential factor for all considerations in this regard are the reduction of the total weight. As with vehicles With front drives next to the engine there is little space, the battery for the Starter banished under the rear seats or in the trunk. Compared to previous versions has the consequence that a comparatively long battery cable is required. Usually the battery cables consist of stranded copper wires. The specific weight of copper is high, so the cables are quite heavy.
Seit längerer Zeit sind in der Kabelindustrie kupferplattierte Aluminiumleiter im Einsatz, deren Vorteil es ist, daß sie ebenso leicht zu kontaktieren sind wie Kupferleiter, aber ein erheblich geringeres Gewicht haben als Kupferleiter gleicher Leitfähigkeit. Durch die geringere Leitfähigkeit des Aluminiums sind Leiter aus diesem Material größer im Durchmesser, wodurch im Normalfall ein Teil des Gewichtsvorteils verlorengeht. Die Entwicklung der Motoren und deren Hilfsaggregate hat jedoch dazu geführt, daß weniger Hilfsstrom von der Batterie gebraucht wird, wodurch es möglich ist, den Querschnitt zu reduzieren, und zwar soweit, daß statt des bisherigen Kupferleiters ein kupferplattierter Aluminiumleiter gleichen Durchmessers eingesetzt werden kann. Auf diese Weise ist man in der Lage, den gesamten Gewichtsvorteil des kupferplattierten Aluminiumleiters gegenüber dem Kupferleiter auszunutzen.Copper-clad aluminum conductors have been in use in the cable industry for a long time The advantage is that they are as easy to contact as copper conductors, but a considerable one have a lower weight than copper conductors with the same conductivity. By the lesser Conductivity of aluminum, conductors made of this material are larger in diameter, which normally means that part of the weight advantage is lost. The development of the Engines and their auxiliary units, however, has resulted in less auxiliary power from the Battery is needed, which makes it possible to reduce the cross section, namely to the extent that a copper-clad aluminum conductor is the same instead of the previous copper conductor Diameter can be used. This way you are able to view the whole Weight advantage of the copper-clad aluminum conductor compared to the copper conductor to take advantage of.
Ein Batteriekabel ist an beiden Enden mit Anschlußschellen versehen, die die Befestigung des Kabels an der Batterie und am Motor vereinfachen. Die Schellen bestehen aus Kupfer und werden an das Kabel angeklemmt, allgemein als gecrimpt bezeichnet.A battery cable is provided at both ends with connection clamps that secure the attachment of the Simplify the cables on the battery and motor. The clamps are made of copper and are clamped onto the cable, commonly referred to as crimped.
Da Autos in unterschiedlichen Klimazonen betriebssicher sein müssen, werden die Batteriekabel einem Temperaturtest unterworfen. Das Kabel mit den gecrimpten Anschlußschellen wird etwa 100mal auf minus 40°C und anschließend auf eine Temperatur von plus 135°C gebracht. Bei diesen Tests hat es sich herausgestellt, daß sich der Übergangs widerstand zwischen dem kupferplattierten Kabel und der Anschlußschelle vergrößert. Eine Modellrechnung zeigt, daß durch die Erwärmung der Verbindungsstelle aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungszahlen von Aluminium und Kupfer die Klemmung geweitet wird und sich der Kontakt zwischen der Schelle und dem Leiter verschlechtert. Die Kräfte, die durch die Wärmedehnungsunterschiede entstehen, sind so erheblich, daß die Elastizitätsgrenze des Kupfers überschritten wird, so daß das Material der Schelle sich im Bereich plastischer Verformung befindet. Es gibt aufgrund der physikalischen Gegebenheiten keine Möglichkeit, den klassischen Crimp vor dieser Unzulänglichkeit zu bewahren.Since cars have to be reliable in different climates, they are Battery cable subjected to a temperature test. The cable with the crimped Connection clamps are about 100 times to minus 40 ° C and then to a temperature brought from plus 135 ° C. During these tests, it was found that the transition resistance between the copper-clad cable and the connection clamp increased. A Model calculation shows that due to the heating of the connection point due to the different coefficients of thermal expansion of aluminum and copper is expanded and the contact between the clamp and the conductor deteriorates. The Forces caused by the differences in thermal expansion are so significant that the Elastic limit of the copper is exceeded, so that the material of the clamp is in the Plastic deformation area is located. There are due to the physical conditions no way to save the classic crimp from this inadequacy.
Aus der US 3 008 119 ist ein Anschlußteil einen elektrischen Leiter ber bekannt, das mit diesem kraftschlüssig durch Verpressen oder Quetschen verbunden ist. Das einstückig ausgeführte Anschlußteil besteht aus einem schraubenförmig ausgebildeten Adercrimp mit einem Leiterplattenanschlußteil an seinem freien Ende. Dadurch können u. a. nach dem Verpressen des Anschlußteils mit dem Leiter die bei extremen Temperaturschwankungen auftretenden Wärmedehnungsspannungen lediglich in axialer Richtung des Anschlußteils elastisch ausgeglichen werden.From US 3 008 119 a connecting part an electrical conductor is known that is connected to this by friction or squeezing. The one piece executed connector consists of a helical crimp with a circuit board connector at its free end. This can u. a. after this Pressing the connector with the conductor in the case of extreme temperature fluctuations thermal expansion stresses occurring only in the axial direction of the connecting part be elastically balanced.
Die US 5 487 686 A zeigt ein Anschlußteil für einen elektrischen Leiter, das ebenfalls durch Verpressen oder Quetschen mit dem Leiter verbunden ist. Das Anschlußteil hat einen stiftförmigen Stecker am freien Ende und ein mit dem Leiter verquetschbares proximales Verbindungsteil. Zwischen diesen beiden Teilen befindet sich ein Zugteil, das mit um den Umfang herum angeordneten axial gerichteten Sicken versehen ist. Dadurch sollen Metallspannungen abgebaut werden, um Risse im Anschlußteil zu vermeiden.The US 5 487 686 A shows a connector for an electrical conductor, the is also connected to the conductor by pressing or squeezing. The connector has a pin-shaped connector at the free end and a proximal pinchable with the conductor Connecting part. Between these two parts there is a traction part, which with the Is arranged circumferentially axially directed beads. This is supposed to Metal stresses are reduced to avoid cracks in the connection part.
Mit den bekannten Ausführungen ist es nicht möglich, eine Weitung der Klemmung durch eine erhebliche Erwärmung der Verbindungsstelle aufzufangen.With the known designs, it is not possible to widen the clamping by to absorb considerable warming of the connection point.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Anschlußteil der einleitend genannten Gattung zu schaffen, dessen Klemmung am elektrischen Leiter durch die unterschiedlichen Wärmedehnungen des Leitermaterials und des Materials des Anschlußteils sich nicht weitet und dessen Übergangswiderstand zwischen diesen Teilen auch unter den geforderten extremen Testbedingungen nicht vergrößert wird.The object of the invention is to provide a connecting part of the type mentioned in the introduction, its clamping on the electrical conductor due to the different thermal expansions of the Conductor material and the material of the connecting part does not expand and its Contact resistance between these parts even under the required extreme Test conditions are not enlarged.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß in die den abisolierten Teil des elektrischen Leiters unmittelbar kontaktierenden Klemmflügel und den dazwischen liegenden Bodenbereich des Adercrimps, in axialer Längsrichtung des Anschlußteils ausgerichtete Schlitze oder Sicken angeordnet oder nur die Klemmflügel in deren Längsquerschnitt wellenförmig ausgeführt sind, so daß nach dem Anschlagen des Anschlußteils an den Leiter die bei extremen Temperaturschwankungen auftretenden Wärmedehnungsspannungen in radialer Richtung elastisch ausgleichbar sind.The invention solves this problem in that in the the stripped part of the electrical conductor directly contacting the clamping wing and the intermediate bottom area of the wire crimp, in the axial longitudinal direction of the Connected aligned slots or beads or only the clamping wing in their Longitudinal cross section are designed wavy, so that after striking the connector to the conductor that occurs with extreme temperature fluctuations Thermal expansion stresses can be elastically compensated in the radial direction.
Die Ausgleichselemente sorgen dafür, daß die durch die Wärmedehnungsunterschiede entstehenden Kräfte nicht in das Material des Anschlußteils geleitet, sondern durch die Dehnungselemente kompensiert werden.The compensating elements ensure that the differences in thermal expansion generated forces are not passed into the material of the connecting part, but by the Expansion elements are compensated.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigen:In the drawing, embodiments of the invention are shown schematically and explained below. Show it:
Fig. 1 die schaubildliche Darstellung einer gecrimpten Anschlußteils mit Dehnungsschlitzen, Fig. 1 shows the perspective view of a crimped terminal member with expansion slots,
Fig. 2 die Seitenansicht eines Anschlußteil mit drei auf dem Umfang verteilten Dehnungssicken in der Seitenansicht und mit einem Querschnitt, Fig. 2 is a side view of a connection part with three circumferentially distributed beads elongation in the side view and a cross-section,
Fig. 3 die Draufsicht auf den Metallzuschnitt des Anschlußteils nach Fig. 2 und einen Querschnitt, Fig. 3 shows the top view of the metal blank of the terminal part of FIG. 2 and a cross-section,
Fig. 4 ein Anschlußteil mit wellenförmiger Ausbildung der Klemmenflügel in Seitenansicht und mit einem Querschnitt, Fig. 4 is a connection part with wavy formation of the clamping wing in side view and with a cross section,
Fig. 5 den Metallzuschnitt des Anschlußteils gemäß Fig. 4 in Draufsicht und mit einem Querschnitt, Fig. 5 shows the metal blank of the terminal part of FIG. 4, in plan view and having a cross section
Fig. 6 die Seitenansicht eines Anschlußteils mit schlitzförmigen Dehnungsfugen sowie einen Querschnitt und Fig. 6 is a side view of a connector with slot-shaped expansion joints and a cross section and
Fig. 7 den Materialzuschnitt des Anschlußteils gemäß Fig. 6 in Draufsicht und mit einem Querschnitt. Fig. 7 shows the material of the connector part of FIG. 6 in plan view and with a cross section.
Zur sicheren Befestigung eines Anschlußteils 1 an einem elektrischen Leiter 2 ist dieses mit zwei Klemmflügeln 3 und 4 ausgerüstet. Der der Anschlußschelle 5 mit der Stecköffnung 6 zugewandte Klemmflügel 3 wird mit dem abisolierten Leiter 2 verklemmt oder verpreßt, allgemein auch als vercrimpt bezeichnet. Der hintere Klemmenflügel 4 wird um den Isoliermantel 7 des elektrischen Leiters gelegt und angepreßt, so daß nicht nur ein guter Kontakt zwischen dem Anschlußteil und dem elektrischen Leiter, sondern auch eine mechanisch stabile Verbindung zwischen diesen Teilen entsteht.To securely attach a connector 1 to an electrical conductor 2 , it is equipped with two clamping wings 3 and 4 . The clamping wing 3 facing the connecting clamp 5 with the plug-in opening 6 is clamped or pressed with the stripped conductor 2 , generally also referred to as crimped. The rear terminal wing 4 is placed around the insulating jacket 7 of the electrical conductor and pressed so that not only a good contact between the connecting part and the electrical conductor, but also a mechanically stable connection between these parts.
Besonderer Aufmerksamkeit bedarf der elektrische Kontakt zwischen dem Klemmflügel 3 und dem Metalleiter 2. Dieser Kontakt kann bei extremen Temperaturschwankungen von minus 40 °C bis plus 135°C verschlechtert werden, da die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Leitermaterials Aluminium und des Schellenmaterials Kupfer zu einer Weitung der Klemmung führen können. Die Kräfte der Wärmedehnungsunterschiede sind so groß, daß die Elastizitätsgrenze des Kupfermaterials des Anschlußteils überschritten wird, so daß sich eine plastische Verformung einstellt. Es gibt aufgrund der physikalischen Gegebenheiten keine Möglichkeit, den dargestellten klassischen Crimp vor dieser Unzulänglichkeit zu bewahren. Aus diesem Grunde ist erfindungsgemäß der Klemmflügel 3 mit Dehnungselementen versehen, bei dem gezeigten Beispiel der Fig. 1 mit schlitzförmigen Dehnungsfugen 8. Dadurch können die durch die unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten entstehenden Kräfte elastisch abgefangen werden.The electrical contact between the clamping wing 3 and the metal conductor 2 requires special attention. This contact can deteriorate with extreme temperature fluctuations from minus 40 ° C to plus 135 ° C, since the different thermal expansion coefficients of the conductor material aluminum and the clamp material copper can lead to an expansion of the clamping. The forces of the thermal expansion differences are so great that the elastic limit of the copper material of the connecting part is exceeded, so that a plastic deformation occurs. Due to the physical conditions, there is no way to protect the classic crimp shown from this inadequacy. For this reason, according to the invention, the clamping wing 3 is provided with expansion elements, in the example shown in FIG. 1 with slot-shaped expansion joints 8 . As a result, the forces arising from the different coefficients of thermal expansion can be absorbed elastically.
Die Ausführung gemäß Fig. 1 mit eingestanzten Dehnungsschlitzen ist in der Seitenansicht, in der Draufsicht und im Querschnitt noch einmal mit den Fig. 6 und 7 dargestellt.The embodiment according to FIG. 1 with stamped expansion slots is shown again in FIGS. 6 and 7 in side view, in top view and in cross section.
Die Ausführung der Fig. 2 und 3 zeigt ein Anschlußteil mit Sicken 9 auf dem Klemmflügel 3.The embodiment of FIGS. 2 and 3 shows a connection part with beads 9 on the clamping wings 3.
Bei der Gestaltung der Anschlußschelle nach den Fig. 4 und 5 ist deren Klemmflügel 3 mit zahlreichen Wellen 10 versehen.In designing the connection clamp of Figs. 4 and 5 the clamping wing is provided with a number of shafts 10. 3
Die Wahl der verschiedenen Möglichkeiten zur Bildung von dehnungsausgleichenden Elementen wird durch unterschiedliche Anforderungen bestimmt.The choice of different ways to form stretch-compensating Elements is determined by different requirements.
Claims (1)
wobei das einstückig ausgeführte Anschlußteil (1) aus einem Isolationscrimp mit zwei Klemmflügeln (4), einem Adercrimp mit zwei Klemmflügeln (3) und einer Anschlußschelle (5) besteht, und
der elektrische Leiter (2) und das Anschlußteil (1) aus unterschiedlichen Metallen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß in die den abisolierten Teil (2) des elektrischen Leiters (7) unmittelbar kontaktierenden Klemmflügel (3) und den dazwischen liegenden Bodenbereich des Adercrimps, in axialer Längsrichtung des Anschlußteils (1) ausgerichtete Schlitze (8) oder Sicken (9) angeordnet oder nur die Klemmflügel (3) in deren Längsquerschnitt wellenförmig (10) ausgeführt sind, so daß nach dem Anschlagen des Anschlußteils (1) an den Leiter (7) die bei extremen Temperaturschwankungen auftretenden Wärmedehnungsspannungen in radialer Richtung elastisch ausgleichbar sind.Connection part ( 1 ) for an electrical conductor ( 7 ) which is connected to it in a force-locking manner by pressing or squeezing (crimping),
wherein the one-piece connection part ( 1 ) consists of an insulation crimp with two clamping wings ( 4 ), a wire crimp with two clamping wings ( 3 ) and a connecting clip ( 5 ), and
The electrical conductor ( 2 ) and the connecting part ( 1 ) consist of different metals, characterized in that the clamping wings ( 3 ) which directly contact the stripped part ( 2 ) of the electrical conductor ( 7 ) and the bottom area of the wire crimp in between In the axial longitudinal direction of the connecting part ( 1 ) aligned slots ( 8 ) or beads ( 9 ) are arranged or only the clamping wings ( 3 ) in their longitudinal cross section are wave-shaped ( 10 ), so that after the connecting part ( 1 ) strikes the conductor ( 7 ) the thermal expansion stresses occurring in the event of extreme temperature fluctuations can be elastically compensated in the radial direction.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |