DE19840275C2

DE19840275C2 - Verfahren zum Überwachen der Verbindungsqualität einer Crimpverbindung zwischen einem elektrischen Leiter eines Kabels und einer Metallanschlußklemme sowie Anschlußklemme

Info

Publication number: DE19840275C2
Application number: DE19840275A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Fukase; Toshihiro Maki
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2018-09-05
Also published as: DE19840275A1; JPH1187010A; US6113441A; US6625884B1; JP3221563B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwa chen der Verbindungsqualität einer Crimpverbindung zwischen einem elektrischen Leiter eines Kabels und einer Metall anschlußklemme, deren Leitercrimpabschnitt mit dem Leiter auf einem Teil seiner axialen Erstreckung durch einen Verpres sungsbereich verbunden ist, an dessen axialen Enden sich die Basisendabschnitte von durch die Verpressung erzeugten Trich tern anschließen, sowie eine Anschlußklemme.

Die DE 42 15 163 A1 beschreibt ein Verfahren zum Überwachen der Verbindungsqualität einer Crimpverbindung während des Crimpens einer aus einem Blech geformten Anschlußklemme an ei nen Leiter eines Kabels. Da das Crimpen in einem Crimpwerkzeug zur Längung der Leitercrimpabschnitte der Anschlußklemme führt, wird diese genutzt, um festzustellen, ob eine den Qua litätsanforderungen gerechte Verbindung erzeugt wurde. Zur Messung der Längung wird entweder die Lageveränderung eines vor dem Crimpen auf die Anschlußklemme aufgebrachten Meßpunkts oder eine Kante der Anschlußklemme genutzt.

Die DE 44 08 499 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Überwachung der Arbeitsqualität eines Preßwerkzeuges, insbesondere eines Crimpwerkzeuges. Dabei wird die Auffederbe wegung der Presse über die Zeit beim Verpressen der Crimpab schnitte einer Metallanschlußklemme mit den Litzen eines Lei ters als Maß für den Kraftverlauf beim Preßvorgang genutzt. Dabei dient der zeitliche Verlauf der Auffederung bei einem Preßvorgang mit gutem Arbeitsergebnis als Vergleichs- oder Sollwert für nachfolgende Preßvorgänge. Alternativ wird der Flächeninhalt unter der Kurve, die den oben beschriebenen Verlauf wiedergibt, als Vergleichsmaßstab gewählt.

Aus der EP 0 610 891 A2 ist entnehmbar, daß die Höhe eines Leitercrimpabschnitts einer Anschlußklemme nach dem Crimpen als ein Maß für die Qualität einer Crimpverlängerung gewählt werden kann. Die jeweils maßgebliche Höhe soll danach durch Auszugsversuche an vercrimpten Anschlußklemmen festgestellt werden. Die Ergebnisse werden genutzt, um an einem Crimpwerk zeug die Einstellung des Stempels zum Amboß einzuregulieren, wobei das Crimpwerkzeug entsprechende Mittel dazu vorsieht.

Wenn der beim Crimpen erzeugte Kontakt zum Leiter nicht aus reicht, kann sich ein Spalt zwischen dem Leitercrimpabschnitt der Metallanschlußklemme und dem Leiter des Kabels bilden. Da die Haltekraft des Leitercrimpabschnitt klein ist, kann sich in diesem Fall das Kabel leicht aus der Metallanschlußklemme lösen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren vorzu schlagen, mit dessen Hilfe festgestellt werden kann, ob eine Metallanschlußklemme zufriedenstellend mit einem Kabel verbun den ist oder nicht, wobei auch gewährleistet ist, daß bei genügender Verpressung die Gefahr eines Kabelbruch aufgrund der Lage des Verpressungsbereiches einfach erkannt werden kann, sowie eine Anschlußklemme vorzuschlagen, mit der das Verfahren ausübbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Überwachen der Verbindungsqualität einer Crimpverbindung zwischen einem elektrischen Leiter eines Kabels und einer Me tallanschlußklemme, deren Leitercrimpabschnitt mit dem Leiter auf einem Teil seiner axialen Erstreckung durch einen Verpres sungsbereich verbunden ist, an dessen axialen Enden sich die Basisendabschnitte von durch die Verpressung erzeugten Trich tern anschließen, die folgenden Schritte umfassend:
Versehen mindestens eines Leitercrimpabschnittes mit zwei von einander axial beabstandeten, gürtelförmigen Markierungen, de ren äußere axiale Begrenzungslinien den Verpressungsbereich im Idealzustand nach dem Verbinden begrenzen,
Messen der Veränderung des axialen Abstandes der Markierungen voneinander gegenüber dem Ausgangszustand vor dem Verpressen und Aussondern einer Verbindung, bei der die Veränderung au ßerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches liegt,
Feststellen der Lage der Markierungen im Verhältnis zu den Ba sisendabschnitten der Trichter und Aussondern einer Verbin dung, bei der eine der Markierungen im Verhältnis zum Basis endabschnitt des Trichters in einem unzulässigen Bereich liegt.

Dementsprechend kann leicht festgestellt werden, ob der Lei tercrimpabschnitt zufriedenstellend mit dem Kabel verbunden ist oder nicht. Außerdem werden die Produktivität bei der Her stellung und die Zuverlässigkeit bei der Qualitätsprüfung deutlich erhöht.

Wenn der Abstand zwischen den beiden gürtelförmigen Markierun gen konstant ist, wird daher die Ermittlung der Maße zur Be rechnung der Maßänderung oder der Maßänderungsrate verein facht. Das heißt, es kann leichter festgestellt werden, ob der Leitercrimpabschnitt zufriedenstellend mit dem Kabel verbunden ist oder nicht.

Zusätzlich wird also ermittelt, ob der Ausformungszustand der Trichter akzeptabel ist oder nicht, so daß die Gefahr des Auf tretens von Kabelbrüchen erkannt und daher die Qualitätsprü fung deutlich verbessert werden kann. Die Breite der gürtel förmigen Markierungen entspricht einem Maßtoleranzbereich je des Trichters. Dadurch kann der Ausformungszustand der Trich ter visuell in Abhängigkeit von der Position des Trichteren des bezüglich der Markierung nach dem Verpressen des Leiter crimpabschnitts leicht ermittelt werden.

Ferner wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch eine Anschlußklemme aus Metall gelöst, umfassend einen Kon taktabschnitt und zwei Leitercrimpabschnitte, wobei mindestens einer der beiden Leitercrimpabschnitte mit zwei axial beabstandeten flächigen Markierungen versehen ist. Ergänzend ist hierzu vorgesehen, daß die Breite der Markierungen ent sprechend der erlaubten Toleranz der Lage eines der Basisend abschnitte eines bei der Verpressung erzeugten Trichters aus gebildet ist.

Anhand der Zeichnung sind eine der Erfindung zugrunde liegende Metallanschlußklemme und ein Verfahren zur Bestimmung des Ver bindungszustandes derselben an einem Kabel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ver fahrens zum Bestimmen des Verbindungszustands einer Metallanschlußklemme und eines Kabels, sowie eine Metallanschlußklemme;

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Lei tercrimpabschnitts der Metallanschlußklemme nach Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Be schreibung eines Vorgangs, bei dem die in Fig. 1 gezeigte Metallanschlußklemme mit dem Kabel durch Crimpen verbunden werden;

Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht einer Metallanschluß klemme, die mit dem Kabel und einem Gummistop fen gemäß dem Vorgang nach Fig. 3 verbunden ist;

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Trich ters, der am Leitercrimpabschnitt an der oberen Grenze des Maßtoleranzbereichs ausgebildet ist;

Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Trich ters, der am Leitercrimpabschnitt an der unte ren Grenze des Maßtoleranzbereichs ausgebildet ist;

Fig. 7 zeigt ein Diagramm, bei dem die Maßänderung des Leitercrimpabschnitts über die Verpressungsei genschaften aufgetragen ist.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 beschrie ben.

In Fig. 1 wird eine Metallanschlußklemme mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Die Metallanschlußklemme 1 weist einen stecker artigen Stromkontaktbereich 2 und einen Kabelverbindungsab schnitt 3 auf. Die Metallanschlußklemme 1 wird durch Biegen einer elektrisch leitfähigen Platte, wie z. B. einer Kupfer platte oder einer Kupferlegierungsplatte (beispielsweise einer Messingplatte oder einer Platte aus einer Beryllium-Kupfer- Legierung), hergestellt. Bezugsziffer 4 bezeichnet ein Kabel. Die Isolierung wird vom Endabschnitt des Kabels 4 entfernt, um einen Leiter 4a freizulegen. Nach dem Entfernen der Isolierung wird ein Gummistopfen 5 aufgesetzt.

Der Stromkontaktbereich 2 ist so ausgeführt, daß die elekt risch leitfähige Platte gefaltet ist, um eine vorbestimmte me chanische Festigkeit und eine gewünschte Dicke zu erzielen. Der Kabelverbindungsabschnitt 3 weist zwei ein Paar bildende Leitercrimpabschnitte 6 sowie zwei ein Paar bildende Isolie rungscrimpabschnitte 7 auf.

In Fig. 2 ist der Leitercrimpabschnitt 6 wie folgt aufge teilt: Ein Bereich zwischen den fiktiven Linien L1 und L2 stellt einen Verpressungsbereich A dar, der mit einem Crimp werkzeug 11, das in Fig. 3 gezeigt ist, verpresst wird. Die Bereiche außerhalb des Verpressungsbereiches A sind die Trich terausformungsbereiche B für die Trichter 9 (vgl. Fig. 4), die einen Bruch des Leiters 4a verhindern.

Zwei gürtelförmige, den Verbindungszustand anzeigende Markie rungen 8 sind im Verpressungsbereich A in Form von Farbe oder dergleichen innerhalb der fiktiven Linien L1 und L2 als Be zugslinien angebracht. Die Breite der Markierungen 8 ent spricht einem Maßtoleranzbereich für jeden der Trichter 9.

Der Vorgang, bei dem die Metallanschlußklemme 1 mit dem Kabel 4 durch Quetschkontakt verbunden wird, ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. In Fig. 3 bezeichnen die Bezugsziffern 10 eine Anschlußklemmen-Crimpvorrichtung, 11 ein Crimpwerkzeug mit ei nem Crimpstempel 11a und einer Aufnahme 11b, 12 ein Positionierbauteil für Kabel und Anschlußklemme und 13 ein mit einer Positionierungsnut 14 versehenes Positionierbauteil für den Gummistopfen.

Die Metallanschlußklemme 1 wird in die Aufnahme 11b einge setzt, und das Positionierbauteil 12 für Kabel und Anschlußklemme wird zur Metallanschlußklemme 1 herabbewegt. Dann wird das Kabel 4 an der Metallanschlußklemme 1 so ange bracht, daß der Leiter 4a am Positionierbauteil 12 anliegt. Außerdem wird der Gummistopfen 5 mittels des Gummistopfen- Positionierbauteils 13 positioniert, und der hintere Endab schnitt des Kabels 4 wird in die Positionierungsnut 14 einge setzt. Nach Erfüllung dieser Voraussetzungen wird der Stempel 11a des Crimpwerkzeugs 11 nach unten bewegt, so daß der Lei tercrimpabschnitt 6 und der Isolierungscrimpabschnitt 7 plas tisch verformt werden, wodurch die Metallanschlußklemme 1 fest mit dem Kabel 4 verbunden wird.

Dadurch werden, wie in Fig. 4 gezeigt ist, das Kabel 4 und der Gummistopfen 5 mit der Metallanschlußklemme 1 verbunden. Der Stempel 11a (vgl. Fig. 3) verpreßt den Verpressungsbe reich A (vgl. Fig. 2) des Leitercrimpabschnitts 6. Nach dem Verpressen sind die Trichter 9 auf beiden Endabschnitten des Leitercrimpabschnitts 6 in axialer Richtung der Metal lanschlußklemme 1 ausgebildet, wobei die fiktiven Linien L1 und L2 als Bezugspositionen dienen.

Die Trichter 9 sollen beide Endabschnitte des Leitercrimpab schnitts 6 gemäß den Trichterausformungsbereichen B (vgl. Fig. 2) säumen, um das Problem zu beseitigen, daß der Leiter 4a von beiden Kanten des Leitercrimpabschnitts 6 während des Crimpens durchtrennt wird.

Ein Verfahren zur Bestimmung, ob der Ausformungszustand der Trichter akzeptabel ist oder nicht, wird nachstehend unter Be zugnahme auf die Fig. 5 und 6 beschrieben.

Wenn die Basisendabschnitte der Trichter 9 mehr in Richtung zur Mitte des Leitercrimpabschnitts 6 über die Verformungs- Bezugspositionen (d. h. die fiktiven Linien L1 und L2) hinaus verschobene werden, gelangt die Markierung 8 jeweils auf den Basisendabschnitt eines Trichters 9, da die Markierungen 8 ei ne Breite aufweisen, die dem Maßtoleranzbereich der Trichter 9 entspricht. Wenn die Trichter 9 an der oberen Grenze des Maß toleranzbereichs ausgebildet sind, liegen die Markierungen 8 jeweils insgesamt auf einem Trichter 9, wie in Fig. 5 zu se hen ist. Der Zustand der Trichter 9, die an der oberen Grenze ihres Maßtoleranzbereichs ausgebildet sind, kann somit festge stellt werden. Wenn andererseits die Trichter 9 an der unteren Grenze ihres Maßtoleranzbereichs ausgebildet sind, wie in Fig. 6 gezeigt, fallen die Basisendabschnitte der Trichter 9 jeweils mit den Endabschnitten der Markierungen 8 zusammen. Dementsprechend kann der Zustand der Trichter 9 visuell aus den Positionen der Basisendabschnitte der Trichter 9 bestimmt werden, und es kann festgestellt werden, ob die Trichter 9 mit den vorgesehenen Maßen ausgebildet sind oder nicht.

Nachfolgend wird ein Verfahren beschrieben, mit dessen Hilfe festgestellt wird, ob die Metallanschlußklemme 1 zufrieden stellend mit dem Kabel 4 verbunden ist.

Wenn der Leitercrimpabschnitt 6 verpreßt wird, dehnt er sich in axialer Richtung der Anschlußklemme aus. Genauer gesagt, es tritt eine Änderung der Abmessung des Leitercrimpabschnitts 6 auf, die durch das Zusammenpressen des Leitercrimpabschnitt 6 verursacht wird. Das (vorliegende) Verfahren macht sich diese Längendehnung zunutze. Zuerst wird vorab eine Mehrzahl von Mustern von Maßänderungen des Leiterklemmabschnitts 6 gesam melt, entweder als Maßänderung oder als Maßänderungsrate. Für jedes Muster wird der zusammengepreßte Leiterklemmabschnitt 6 senkrecht zur Achse der Anschlußklemme aufgeschnitten, und der Schnitt wird zur Ermittlung der Verpressungseigenschaften des Kabels bezüglich des Leiterklemmabschnitts 6 verwendet. Auf dieser Grundlage werden Vergleichsdaten erhoben, wie sie in Fig. 7 gezeigt werden, d. h. es wird ein Graph angefertigt, der das Verhältnis von Verpressungseigenschaft zur Maßänderung darstellt.

Sodann kann, regelmäßig oder bei Bedarf, ein Abstand zwischen den Markierungen 8 mit einer konventionellen Meßvorrichtung, z. B. einem Sensor, gemessen werden. Das bedeutet, von einer späteren Metallanschlußklemme 1 wird, basierend auf einer Maß änderung oder einer Maßänderungsrate eines Leiterklemmab schnitts 6 der Metallanschlußklemme, die Verpressungseigen schaft eines Kabels 4 bezüglich des Leitercrimpabschnitts 6 aus dem Graph nach Fig. 7 ermittelt. In diesem Fall kann leicht festgestellt werden, ob der Verbindungszustand zwischen der Metallanschlußklemme 1 und dem Kabel 4 zufriedenstellend ist.

Die obenbeschriebene Ausführung soll leicht feststellbar ma chen, ob die Konfiguration der Trichter 9 akzeptabel ist oder nicht und ob die Metallanschlußklemme 1 zufriedenstellend mit dem Kabel 4 verbunden ist oder nicht.

Obwohl die Metallanschlußklemme 1, wie beschrieben, einen ste ckerförmigen Stromkontaktbereich 2 aufweist, ist der Stromkon taktbereich 2 nicht auf den Steckertyp beschränkt. Das heißt, das technische Konzept der vorliegenden Erfindung kann auf ei ne Vielzahl von verschiedenen Metallanschlußklemmen angewendet werden. Das (Haupt)Merkmal der vorliegenden Erfindung wohnt dem Leitercrimpabschnitt inne, der verpreßt wird, um eine Me tallanschlußklemme mit einem Kabel zu verbinden. Daher ist das technische Konzept der vorliegenden Erfindung auch auf andere Strukturen mit einem Leitercrimpabschnitt anwendbar.

Claims

1. Verfahren zum Überwachen der Verbindungsqualität einer Crimpverbindung zwischen einem elektrischen Leiter eines Kabels und einer Metallanschlußklemme, deren Leitercrimp abschnitt mit dem Leiter auf einem Teil seiner axialen Erstreckung durch einen Verpressungsbereich verbunden ist, an dessen axialen Enden sich die Basisendabschnitte von durch die Verpressung erzeugten Trichtern anschließen, die folgenden Schritte umfassend
Versehen mindestens eines Leitercrimpabschnittes mit zwei voneinander axial beabstandeten, gürtelförmigen Markierun gen, deren äußere axiale Begrenzungslinien den Verpres sungsbereich im Idealzustand nach dem Verbinden begrenzen, Messen der Veränderung des axialen Abstandes der Markie rungen voneinander gegenüber dem Ausgangszustand vor dem Verpressen und Aussondern einer Verbindung, bei der die Veränderung außerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches liegt,
Feststellen der Lage der Markierungen im Verhältnis zu den Basisendabschnitten der Trichter und Aussondern einer Verbindung, bei der eine der Markierungen im Verhältnis zum Basisendabschnitt des Trichters in einem unzulässigen Be reich liegt.

2. Anschlußklemme aus Metall, umfassend einen Kontaktabschnitt (2) und zwei Leitercrimpabschnitte (6), wobei mindestens einer der beiden Leitercrimpab schnitte (6) mit zwei axial beabstandeten flächigen Mar kierungen (8) versehen ist.

3. Anschlußklemme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Markierungen (8) entsprechend der er laubten Toleranz der Lage eines der Basisendabschnitte ei nes bei der Verpressung erzeugten Trichters ausgebildet ist.