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Die
Erfindung betrifft ein Crimpwerkzeug zur Herstellung einer Crimp-Verbindung
mehrer elektrischer Leiter mit einem zweiteiligen Gesenk, wobei das
Gesenk zwei Gesenkelemente, vorzugsweise eine Matrize und einen
Stempel umfasst. Beim Schließen des Crimpwerkzeuges wird
eine im Gesenk eingelegte Crimphülse, in die die zu verbindenden
Leiter eingelegt sind, zusammengedrückt. Das Crimpwerkzeug
kann sowohl in einer Crimpzange als auch in einer Crimpmaschine
eingesetzt werden.
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Bei
einer Spleißverbindung werden üblicherweise zwei
oder mehr Adern bzw. Leitungen fortlaufend miteinander verbunden.
Ebenso ist es möglich, an einem durchgehenden Kabel einen
elektrischen Verbinder anzubringen, ohne das Kabel zu zertrennen.
Hierfür gibt es unterschiedliche Verfahren und Werkzeuge.
Die Erfindung bezieht sich vorwiegend, aber nicht ausschließlich
auf das Spleißen von Kupferadern.
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Heute
werden zum Verbinden von Kupferadern meist löt-, schraub-
und ggf. abisolierfreie Techniken angewandt, mit denen die Kupferadern
schneller und einfacher zu verbinden sind. Beispielsweise werden
Adernverbindungshülsen und andere Quetschverbinder verwendet,
bei denen die beiden zu verbindenden Adern, ohne abisoliert zu werden,
in die Adernverbindungshülse hineingesteckt werden, die
dann mit einer speziellen Zange zusammengedrückt wird,
wobei die elektrische Verbindung durch Schneid-Klemmkontakte hergestellt
wird. Die etwa 2 cm langen Adernverbindungshülsen bestehen
aus Kontakt-, Druck- und Isolierteil.
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Bei
Crimpspleißverbindungen werden die abisolierten Aderenden
in eine Crimphülse eingelegt und anschließend
in der Hülse miteinander verpresst. Vor dem Einlegen in
die Crimphülse können die Aderenden zusätzlich
verdrillt werden. Durch die Verpressung der Adern in und mit der
Crimphülse entsteht eine unlösbare elektrisch
leitende Verbindung. Bei der Verwendung unisolierter Crimphülsen wird über
die Spleißstelle eine vorher auf die Ader aufgefädelte
Isolierhülse geschoben und beispielsweise angeschrumpft.
Teilweise werden auch nach außen isolierte Crimphülsen
verwendet.
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Aus
dem Stand der Technik sind viele Zangen und Vorrichtungen zum Herstellen
einer Spleiß-Verbindung bekannt.
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Die
US 3 783 487 beschreibt
beispielsweise eine verbesserte Kabelspleißverbindung zur
Verbindung zweier Kabel und ein Werkzeug zur Herstellung dieser
Verbindung. Die Vorrichtung umfasst zwei Gesenkgehäuse
mit jeweils einer Anschlagfläche und einem halbkreisförmigen
Gesenk mit jeweils nach innen ragenden kugelförmigen Einkerbelementen.
Die in eine Hülse eingelegten Kabelenden werden zunächst
in ein Gesenkteil eingelegt. Das zweite Gesenkteil wird darüber
positioniert und durch Führungsstifte fixiert. Anschließend
werden die beiden Gehäusehälften zusammengepresst,
bis die Anschlagflächen aufeinander zu liegen kommen. Die Einkerbelemente
stellen dabei die Pressverbindung zwischen den Kabelenden und der
Hülse her. Eine Anpassung des Werkzeuges an unterschiedliche Hülsentypen
bzw. -durchmesser ist nicht vorgesehen.
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Die
US 4 385 515 schlägt
ein Werkzeug zur Herstellung einer Crimpspleißverbindung
vor, mit welchem unterschiedlich starke kalibrierte Crimpverbindungen
hergestellt werden können. Unter kalibrierten Crimpverbindungen
wird hier verstanden, dass die Crimphülse mittels geformter
Gesenke in eine definierte Form, hier ein Rombus, gepresst wird. Es
wird ein zangenähnliches Werkzeug beschrieben, welches
an einem ersten Gesenkteil mehrere nebeneinander angeordnete V-förmige
Gesenkelemente verschiedener Größen umfasst, wobei
ein zweites Gesenkteil ein größeres V-förmiges
Hauptgesenk aufweist. Zur Einstellung der gewünschten Crimpgröße
ist das erste Gesenkteil linear verschiebbar, so dass jeweils ein
anders Gesenkelement dem Hauptgesenk gegenüberliegt. Die
Gesenkteile sind gelenkig miteinander verbunden und können
aufgeschwenkt werden, um eine zu crimpende Hülse in das
Gesenk einzulegen. Im geschlossenen Zustand bilden die Gesenkteile
eine rombenförmige Öffnung, die der Form der später
verpressten Hülse entspricht. Zum Verpressen werden die
Gesenkteile manuell gegeneinander geschlagen. Für Kabelverbindungen kleiner
Querschnitte ist diese Vorrichtung nicht geeignet.
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Die
EP 1 329 989 B1 beschreibt
eine Verbindungshülse zu Herstellung einer Crimp-Spleiß-Verbindung
von einerseits sehr dünnen Leitungen, andererseits aber
auch bei verschiedenen Drahtdurchmessern. Durch die spezielle Konstruktion
des Verbinders sind sowohl Parallel-, als auch Kreuz-Spleißverbindungen
möglich. Durch verschiedene Schlitze und Vertiefungen,
welche in der ringförmigen Hülse vorgesehen sind,
kann der Verbinder je nach Anzahl und Dicke der eingelegten Adern
in verschiedene Endformen verformt werden, wobei immer ein sicheres
Verpressen erreicht wird. Der Crimpvorgang kann durch die spezielle
Form des Verbinders leicht mit einfachen Handwerkzeugen, wie einer
gewöhnlichen Zange erfolgen.
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Aus
der
DE 1 180 019 ist
eine Crimpzange mit einem geschlossenen ringförmigen Matrizenhalter
bekannt. Mit einem Matrizensatz ist es möglich, verschiedene
Größen und Typen elekt rischer Anschlusselemente
mit offenen Befestigungsfahnen anzudrücken. Hierbei handelt
es sich um eine Zange für die Konfektionierung von Kabeln,
d. h. zum Anbringen verschiedener Anschlusselemente an ein Kabelende.
Beim Crimpvorgang wird die anzubringende Klemme innerhalb der Zange
fixiert und damit in die richtige Lage relativ zu zwei Matrizensätzen
verbracht. Der erste Matrizensatz biegt die Fahnen der Klemme um
die Isolierung des Leiters, der zweite Matrizensatz verbiegt die
entsprechenden Fahnen um den abisolierten Teil des Kabels. Durch
die Bewegung der Matrizensätze entlang einer Steuerkurve werden
Matrize und Patrize einander angenähert, durch die Formgebung
wird ein korrektes Verbiegen der Fahnen sichergestellt. Solche Anschlussklemmen
werden heute kaum noch verwendet.
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Aus
der
WO 94/24733 ist
ein Werkzeug zum gleichzeitigen Verpressen einer Vielzahl von isolieren Drähten
in einem elektrischen Verbinder bekannt, wobei Verbinder unterschiedlicher
Höhen verarbeitet werden können. Dabei werden
die isolierten Drähte in einen Verbinder mit Schneidklemmkontakten
zunächst eingelegt. Der Verbinder wird dabei in einem Spleißkopf
gehalten und mit einem Pressglied in die u-förmigen Schneidklemmkontakte
eingepresst. Das Pressglied ist in vorgegebenen Stufen relativ zum Spleißkopf
verstellbar. Durch eine vorgegeben Einstellung der Position des
Pressgliedes beginnt der Presshub von einer unterschiedlichen Ausgangslage,
die an die Höhe des jeweiligen Verbinders angepasst ist.
Das Pressglied kann zum Beispiel über ein Zwischenglied,
das um ein Achse verdrehbar ist, verstellt werden. Das Zwischenglied
kann als Excenter oder mit Rastausnehmungen gestaltet sein, so dass bei
einer Verdrehung des Zwischengliedes jeweils ein anderer Abstand
zwischen Spleißkopf und Pressglied voreingestellt wird.
Der Spleißkopf wird über einen Hebel-Stift-Mechanismus
am Werkzeug festgeklemmt. Beim Pressvorgang wird diese Verbindung mit
der gesamten Presskraft beaufschlagt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Crimpwerkzeug zur Herstellung
von Crimp-Verbindungen bereit zu stellen, das eine Verbindung mehrerer
nicht isolierter Leiter in unterschiedlich großen Crimphülsen
ermöglicht und einfach zu handhaben ist. Die Verbindung
soll mit einem Crimpwerkzeug auch bei einer differierenden Anzahl
zu verbindender Leiter bzw. bei wechselnden Querschnitten möglich
sein, was unterschiedliche Crimpquerschnitte erfordert.
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Die
Aufgabe wird durch ein Crimpwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Die
Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, dass es
mit dem neuartigen Crimpwerkzeug möglich ist, mit nur einem
einzigen Werkzeug unterschiedliche Crimphülsen verarbeiten
zu können, wobei eine gleichbleibend gute Crimpverbindung
zwischen den Leitern und der Crimphülse hergestellt wird.
Das offene Crimpgesenk ermöglicht das seitliche Ein- und
Ausfädeln des Kabels, was bei engen räumlichen
Verhältnissen vorteilhaft sein kann und für die
Erzeugung einer Spleiß-Cimp-Verbindung unerlässlich
ist. Geschlossene Gesenke können in solchen Fällen
nicht verwendet werden, da sie sich nach Herstellung der Verbindung
von zwei Kabelenden nicht mehr vom Kabel entfernen ließen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer Crimpzange beschrieben,
kann aber ebenso auch als Crimpwerkzeug in einer Crimpmaschine Verwendung
finden.
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Eine
erfindungsgemäße Crimpzange zum Verbinden mehrerer
Leiter in einer Crimphülse umfasst ein zweiteiliges Crimpgesenk,
wobei jedem der Gesenkteile ein Zangen-Handgriff zugeordnet ist.
Die Handgriffe sind mit den Gesenkteilen antriebsbeweglich über
einen kraftübersetzten Antrieb, vorzugsweise einen Kniehebeltrieb,
verbunden, so dass beim Schließen der Handgriffe das Crimpgesenk
geschlossen wird, wobei an den Gesenkteilen die benötigte
Presskraft aufgebracht wird. Der dabei durchlaufene Presshub wird
durch die Berührung vorzugsweise zweier Anschlagflächen
begrenzt, welche an jedem Gesenkteil vorgesehen ist.
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In
den Gesenkteilen sind als Gesenkelemente vorzugsweise eine Matrize
und ein Stempel (Patrize) angeordnet, welche beim Schließen
des Gesenkes angenähert werden und die in Endstellung verbleibende Öffnung
zwischen Matrize und Stempel die Form und Größe
der fertigen Crimpverbindung bestimmt.
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Die
Zange umfasst natürlich auch eine Vorrichtung, beispielsweise
ein Zwangsgesperre, die ein Öffnen der Zange vor dem vollständigen
Durchlaufen des Presshubes und damit vor dem Abschluss des Crimpvorganges
verhindert. Solche Vorrichtungen sind dem Fachmann bekannt.
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Erfindungsgemäß ist
nun die Größe bzw. Höhe der zwischen
den Gesenkelementen Matrize und Stempel in der geschlossenen Endstellung
verbleibenden Öffnung einstellbar, indem mindestens eines
der Gesenkelemente im jeweiligen Gesenkteil vorzugsweise in Hubrichtung
beweglich gelagert und in verschiedenen Positionen feststellbar
ist. Die Verschiebbarkeit in Hubrichtung gewährleistet,
dass beim Pressvorgang kein Verkanten des verstellbaren Crimpelementes
erfolgen kann. Dabei ist es egal, ob der Stempel oder die Matrize verstellbar
sind, oder ob andere Gesenkelemente zur Herstellung der Crimpverbindung
verwendet werden.
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Für
die Bewegung und Feststellung des Gesenkelementes ist ein Stellmittel
vorgesehen, welches in dem Gesenkteil des zu verstellenden Elementes
angeordnet ist.
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Die
Anschlagflächen werden dabei nicht verändert,
so dass in jeder Einstellung des Crimpelementes der vorgegebene
und voreingestellte notwendige Presshub zum Erreichen einer sicheren Crimpverbindung
erzielt wird. Dies hat für den Bediener einen erhöhten
Komfort zur Folge, denn ein gleichbleibender Presshub gestattet
eine ergonomische Gestaltung der Handgriffe und des Abstands zwischen
diesen. Außerdem ist die taktile Rückkopplung
an den Bediener von dem eingestellten Crimpquerschnitt unabhängig,
sodass es für den Benutzer leichter ist, den Crimpvorgang
zügig durchzuführen.
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Die
Zange kann in besonderen Ausführungsformen neben dem erwähnten
Stellmittel weiterhin Mittel zur Feineinstellung des Presshubes
umfassen.
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Das
genannte Stellmittel kann beispielsweise durch ein Excenter oder
ein Polygon gebildet sein, welches vorzugsweise um eine Stellachse
drehbar in dem Gesenkteil gelagert ist, in welchem das Crimpelement
verstellbar ist. Das Crimpelement ist im Gesenkteil beweglich gelagert
und besitzt eine Steuerfläche, welche an das Stellmittel
angreift. Die Bewegung des Crimpelementes wird durch eine geeignete Führung,
beispielsweise eine Nut im Gesenkteil, in Richtung des Presshubes
beschränkt. Bei einer Drehung des Stellmittels um die Stellachse
wird das Crimpelement entsprechend des Abstandes der Steuerfläche
von der Achse verschoben.
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Das
Stellmittel ist in einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung eine fünfeckige Stellscheibe, deren Kanten einen
jeweils anderen senkrechten Abstand zur Stellachse aufweisen. Dabei wird
durch jeden Kantenabstand ein anderes Crimpmaß repräsentiert.
Die Steuerfläche des Crimpelementes liegt bei jeder der
fünf möglichen Abstandseinstellungen definiert
an einer Kante der Stellscheibe an.
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Die
Polygonform hat sich als besonders vorteilhaft für das
Stellmittel herausgestellt, da hier eine selbständige Verstellung
des Crimpelementes nicht möglich ist. Aufgrund der notwendigen Überwindung der
Polygonecken bei Drehung des Stellmittels und der sicheren Anlage
der Steuerfläche nimmt das Stellmittel bezüglich
der Steuerfläche nur sichere Lagen ein. Dabei kann das
Polygon je nach der Art, Anzahl und Größe der
verschiedenen zu verarbeitenden Crimphülsen beispielsweise
vier, fünf oder sechs Ecken haben.
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Aber
auch andere Formen des Stellmittels mit zwei oder mehr Steuerflächen
liegen im Rahmen der Erfindung.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren
dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht und eine Schnittansicht einer erfindungsgemäße
Crimpzange mit einer verstellbaren Matrize;
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2 eine
Detaildarstellung eines Gesenkes mit einem verstellbaren Crimpelement;
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3 eine
Detaildarstellung des Gesenkes gemäß 2 mit
einer anderen Einstellung des Crimpelementes.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Crimpzange 01 dargestellt.
Abb. a) zeigt die Zange 01 in einer teilweise aufgebrochenen
Darstellung, Abb. b) ist eine Schnittdarstellung entlang der Line
A-A in Abb. a).
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Die
Zange 01 umfasst zwei Handgriffe 02, 03,
welche antriebswirksam mit einem zweiteiligen Crimpgesenk verbunden
sind. Das zweiteilige Crimpgesenk umfasst ein erstes Gesenkteil 04,
welches dem Handgriff 02 zugeordnet ist und ein zweites
Gesenkteil 06, welches dem Handgriff 03 zugeordnet
ist. Die Handgriffe 02, 03 sind antriebswirksam über
einen Kniehebeltrieb mit den Gesenkteilen 04, 06 verbunden,
wobei beim Schließen der Handgriffe 02, 03 das
Crimpgesenk unter Durchlaufen eines definierten Presshubes geschlossen
wird. Im dargestellt geöffneten Zustand ist das Gesenk
soweit geöffnet, dass die im Crimpkontakt zu befestigenden
Adern von vorn in das Gesenk eingeführt und nach dem Crimpen
auch in dieser Richtung mitsamt dem Crimpkontakt entnommen werden
können. Dies ist bei der Fertigung von Spleißverbindungen
notwendig, wenn die verbundenen Aderenden nicht axial aus dem Gesenk
herausgezogen werden können.
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Das
erste Gesenkteil 04 umfasst als Gesenkelement eine Matrize 07,
welche verschiebbar im ersten Gesenkteil 04 angeordnet
ist. Dabei erfolgt eine Führung der Matrize 07 im
Gesenkteil 04 in einer in Hubrichtung verlaufenden Nut.
Als Stellmittel für die Verschiebung der Matrize 07 in
dieser Nut ist eine fünfeckige Stellscheibe 08 an
einer Stellachse 09 im ersten Gesenkteil 04 drehbar
gelagert. Die Stellscheibe 08 weist an ihrem Umfang fünf
Kanten 11-1 bis 11-5 auf, welche jeweils einen
anderen senkrechten Abstand a zur Stellachse 09 haben.
Die Matrize 07 weist eine Steuerfläche 12 auf,
welche im Betriebszustand an jeweils einer Kante 11 der
Stellscheibe 08 vollflächig anliegt.
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Zur
Verstellung der Matrize 07 wird die Stellscheibe 08 um
die Stellachse 09 gedreht, um eine andere der Kanten 11-1 bis 11-5 gegenüber
der Steuerfläche 12 der Matrize 07 anzuordnen.
Dazu ist an der Stellscheibe 08 eine Stellschraube 13 vorgesehen.
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Ein
nicht dargestelltes Halteelement, beispielsweise eine Feder ist
im ersten Gesenkteil 04 vorgesehen, um die Matrize 07 gegen
ein Herausfallen aus dem Gesenk zu sichern und um die Anlage der
Steuerfläche 12 an einer der Kanten 11-1 bis 11-5 der
Stellscheibe 08 zu gewährleisten.
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Das
erste Gesenkteil 04 umfasst weiterhin eine in dieser Ausführungsform
zweigeteilte Anschlagfläche 14, welche nach dem
Durchlaufen des Presshubes an einer Anschlagfläche 15 des
zweiten Gesenkteiles 06 zur Anlage kommt. Die Anschlagfläche 15 ist
hier ebenfalls zweigeteilt.
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Das
zweite Gesenkteil 06 umfasst als Gesenkelement einen Stempel 16,
welcher beim Schließen der Handgriffe 02, 03 gegenüber
der Matrize 07 zur Anlage kommt, sodass eine in das Gesenk
eingelegte nicht dargestellte Crimphülse in die durch die Matrize 07 und
den Stempel 16 vorgegebene Form gepresst wird.
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2 und 3 zeigen
jeweils ein Detail der erfindungsgemäßen Zange 01 mit
einer Einstellung der Matrize 07 für größere
und kleinere Crimphülsen. Die Zange 01 ist in
beiden Fällen in geschlossenem Zustand dargestellt.
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Die
Anschlagflächen 14, 15 der Gesenkteile 04 bzw. 06 berühren
einander, wenn der Presshub durchlaufen ist und die Handgriffe 02, 03 geschlossen
sind. Nach Erreichen dieses Zustands ist der Crimpvorgang abgeschlossen.
Zwischen der Matrize 07 und dem Stempel 16 verbleibt
dann eine Öffnung 17, welche die endgültige
Querschnittsform der Crimpverbindung nach dem Crimpvorgang darstellt.
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An
der Stellschraube ist eine Scheibe 18 befestigt, auf der
eine Markierung, beispielsweise "1,2" und "1,3", aufgebracht ist.
Die Stellschraube ist gegen Verdrehen gesichert. Ein Index 19 ist
auf dem ersten Gesenkteil 04 vorgesehen. Zum Verstellen
der verbleibenden Öffnung wird die Stellschraube gegen eine
Federkraft nach oben angehoben und kann dann verdreht werden, wodurch
die Einstellung für die verbleibende Öffnung 17 vorgenommen
wird. Die Markierung, die dem Index 19 gegenüberliegt,
ist die aktuell eingestellte Crimphöhe.
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In 3 ist
zu erkennen, dass nach einer Verdrehung der Stellscheibe 08 um
die Stellachse 09 die Größe der Öffnung 17 kleiner
geworden ist. Der der Markierung 19 gegenüberliegende
Abschnitt der Markierung 18 zeigt die Größe
der verbleibenden Crimpöffnung an. Der Stempel 16 dringt
in dieser Einstellung weiter in die Matrize 07 ein, jedoch
wird der Endanschlag des Presshubes unverändert durch die Anschlagflächen 14, 15 bestimmt.
Der Weg des Presshubes bleibt somit unverändert.
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- 01
- Zange
- 02
- Handgriff
- 03
- Handgriff
- 04
- Gesenkteil,
erstes
- 05
-
- 06
- Gesenkteil,
zweites
- 07
- Matrize
- 08
- Stellscheibe
- 09
- Achse
- 10
-
- 11
- Kante
- 12
- Steuerfläche
- 13
- Stellschraube
- 14
- Anschlagfläche
- 15
- Anschlagfläche-
- 16
- Stempel
- 17
- Öffnung
- 18
- Scheibe
- 19
- Index
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 3783487 [0006]
- - US 4385515 [0007]
- - EP 1329989 B1 [0008]
- - DE 1180019 [0009]
- - WO 94/24733 [0010]