DE3686426T2

DE3686426T2 - Crimpsteckverbinder mit paste zwischen der huelse und dem crimpkoerper.

Info

Publication number: DE3686426T2
Application number: DE8686300834T
Authority: DE
Inventors: Peter Howard
Original assignee: Raychem Corp
Current assignee: Raychem Corp
Priority date: 1985-02-06
Filing date: 1986-02-06
Publication date: 1993-03-11
Anticipated expiration: 2006-02-07
Also published as: HK1001073A1; DE3686426D1; CA1236189A; EP0190938B1; US4600804A; JPS61188869A; EP0190938A3; ATE79695T1; EP0190938A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Crimpverbinder zum elektrischen Verbinden von Drähten.
Bekannte Crimpverbinder weisen typischerweise eine Isolationsdurchstechhülse auf, die von einem Crimpkörper umgeben ist, der von einer polymeren Hülse umgeben ist, und eine elektrische Verbindung zwischen Drähten, die in einen Hohlraum der Isolationsdurchstechhülse eingeführt sind, wird durch Crimpen einer Außenfläche der Hülle mit einem geeigneten Werkzeug, wie beispielsweise einer Zange erreicht. Bei derartigen Verbindern besteht ein Problem darin, daß eine unangemessen große Kraft erforderlich ist, um die Isolationsdurchstechhülse angemessen zu quetschen bzw. zu crimpen, um einen angemessenen elektrischen Kontakt mit den Drähten herzustellen, und ein weiteres Problem besteht darin, daß die Drähte häufig korrodieren. Bei einem Versuch, das Korrosionsproblem zu lösen, ist bereits vorgeschlagen worden, einen Innenhohlraum des Verbinders mit einem Isolierfett zu füllen, aber diese Lösung ist nachteilig, da sie das Einführen der Drähte in den Verbinder erschwert. Außerdem neigt das Fett häufig dazu, aus dem Verbinder auszufließen, wodurch die Drähte Korrosion ausgesetzt werden.
Die DE-A-1 911 140 beschreibt einen elektrischen Verbinder, der eine dielektrische Verbindung enthält und eine durch Druck verformbare elektrische leitfähige Hülse in einem rohrförmigen Kunststoffmantel aufweist. Eine radiale Verengung ist in der Mantelwand ausgebildet, um bei Verformung der Hülsen um miteinander zu verbindende Leiter ein ungehindertes Fließen der Verbindung aus dem Mantel zu verhindern. Die Verbindung ist ein pastöses Material, und die Hülse kann Zinken tragen, um die Isolierung der Drähte zu durchstechen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obengenannten Nachteile zu beseitigen und einen Crimpverbinder bereitzustellen, der eine relativ geringe Kraft erfordert, um Drähte darin zu crimpen und elektrisch zu verbinden, und der den Drähten anschließend an das Crimpen zwangsläufig eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit verleiht.
Die vorliegende Erfindung stellt daher einen elektrischen Crimpverbinder bereit, der folgendes aufweist:
eine Einrichtung zum Durchstechen elektrischer Leiter, wobei die Einrichtung einen zentralen Hohlraum aufweist;
einen Crimpkörper, der die Durchstecheinrichtung umgibt;
eine Isolierhülle, die um den Crimpkörper herum angeordnet ist;
und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Verbinder zusätzlich folgendes aufweist: eine Einrichtung, um zwischen einer Außenfläche des Crimpkörpers und einer Innenfläche der Isolierhülle einen Raum zu bilden; und
ein Gel, das innerhalb des Raums angeordnet ist; und daß die Durchstecheinrichtung und der Crimpkörper Durchgangslöcher aufweisen, damit das Gel beim Crimpen des Verbinders in den zentralen Hohlraum fließen kann.
Vertiefungen können zwischen einer Außenfläche des Crimpkörpers und einer Innenfläche der Hülle ausgebildet sein, so daß dazwischen ein Raum gebildet wird, und ein Isoliergel mit einem räumlichen Netzwerk ist in dem Raum angeordnet. Der Crimpkörper und die Isolationsdurchstechhülse können jeweils Löcher haben, die in Seitenwänden davon ausgebildet sind und Bahnen bilden, damit das Gel beim Crimpen des Verbinders in einen zentralen Hohlraum der Isolationsdurchstechhülse eintritt. Beim Crimpen des Verbinders wird folglich das in dem Raum befindliche Gel in den Hohlraum gedrückt und schützt somit darin gecrimpte Drähte. Außerdem bilden die Vertiefungen Bereiche erhöhter Kraftkonzentration an dem Crimpkörper und der Isolationsdurchstechhülse, so daß eine relativ geringe Crimpkraft erforderlich ist, um einen guten elektrischen Kontakt mit den Drähten herzustellen.
Nachstehend wird ein Crimpverbinder gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der
Fig. 1 ein Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Crimpverbinder 2, der eine metallische Isolationsdurchstechhülse 4 aufweist, die in einer im wesentlichen zylindrischen Konfiguration ausgebildet ist, wobei die Isolationsdurchstechhülse 4 Isolationsdurchstech-Widerhaken 6 aufweist, die nach radial innen verlaufen. Die Widerhaken 6 dienen dazu, eine elektrische Verbindung mit Drähten oder Leitern 28 herzustellen, die in den Crimpverbinder 2 eingeführt sind, wenn der Crimpverbinder mit irgendeinem geeigneten Werkzeug gecrimpt wird, wobei die Widerhaken 6 gegebenenfalls vorhandene Isolierschichten auf den Drähten 28 durchstechen, obwohl auf den Drähten 28 nicht notwendigerweise Isolierschichten vorhanden sein müssen, die zu durchstechen sind.
Die Hülse 4 weist ferner eine Vielzahl von Löchern 8 auf, die durch Seitenwände davon verlaufen. Die Hülse 4 ist von einem metallischen Crimpkörper 10 umgeben, der ebenfalls eine Vielzahl von zweiten Löchern 12 darin hat, von denen wenigstens einige mit den Löchern 8 kommunizieren. Der Crimpkörper 10 ist ebenfalls im wesentlichen zylindrisch und hat ein geschlossenes axiales Ende 16 und ein offenes axiales Ende 18. Der Crimpkörper 10 ist von einer Isolierhülle 20 umgeben, die ein erstes und ein zweites offenes axiales Ende 22, 24 hat, wobei das Ende 24 dimensioniert ist, um ein Einführen der Drähte 28 zuzulassen. Vertiefungen 14 sind zwischen dem Crimpkörper 10 und der Hülle 20 ausgebildet, um einen Raum 15 dazwischen zu bilden, und ein Isoliergel 26 ist in dem Raum 15 angeordnet.
Das Gel 15 dient dazu, die Drähte 28 vor nachteiligen Einwirkungen durch die Umgebung, wie beispielsweise Korrosion zu schützen. Ein Gel, das ein räumliches Netzwerk aufweist, ist erwünscht, um einen besseren Schutz gegenüber der Umgebung zu erhalten. Das Gel kann insbesondere ein Urethan-, Silicon- oder Nicht-Silicon-Flüssigkautschuk sein, der vor dem Vernetzen eine geringe oder keine Ungesättigtkeit hat, wobei der Flüssigkautschuk dann vernetzt wird, um das Gel zu bilden. Derartige Gele sind in der EP-A-108518 und in der EP-Patentanmeldung Nr. 85 306 157.0 beschrieben. Insbesondere hat das Gel bevorzugt einen Konuspenetrationswert zwischen 100 und 350 (10&supmin;¹ mm), noch bevorzugter zwischen 200 und 300 (10&supmin;¹ mm) und am meisten bevorzugt zwischen 240 und 270 (10&supmin;¹ mm) und eine Bruchdehnung von wenigstens 200%. Im vorliegenden Zusammenhang sind die Konuspenetrationswerte gemäß ASTM D-937-77 gemessene Werte und die Bruchdehnungen mit einem Testverfahren wie beispielsweise ASTM D-412 gemessene Bruchdehnungen. Gele vom beschriebenen Typ haben die Eigenschaft, daß sie dazu neigen, eine kohäsive Struktur aufrechtzuerhalten, selbst wenn sie Crimpkräften unterworfen werden, und neigen folglich nicht dazu, aus dem Verbinder auszulaufen und auszusickern, was bei einem Fett, das keine inhärente kohäsive räumliche Netzwerkstruktur hat, der Fall wäre. Somit kann das Gel 26 den Drähten 28 sowie anderen Bestandteilen des Verbinders 2 einen ausgezeichneten Schutz gegenüber der Umgebung bieten.
Die Vertiefungen 14, der Raum 15 und die Löcher 8, 12 sind alle so dimensioniert, daß beim Crimpen des Verbinders durch ein geeignetes Werkzeug anschließend an das Einführen der Drähte 28 darin das Gel 26 aus dem Raum 15 ausreichend weit herausgedrückt wird, um den Hohlraum 17, der von der Isolationsdurchstechhülse 4 gebildet ist, zu füllen oder im wesentlichen zu füllen, so daß die Drähte 28 gegenüber der Umgebung vollständig geschützt sind. In Fig. 1 sind alle Dimensionen stark übertrieben und nicht maßstabsgetreu gezeichnet, um das Verständnis der Struktur der verschiedenen gezeigten Komponenten zu erleichtern.
Die Vertiefungen 14, der Raum 15 und die Löcher 8, 12 sind alle so dimensioniert, daß beim Crimpen des Verbinders durch ein geeignetes Werkzeug anschließend an das Einführen der Drähte 28 darin das Gel 26 aus dem Raum 15 ausreichend weit herausgedrückt wird, um den Hohlraum 17, der von der Isolationsdurchstechhülse 4 definiert ist, zu füllen oder im wesentlichen zu füllen, so daß die Drähte 28 gegenüber der Umgebung vollständig geschützt sind. In Fig. 1 sind alle Dimensionen stark übertrieben und nicht maßstabgetreu gezeichnet, um das Verständnis der Struktur der verschiedenen gezeigten Komponenten zu erleichtern.
Ein weiterer Vorteil der Vertiefungen 14 ist, daß sie Bereiche von Spannungs- oder Kraftkonzentration auf den zu crimpenden Verbinder 2 bilden, wobei die Kraft und die Spannungen auf bestimmte Bereiche der Isolationsdurchstechhülse 4 konzentriert sind, die im wesentlichen radial in Reihe mit den Vertiefungen 14 liegen, und daher werden in lokalisierten Bereichen höhere Drücke erzeugt, was dem Verbinder eine größere Einschneidkraft verleiht, anstelle des wesentlich breiteren geringeren Drucks, der bei bekannten Verbindern, die nicht mit solchen Vertiefungen versehen sind, erzeugt wird.
Obwohl es möglich ist, den gesamten Verbinder einschließlich des Hohlraums 17 während der Herstellung mit dem Gel 26 zu füllen und das Gel in dem Raum 15 zwischen dem Crimpkörper 10 und der Isolierhülle 20 vorzusehen, kann es erwünscht sein, den Hohlraum 17 vor dem Crimpen frei von Gel zu halten, was den Vorteil hat, daß es leichter ist, die Drähte 28 in dem Hohlraum 17 zu installieren. Eine Möglichkeit sicherzustellen, daß vor dem Crimpen kein Gel 26 in dem Hohlraum 17 ist, besteht darin, eine Gelschicht um eine Außenfläche des Crimpkörpers 10 herum anzubringen, bevor die Hülle 20 darum herum angebracht wird. Wenn es jedoch erwünscht ist, daß das Gel einen Innenraum des Verbinders 2 einnimmt, wäre eine Möglichkeit, dies zu erreichen, einfach ein Gelvorprodukt in den Verbinder anschließend an dessen Herstellung einzupressen, wobei ein derartiges Einpressen durch ein offenes axiales Ende 24 der Hülle durchgeführt wird, wobei ein entgegengesetztes axiales Ende 22 der Hülle zur Verfügung steht, um überschüssiges eingepreßtes Gel abzuführen. Das Vorsehen des entgegengesetzten offenen axialen Endes 22 der Hülle ist ferner eine einfache Möglichkeit, um eine Prüfsonde in den Verbinder 2 einzuführen, um mit dem geschlossenen axialen Ende 16 des Crimpkörpers 10 einen Kontakt herzustellen, um festzustellen, ob ein elektrischer Kontakt mit den Drähten 28 erfolgt ist. Zu diesem Zweck ist ein Silicongel wünschenswert, da es von einer Prüfsonde durchdrungen werden kann und sich das Silicongel rückstellt, um anschließend an das Entfernen der Sonde eine ausgezeichnete Abdichtung für die Öffnung 22 gegenüber der Umgebung zu bilden.
Die Vertiefungen 14 können beim Formen des Crimpkörpers 10 integral mit diesem ausgebildet werden, wobei Prägen ein geeignetes Verfahren ist, oder alternativ können die Vertiefungen 14 an der Isolierhülle 20 ausgebildet werden. Ferner können die Vertiefungen 14 auch ein getrenntes Element aufweisen, das unabhängig an der Hülle 20 oder dem Crimpkörper 10 ausgebildet und kein integrales Teil davon ist. Schließlich können die Vertiefungen 14 gewünschtenfalls sowohl an dem Crimpkörper 10 als auch an der Hülle 20 ausgebildet werden. Bevorzugt ist die Hülle 20 ein rückstellbares Element, bevorzugt ein wärmerückstellbares Element, das um den Crimpkörper 10 herum rückgestellt wird, wobei derartige wärmerückstellbare Elemente im Stand der Technik wohlbekannt sind.

Claims

1. Elektrischer Crimpverbinder (2), der folgendes aufweist:

eine Einrichtung (4) zum Durchstechen elektrischer Leiter, wobei die Einrichtung einen zentralen Hohlraum aufweist;

einen Crimpkörper (10), der die Durchstecheinrichtung umgibt;

eine Isolierhülle (20), die um den Crimpkörper herum angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder zusätzlich folgendes aufweist: eine Einrichtung (14), um zwischen einer Außenfläche des Crimpkörpers und einer Innenfläche der Isolierhülle einen Raum zu bilden; und ein Gel (15), das innerhalb des Raumes angeordnet ist;

und daß die Durchstecheinrichtung und der Crimpkörper Durchgangslöcher (8, 12) aufweisen, damit das Gel beim Crimpen des Verbinders in den zentralen Hohlraum fließen kann.

2. Verbinder nach Anspruch 1, wobei der Crimpkörper, die Durchstecheinrichtung und die Isolierhülle im wesentlichen Zylinderform haben, wobei ein axiales Ende (16) des Crimpkörpers geschlossen ist und das andere axiale Ende (18) offen ist, während beide axialen Enden (22, 24) der Hülle (20) offen sind.

3. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Durchstecheinrichtung (4) fähig ist, die Isolation des elektrischen Leiters zu durchstechen, der Crimpkörper (10) aus Metall ist und die Isolierhülle (20) aus einem polymeren Material besteht.

4. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülle (20) rückstellbar ist.

5. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung, um einen Raum zwischen dem Crimpkörper und der Isolierhülle zu bilden, Vertiefungen (14) aufweist, die zwischen dem Crimpkörper (10) und der Hülle (20) vorgesehen sind.

6. Verbinder nach Anspruch 5, wobei die Vertiefungen (14) integrale Bestandteile des Crimpkörpers (10) oder der Hülle (20) sind.

7. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gel eine Konuspenetration zwischen 100 und 350 (10&supmin;¹ mm), bevorzugt zwischen 200 und 300 (10&supmin;¹ mm), und eine Bruchdehnung von wenigstens 200% hat.

8. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gel derart in dem Raum angeordnet ist, daß ein zentraler Hohlraum (17) der Durchstecheinrichtung vor dem Crimpen des Verbinders im wesentlichen frei von Gel ist.

9. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülle (20) ein offenes axiales Ende (22) hat, das einem geschlossenen axialen Ende (16) des gecrimpten Körpers gegenübersteht, um einen Zugang zu dem Crimpkörper (10) zu ermöglichen, so daß eine Prüfsonde an den Crimpkörper anschließbar ist, um die elektrische Verbindung mit den gecrimpten Leitern zu bestimmen.

10. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung unter Verwendung eines Verbinders nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gel in dem Raum zwischen dem Crimpkörper (10) und der Hülle (20) durch Einspritzen eines Gelvorproduktes unter Druck an einem axialen Ende (24) der Hülle angeordnet wird, wobei überschüssiges Gelvorprodukt den Verbinder durch ein gegenüberliegendes axiales Ende (22) der Hülle verläßt.

11. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung nach Anspruch 10, wobei das Gelvorprodukt anschließend an das Einspritzen in die Hülle gehärtet wird.