DE3804470A1 - Verfahren zum verbinden elektrischer leitungen mit crimpanschluessen und anordnung eines leitungsverbinders - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungsverfahren für elektrische Leitungen für Crimpanschlüsse (Quetschanschlüs­ se) sowie den Aufbau eines Leitungsverbinders.

Im allgemeinen besteht ein Crimpanschluß aus einem Kontakt­ abschnitt, der auf einem elektrischen Gerät oder dergleichen, welches verbunden werden soll, angebracht ist, aus einem Crimpabschnitt, welcher einstückig mit dem Kontaktabschnitt ausgebildet ist, eines elektrischen Leitungsdrahts, und aus einem Isolierbeschichtungs-Crimpabschnitt, welcher einstückig mit dem Leitercrimpabschnitt ausgebildet ist. Der Crimpab­ schnitt des elektrischen Leitungsdrahts wird zum Crimpen des elektrischen Leitungsdrahts verwendet, also des Draht­ kerns, an den Anschluß, und der Isolierbeschichtungs-Crimp­ abschnitt wird zur Befestigung eines äußeren, am Umfang vor­ gesehenen Isolators des elektrischen Drahts an dem Anschluß­ punkt verwendet, wobei der den äußeren Umfang beschichtende Isolator stetig mit dem Drahtkern verläuft.

Der Crimpabschnitt des elektrischen Leiterdrahts und der Crimpabschnitt der Isolierbeschichtung bestehen jeweils aus einem Zungenteil, welcher an beiden Kanten nach oben abge­ bogen und gekrümmt ist, um elastische Crimparme auszubilden. Durch den Zungenteil und seine elastischen Crimparme wird ein Raum ausgebildet zur Aufnahme des Drahtkern, also des Leiters des elektrischen Drahts, und der Isolierbeschichtung des elektrischen Drahts. Die Leiter, von denen die Beschich­ tung entfernt wurde, also die Drahtkerne, werden in den Draht­ leiter-Crimpabschnitt eingeführt, und der Draht mit der Be­ schichtung wird in den Beschichtungs-Crimpabschnitt einge­ führt. Die jeweiligen Crimpabschnitte werden durch Werkzeuge gecrimpt, um die Verbindung zu bewerkstelligen. Die voran­ stehend beschriebenen Crimparme werden plastisch deformiert, so daß sie in engen Kontakt mit den Drahtkernen kommen. Selbst nachdem der Befestigungsdruck des Werkzeugs entfernt wurde, stehen die Crimparme in Druckkontakt mit den Drahtkernen, und zwar in Folge der in den elastischen Crimparmen verblei­ benden Elastizität. Der Kontaktdruck der elastischen Crimp­ arme gegen die Drahtkerne hängt von der Größe der plastischen Deformation der elastischen Crimparme ab. Falls die plastische Deformation ungenügend ist, so ist auch der Kontaktdruck für die Drahtkerne ungenügend, und der elektrische Widerstand zwischen dem Crimpabschnitt des elektrischen Leitungsdrahtes und den Drahtkernen vergrößert sich. Dies führt dazu, daß eine Gefahr besteht, daß Wärme entwickelt wird oder ein Brand, oder es wird eine Fehlfunktion des über den Anschluß ver­ bundenen elektrischen Geräts herbeigeführt.

Um derartige Schwierigkeiten auszuschalten gibt es eine Ab­ messungstoleranz für die Höhe des Crimpabschnitts des Leiters, um den Kontaktdruck des Drahtleiters bei der Qualitätssteu­ erung auf einem geeigneten Pegel festzusetzen. Falls jedoch eine große Toleranz festgesetzt wird, so wird es unvermeidlich, daß die Anzahl der Herstellungsschritte vergrößert wird.

Weiterhin ist die Querschnittsform der elektrischen Drähte im wesentlichen elliptisch, und es gibt eine Anzahl von Lücken oder Leerstellen zwischen dem Crimpabschnitt für den Draht­ leiter und den Drahtkernen und zwischen benachbarten Draht­ kernen. lm Ergebnis wird ein isolierendes Material wie ein Qxidfilm oder dergleichen auf einer inneren Umfangsoberfläche des Crimpabschnitts für den Drahtleiter und der äußeren Um­ fangsoberfläche der Drahtkerne erzeugt, welches mit der Zeit den elektrischen Widerstand vergrößert. Um den elektrischen Widerstand zu verringern wurde ein Lötverfahren vorgeschlagen. Allerdings wird der gelötete Teil ausgehärtet oder gehärtet und wird dadurch brüchig. Falls Schwingungen oder dergleichen an dem zerbrechlichen gelöteten Teil angreifen, so kann die Verbindung leicht aufgebrochen werden.

Zur Behebung der voranstehend angegebenen Schwierigkeiten wird in vorteilhafter Weise gemäß der vorliegenden Erfindung eine Anordnung eines elektrischen Drahtverbinders für einen Crimpanschluß bereitgestellt, bei welcher keine großen Ab­ messungstoleranzen für den Crimpabschnitt für einen elek­ trischen Drahtverbinder bereitgestellt werden müssen, bei welchem keine Gefahr besteht, daß sich isolierendes Material zwischen dem Crimpabschnitt für den elektrischen Drahtleiter und Drahtkernen oder zwischen benachbarten Drahtkernen bildet, und bei welcher der elektrische Widerstand der Verbinderanord­ nung sehr klein ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in vorteilhafter Weise ein Verfahren zum Verbinden elektrischer Drähte für einen Crimpanschluß bereitgestellt, bei welchem eine leitfähige Paste zumindest auf das Innere des Drahtleiter-Crimpabschnitts des Crimpanschlusses und auf die elektrischen Leitungsdrähte aufgebracht wird und daraufhin die elektrischen Leitungsdrähte in den Crimpabschnitt für den elektrischen Leitungsdraht eingeführt werden, um mit der leitfähigen Paste Lücken oder Leerstellen zwischen dem Crimpabschnitt des elektrischen Leitungsdrahts und den elektrischen Leitungsdrähten zu füllen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Räume oder Lücken mit der leitfähigen Paste gefüllt, die zwischen einer inneren Umfangsoberfläche des Crimpabschnitts für den elektrischen Leitungsdraht und den elektrischen Leitern, also den Draht­ kernen, und/oder zwischen den benachbarten elektrischen Lei­ tungsdrähten gebildet werden. Daher wird der elektrische Widerstand des Verbindungsabschnitts zwischen dem Crimp­ abschnitt für den elektrischen Leitungsdraht und den Kernen der elektrischen Drähte wesentlich verringert. Selbst wenn eine Abmessung des Crimpabschnitts für den elektrischen Lei­ tungsdraht um einen gewissen Betrag von der vorher festgelegten Abmessungstoleranz abweichen würde, ist es darüber hinaus möglich, ein Ansteigen des elektrischen Widerstands zu unter­ drücken.

Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung in vorteil­ hafter Weise ein Verbindungsverfahren für elektrische Drähte für Crimpanschlüsse sowie eine Anordnung eines hierfür ein­ setzbaren Verbinders für elektrische Drähte bereitgestellt, die sich dadurch auszeichnen, daß die Lücken mit leitfähiger Paste gefüllt werden, so daß ein Anstieg des elektrischen Widerstands des Verbindungsabschnitts für die elektrischen Drähte in Folge von Oxidbildung oder dergleichen verhindert werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand zeichnerisch darge­ stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen sich weitere Vorteile und Merkmale ergeben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Anschlusses, an welchen ein elektrischer Draht gemäß der vorliegenden Er­ findung angecrimpt wurde;

Fig. 2A und 2B, 2 C und 2 D Arbeitsverfahren zum Anbringen von leitfähiger Paste gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem elektrischen Widerstand eines gecrimpten Abschnitts und einem vergangenen Zeitraum, gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Perspektivansicht eines Anschlusses, an welchen ein elektrischer Draht gemäß der vorliegenden Er­ findung angecrimpt wurde;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V von Fig. 4.

Ein konventioneller Anschluß ist in Fig. 4 und 5 darge­ stellt. Der Crimpanschluß A besteht aus einem Kontaktabschnitt 1, einem stetig mit dem Kontaktabschnitt 1 ausgebildeten Crimpabschnitt 2 für elektrische Leitungsdrähte, der die elektrischen Leitungsdrähte crimpt, und einem stetig mit dem Crimpabschnitt 2 für die elektrischen Leitungsdrähte ausgebildeten Beschichtungs-Crimpabschnitt 3, welcher einen äußeren Umfangsabschnitt der Beschichtung des elektrischen Drahts crimpt.

Der Crimpabschnitt 2 für elektrische Leitungsdrähte und der Beschichtungs-Crimpabschnitt 3 sind mit einstückig mit dem Kontaktabschnitt 1 ausgebildeten Zungenabschnitten versehen, wobei beide Enden der Zungenabschnitte nach oben gebogen und weiterhin nach innen gekrümmt sind, um elastische Crimparme 9 beziehungsweise 10 auszubilden. Räume zur Aufnahme elek­ trischer Leitungsdrähte, also für Drahtkerne 4 und eine Be­ schichtung 5 des elektrischen Drahts, werden innen durch die elastischen Crimparme 9 und 10 und die ursprünglichen Zungenabschnitte ausgebildet, welche Bodenwände bilden.

Der derart ausgebildete Crimpanschluß A wird mit den elektri­ schen Drähten verbunden, so daß die Drahtkerne 4, von denen die Beschichtung 5 abgestreift wurde, und der nicht abisolier­ te Abschnitt des elektrischen Drahtes, welcher die Beschich­ tung 5 aufweist, in den Crimpabschnitt 2 für elektrische Leiterdrähte beziehungsweise den Beschichtungs-Crimpabschnitt 3 eingeführt werden.

Die elastischen Crimparme 9 werden in engem Kontakt mit den Drahtkernen 4 durch den Crimpdruck eines Werkzeugs plastisch verformt. Selbst nachdem der Crimpdruck des Werkzeugs ent­ fernt wurde, werden die elastischen Crimparme 9 in Druck­ kontakt mit den Drahtkernen 4 durch Restelastizität oder Federkraft in den elastischen Crimparmen 9 gehalten.

Der Kontaktdruck der Drahtkerne 4 der elastischen Crimparme 9 hängt ab von der Größe der plastischen Deformation der elastischen Crimparme 9 mittels eines Werkzeugs. Falls die plastische Deformation ungenügend ist, so ist auch der Kontakt­ druck der Drahtkerne 4 ungenügend, so daß sich der elektrische Widerstand zwischen dem Crimpabschnitt 2 für die elektrischen Leitungsdrähte und den Drahtkernen 4 vergrößert.

Bislang wurde eine derartige Qualitätssteuerung für diese Produkte vorgenommen, daß Abmessungstoleranzen in einer Höhe von H des Crimpabschnitts 2 für die elektrischen Leitungsdrähte festgelegt wurden, um übermäßigen oder ungenügenden Kontakt­ druck in den elektrischen Leitungsdrähten zu vermeiden, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Weiterhin ist die Querschnitts­ form der elektrischen Leiter elliptisch, was zur Ausbildung mehrerer Leerstellen oder Lücken 6 zwischen dem Crimpabschnitt 2 für die elektrischen Drähte und den Drahtkernen 4 und/oder zwischen den benachbarten Drahtkernen 4 führt. Es treten daher deswegen Nachteile auf, weil isolierendes Material wie ein Oxidfilm oder dergleichen auf äußeren Oberflächen der Drahtkerne 4 und inneren Oberflächen des Crimpabschnitts 2 für elektrische Leitungsdrähte gebildet wird, um mit fort­ schreitender Zeit den elektrischen Widerstand zu vergrößern.

Nachstehend wird unter Bezug auf die Fig. 1 bis 3 eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung be­ schrieben.

In den Fig. 1, 2A, 2B, 2C und 2D werden dieselben Bezugs­ ziffern verwendet, um dieselben Teile oder Komponenten wie in Fig. 4 und 5 zu bezeichnen.

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht mit einer Darstellung eines erfindungsgemäßen Crimpanschlusses. Auf dieselbe Weise wie bei dem bekannten Aufbau besteht der Crimpanschluß A aus einem Kontaktabschnitt 1, einem mit dem Kontaktabschnitt 1 verbundenen Crimpabschnitt 2 für elektrische Leitungsdrähte, und einem einstückig mit dem Crimpabschnitt 2 für elektrische Leitungsdrähte ausgebildeten Beschichtungs-Crimpabschnitt 3. Allerdings wird gemäß der vorliegenden Erfindung, nachdem leitfähige Paste auf das Innere des Crimpabschnitts 2 für elektrische Leitungsdrähte und/oder auf elektrische Leitungs­ drähte oder Kerne 4, die in den Crimpabschnitt 2 für elektri­ sche Leitungsdrähte eingeführt werden sollen, aufgebracht wurde, die elektrische Leitung in den Crimpabschnitt 2 für elektrische Leitungsdrähte eingeführt, um den Crimpabschnitt 2 für elektrische Leitungsdrähte zu crimpen, so daß Lücken oder Leerräume vermieden werden, die zwischen den Kernen 4 der elektrischen Drähte und dem Crimpabschnitt 2 für elektri­ sche Leitungsdrähte und zwischen den Kernen 4 der elektrischen Drähte selbst gebildet werden, und dies macht den Unterschied zum bekannten Verfahren aus.

Als leitfähige Paste werden Materialien verwendet, die eine gute (elektrische) Leitfähigkeit aufweisen, beispielsweise Kupferpaste oder dergleichen.

Bei dem Verfahren zum Anbringen der leitfähigen Paste, wie es in Fig. 2A dargestellt ist, wird die leitfähige Paste 7 in einem Behälter 8 gehalten, und, wie in Fig. 2B gezeigt ist, der elektrische Draht 4 wird in die leitfähige Paste 7 eingetunkt.

Der elektrische Draht 4, der aus der leitfähigen Paste 7 aufgenommen wurde, wird in den Crimpabschnitt 2 für elektrische Leitungsdrähte des Anschlusses B (vergleiche Fig. 2A und 2B) eingeführt.

Da die Kerne 4 der elektrischen Drähte mit der leitfähigen Paste 7 unter Ausbildung praktisch keiner Leerräume beschichtet sind, so wird, wenn der Crimpabschnitt 2 des elektrischen Leitungsdrahts gecrimpt wird, die leitfähige Paste 7 genügend zwischen dem Crimpabschnitt 2 für den Leiter und den Kernen 4 der elektrischen Drähte und zwischen benachbarten Drahtkernen 4 ausgebreitet.

Anstatt den elektrischen Draht 4 in die leitfähige Paste einzutauchen, kann der Crimpabschnitt 2 für die elektrischen Drähte in die leitfähige Paste eingetaucht werden, um genügend mit dieser beschichtet zu werden, und dann wird der elektrische Draht 4 in den derart eingetauchten Leiter-Crimpabschnitt 2 eingeführt, so daß der Leiter-Crimpabschnitt 2 gecrimpt wird. Auf diese Weise kann die leitfähige Paste 7 in die Lücken oder Leerräume eingefüllt werden.

Wenn der Crimpanschluß mit dem Crimpabschnitt 2 für einen elektrischen Leiter versehen ist, kann der Crimpanschluß jegliche gewünschte Form annehmen. Beispielsweise kann der Crimpanschluß vom runden Typ A mit einer Öffnung sein, wie in Fig. 1 dargestellt ist, oder vom weiblichen Typ B gemäß Fig. 2A.

Der Verbindungsabschnitt für elektrischen Leitungsdraht, der mit der leitfähigen Paste 7 gefüllt wurde, weist einen vergrößerten Kontaktbereich zwischen dem Leitercrimpabschnitt 2 und den Drahtkernen 4 auf, so daß sein elektrischer Wider­ stand verringert ist. Darüber hinaus wird die Ausbildung eines Oxidfilms unterdrückt, da der Leitercrimpabschnitt 2 durch die leitfähige Paste 7 versiegelt ist, so daß eine Erhöhung des elektrischen Widerstands infolge eines Alterungs­ prozesses, wie sie bei dem Aufbau nach dem Stand der Technik geschieht, verhindert werden kann. Fig. 3 ist eine Darstellung des altersbedingten Wandels des elektrischen Widerstands des Verbindungsabschnitt für elektrische Leitungen, welcher sich in einer auf hoher Temperatur gehaltenen Atmosphäre befindet. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Graphen gibt die Ordinate den Widerstand und die Abszisse die Zeit an. Wie aus dem Graphen deutlich wird, steigt der elektrische Wider­ stand C eines konventionellen Verbindungsabschnitt für einen elektrischen Leitungsdraht allmählich an, der elektrische Widerstand D des Verbindungsabschnitts gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch ohne jegliche altersbedingte Änderung auf einem niedrigen Pegel gehalten.

Die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend noch einmal beschrieben.

(a) Da die Leerräume in dem Crimpabschnitt mit der leitfähigen Paste gefüllt werden, so daß die Atmosphäre von der Kontakt­ oberfläche ferngehalten wird, wird die Ausbildung eines Oxid­ films unterdrückt, und ein allmähliches Ansteigen des elek­ trischen Widerstands infolge des Alterns, welches bei dem konventionellen Verfahren unvermeidlich ist, kann ausgeschaltet werden.

Es ist daher möglich, die Hitzeerzeugung des Crimpabschnitts für elektrische Leitungsdrähte und die Störung eines Zusammen­ bruchs des Crimpabschnitts zu verhindern. Es ist ebenfalls möglich, einen Drahtleiter-Crimpabschnitt bereitzustellen, welcher eine hohe Verläßlichkeit aufweist und bei welchem keine Gefahr einer Störung eines mit dem Anschluß verbundenen elektrischen Gerätes besteht.

Zusätzlich wird die leitfähige Paste nicht wie etwa beim Löten gehärtet, und es besteht kein Risiko in Bezug auf Zer­ springen oder Lösen der Verbindung. Daher kann der Anschluß unter so ungünstigen Umständen verwendet werden, bei welchen Schwingungen an dem Anschluß angreifen.

(b) Es ist erforderlich, einen Kontaktdruck auf einem ge­ eigneten Pegel zwischen dem Crimpabschnitt für den elektrischen Leitungsdraht und den Drahtkernen aufrechtzuerhalten. Daher muß eine schwerwiegende Abmessungstoleranz für den Crimp­ abschnitt für die elektrischen Leitungsdrähte bei dem konven­ tionellen Verfahren gewählt werden. Dies erfordert eine Anzahl von Schritten, um den Erfordernissen zu genügen. Da es jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist, derart schwerwiegende Abmessungstoleranzen zu wählen, kann die Crimparbeit erleichtert werden, um so die Anzahl von Arbeitsschritten zu verringern.

Claims (8)

1. Verbindungsverfahren für elektrische Drähte für einen Anschluß (A), welcher aus einem Kontaktabschnitt (1) be­ steht, einem mit dem Kontaktabschnitt (1) verbundenen Crimpabschnitt (2) für elektrische Leitungsdrähte zum Crimpen von Leitern (4) eines elektrischen Drahtes, und einem Beschichtungs-Crimpabschnitt (3), welcher mit dem Crimpabschnitt (2) für elektrische Leitungsdrähte verbunden ist, um einen äußeren Umfang einer Beschichtung (5) des elektrischen Drahts zu crimpen, gekennzeich­ net durch folgende Schritte:
Anbringen einer leitfähigen Paste (7) an zumindest dem Inneren des Crimpabschnitts (2) für die elektrischen Lei­ tungsdrähte des Crimpanschlusses (A) und/oder den Leitern (4) des elektrischen Drahtes, und nachfolgendes Einführen der Leiter (4) der elektrischen Drähte in den Crimpabschnitt (2) für die elektrischen Leitungsdrähte zum Crimpen des Crimpabschnitts (2) für die elektrischen Leitungsdrähte, wodurch Leerräume (6), die zwischen dem Crimpabschnitt (2) für die elektrischen Leitungsdrähte und den Leitern (4) des elektrischen Drahts gebildet werden, mit der leit­ fähigen Paste (7) gefüllt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Leerräume (6) zwischen den Leitern (4) des elektrischen Drahts mit der leitfähigen Paste (7) gefüllt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Auftragen die Leiter (4) der elektrischen Drähte in die leitfähige Paste (7) eingetaucht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Auftragen der Anschluß (B) in die leitfähige Paste (7) eingetaucht wird.

5. Drahtverbinderanordnung für einen Crimpanschluß (A) mit einem Kontaktabschnitt (1), einem Crimpabschnitt (2) für elektrische Leitungsdrähte, welcher mit dem Kontaktab­ schnitt (1) zum Crimpen der Leiter eines elektrischen Drahts verbunden ist, und mit einem Beschichtungs-Crimpab­ schnitt (3), welcher mit dem Verbindungsabschnitt (2) für die elektrischen Leitungsdrähte verbunden ist, zum Crimpen einen äußeren Umfangs einer Beschichtung (5) des elektrischen Drahts, dadurch gekennzeich­ net, daß Leerräume (6) zwischen dem Crimpabschnitt (2) für elektrische Leitungsdrähte und den Leitern (4) der elektrischen Drähte mit leitfähiger Paste (7) gefüllt sind.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Leerräume (6) zwischen den benachbarten Leitern (4) der elektrischen Drähte mit der leitfähigen Paste (7) gefüllt sind.

7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Crimpanschluß (A) vom runden Typ ist, welcher eine Öffnung in dem Kontaktabschnitt (1) aufweist.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Crimpanschluß (B) vom weiblichen Typ ist, welcher einen Abschnitt aufweist, in welchen die elektrischen Leitungsdrähte (4) einführbar sind.