DE4117016C2 - Verfahren zum Verbinden von Kabeln - Google Patents
Verfahren zum Verbinden von KabelnInfo
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- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Verbinden von Kabeln.
Anhand der Fig. 3 und 4 werden nachstehend die Probleme
erläutert, die mit allgemein bekannten herkömmlichen
Verbindungsverfahren von Kabeln auftreten.
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine herkömmliche Anord
nung zum Verbinden von Kabeln miteinander unter Verwendung
eines gemeinsamen Anschlusses, und Fig. 4 ist ein Quer
schnitt entlang der Linie B-B der Fig. 3.
Der gemeinsame Anschluß 28 besitzt ein Paar von gegen
überliegenden Klemmelementen 30 und 30, die integral jeweils
auf gegenüberliegenden Seiten eines Basisplattenbereichs 29
gebildet sind. Leiterdrähte 33 und 34 von zwei bedeckten
oder ummantelten Kabeln 31 und 32 sind parallel auf der Ba
sisplatte 29 angeordnet und die Klemmelemente 30 und 30 sind
mit einem Klemmwerkzeug (nicht gezeigt) gegen die Leiter
drähte 33 und 34 gepreßt. Die Leiterdrähte 33 und 34 liegen
auf der rechten und der linken Seite der Basisplatte 29 ne
beneinander und stehen im zentralen Bereich b (durch eine
strich-punktierte Linie in Fig. 4 angezeigt) und auch über
die Basisplatte 29 miteinander in Verbindung.
Jedoch ist in der oben erwähnten, herkömmlichen Anord
nung die Richtung, in der die Drähte gepreßt werden (durch
die Pfeile c in Fig. 4 angegeben), wenn die Klemmelemente 30
und 30 verformt werden, senkrecht zu der Richtung (durch die
Pfeile d angegeben) der Verbindung zwischen den Leiterdräh
ten 33 und 34. Daher ist die Verbindungskraft zwischen den
Leiterdrähten 33 und 34 schwach, was zu einer entsprechend
kleinen Verbindungsfläche und einer schlechten Verbindung
führt. Daher wird der elektrische Widerstand im Kontaktbe
reich b vergrößert. Außerdem ist die Verbindungsfestigkeit,
die sich Zugkräften auf die Kabel 31 und 32 in die Richtun
gen E-E in Fig. 3 entgegenstellt, schwach.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zum Verbinden von Kabeln zu schaffen, wobei die
Verbindungsstelle einen geringen elektrischen
Kontaktwiderstand und eine hohe Verbindungsfestigkeit
aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten
Merkmale gelöst.
Erfindungsgemäß wird zunächst eine erste Gruppe von
Leiterdrähten eines ersten Kabels auf dem Basisbereich eines
Anschlusses, der einstückig daran angeformte Klemmelemente
aufweist, aufgelegt. Die erste Gruppe von Leiterdrähten wird
mittels eines flachen Preßelementes vorgepreßt. Danach wird
eine zweite Gruppe von Leiterdrähten auf die erste Gruppe
von Leiterdrähten positioniert. Beide Gruppen von
Leiterdrähten werden nun mittels des flachen Preßelementes
vorgepreßt. Danach erfolgt das Umbiegen und Pressen der
Klemmelemente, wodurch sich eine Kabelverbindung mit einer
hohen Verbindungsfestigkeit und einem geringen
Kontaktwiderstand ergibt.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht eines bevorzugten Ausführungsbei
spiels einer Preßverbindungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung,
Fig. 2 einen Schnittverlauf entlang der Linie A-A von
Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht einer herkömmlichen Verbindung,
Fig. 4 eine Schnittansicht der Linie B-B von Fig. 3,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer modifizierten
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 eine graphische Darstellung des Restwiderstands
verhältnisses in Abhängigkeit von der Preßklemmen
höhe,
Fig. 7(a) bis 7(e) Schnittansichten eines bevorzugten Aus
führungsbeispiels gemäß des erfindungsgemäßen Ver
bindungsverfahrens,
Fig. 8 eine graphische Darstellung, die die Verbindungs
festigkeit in Abhängigkeit von der Preßklemmhöhe
darstellt, und
Fig. 9 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform
einer Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Preßverbindungsvor
richtung zum Verbinden von Kabeln nach der vorliegenden Er
findung und Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A
der Fig. 1. Die Leiterdrähte 4 des ersten bedeckten Kabels 3
werden flach über dem Basisplattenbereich 2 eines gemeinsa
men Anschlusses 1 (der einem herkömmlichen Anschluß ähnlich
ist) ausgebreitet, und die Leiterdrähte 6 eines zweiten be
deckten Kabels 5 werden in ähnlicher Weise flach über den
Leiterdrähten 4 des ersten Kabels ausgebreitet. Also werden
die Leiterdrähte 4 und 6 in zwei Schichten (einer unteren
und oberen Schicht) auf dem Basisplattenbereich 2 angeord
net. Danach werden die Klemmelemente 7 und 7 des gemeinsamen
Verbindungsanschlusses 1 in der Richtung verformt, in der
die Leiterdrähte 4 und 6 übereinander geschichtet sind.
Durch diese Anordnung stehen die Leiterdrähte 4 und 6 in ei
nem allgemein zentralen Bereich der Höhe h, der durch eine
strich-punktierte Linie a gekennzeichnet ist, in engem
Kontakt miteinander.
Es ist möglich, mehr als zwei Kabel miteinander zu ver
binden, indem man die jeweiligen Leiterdrähte in einer Mehr
schichtanordnung über die anderen anordnet. In diesem Fall
kann an Stelle des gemeinsamen Anschlusses 1 ein Preßverbin
dungsanschluß 8, wie in Fig. 5 gezeigt, verwendet werden.
Dort sind die Leiterdrähte 12 und 13 in Schichten über dem
Basisplattenbereich 9 angeordnet, und Klemmelemente werden
wie in dem obigen Beispiel zusammengepreßt. Ein Klemmelement
15 ist dazu bestimmt einen Hüllenbereich 16 des Kabels fest
zuklemmen, um den Anschluß fest mit dem Kabel zu verbinden.
Während Fig. 5 nur zwei Kabel zeigt, ist klar, daß weitere
Kabel über den beiden Kabeln angeordnet werden könnten, wie
oben diskutiert.
Die Fig. 7(a) bis 7(e) sind vertikale Querschnitte,
die den Ablauf des erfindungsgemäßen Preßklemmverfahrens zei
gen. Zuerst wird ein Anschluß 18 auf einem Amboß 17 angeord
net und die ersten Leiterdrähte 20 werden auf dem Basisplat
tenbereich 19 des Anschlusses angeordnet (Fig. 7(a)). Dann
werden die Leiterdrähte 20 durch ein Preßelement 22 mit ei
ner rechtwinkligen, flachen Preßoberfläche 21 in eine ge
spreizte, flache Anordnung gepreßt, wodurch sie eine flache
Oberfläche 23 bilden (Fig. 7(b)), wobei das Preßelement 22
mit einer Preßmaschine (nicht gezeigt) verbunden ist. Danach
werden die zweiten Leiterdrähte 24 auf der flachen Oberflä
che 23 angeordnet (Fig. 7(c)), und eine Druckkraft wird
durch das Preßelement 22 auf die Leiterdrähte 24 ausgeübt
(Fig. 7(d)). Schließlich werden die Klemmelemente 27 und 27
durch eine Kröpfmaschine 26 mit einem Paar von Vertiefungen
25 zum Ausüben einer Preßklemmkraft in der Richtung, in der
die Leiterdrähte 20 und 24 geschichtet sind, nach innen ge
bogen, wodurch die Preßverbindungsoperation beendet wird.
Der Preßschritt in Fig. 7(d) kann weggelassen werden. In
diesem Fall wird das Pressen durch den Preßklemmschritt in
Fig. 7(e) durchgeführt. Außerdem können die Leiterdrähte 20
und 24 von Hand übereinandergelegt werden, ohne das Preßele
ment 22 zu verwenden, so daß die in den Fig. 7(b) und
7(d) gezeigten Schritte weggelassen werden können und die
Preßverbindung direkt während des Preßklemmschritts in Fig.
7(e) ausgeführt werden kann. In diesem Fall können erhebli
che Auswirkungen erreicht werden.
Wie oben beschrieben, werden die Leiterdrähte 20 und 24
der Kabel in Schichten auf dem Basisplattenbereich 19 ange
ordnet und die Klemmelemente 27 werden in der Richtung, in
der die Leiterdrähte gestapelt sind, preßgeklemmt. Daher
werden die Berührungsfläche und die Kraft zwischen den Lei
terdrähten 20 und 24 vergrößert, der Kontaktwiderstand wird
reduziert und die Verbindungsfestigkeit wird vergrößert.
Fig. 6 zeigt eine Kennlinie bezüglich elektrischer Eigen
schaften (Restwiderstandsverhältnis in Abhängigkeit von der Preßklemmenhöhe h der vorliegenden Erfin
dung und eine Klemmlinie bezüglich einer herkömmlichen Konstruktion.
Fig. 8 zeigt
Kennlinien bezüglich mechanischer Eigenschaften
(Verbindungsfestigkeit in Abhängigkeit von der Preßklemmenhöhe h, wobei die durchgezogene Linie in beiden Fig. 6 und 8 die
vorliegende Erfindung kennzeichnet und die unterbrochene Li
nie in beiden Fig. 6 und 8 die herkömmliche Konstruktion kennzeichnet. Wie aus Fig. 6
ersichtlich ist, zeigt die vorliegende Erfindung einen ex
zellenten elektrischen Kontakt und eine exzellente Verbin
dungsfestigkeit verglichen mit der herkömmlichen Verbin
dungsvorrichtung. In diesen Figuren stellt die Abszisse die
Höhe h des Preßklemmelements dar, wie sie in Fig. 2 gezeigt
ist.
Wie oben beschrieben, sind bei der vorliegenden Erfin
dung die elektrischen Eigenschaften der verbundenen Kabel
verbessert, und der Kontaktwiderstand wird verringert.
Gleichzeitig wird die Verbindungsfestigkeit zwischen den Ka
beln erhöht, so daß ein Trennen der Kabel durch versehentli
ches Auseinanderziehen verhindert werden kann.
Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung. Der Einfachheit halber sind gleiche
Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in den zuvor be
schriebenen Ausführungsbeispielen gekennzeichnet. Wie in
Fig. 9 gezeigt, wird in dem zweiten erfindungsgemäßen Aus
führungsbeispiel ein organisches Verkapselungsmaterial S mit
einer Wärmeverformungstemperatur, die nicht geringer
als 100°C ist, auf die Drähte 4 und 6 und die Klemmelemente
7 und 7 aufgebracht. Danach werden die Klemmelemente ver
formt, um die Drähte und Kabel festzuklemmen, wie es oben
beschrieben wurde. Durch Aufbringen des Verkapselungsmateri
als auf die Drähte und das nachfolgende Festklemmen der
Klemmelemente füllt das Verkapselungsmaterial vollständig
die Lücken zwischen den Drähten, wie in Fig. 9 gezeigt. Als
Ergebnis werden die folgenden Effekte erreicht. Zuerst wird
die Kontaktfläche zwischen den beiden Drahtgruppen vergrö
ßert, wodurch eine stabilere elektrische Verbindung erzeugt
wird. Weiterhin wird die Oxidation der Kabeloberfläche ver
hindert, da sie nicht der Luft ausgesetzt wird und eine Ka
pillarwirkung auf Feuchtigkeit dadurch vermieden wird. Zu
sätzlich kann die Zugfestigkeit zwischen den Kabeln durch
den Bindungseffekt des Kapselungsmaterials erhöht werden.
Schließlich sind die elektrische und mechanische Festigkeit
so hoch, so daß es nicht notwendig ist, die Anzahl der Kabel
zu verringern.
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel nach der
vorliegenden Erfindung besteht das Kapselungsmaterial aus
einem in einem organischen Harz mit einer
Wärmeverformungstemperatur, die nicht geringer als 100°C ist, ver
teilten Metallpulver. Das Kapselungsmaterial wird auf die
Drähte 4 und 6 und die Klemmelemente 7 aufgebracht und da
nach werden die Kabel durch das Klemmelement preßgeklemmt,
wodurch dieselben Vorteile erreicht werden wie bei dem im
Zusammenhang mit Fig. 9 beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Claims (3)
1. Verfahren zum Verbinden von Drähten einer Mehrzahl von
Kabeln untereinander, gekennzeichnet durch folgende
Verfahrensschritte:
Anordnen einer ersten Gruppe von Leiterdrähten (4; 20) eines ersten Kabels auf dem Basisbereich (2; 19) eines Anschlusses (1; 18) mit auf gegenüberliegenden Seiten des Basisbereichs jeweils integral geformten Klemmelementen (7; 27);
Vorpressen der ersten Gruppe von Leiterdrähten (4; 20) mittels eines Preßelementes (22) in eine abgeflachte Anordnung;
Anordnungen einer zweiten Gruppe von Leiterdrähten (6; 24) eines zweiten Kabels auf der Oberfläche der vorgepreßten ersten Gruppe von Leiterdrähten (4; 20);
Vorpressen der ersten und zweiten Gruppe von Leiterdrähten (4, 6; 20, 24) mittels des Preßelementes (22) in eine abgeflachte Anordnung; und
Umbiegen und Pressen der Klemmelemente (7; 27) zum Herstellen einer Crimpverbindung.
Anordnen einer ersten Gruppe von Leiterdrähten (4; 20) eines ersten Kabels auf dem Basisbereich (2; 19) eines Anschlusses (1; 18) mit auf gegenüberliegenden Seiten des Basisbereichs jeweils integral geformten Klemmelementen (7; 27);
Vorpressen der ersten Gruppe von Leiterdrähten (4; 20) mittels eines Preßelementes (22) in eine abgeflachte Anordnung;
Anordnungen einer zweiten Gruppe von Leiterdrähten (6; 24) eines zweiten Kabels auf der Oberfläche der vorgepreßten ersten Gruppe von Leiterdrähten (4; 20);
Vorpressen der ersten und zweiten Gruppe von Leiterdrähten (4, 6; 20, 24) mittels des Preßelementes (22) in eine abgeflachte Anordnung; und
Umbiegen und Pressen der Klemmelemente (7; 27) zum Herstellen einer Crimpverbindung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den
Schritt des Einbringens eines Verkapselungsmaterials mit
einer Wärmeverformungstemperatur, die nicht geringer als
100°C ist, zwischen den Drähten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verkapselungsmaterial aus einem organischen Harz mit
darin verteiltem Metallpulver besteht.
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