WO2017063974A1 - Verfahren zum herstellen einer elektrischen verbindung zwischen zwei elektrisch leitfähigen komponenten und eine crimpvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer elektrischen verbindung zwischen zwei elektrisch leitfähigen komponenten und eine crimpvorrichtung Download PDF

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electrically conductive
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Hubert Dumpler
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    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for forming connections by deformation, e.g. crimping tool
    • H01R43/048—Crimping apparatus or processes
    • H01R43/0486—Crimping apparatus or processes with force measuring means
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/08—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected by an explosion

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an electrical connection between two electrically conductive components by a crimping process according to claim 1. Furthermore, the invention comprises a crimping device according to claim 6 Often, such electrical connections are used in cables such as in motor vehicles or aircraft and usually needed in large quantities. For the cost-effective provision of appropriate cables, a simple and high-quality assembly is of great importance. STATE OF THE ART
  • a contact processing station is known from EP 1 143 578 A1, in which a spring-mounted pressing jaw is used in order to be able to press cables independently of fluctuations in the wire thicknesses.
  • the invention also includes a novel crimping apparatus for producing such high quality electrical connections. This object is achieved by the features of claim 1 and claim 6.
  • the method for producing an electrical connection between a first electrically conductive component and a second electrically conductive component by means of a crimping process comprises the following steps:
  • Crimping or pressing of the components between the crimping tools wherein the crimping tools are moved relative to each other for this purpose during the actual crimping or pressing and the predetermined energy is converted during this movement.
  • the predetermined potential energy is thus converted into deformation energy, in particular during the deformation of the two components.
  • the potential energy is first converted into kinetic energy and the kinetic energy subsequently in deformation energy.
  • losses in particular frictional losses, occur in this conversion of potential energy into kinetic energy
  • the energy available for deformation may be somewhat smaller than the predetermined potential energy.
  • the specification of the energy by positioning a drop weight in a predetermined height, so that in this embodiment, a certain gravitational energy is given.
  • the specification of the energy also takes place by a determination or change in the mass of the case weight.
  • the specification of the energy can be made by the selection and dimensioning of a propellant or a gas generator, so that, for example, as a potential energy, a certain chemical energy is given.
  • the relative speed of the crimping tools moving relative to one another is measured before crimping. In this way, it is possible to check whether the given energy has been converted to kinetic energy to an expected degree, which is converted into deformation energy during the movement of the crimping tools during the actual crimping process.
  • the first conductive component is configured as a conductor comprising a plurality of individual wires.
  • the second conductive component is a plug contact, as used for example in electrical couplings.
  • the invention also relates to a crimping device for producing an electrical connection between a first electrically conductive component and a second electrically conductive component.
  • the crimping apparatus comprises a first crimping tool and a second crimping tool, wherein the crimping tools are arranged to be movable relative to each other so that the components between the crimping tools are crimpable or compressible.
  • the crimping device has a device for specifying a particular potential energy, wherein this energy or amount of energy for carrying out the crimping process for the production of the electrical connection can be converted in particular into deformation energy.
  • the means for prescribing an energy comprises an arrangement for positioning a drop weight at a predetermined height.
  • the arrangement for positioning advantageously comprises a component for holding and releasing or releasing the drop weight.
  • the crimping apparatus may have a measuring device for measuring the relative speed of the crimping tools moving relative to each other.
  • the measuring device is designed and arranged such that the speed can be measured at a location immediately before a deformation of one of the components occurs, ie before the area where the actual crimping or pressing takes place.
  • the first component may be configured as a conductor having a plurality of individual wires. It may happen that at least in the end region of the conductor, which is intended to be subjected to the crimping process, one or more individual wires are missing. In conventional methods, for example, when a crimp force monitoring is performed, missing individual wires can not be reliably detected. However, missing individual wires have a negative effect on the service life, the (mechanical) load capacity and the transmission capability of electric current or electrical signals in the field due to an insufficient electrical connection, ie insufficient compression or crimping.
  • Figure 1 is a side view of a cable configured as a ladder first
  • FIG. 2 a shows a side view of a second electrically conductive component
  • FIG. 2b shows a front view of the second electrically conductive component
  • FIG. 3 shows a crimping device in a first operating position
  • FIG. 1 shows a side view of one end of a cable 1 which is to be processed or assembled.
  • the cable 1 comprises an outer jacket 1.3, wherein the jacket 1 .3 is made of electrically insulating material.
  • the cable 1 further comprises four twisted wires in the illustrated embodiment.
  • the wires each comprise an inner conductor, which is referred to below as the first electrically conductive component 1.1.
  • Each of the conductors or each of the first components 1 .1 consists of a plurality of stranded individual wires and is each surrounded by an insulation 1.2. Radially outward with respect to the insulation 1.2 is the jacket 1.3.
  • the ends of the wires are stripped over a length x away, so that the conductors are exposed there.
  • the first components 1.1 in the form of these conductors comprise, as mentioned above, twisted individual wires, wherein in the figures, for the sake of clarity, the explicit representation of the individual wires has been dispensed with.
  • a second electrically conductive component 2 is used in the illustrated embodiment, a crimp or plug contact according to Figures 2a, 2b.
  • the second electrically conductive component 2 or the plug contact here comprises an open Crimpkralle 2.1 and a coupling end 2.2, which is suitable for producing a plug connection with another coupling part in the intended use of the cable 1.
  • the second electrically conductive components 2 are arranged on a carrier strip 7 of a strip product for better workability (FIG. 3).
  • FIG. 3 shows a crimping apparatus.
  • This comprises a first crimping tool 3, for example a crimping punch, and a second crimping tool 4, for example an anvil or a second crimping punch.
  • the first crimping tool 3 is connected to a rod 5.3.
  • a drop weight 5.1 is attached.
  • the drop weight 5.1 together with the rod 5.3 is arranged movably in the direction z within a stationary guide element 9, which may for example be designed as a linear guide with rolling elements.
  • a ferromagnetic element 5.31 with a high permeability ⁇ is fixed in the illustrated embodiment.
  • the crimping apparatus is shown in a position which permits insertion of the components 1 .1, 2 between the two crimping tools 3, 4.
  • a holding element 5.2, z. B. in the form of an electromagnet the drop weight 5.1 can be kept at a height Ah compared to an end position.
  • the electromagnet is energized via a cable 5.21 with the result that an attractive force between see the ferromagnetic element 5.31. and the retaining element 5.2 is generated.
  • the holding element 5.2 can be attached to adjust the height Ah in the direction z in different positions. In the illustrated embodiment, therefore, an external thread is provided on the holding element 5.2, which engages in an internal thread of a stationary component 8 of the crimping device. By rotation of the holding element 5.2 can thus be made a continuous adjustment of the height Ah.
  • the crimping device has a measuring device 6 which is suitable for determining the speed of the first crimping tool 3.
  • a measuring device 6 can be used, which is based for example on an optical or inductive principle.
  • the first component 1 .1 that is to say the conductor, is supplied to the crimping device in such a way that this first component 1. 1 comes to lie in the second component 2, in particular in the crimping claw 2.
  • the two electrically conductive components 1.1, 2 are then located between the first crimping tool 3 and the second crimping tool 4 and are positioned for crimping or pressing.
  • the first crimping tool 3 is moved along a z-direction relative to the second crimping tool 4.
  • the current for actuating the holding element 5.2 is interrupted so that the drop weight 5.1 with the bar 5.3 together with the ferromagnetic element 5.31 and the first crimping tool 3 falls downwards.
  • the speed v of the first crimping tool 3 is measured and stored.
  • the crimping or deformation of the components 1 .1, 2 between the crimping tools 3, 4 is performed by the kinetic energy of the moving components.
  • the first crimping tool 3 while deforming the two components 1 .1, 2, travels the distance ⁇ .
  • ⁇ distance over which the deformation takes place.
  • the new method and the corresponding crimping device are based on the idea that a certain predetermined energy for deforming ensures the quality of the crimp connection, even if the components 1.1, 2 to be crimped are subject to quality fluctuations.
  • the drop weight is 5.1 raised again with the associated components by the amount Ah.
  • a motorized lifting device is provided, which is not explicitly shown in the figures.
  • the drop weight 5.1, the holding element 5.2 and the bar 5.3 with the ferromagnetic element 5.31 form a device 5 for specifying a (potential) energy, in this case a gravitational energy.
  • the energy to be converted for the crimping process to make the electrical connection can be varied or set by changing the height Ah and / or changing the mass of the drop weight 5.1 (for example by adding or removing a part weight).
  • the crimping tools 3, 4 are moved relative to each other, wherein the predetermined energy is converted during this movement, in particular in deformation and heat energy.

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter (1.1) und einem Steckkontakt (2) durch einen Crimpprozess mit folgenden Schritten: Vorgabe einer Energie, die für den Crimpprozess zur Herstellung der elektrischen Verbindung umgewandelt werden soll; Einlegen der Komponenten (1.1, 2) zwischen zwei Crimpwerkzeuge (3, 4), Crimpen der Komponenten (1.1, 2) zwischen den Crimpwerkzeugen (3, 4), wobei die Crimpwerkzeuge (3, 4) zu diesem Zweck relativ zueinander bewegt werden und die vorgegebene Energie während dieser Bewegung umgewandelt wird. Dier Erfindung umfasst auch eine zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Crimpvorrichtung.

Description

BEZEICHNUNG DER ERFINDUNG
Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen zwei elektrisch leitfähigen Komponenten und eine Crimpvorrichtung
GEBIET DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei elektrisch leitfähigen Komponenten durch einen Crimp- prozess gemäß dem Anspruch 1 . Weiterhin umfasst die Erfindung eine Crimpvorrichtung gemäß dem Anspruch 6 Häufig werden derartige elektrische Verbindungen bei Kabeln etwa in Kraftfahrzeugen oder Luftfahrzeugen eingesetzt und meist in großen Stückzahlen benötigt. Zur kostengünstigen Bereitstellung entsprechender Kabel sind eine einfache und qualitativ hochwertige Konfektionierbarkeit von großer Bedeutung. STAND DER TECHNIK
Aus der EP 1 143 578 A1 ist eine Kontaktverarbeitungsstation bekannt, bei der eine federnd gelagerte Pressbacke verwendet wird, um unabhängig von Schwankungen der Drahtdicken Kabel verpressen zu können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren einer elektrischen Verbindung zwischen zwei elektrisch leitfähigen Komponenten zu schaffen, welches erlaubt elektrische Verbindungen mit vergleichsweise geringem Herstellungsaufwand qualitativ hochwertig zu produzieren. Außerdem umfasst die Erfindung auch eine neuartige Crimpvorrichtung zur Herstellung von derartigen qualitativ hochwertigen elektrischen Verbindungen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 beziehungsweise des Anspruchs 6 gelöst.
Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einer ersten elektrisch leitfähigen Komponente und einer zweiten elektrisch leitfähigen Komponente durch einen Crimpprozess fol- gende Schritte:
- Vorgabe einer Energie, die für den Crimpprozess zur Herstellung der elektrischen Verbindung umgewandelt werden soll,
- Einlegen der Komponenten zwischen zwei Crimpwerkzeuge,
- Crimpen beziehungsweise Verpressen der Komponenten zwischen den Crimpwerkzeugen, wobei die Crimpwerkzeuge zu diesem Zweck während des eigentlichen Crimpens beziehungsweise Verpressens relativ zueinander bewegt werden und die vorgegebene Energie während dieser Bewegung umgewandelt wird.
Die vorgegebene potenzielle Energie wird also insbesondere während der Verformung der beiden Komponenten in Verformungsenergie umgewandelt. Dabei wird vorzugsweise die potenzielle Energie zunächst in Bewegungsenergie umgewandelt und die Bewegungsenergie darauffolgend in Verformungsenergie. Sofern bei dieser Umwandlung von potenzieller Energie in Bewegungsenergie Verluste, insbesondere Reibungsverluste auftreten, kann die zur Verformung zur Verfügung stehende Energie etwas kleiner sein als die vorgegebene potenzielle Energie. Diese Verluste können beispielsweise bei einem Kalibrierprozess der Crimpvorrichtung berücksichtigt werden, so dass die vorgegebene potenzielle Energie um die zu erwartenden Verluste erhöht wird. Demnach wird bei der verlustbehafteten Betrachtung die vorgegebene potenzielle Energie während dieser Bewegung also während des eigentlichen Crimpens beziehungsweise Verpressens nicht vollständig (in Verformungsenergie) umgewandelt. Mit Vorteil erfolgt die Vorgabe der Energie durch Positionieren eines Fallgewichts in einer vorgegebenen Höhe, so dass also bei dieser Ausgestaltung eine bestimmte Gravitationsenergie vorgegeben wird. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Vorgabe der Energie zudem durch eine Festle- gung beziehungsweise Veränderung der Masse des Fallgewichts.
Alternativ kann die Vorgabe der Energie durch die Auswahl und Dimensionierung einer Treibladung beziehungsweise eines Gasgenerators erfolgen, so dass beispielsweise als potenzielle Energie eine bestimmte chemische Energie vorgegeben wird. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die relative Geschwindigkeit der sich zueinander bewegenden Crimpwerkzeuge vor dem Crimpen gemessen. Auf diese Weise kann überprüft werden, ob die vorgegebene Energie in einem erwarteten Maß in Bewegungsenergie umgesetzt wurde, die während der Bewegung der Crimpwerkzeuge im eigentlichen Crimpprozess in Verfor- mungsenergie umgewandelt wird.
Mit Vorteil ist die erste leitfähige Komponente als ein Leiter ausgestaltet, welcher mehrere Einzeldrähte umfasst.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite leitfähige Komponente ein Steckkontakt, wie er beispielsweise in elektrischen Kupplungen verwendet wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Crimpvorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einer ersten elektrisch leitfähigen Komponente und einer zweiten elektrisch leitfähigen Komponente. Die Crimpvorrichtung umfasst ein erstes Crimpwerkzeug und ein zweites Crimpwerkzeug, wobei die Crimpwerkzeuge relativ zueinander bewegbar angeordnet sind, so dass die Komponenten zwischen den Crimpwerkzeugen crimpbar beziehungsweise verpressbar sind. Die Crimpvorrichtung weist eine Einrichtung zur Vorgabe einer insbesondere potenziellen Energie auf, wobei diese Energie beziehungsweise Energiemenge zur Durchführung des Crimpprozesses für die Herstellung der elektrischen Verbindung insbesondere in Verformungsenergie umwandelbar ist. Mit Vorteil umfasst die Einrichtung zur Vorgabe einer Energie eine Anordnung zum Positionieren eines Fallgewichts in einer vorgegebenen Höhe. Die Anordnung zum Positionieren umfasst mit Vorteil ein Bauelement zum Halten und Freigeben beziehungsweise Loslassen des Fallgewichts. Die Crimpvorrichtung kann eine Messeinrichtung zur Messung der relativen Geschwindigkeit der sich zueinander bewegenden Crimpwerkzeuge aufweisen. Mit Vorteil ist die Messeinrichtung so ausgebildet und angeordnet, dass die Geschwindigkeit an einem Ort unmittelbar bevor eine Verformung einer der Komponenten eintritt messbar ist also vor dem Bereich an dem das ei- gentliche Crimpen beziehungsweise Verpressen stattfindet.
Das neue Verfahren und die entsprechende Crimpvorrichtung ermöglichen die Herstellung von qualitativ hochwertigen elektrischen Verbindungen auch wenn eine oder beide Komponenten in schwankender Qualität zugeführt werden. Beispielsweise kann die erste Komponente als ein Leiter ausgestaltet sein, welcher mehrere Einzeldrähte aufweist. Dabei kann es vorkommen, dass zumindest in dem Endbereich des Leiters, der dafür bestimmt ist dem Crimp- prozess unterworfen zu werden, ein oder mehrere Einzeldrähte fehlen. Bei herkömmlichen Verfahren, wenn zum Beispiel eine Crimpkraftüberwachung vorgenommen wird, können fehlende Einzeldrähte nicht zuverlässig erkannt werden. Fehlende Einzeldrähte wirken sich aber im Feld wegen einer unzureichenden elektrischen Verbindung, also einer unzureichenden Verpressung beziehungsweise Crimpung, negativ auf die Lebensdauer, die (mechanische) Belastbarkeit und die Übertragungsfähigkeit von elektrischem Strom oder elektrischen Signalen aus. Durch die vorliegende Erfindung können trotz Qualitätsschwankungen beziehungsweise Mängeln der beiden Komponenten qualitativ hochwertige elektrische Verbindungen durch den hier beschriebenen Energieansatz hergestellt werden. Durch die Erfindung wird somit sozusagen inhärent eine gleichbleibende Qualität der elektrischen Verbindungen gewährleistet. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den abhängigen Ansprüchen. Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Kabels ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Figuren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen die
Figur 1 eine Seitenansicht eines Kabels, das als Leiter ausgestaltete erste
Komponenten umfasst, vor der Herstellung der elektrischen Verbindung,
Figur 2a eine Seitenansicht einer zweiten elektrisch leitfähigen Komponente,
Figur 2b eine Frontansicht der zweiten elektrisch leitfähigen Komponente, Figur 3 eine Crimpvorrichtung in einer ersten Betriebsstellung,
Figur 4 die Crimpvorrichtung in einer zweiten Betriebsstellung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der Figur 1 ist eine Seitenansicht eines Endes eines Kabels 1 gezeigt, welches bearbeitet beziehungsweise konfektioniert werden soll. Das Kabel 1 umfasst einen äußeren Mantel 1.3, wobei der Mantel 1 .3 aus elektrisch isolierendem Material hergestellt ist. Das Kabel 1 weist im vorgestellten Ausführungsbeispiel weiterhin vier verdrillte Adern auf. Die Adern umfassen jeweils einen innen liegenden Leiter, der im Folgenden als erste elektrisch leitende Komponente 1.1 bezeichnet wird. Jeder der Leiter beziehungsweise jede der ersten Komponenten 1 .1 besteht aus einer Vielzahl von verseilten Einzeldrähten und ist jeweils von einer Isolierung 1.2 umgeben. Radial außerhalb bezüglich der Isolierungen 1.2 befindet sich der Mantel 1.3.
Im Zuge der Konfektionierung werden die Enden der Adern über eine Länge x hinweg abisoliert, so dass die Leiter dort freigelegt sind. Die ersten Komponenten 1.1 in Form dieser Leiter, umfassen, wie oben erwähnt, verdrillte Einzeldrähte, wobei in den Figuren der Übersichtlichkeit halber auf die explizite Darstellung der Einzeldrähte verzichtet wurde. Als zweite elektrisch leitende Komponente 2 dient im vorgestellten Ausführungsbeispiel ein Crimp- beziehungsweise Steckkontakt gemäß den Figuren 2a, 2b. Die zweite elektrisch leitende Komponente 2 beziehungsweise der Steckkontakt umfasst hier eine offene Crimpkralle 2.1 sowie ein Kupplungs- ende 2.2, das zur Herstellung einer Steckverbindung mit einem weiteren Kupplungsteil im bestimmungsgemäßen Einsatz des Kabels 1 geeignet ist. Die zweiten elektrisch leitenden Komponenten 2 sind zur besseren Verarbeit- barkeit an einem Trägerstreifen 7 einer Bandware angeordnet (Figur 3).
In der Figur 3 ist eine Crimpvorrichtung dargestellt. Diese umfasst ein erstes Crimpwerkzeug 3, zum Beispiel einen Crimpstempel, und ein zweites Crimp- werkzeug 4, etwa einen Amboss beziehungsweise einen zweiten Crimpstempel. Das erste Crimpwerkzeug 3 ist mit einer Stange 5.3 verbunden. An dieser Stange 5.3 ist ein Fallgewicht 5.1 befestigt. Das Fallgewicht 5.1 mitsamt der Stange 5.3 ist innerhalb eines ortsfesten Führungselements 9, das beispiels- weise als eine Linearführung mit Wälzkörpern ausgestaltet sein kann, bewegbar in Richtung z angeordnet. Am oberen Ende der Stange 5.3 ist im vorgestellten Ausführungsbeispiel ein ferromagnetisches Element 5.31 mit einer großen Permeabilitätszahl μτ befestigt.
In der Figur 3 ist die Crimpvorrichtung in einer Stellung gezeigt, die ein Einle- gen der Komponenten 1 .1 , 2 zwischen die zwei Crimpwerkzeuge 3, 4 erlaubt. Durch ein Halteelement 5.2, z. B. in Form eines Elektromagneten, kann das Fallgewicht 5.1 in einer Höhe Ah gegenüber einer Endstellung gehalten werden. Zur Aufbringung der hierfür erforderlichen Kraft wird der Elektromagnet über ein Kabel 5.21 bestromt mit der Folge, dass eine Anziehungskraft zwi- sehen dem ferromagnetischen Element 5.31 . und dem Halteelement 5.2 erzeugt wird.
Das Halteelement 5.2 kann zur Einstellung der Höhe Ah in Richtung z in unterschiedlichen Positionen angebracht werden. Im vorgestellten Ausführungsbeispiel ist daher am Halteelement 5.2 ein Außengewinde vorgesehen, das in ein Innengewinde eines ortsfesten Bauteils 8 der Crimpvorrichtung eingreift. Durch Drehung des Halteelements 5.2 kann somit eine stufenlose Einstellung der Höhe Ah vorgenommen werden. Zudem weist die Crimpvorrichtung eine Messeinrichtung 6 auf, die zur Bestimmung der Geschwindigkeit des ersten Crimpwerkzeugs 3 geeignet ist. Hier kann eine Messeinrichtung 6 verwendet werden, die beispielsweise auf einem optischen oder induktiven Prinzip beruht. In der Konfektionierungsphase gemäß der Figur 3 wird die erste Komponente 1 .1 , also der Leiter, der Crimpvorrichtung so zugeführt, dass diese erste Komponente 1 .1 in der zweiten Komponente 2, insbesondere in der Crimpkralle 2.1 zu liegen kommt. Die beiden elektrisch leitfähigen Komponenten 1.1 , 2 befinden sich dann zwischen dem ersten Crimpwerkzeug 3 und dem zweiten Crimpwerkzeug 4 und sind zum Crimpen beziehungsweise Verpressen positioniert.
Als nächstes wird nun zum eigentlichen Crimpen das erste Crimpwerkzeug 3 entlang einer z-Richtung relativ zum zweiten Crimpwerkzeug 4 bewegt. Zu diesem Zweck wird der Strom zum Betätigen des Halteelements 5.2 unterbro- chen, so dass das Fallgewicht 5.1 mit der Stange 5.3 samt ferromagnetischem Element 5.31 und dem ersten Crimpwerkzeug 3 nach unten fällt. Kurz bevor das erste Crimpwerkzeug 3 die zweite elektrisch leitende Komponente 2 beziehungsweise die offene Crimpkralle 2.1 berührt wird die Geschwindigkeit v des ersten Crimpwerkzeugs 3 gemessen und abgespeichert. Sodann wird gemäß der Figur 4 durch die kinetische Energie der sich bewegenden Bauteile das Crimpen beziehungsweise Verformen der Komponenten 1 .1 , 2 zwischen den Crimpwerkzeugen 3, 4 vorgenommen. Das erste Crimpwerkzeug 3 legt während es die beiden Komponenten 1 .1 , 2 verformt die Strecke Δζ zurück. Somit gilt in erster Näherung folgende Beziehung: m-g-Ah = 1 -m-v2 = Fm-Δζ, mit: m = bewegte Masse, g = Erdbeschleunigung,
Ah = Höhe, v = gemessene Geschwindigkeit,
Fm = mittlere Kraft während der Verformung,
Δζ = Strecke, über welche die Verformung erfolgt. Bei dem vorgestellten Verfahren kommt es also nicht auf die Kenntnis des Kraftverlaufes während des Crimpens an. Vielmehr beruht das neue Verfahren und die entspreche Crimpvorrichtung auf der Idee, dass eine bestimmte vorgegebene Energie zum Verformen die Qualität der Crimpverbindung si- cherstellt, auch wenn die zu crimpenden Komponenten 1.1 , 2 Qualitätsschwankungen unterliegen.
Nach dem Verformen der beiden Komponenten 1 .1 , 2 wird das Fallgewicht 5.1 mit den damit verbundenen Bauteilen wieder um das Maß Ah angehoben. Hierfür ist eine motorische Hubvorrichtung vorgesehen, die in den Figuren nicht explizit dargestellt ist. Gleichzeitig kann durch überprüfen der gemessenen Geschwindigkeit v festgestellt werden, ob die Crimpvorrichtung einwandfrei gearbeitet hat. So kann beispielsweise festgestellt werden, ob reibungsbehaftete Effekte in der Führung der Stange den vorgegebenen Energiebetrag reduzieren. Das Fallgewicht 5.1 , das Halteelement 5.2 und die Stange 5.3 mit dem ferro- magnetischen Element 5.31 bilden eine Einrichtung 5 zur Vorgabe einer (potenziellen) Energie, hier einer Gravitationsenergie. Die Energie, die für den Crimpprozess zur Herstellung der elektrischen Verbindung umgewandelt werden soll, kann durch Veränderung der Höhe Ah und / oder Veränderung der Masse des Fallgewichts 5.1 (zum Beispiel durch hinzufügen oder entfernen eines Teilgewichts) variiert beziehungsweise vorgegeben werden.
Bei dem Verfahren wird also zunächst durch Einstellen der Höhe Ah und / oder Veränderung der Masse des Fallgewichts 5.1 eine Vorgabe für die Energie gemacht, die für den Crimpprozess zur Herstellung der elektrischen Verbin- dung umgewandelt werden soll. Diese Vorgabe beruht auf Ergebnissen von Vorversuchen. Nachdem die entsprechende Energievorgabe eingestellt worden ist, werden die zu verbindenden Komponenten 1.1 , 2 zwischen die Crimp- werkzeuge 3, 4 eingelegt. Sodann werden die Komponenten 1.1 , 2 zwischen den Crimpwerkzeugen 3, 4 verpresst beziehungsweise vercrimpt. Dabei wer- den die Crimpwerkzeuge 3, 4 relativ zueinander bewegt, wobei die vorgegebene Energie während dieser Bewegung umgewandelt wird insbesondere in Verformungs- und Wärmeenergie.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einer ersten elektrisch leitfähigen Komponente (1.1 ) und einer zweiten elektrisch leitfähigen Komponente (2) durch einen Crimpprozess, umfassend folgende Schritte
- Vorgabe einer Energie, die für den Crimpprozess zur Herstellung der elektrischen Verbindung umgewandelt werden soll,
- Einlegen der Komponenten (1.1 , 2) zwischen zwei Crimpwerk- zeuge (3, 4),
- Crimpen der Komponenten (1.1 , 2) zwischen den Crimpwerkzeu- gen (3, 4), wobei die Crimpwerkzeuge (3, 4) zu diesem Zweck relativ zueinander bewegt werden und die vorgegebene Energie während dieser Bewegung umgewandelt wird.
Verfahren gemäß dem Anspruch 1 , wobei die Vorgabe der Energie durch Positionieren eines Fallgewichts (5.1 ) in einer vorgegebenen Höhe (Ah) erfolgt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die relative Geschwindigkeit (v) der sich zueinander bewegenden Crimpwerkzeuge vor dem Crimpen gemessen wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste leitfähige Komponente (1.1 ) als ein Leiter ausgestaltet ist, welcher mehrere Einzeldrähte umfasst.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite leitfähige Komponente (2) ein Steckkontakt ist. Crimpvorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einer ersten elektrisch leitfähigen Komponente (1.1 ) und einer zweiten elektrisch leitfähigen Komponente (2), umfassend ein erstes Crimpwerkzeug (3) und ein zweites Crimpwerkzeug (4), wobei die Crimpwerkzeuge (3, 4) relativ zueinander bewegbar angeordnet sind, so dass die Komponenten (1.1 , 2) zwischen den Crimpwerkzeugen (3, 4) crimpbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass
die Crimpvorrichtung eine Einrichtung (5) zur Vorgabe einer Energie, die für den Crimpprozess zur Herstellung der elektrischen Verbindung umwandelbar ist, aufweist.
Crimpvorrichtung gemäß dem Anspruch 6, wobei die Einrichtung zur Vorgabe einer Energie eine Anordnung (5.2) zum Positionieren eines Fallgewichts (5.1 ) in einer vorgegebenen Höhe (Ah) umfasst.
Crimpvorrichtung gemäß dem Anspruch 7, wobei die Crimpvorrichtung eine Messeinrichtung (6) zur Messung der relativen Geschwindigkeit (v) der sich zueinander bewegenden Crimpwerkzeuge (3, 4) aufweist.
PCT/EP2016/074139 2015-10-12 2016-10-10 Verfahren zum herstellen einer elektrischen verbindung zwischen zwei elektrisch leitfähigen komponenten und eine crimpvorrichtung WO2017063974A1 (de)

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