EP0857360B1 - Kontaktelement mit crimpabschnitt - Google Patents

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EP0857360B1
EP0857360B1 EP96934416A EP96934416A EP0857360B1 EP 0857360 B1 EP0857360 B1 EP 0857360B1 EP 96934416 A EP96934416 A EP 96934416A EP 96934416 A EP96934416 A EP 96934416A EP 0857360 B1 EP0857360 B1 EP 0857360B1
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EP
European Patent Office
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grooves
contact element
conductor
ribs
wire
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EP96934416A
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Ngoc-Thach Nguyen
Helmut Bauch
Gunter Meyer
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • H01R4/18—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 solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • H—ELECTRICITY
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    • 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
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    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/10—Sockets for co-operation with pins or blades
    • H01R13/11—Resilient sockets
    • H01R13/115—U-shaped sockets having inwardly bent legs, e.g. spade type

Definitions

  • the invention relates to a contact element with a crimp section for conductors, being inside to contact the conductor intended surface of the crimp section deformations are provided.
  • Electrical wires or cables with such contact elements that it in numerous forms such as Cable lug, socket or there is a clamp, can be found in a wide variety of devices and facilities.
  • About the contact elements can be quickly establish a secure, detachable, electrical connection.
  • the advantage of a crimp connection is that the wires can be mechanically connected to the contact elements. Nevertheless, there is a sufficiently firm, good conductive connection between wire and contact element.
  • connection between the electrical conductor and the contact element with respect their current and thermal conductivity, their pull-off strength, their lifespan, and their corrosion resistance to improve them to shocks, temperature fluctuations, Moisture, corrosive atmosphere or other To be able to expose to extreme conditions. So that can such connections can be used in new areas of application and their function in existing areas of application be made safer.
  • US-A-3,892,459 proposes at the bottom of the crimp section, which does not or when crimping little is deformed, small approximately square depressions and to provide larger elongated depressions on the side walls.
  • the longer dimension of these elongated depressions extends perpendicular to the longitudinal axis of the wire. It ring-shaped grooves form on the wire again, whereby the previously mentioned disadvantageous weakening of the wire and increase the risk of wire breakage is coming.
  • the object of the present invention is a contact element of the kind mentioned at the outset to create that does not have the disadvantages of the prior art shown and the connection between the contact element and Wire or wire bundle enables an improved Current and thermal conductivity, torsion and pull-off resistance as well as corrosion resistance.
  • the task is performed by a contact element as defined in claim 1 is solved.
  • conductors become two groups as deformations grooves running obliquely to the longitudinal axis of the conductor or ribs may be provided, the grooves or ribs one group obliquely to the grooves or ribs of the other Group run.
  • the grooves of each group preferably run parallel to each other and the Grooves or ribs delimit diamond-shaped elevations or Depressions, i.e. the grooves or ribs intersect each other preferably not at sharp or blunt angles are at 90 °.
  • the diamond-shaped elevations can preferably with Complete pyramid-shaped tips.
  • a very advantageous use of the contact element according to the invention is use for insulated wires, in particular Enamelled wires without stripping the connecting end.
  • insulated wires in particular Enamelled wires without stripping the connecting end.
  • FIG. 1 shows in the drawings Contact element according to the prior art before crimping.
  • the Fig.2 shows a detail of a cross section through the Crimp section with wire inside after crimping and Figure 3 shows the cross section of the wire at the height of Section III-III in Fig.2.
  • 4 shows a contact element according to the further prior art before crimping.
  • 5 shows a detail of a cross section through the Crimp section of the contact element according to Figure 4 with therein lying wire after crimping and the Fig.6 the cross section of the wire at the height of the section VI-VI in Fig. 5.
  • FIG. 7 shows a roll-off representation of the embodiment the crimp section of a contact element according to the invention with a first group of parallel grooves and a second group of parallel counter grooves that are oblique to the grooves of the first group.
  • Fig. 8 shows one Side view of the crimp section according to Figure 7 after Crimping without showing the conductor, being in dashed lines Lines the course of one of the grooves and one of the counter grooves are shown inside the crimp section.
  • the 9 shows a further embodiment according to the invention, which by simply stamping or rolling in or - pressing from the back enables or is manufactured.
  • FIG. 1 is a contact element according to the prior art shown before crimping with a conductor 27.
  • the Contact element has a plug connection part at one end 25 on, which is pushed onto a flat contact plate can be a device or part of a facility to wire.
  • a crimp section 26 is provided on its inner surface Has depressions in the form of grooves 33, which are Extend normal to the longitudinal axis 34 of the conductor.
  • the leader 27 can be a single, solid wire or a stranded wire and is in the direction of arrow 28 in the crimp section 26th pushed. Then the crimping process is carried out, whereby the side walls 29, 30 of the crimp section 26 in the direction the arrows 31, 32 are bent.
  • FIGs 7 to 9 are two embodiments for one Crimp section shown according to the invention.
  • Crimp section 46 of a contact element shows from the inside the inner surface of the crimp portion 56 has a group of grooves 53 and a second group of counter grooves 54.
  • the grooves 53 and the counter grooves run in both groups 54 each parallel to each other and both the grooves 53 as well as the counter grooves 54 run obliquely to the direction of insertion (Arrow 58) and thus to the longitudinal axis of the conductor.
  • grooves 53 close and counter grooves 54 to each other acute and obtuse angles a so that they limit diamond-shaped elevations 55, the same diamond-shaped depressions when crimping in the conductor produce. For strength reasons, angles are not are in the range of 90 ° between the grooves 53 and counter grooves 54 to be preferred.
  • 8 is a side view of the crimped crimp section 56 shown. In Dashed lines are a groove 53 and a counter groove 54 shown inside the crimp section run helically.
  • elevations are in shape by cross-embossing of diamond-shaped pyramids 75, with which the Insulation layer due to very high surface pressure can be easily penetrated.
  • the surveys will be 75 through at an angle to one another and at an angle to the direction of insertion 78 running grooves 73, 74 delimited, the grooves 73, 74 level with the edge 79 of the crimping section are.

Landscapes

  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement mit Crimpabschnitt für Leiter, wobei in der inneren zum Kontakt mit dem Leiter vorgesehenen Oberfläche des Crimpabschnittes Verformungen vorgesehen sind.
Elektrodrähte bzw. -kabel mit solchen Kontaktelementen, die es in zahlreichen Formen wie z.B. Kabelschuh, Steckhülse oder Klemme gibt, findet man bei den unterschiedlichsten Geräten und Anlagen. Über die Kontaktelemente läßt sich rasch eine sichere, lösbare, elektrische Verbindung herstellen. Der Vorteil einer Crimpverbindung ist, daß die Drähte maschinell mit den Kontaktelementen verbunden werden können. Dabei kommt es trotzdem zu einer ausreichend festen, gut leitenden Verbindung zwischen Draht und Kontaktelement.
Dennoch wird ständig danach getrachtet, die Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kontaktelement bezüglich ihrer Strom- und Wärmeleitfähigkeit, ihrer Abzugsfestigkeit, ihrer Lebensdauer, und ihrer Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, um sie Erschütterungen, Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit, korrosiver Atmosphäre oder anderen Extrembedingungen aussetzen zu können. Damit können solche Verbindungen in neuen Einsatzgebieten verwendet werden und ihre Funktion in bereits bestehenden Einsatzgebieten sicherer gemacht werden.
So findet man bei Kontaktelementen des Standes der Technik auf der Innenseite des Crimpabschnittes, der nach dem Crimpen fest am Draht bzw. am Drahtbündel anliegt, Vertiefungen. Der Draht wird beim Crimpen verformt und in die Vertiefungen gedrückt, wodurch ein verbesserter mechanischer Halt erreicht wird. Gleichzeitig werden dadurch bestimmte Bereiche an der Drahtoberfläche von Korrosionschichten oder Lackisolationsmaterial befreit. Diese Vertiefungen sind bei den Ausführungsformen der Praxis meistens Rillen, die sich normal zur Längsachse des Drahtes erstrecken. Durch die zwischen den Rillen befindlichen Stege erhält der Draht beim Crimpen mehrere Ringnuten. In den Bereichen der Ringnuten weist der Draht also nach dem Crimpen einen geringeren Durchmesser auf, wodurch die Bruchgefahr des Drahtes erhöht wird, was natürlich nachteilig ist.
Wie in der US-A-3,892,459 beschrieben, wurden bei anderen Ausführungsformen des Standes der Technik möglichst viele kleine Vertiefungen auf der Innenseite des Crimpabschnittes vorgesehen, um eine möglichst große Kontaktfläche zu erhalten. Dies zeigt aber nicht den gewünschten Erfolg, da die kleinen Vertiefungen auf den Seitenwänden des Crimpabschnittes beim Crimpen durch das Umbiegen der Seitenwände geschlossen werden bevor die Drähte in die Vertiefungen gepreßt werden können. Die US-A-3,892,459 schlägt daher vor, am Boden des Crimpabschnittes, der beim Crimpen nicht oder wenig verformt wird, kleine etwa quadratische Vertiefungen und an den Seitenwanden größere längliche Vertiefungen vorzusehen. Die längere Dimension dieser länglichen Vertiefungen erstreckt sich senkrecht zur Längsachse des Drahtes. Es bilden sich also wieder ringförmige Nuten am Draht, wodurch die bereits zuvor genannte nachteilige Schwächung des Drahtes und die Erhöhung der Bruchgefahr des Drahtes zustande kommt.
Aus der US-A-3,989,339 ist ferner bekannt, die Crimpverbindung durch schräg verlaufende Rillen bzw. Rippen zu verbessern. Für eine erleichterte Faltung des Crimpabschnittes beim Anbringen eines Leiters sind dort die schräg verlaufenden Rillen segmentiert. Beim Vercrimpen der dort einzulegenden Anschlußleiter werden dadurch an deren Oberfläche schraubenförmige Ein- bzw. Ausprägungen erzeugt, wodurch die Abreißgefahr gegenüber ringförmigen Nuten verringert wird. Ähnliche schraubenförmige Rippungen an Kabelschuhen sind aus der US-A-3,717,839 und 5,131,861 bekannt.
Bei diesen Lösungen ist jedoch nachteilig, daß insbesondere bei Steckverbindungen durch mehrfaches Auseinanderziehen bzw. Zusammenschieben der Steckerteile das Anschlußkabel sich an den Crimpverbindungen leicht lockern kann. Dabei ist eine Lockerung der Crimpverbindung insbesondere durch Verdrehung des Anschlußleiters gegenüber dem Anschlußteil aufgrund der schraubenförmigen Vercrimpung möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kontaktelement der eingangs genannten Art zu schaffen, das die eben dargestellten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist und das eine Verbindung zwischen Kontaktelement und Draht bzw. Drahtbündel ermöglicht, die eine verbesserte Strom- und Wärmeleitfähigkeit, Verdreh- und Abzugsfestigkeit sowie Korrosionsbeständigkeit hat.
Die Aufgabe wird durch ein Kontaktelement, wie es in Anspruch 1 definiert ist, gelöst.
Vorteile der Erfindung
Die Stege zwischen den Rillen bzw. die Rippen auf der Innenfläche des Crimpabschnittes hinterlassen beim Crimpen auf dem Draht schraubenförmige, sich kreuzende Nuten. Dadurch wird der Querschnitt des Drahtes in jeder Längsposition, die im Crimpabschnitt zu liegen kommt, im gleichen Maß geschwächt und zwar in wesentlich geringerem Ausmaß im Vergleich zur Schwächung durch die Ringnuten des Standes der Technik. Dennoch ist die Kontaktfläche zwischen Kontaktelement und Draht viel größer als beim Stand der Technik. Man kann auch diese Kontaktfläche noch durch Erhöhung der Anzahl der Rillen bzw. der Rippen gegenüber dem Stand der Technik zusätzlich vergrößern und hat dennoch eine geringere Bruchgefahr als bei den bisher bekannten Crimpverbindungen zwischen Kontaktelement und Leiter. Mit der Vergrößerung der Kontaktfläche verbessert sich die elektrische Leitfähigkeit, die Wärmeleitfähigkeit und insbesondere der mechanische Halt verbessert sich durch die kreuzweise Rippen- bzw. Rillenanordnung. Am besten verteilt sich die Schwächung des Leiters, wenn die Rillen bzw. Rippen schräg bzw. schraubenförmig und parallel zueinander angeordnet sind.
Zur Erhöhung der Kontaktfläche zwischen Crimpabschnitt und Leiter werden erfindungsgemäß als Verformungen zwei Gruppen von schräg zur Längsachse des Leiters verlaufende Rillen bzw. Rippen vorgesehen sein, wobei die Rillen bzw. Rippen der einen Gruppe schräg zu den Rillen bzw. Rippen der anderen Gruppe verlaufen. Die Rillen bzw. Rippen jeder Gruppe verlaufen dabei vorzugsweise parallel zueinander und die Rillen bzw. Rippen begrenzen rautenförmige Erhebungen bzw. Vertiefungen, d.h. die Rillen bzw. Rippen schneiden einander in Winkeln die spitz oder stumpf jedoch vorzugsweise nicht um 90° sind.
Die rautenförmigen Erhebungen können mit vorzugsweise pyramidenförmigen Spitzen abschließen.
Eine sehr vorteilhafte Verwendung des erfindungsgemäßen Kontaktelementes ist die Verwendung für isolierte Drähte, insbesondere Lackdrähte, ohne vorheriges Abisolieren des zu verbindenden Endes. Durch das Hineinpressen des Drahtes bzw. der Drähte eines Drahtbündels in die Rillen bzw. in die Zwischenräume zwischen den Rippen wird die Isolierschicht bzw. die Lackschicht aber auch eine gegebenfalls vorhandene Korrosionsschicht durch Einschneiden der scharfkantigen Linienerhebungen oder durch Eindringen der Spitzen rautenförmiger Erhebungen in die Drähte abgeschabt bzw. weggedrückt und ein guter Kontakt zwischen Draht und Kontaktelement gesichert. Der Arbeitsvorgang des Abisolierens kann entfallen. Durch die im gecrimpten Zustand schraubenförmig verlaufenden Rillen wird das abgeschabte Material beim Crimpen wie bei einem Bohrer nach außen transportiert und dichtet am Rand des Crimpabschnittes die Verbindung zwischen Crimpabschnitt und Draht ab und schützt somit vor dem Eindringen korrosiver Gase oder Flüssigkeiten.
Zeichnungen
Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt die Fig.1 ein Kontaktelement gemäß dem Stand der Technik vor dem Crimpen. Die Fig.2 zeigt als Detail einen Querschnitt durch den Crimpabschnitt mit darin liegendem Draht nach dem Crimpen und die Fig.3 den Querschnitt des Drahtes in der Höhe des Schnittes III-III in Fig.2. Die Fig.4 zeigt ein Kontaktelement gemäß dem weiteren Stand der Technik vor dem Crimpen. Die Fig. 5 zeigt als Detail einen Querschnitt durch den Crimpabschnitt des Kontaktelementes nach Fig.4 mit darin liegendem Draht nach dem Crimpen und die Fig.6 den Querschnitt des Drahtes in der Höhe des Schnittes VI-VI in Fig.5. Die Fig.7 zeigt eine Abrolldarstellung der Ausführungsform des Crimpabschnittes eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes mit einer ersten Gruppe von parallelen Rillen und einer zweiten Gruppe paralleler Gegenrillen, die schräg zu den Rillen der ersten Gruppe verlaufen. Fig.8 zeigt eine Seitenansicht des Crimpabschnittes nach Fig.7 nach dem Crimpen ohne Darstellung des Leiters, wobei in strichlierten Linien der Verlauf einer der Rillen und einer der Gegenrillen im Inneren des Crimpabschnittes dargestellt sind. Die Fig.9 stellt eine weitere erfindungsgemäße Ausführung dar, welche durch einfaches Einprägen bzw. Einwalzen oder - drücken von der Rückseite ermöglicht bzw. gefertigt wird.
In Fig.1 ist ein Kontaktelement gemäß des Standes der Technik vor dem Crimpen mit einem Leiter 27 dargestellt. Das Kontaktelement weist an seinem einen Ende ein Steckverbindungsteil 25 auf, der auf ein flaches Kontaktplättchen geschoben werden kann, um ein Gerät oder einen Teil einer Anlage zu verkabeln. An dem anderen Ende des Kontaktelementes ist ein Crimpabschnitt 26 vorgesehen, der an seiner Innenfläche Vertiefungen in Form von Rillen 33 aufweist, die sich normal zur Leiterlängsachse 34 erstrecken. Der Leiter 27 kann ein einzelner, massiver Draht oder ein Litzendraht sein und wird in Richtung des Pfeiles 28 in den Crimpabschnitt 26 geschoben. Dann wird der Crimpvorgang durchgeführt, wobei die Seitenwände 29, 30 des Crimpabschnittes 26 in Richtung der Pfeile 31, 32 verbogen werden. Beim Crimpen wird auch der Leiter 27 verformt und vorallem in die Rillen 33 gedrückt und durch die Stege 35 zwischen den Rillen 33 verdrängt. Dabei formen die Stege 35 in der Leiteroberfläche Ringnuten 36 und schwächen damit den Leiterquerschnitt in diesen Bereichen. In Fig.2 sieht man deutlich die Ringnuten 36, die durch die Stege 35 verursacht wurden. Fig.3 zeigt den Querschnitt des Leiters im Bereich einer Ringnut 36.
In Fig.4 ist als weiterer Stand der Technik ein Kontaktelement dargestellt. Als Verbindungsmöglichkeit ist wieder ein herkömmlicher Steckverbindungsteil 5 vorgesehen. Auf der Innenseite des Crimpabschnittes 6 sind Rippen 2 vorgesehen, die schräg zur Längsachse 14 des Leiters 1 verlaufen. Wird nun der Leiter 1 in Richtung des Pfeiles 8 in den Crimpabschnitt 6 geschoben und die Seitenwände 9, 10 des Crimpabschnittes 6 werden entsprechend den Pfeilen 11, 12 umgebogen, so bilden die durch die Stege 15 voneinander beabstandeten Rippen 2 auf der Oberfläche des Leiters 1 schraubenförmige Nuten 16, wobei das Material des Leiters 1 durch den Druck, der beim Crimpen aufgebracht wird, zu den Stegen 15 zwischen den Rippen 2 verdrängt wird. Eventuell auf der Oberfläche des Leiters befindliche Isolations- oder Korrosionschichten werden durch die Verformung des Leiters beim Crimpen in manchen Bereichen abgeschabt, so daß es zu einem guten elektrischen und wärmeleitenden Kontakt zwischen dem Leiter 1 und dem Kontaktelement kommt. Das abgeschabte Isolationsmaterial oder das Korrosionsprodukt wird dabei in den schraubenförmigen Nuten 16 nach außen gedrückt und dichtet den Kontaktbereich zwischen Leiter 1 und Crimpabschnitt 6 des Kontaktelementes gegen das Eindringen von korrosiven Gasen und Flüssigkeiten ab. In Fig.5 sieht man den schrägen Verlauf der Nuten 16 an der Oberfläche des Leiters 1. Der in Fig.6 gezeigte Querschnitt des Leiters 1 ist deutlich weniger geschwächt als der Querschnitt des Leiters nach Fig.3 im Bereich seiner Ringnut.
In den Figuren 7 bis 9 sind zwei Ausführungsformen für einen erfindungsgemäßen Crimpabschnitt dargestellt. In der Ausführungsform gemäß Fig.7, die in einer Abrolldarstellung den Crimpabschnitt 46 eines Kontaktelementes von innen zeigt weist die Innenfläche des Crimpabschnittes 56 eine Gruppe von Rillen 53 und eine zweite Gruppe von Gegenrillen 54 auf. In beiden Gruppen verlaufen die Rillen 53 bzw. die Gegenrillen 54 jeweils parallel zueinander und sowohl die Rillen 53 als auch die Gegenrillen 54 verlaufen schräg zur Einschubrichtung (Pfeil 58) und damit zur Längsachse des Leiters. Wie man in der Zeichnung sieht, schließen Rillen 53 und Gegenrillen 54 miteinander spitze und stumpfe Winkel ein, sodaß sie rautenförmige Erhebungen 55 begrenzen, die ebensolche rautenförmigen Vertiefungen beim Crimpen im Leiter erzeugen. Aus Festigkeitsgründen sind Winkel, die nicht im Bereich von 90° liegen zwischen den Rillen 53 und Gegenrillen 54 zu bevorzugen. In Fig.8 ist eine Seitenansicht des gecrimpeten Crimpabschnittes 56 dargestellt. In strichlierten Linien ist jeweils ein Rille 53 und eine Gegenrille 54 gezeigt, die im Inneren des Crimpabschnittes schraubenförmig verlaufen.
In Fig.9 sind durch kreuzweises Prägen Erhebungen in Form von rautenförmigen Pyramiden 75 vorgesehen, mit denen die Isolationsschicht durch sehr hohe Flächenpressung sehr leicht durchdrungen werden kann. Die Erhebungen 75 werden durch schräg zueinander und schräg zur Einschubrichtung 78 verlaufende Rillen 73, 74 begrenzt, wobei die Rillen 73, 74 niveaugleich mit dem Rand 79 des Crimpabschnittes ausgeführt sind.

Claims (4)

  1. Kontaktelement mit Crimpabschnitt (6, 26, 56) für Leiter (1, 27), wobei in der inneren zum Kontakt mit dem Leiter (1, 27) vorgesehenen Oberfläche des Crimpabschnittes (6, 26, 56) Verformungen vorgesehen sind, die schräg zur Längsachse (14, 34) des Leiters (1, 27) verlaufende Rillen (2, 33, 53, 54, 73, 74) bzw. Rippen (15, 35, 75) sind, wobei als Verformungen zwei Gruppen von schräg zur Längsachse (14, 34) des Leiters verlaufende Rillen (53, 54, 73, 74) oder Rippen vorgesehen sind, derart, daß die Rillen (53, 73) bzw. Rippen der einen Gruppe schräg zu den Rillen (54, 74) bzw. Rippen der anderen Gruppe verlaufen und sich symmetrisch zur Längsachse kreuzen.
  2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (53, 54, 73, 74) bzw. Rippen innerhalb jeder Gruppe parallel zueinander verlaufen.
  3. Kontaktelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (53, 54, 73, 74) bzw. Rippen der beiden Gruppen rautenförmige Erhebungen bzw. Vertiefungen (55, 75) begrenzen.
  4. Kontaktelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rautenförmigen Erhebungen (75) mit einer, vorzugsweise pyramidenförmigen, Spitze abgeschlossen sind.
EP96934416A 1995-10-28 1996-09-09 Kontaktelement mit crimpabschnitt Expired - Lifetime EP0857360B1 (de)

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EP0857360A1 EP0857360A1 (de) 1998-08-12
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EP (1) EP0857360B1 (de)
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