[0001] Die Erfindung betrifft ein B-Crimp-Gesenk für ein Crimpwerkzeug, welches zum B-förmigen
Verpressen oder Vercrimpen (im Folgenden "Vercrimpen", "crimpen") einer Buchse oder
Hülse, eines Steckers oder Kontaktelements (im Folgenden "Stecker") mit einem elektrischen
Leiter oder Kabel (im folgenden "Leiter") Einsatz findet.
STAND DER TECHNIK
[0002] Sogenannte "B-Crimps" werden beispielsweise mit Crimpwerkzeugen in Form von Crimpzangen
der Typen CS10, CSV10, CS30, CS100 oder auch mit Tischcrimpgeräten CS200 der Anmelderin
hergestellt. Möglich ist auch die Ausbildung des Crimpwerkzeugs als hydraulisch betätigtes
Werkzeug oder als Maschine.
[0003] Die Norm DIN EN 60352-2 (Fassung November 2006) beschreibt Stecker in Form von so
genannten Crimphülsen, die mit einem hier einschlägigen B-Crimp-Gesenk verpresst werden
können. Bei einem B-Crimp besitzt der Stecker am Ende des Crimpvorgangs in grober
erster Näherung eine Außenkontur in Form eines "B", wobei der Vertikalschenkel des
B nach außen konvex geformt sein kann, während der mittige Horizontalschenkel des
B zumindest teilweise fehlt, so dass die B-förmige Crimpkontur im mittleren Übergangsbereich
der beiden kurvenförmigen Konturbereiche konkav oder mit einer Spitze endet. Im Inneren
des B ist dann der Leiter eingecrimpt, wodurch zumindest eine mechanische Verbindung,
vorzugsweise auch eine elektrische Verbindung, zwischen Stecker und Leiter gebildet
ist.
[0004] B-Crimps finden Einsatz für einen so genannten "Drahtcrimp", bei dem der Stecker
auf mindestens einen abisolierten Leiter gecrimpt wird, oder einen so genannten "Isolationscrimp",
bei dem der Stecker auf den Isolationsmantel des Leiters gecrimpt wird. Beispielsweise
können mit einem B-Crimp D-Sub-Buchsen und -Stecker, Flachstecker und Flachsteckhülsen
(u. U. mit seitlichem Leiteranschluss (Fahnenstecker)), Kabelschuhe mit geschlossener
Crimphülse, D-Sub-Bandwarenkontakte Buchse-Stift, D-Sub-Highdensitiy-Bandwarenkontakte,
ABS-Stecker und -buchsen, Junior Powertimer ELA/MCP 2,8ELA-Kontakte, 1,5/2,5 PIN/Socket
ELA-Kontakte, MQS-Kontakte, MCP-Kontakte, RK-Kontakte, MLK-Kontakte, SLK-Konakte,
LKS-Kontakte, DFK/MAK-Kontakte, LSK 8 ELA-Kontakte, WDF 2-Kontakte, VEK 4-Kontakte,
SIKO 1 / Fsh.6,3-Kontakte, Mini-PV-Stecker, HD- oder HDD-Rundstecker, IEC-Kontakte,
Mikro Power Quadlock-Stecker, Mini-UMNL-Stecker, Mikro Timer-Stecker, Junior Powertimer
Stecker, RAM-Stecker, DFK 3-Kontakte, FS 2,8+-Kontakte, DFK-Kontakte, Postlock HE14-Kontakte
(jeweils abgedichtet oder nicht abgedichtet und/oder isoliert oder nicht isoliert)
vercrimpt werden, um nur einige ausgewählte Beispiele für mögliche Stecker zu nennen.
Hinsichtlich weiterer Beispiele wird exemplarisch auf die Anwendungen hingewiesen,
welche in dem Prospekt "Werkzeuge für die professionelle Anwendung" des Unternehmens
WEZAG aus dem Jahr 2010 verwiesen, wobei natürlich auch entsprechende B-Crimps für
anderweitige Stecker verwendet werden können. Eine grundsätzliche Darstellung eines
derartigen B-Crimps in Ausbildung als Drahtcrimp sowie als Isolationscrimp kann auch
der
Veröffentlichung "Productronic", Ausgabe 7, 2007, s. 35-36 entnommen werden.
[0005] Für das Crimpen von Steckern in einem Gesenk sind beträchtliche Crimpkräfte manuell,
hydraulisch oder über einen Antrieb bereitzustellen. Trotz dieser beträchtlichen Crimpkräfte
werden hohe Anforderungen an die erstellte Außenkontur des Steckers am Ende des Crimpvorgangs
gestellt.
[0006] Problematisch bei bekannten Gesenken ist, dass es immer wieder vorkommt, dass sich
am Ende eines Crimpvorgangs der Stecker nicht aus der Crimpkontur des Gesenks entfernen
lässt, ohne dass eine Aufbringung von Entnahmekräften erforderlich ist. Grund hierfür
ist, dass der Stecker scheinbar an dem Gesenk "anhaftet". Die Aufbringung dieser Entnahmekräfte
kann aber schlimmstenfalls dazu führen, dass eine Beschädigung des Steckers, des Leiters
oder der erstellten mechanischen und elektrischen Verbindung zwischen Stecker und
Leiter erfolgt. Das Anhaften des Steckers an dem Gesenk wird insbesondere auf folgende
Ursachen zurückgeführt:
- Gesenkhälften für das Vercrimpen von Steckern können eine Crimpkontur besitzen, welche
während eines Crimpvorgangs üblicherweise in Richtung einer Crimpachse sowie quer
zu dieser zur Anlage an den Stecker kommen und den Stecker entsprechend der Gesenkkontur
verformen. Insbesondere für den Fall, dass die Gesenkkontur mit geneigten oder gekrümmten
Teilkonturen ausgebildet ist, in die der Stecker während des Crimpvorgangs eingecrimpt
wird, wird bei einer Verjüngung der Gesenkkontur in Crimprichtung der Stecker quer
zur Crimpachse sowohl plastisch als auch elastisch zusammengecrimpt. Am Ende des Crimpvorgangs
führt die Elastizität des Steckers dazu, dass der Stecker quer zur Crimprichtung in
der Gesenkkontur eingespannt sein kann. Der vorgenannte Effekt tritt nicht auf für
Teilkonturen der Gesenkkontur, die quer zur Crimprichtung orientiert sind, während
der Effekt zunehmende Bedeutung erlangen kann, je weiter die Teilkonturen der Gesenkkontur
in Crimprichtung geneigt sind.
- Gemäß einem alternativen oder kumulativen Erklärungsversuch wird darauf hingewiesen,
dass es während des Crimpvorgangs zu einer Ausbildung von Mikroverzahnungen zwischen
dem Gesenk und dem Stecker kommen kann, die zu den unerwünschten erhöhten Entnahmekräften
führen können.
- Ebenfalls möglich ist, dass es zu einer Ausbildung von Mikroverschweißungen zwischen
Gesenk und Stecker kommt.
[0007] Zur Abhilfe gegen die genannten Phänomene wird üblicherweise dem Stecker Blei als
Grundwerkstoff oder Oberflächenbeschichtung zugesetzt, wobei das Blei als eine Art
Schmiermittel zur Erleichterung der Entnahme dient. Allerdings ist eine EU-Richtlinie
2002/95/EG auf eine Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in
Elektro- und Elektronikgeräten ausgerichtet, die auch auf eine Vermeidung von Schwermetallen
wie Blei abzielt. Entsprechend der EU-Richtlinie dürfen Presslinge wie Stecker ab
dem 01.07.2006 kein Blei mehr enthalten.
[0008] Mit der Vereinfachung der Entnahme eines Presslings wie eines Fittings für eine Rohrverbindung,
einen Kabelschuh, Kabelendhülsen, Stecker u. ä. aus einer Crimpkontur einer Crimpzange
beschäftigt sich auch
DE 10 2009 001 949 A1 der Anmelderin. In dieser Druckschrift wird vorgeschlagen, Gesenkhälften gezielt
mit einer Elastizität derart auszustatten, dass am Ende des Crimpvorgangs das Gesenk
gezielt elastisch aufgeweitet werden kann, so dass das Gesenk "atmen" kann und sich
der Pressling am Ende des Crimpvorgangs automatisch von dem Gesenk löst.
[0009] US 5 500 999 A geht aus von einem Stand der Technik, bei welchem der Stecker an einer von einem
Crimpstempel ausgebildeten Gesenkhälfte, welche die Kontur des Vertikalschenkels des
B besitzt, anliegt, während ein Crimpamboss mit einer Gesenkhälfte entsprechend den
geschwungenen Teilen des B während des Crimpvorgangs in Richtung des Crimpstempels
bewegt wird. Der Crimpamboss besitzt hierbei zusätzlich zu dem Bodenbereich der Gesenkhälfte,
welcher ein "Crimpherz" ausbildet, Einlaufschrägen, deren Öffnungswinkel sich in Richtung
des Bodens verringert.
US 5 500 999 A kritisiert diesen Stand der Technik dahingehend, dass sich infolge der Einführschrägen
für unterschiedliche Höhen eines gecrimpten Werkstücks zwischen den Gesenkhälften
von Crimpstempel und Crimpamboss in der gecrimptem Endlage ein Spalt x ergeben kann,
dessen Breite von der Höhe des gecrimpten Werkstücks abhängig ist und der unerwünschte
Quetschkanten zur Folge hat.
US 5 500 999 A schlägt vor diesem Hintergrund vor, die Gesenkhälfte des Crimpambosses mit vier Teilkonturbereichen
auszustatten, nämlich mit dem Bodenbereich mit dem "Crimpherz", mit von dem Bodenbereich
weg divergierenden Übergangsbereichen, mit einem Toleranzbereich mit parallelen Teilkonturbereichen
und einem Einführbereich. Im Toleranzbereich verfügen die Teilkonturbereiche über
einen Abstand, welcher der Erstreckung der Gesenkhälfte des Crimpstempels quer zur
Crimprichtung entspricht. Für Werkstücke mit unterschiedlichen Crimphöhen kann der
Crimpstempel gegenüber dem Crimpamboss am Ende des Crimpvorgangs im Toleranzbereich
unterschiedliche Positionen einnehmen, ohne dass es zu Quetschkanten kommt.
[0010] Auch
DE 197 37 863 A1 offenbart ein Crimpwerkzeug mit einem derartigen Toleranzbereich, im Bereich dessen
eine von dem Crimpamboss gebildete Gesenkhälfte parallele Teilkonturen besitzt, deren
Abstand der Breite des Crimpstempels entspricht.
AUFGABE DER ERFINDUNG
[0011] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein B-Crimp-Gesenk vorzuschlagen,
welches die Neigung des mit dem B-Crimp-Gesenk vercrimpten Steckers mit Leiter hinsichtlich
eines Verklemmens in oder Anhaftens an dem B-Crimp-Gesenk verringert.
LÖSUNG
[0012] Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich entsprechend
den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 3.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0013] Die Erfindung wendet sich ab von dem Vorurteil der Fachwelt, dass für ein B-Crimp-Gesenk
der Einlaufbereich des Crimpambosses möglichst glatt, nämlich eben mit geradlinigen
Seitenschenkeln gebildet sein muss, um die Endbereiche des Steckers gleitend zu führen
und, bei entsprechender V-förmiger Ausrichtung der Seitenschenkel, eine Verformung
herbeizuführen, die eine sukzessive Annäherung der Endbereiche des Steckers mit zunehmenden
Eintritt des Crimpstempels in den Crimpamboss zur Folge hat. Vielmehr schlägt die
Erfindung erstmals vor, dass sich ein Öffnungswinkel des Crimpambosses im Bereich
mindestens eines Übergangs, an welchem in der Schließstellung des Gesenks die Crimpkontur
von einer Teil-Crimpkontur des Crimpstempels übergeht in eine Teil-Crimpkontur des
Crimpambosses, in Bewegungsrichtung des Crimpstempels während des Vercrimpens vergrößert.
Somit besitzt die Kontur des Crimpambosses beidseits der Übergänge ebene Führungsebenen
bzw. geradlinige Seitenschenkel, zwischen welchen der Stecker geführt wird und umgeformt
werden kann. Im Bereich der Übergange ändert sich der Öffnungswinkel der Führungsebenen
bzw. der führenden Seitenschenkel. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß erstmals ermöglicht,
dass eine unterschiedliche Wahl der Öffnungswinkel der beiden genannten Konturbereiche
oder Seitenschenkel beidseits der Übergänge möglich ist:
- Der Öffnungswinkel des Crimpambosses in Bewegungsrichtung des Crimpstempels vor dem
genannten Übergang kann so abgestimmt werden, dass die erste Verformung des Steckers,
für welche sich dieser noch nicht oder nicht vollständig einrollt, für diese Einführphase
oder ein erstes Teilvercrimpen optimiert wird. Beispielsweise kann in diesem Bereich
der Öffnungswinkel hinreichend klein gewählt werden, damit ein sich ergebender Spalt
zwischen Crimpstempel und Crimpamboss auch für einen Teilhub in die Bewegungsrichtung
des Crimpstempels hinreichend klein ist, so dass plastisch verformtes Material des
Steckers nicht in den Spalt eintreten kann, wo dieses dann am Ende des Crimpvorgangs
Quetschkanten ausbilden würde.
- Andere Anforderungen können erfindungsgemäß durch Veränderung des Öffnungswinkels
in Bewegungsrichtung des Crimpstempels hinter dem genannten Übergang berücksichtigt
werden: Hier zur Wirkung kommende Führungsebenen oder Seitenschenkel bilden die Teil-Crimpkontur,
mit der in der Schließstellung des Gesenks die Crimpkontur gebildet ist, so dass diese
Führungsebenen oder Seitenschenkel letztendlich die vercrimpte B-Form des Steckers
mit bestimmen (was für die unter dem vorangegangenen Spiegelstich genannten Führungsebenen
und Seitenschenkel nicht der Fall ist). Der hier vorliegende Öffnungswinkel des Crimpambosses
kann somit gezielt an die zu erstellende B-förmige Crimpkontur angepasst werden. Vor
allem kann aber auch der Öffnungswinkel in diesem Bereich des Crimpambosses gezielt
so gewählt werden, dass die Gefahr eines Verklemmens oder Anhaftens des Steckers in
dem B-Crimp-Gesenk zumindest reduziert wird. Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis,
dass die Gefahr eines Verklemmens oder Anhaftens des Steckers in dem B-Crimp-Gesenk
reduziert wird, wenn in der Schließstellung des B-Crimp-Gesenks im Bereich dieser
Führungsebenen oder Seitenschenkel der Öffnungswinkel vergrößert ist, da hiermit die
Neigung eines keilförmigen Verklemmens des Steckers in dem B-Crimp-Gesenk reduziert
wird.
[0014] Anders gesagt löst die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit den unterschiedlichen Öffnungswinkeln
des Crimpambosses den Zielkonflikt gemäß dem Stand der Technik auf, einen einzigen
Öffnungswinkel einer im Stand der Technik durchgehenden Führungsfläche oder eines
durchgehenden Seitenschenkels der Kontur des Crimpambosses, die bis zu einem Bodenbereich
14 der Ausnehmung eben mit geradliniger Kontur ausgebildet ist, einerseits hinsichtlich
des Einführens des Steckers in die Ausnehmung und einer anfänglichen Verformung und
andererseits hinsichtlich der Konturgebung des Steckers in der Schließstellung des
B-Crimp-Gesenks und hinsichtlich der Entnahme des Steckers aus dem B-Crimp-Gesenk
zu optimieren.
[0015] Erfindungsgemäß besitzt die Kontur des Crimpambosses in Bewegungsrichtung des Crimpstempel
vor dem Übergang geradlinige Seitenschenkel mit einem Öffnungswinkel α von 1° bis
7°, insbesondere 3°bis 6°. Die Kontur des Crimpambosses in Bewegungsrichtung des Crimpstempels
hinter dem Übergang besitzt geradlinige Seitenschenkel mit einem Öffnungswinkel β
von 3° bis 20°, insbesondere 5° bis 15°. In jedem Fall ist aber dann der Öffnungswinkel
α kleiner als der Öffnungswinkel β. Möglich ist, dass hierbei für den Öffnungswinkel
α gilt: α =k x β mit k = 0,5 (oder auch k = 0,7 oder k = 0,8), wobei k auch um ± 20
% von den angegebenen Werten abweichen kann.
[0016] Gegenüber der aus
US 5 500 999 A bekannten Lösung führt die erfindungsgemäße Lösung insbesondere auf folgende Vorteile:
- Nachteilig bei den Lösungen gemäß US 5 500 999 A ist, dass sich der Crimphub signifikant um die Größe des Toleranzbereiches vergrößert,
welche immerhin mehr als 50 % der Crimphöhe beträgt. Dies hat zur Folge, dass für
diesen Stand der Technik die Kinematik des Betätigungsmechanismus modifiziert werden
muss, um entsprechend vergrößerte Crimpwege herbeizuführen, was aber zur Folge hat,
dass für den Fall des Einsatzes des Gesenkes in einer von Hand betätigten Crimpzange
die aufzubringenden Crimpkräfte größer werden und/oder der von der Hand zu bewältigende
Schwenkwinkel der Handhebel größer werden muss, was jeweils unerwünscht ist. Erfindungsgemäß
kann somit bei kompakter Ausgestaltung des Gesenks ohne die Toleranzbereiche gemäß
US 5 500 999 A eine leichte Entnahme des Steckers aus dem B-Crimp-Gesenk gewährleistet werden.
- Darüber hinaus ändert sich für die erfindungsgemäße Lösung der Verformungsvorgang
des Steckers signifikant gegenüber der Verformung eines Steckers bei Einsatz des Crimpwerkzeugs
gemäß US 5 500 999 A: Gemäß US 5 500 999 A wird der Stecker in zwei Crimpphasen verformt, welche unterbrochen sind während des
Eintritts des Crimpstempels in den Toleranzbereich der Kontur des Crimpambosses. Dies
ist für den Crimpvorgang infolge der derart unterbrochenen plastischen Verformungsvorgängen
selbst nicht vorteilhaft. Des Weiteren ist das Werkstück während dieser Unterbrechung
im Toleranzbereich nicht durch Crimpkräfte zwischen den Gesenkhälften gehalten und
geführt, was zur Folge haben kann, dass sich die Orientierung des Steckers gegenüber
den Gesenkhälften verändert, wodurch letztendlich das Crimpergebnis verschlechtert
wird.
- Eine Fertigung der Teilkontur des Crimpambosses erfolgt beispielsweise mit einer Fräs-oder
Schleifscheibe, deren Außenkontur in einem rotationssymmetrischen Halbquerschnitt
ein Negativkontur der Kontur des Crimpambosses ist. Diese Schleif- oder Frässcheibe
tritt mit voranschreitendem Schleif- oder Fräsprozess zunehmend in Crimprichtung in
das Halbzeug des Crimpambosses ein. Für die Fertigung der Teilkontur des Crimpambosses
gemäß US 5 500 999 A muss die Aussenkontur der Schleifscheibe parallel zueinander orientierte Kreisringflächen
besitzen, um eine Fertigung der parallelen Teilkonturbereiche zu ermöglichen. Hierbei
muss der radial außenliegende Randbereich der Kreisringflächen mehr Schleif- oder
Fräsarbeit leisten als der radial innenliegende Randbereich der Kreisringflächen.
Dies hat zur Folge, dass sich mit der Zeit die Kreisringflächen derart abnutzen, dass
diese nicht mehr eben und parallel zueinander orientiert sind, sondern Kegelstumpfflächen
ausbilden. Der Halbquerschnitt der Schleif- oder Frässcheibe besitzt somit nicht mehr
die gewünschten parallelen Teilkonturbereiche - vielmehr verjüngen sich diese radial
nach aussen. Dies ist bereits für sich genommen nachteilig, da die gefräste oder geschliffene
Kontur des Crimpambosses dann von der gewünschten Kontur abweicht. Hinzu kommt, dass
ein Nachschleifen der Schleif- oder Frässcheibe nicht möglich ist, da die Wiederherstellung
der Parallelität der Teilkonturbereich zur Folge hätte, dass sich der Abstand der
Teilkonturbereiche verringert, so dass trotz der Wiederherstellung der Parallelität
die hergestellte Teil-Crimpkontur des Crimpambosses von der gewünschten Teil-Crimpkontur
abweicht. Schlimmstenfalls kann der Crimpstempel sogar nicht mehr in den Crimpamboss
eintreten, da die gefertigten parallelen Teilkonturbereiche einen zu geringen Abstand
besitzen. Um dies zu vermeiden, muss ein vollständiges Entfernen des radial außenliegenden
Bereichs der Schleif- oder Frässcheibe erfolgen mit vollständiger Neufertigung des
Negativkontur in einem radial weiter innenliegenden Teilbereich der Schleif- oder
Frässcheibe. Hingegen erfolgt für das erfindungsgemäße B-Crimp-Gesenk mit der Neigung
der Seitenschenkel der Kontur des Crimpambosses um zumindest 1° eine gleichmäßigere
Beanspruchung und damit auch gleichmäßigere Abarbeitung der Negativkontur der Fräs-
oder Schleifscheibe. Selbst wenn es zu einem ungleichmäßigen Abarbeiten der Schleif-
oder Frässcheibe kommt, kann eine Nachbearbeitung der Negativkontur erfolgen, für
die nur minimal Material abgenommen wird und die Negativkontur nur minimal radial
nach innen versetzt an der Schleif- oder Frässcheibe wiederhergestellt wird.
[0017] Im Rahmen der Erfindung kann im Bereich der Übergänge der Wechsel von einem Öffnungswinkel
zu dem anderen Öffnungswinkel der Kontur auf beliebige Weise erfolgen. Gemäß einer
Ausgestaltung ist die Kontur des Crimpambosses im Bereich der Übergänge kurvenförmig
ausgebildet, was fertigungsbedingt für die Formgebung der Ausnehmung des Crimpambosses
geboten sein kann oder in Folge der gewünschten plastischen und elastischen Verformung
des Steckers geboten sein kann. Sofern eine Beeinträchtigung der Crimpkontur in der
Schließstellung durch die kurvenförmige Gestaltung des Übergangs nicht gewünscht ist,
kann der kurvenförmige Verlauf der Kontur dem Übergang unmittelbar vorgeordnet sein,
so dass die kurvenförmige Verlauf tangential in die Kontur des Crimpambosses an und
hinter dem Übergang einmündet.
[0018] In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist allerdings die Kontur des Crimpambosses
im Bereich mindestens eines Übergangs mit einem Knick ausgestattet, so dass sich der
Öffnungswinkel des Crimpambosses in Bewegungsrichtung des Crimpstempels während des
Vercrimpens im Übergang sprungartig verändert, nämlich vergrößert ist. Dies führt
zu einer besonders präzisen Formgebung des vercrimpten Steckers. Zu beachten ist hierbei,
dass insbesondere im Bereich der Übergänge bei bekannten Crimp-Vorgängen mit B-Crimp-Gesenken
Toleranzen erforderlich sind, welche im Bereich von hundertstel Millimetern liegen.
Derart enge Toleranzen würden beeinträchtigt werden für die Ausgestaltung des Übergangs
mit einer Kurvenform oder Abrundung.
[0019] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen,
der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten
Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft
und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend
von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind
den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen
mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung -
zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der
Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend
von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt.
Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind
oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen
unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen
aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
[0020] Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele
weiter erläutert und beschrieben.
- Fig. 1
- schematisch ein B-Crimp-Gesenk gemäß dem Stand der Technik zu Beginn eines Crimpvorgangs.
- Fig. 2
- zeigt das B-Crimp-Gesenk gemäß Fig. 1 während des Crimpvorgangs.
- Fig. 3
- zeigt das B-Crimp-Gesenk gemäß Fig. 1 und 2 in einer Schließstellung am Ende des Crimpvorgangs.
- Fig. 4
- zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes B-Crimp-Gesenk mit einem Crimpstempel und
einem Crimpamboss.
- Fig. 5
- zeigt ein weiteres B-Crimp-Gesenk mit Angaben zur Geometrie desselben.
FIGURENBESCHREIBUNG
[0021] Eine besondere Problematik bei der Erstellung von B-Crimps soll anhand der
Fig. 1 bis 3 erläutert werden, die schematisch einen Crimpvorgang zur Herstellung eines B-Crimps
zeigen. Zu Beginn des Crimpvorgangs gemäß
Fig. 1 befindet sich ein Crimpstempel 1 beabstandet von einem Crimpamboss 2. Der Crimpamboss
2 verfügt über eine Ausnehmung 3, in welche der Crimpstempel 1 in eine Crimp- oder
Bewegungsrichtung 4 eingeführt werden kann. In einer End- oder Schließstellung, die
in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist und in Fig. 3 dargestellt ist, bilden der Crimpstempel
1 und der Crimpamboss 2 eine Kavität mit einer Crimpkontur 5, die die vercrimpte B-Form
des Steckers vorgibt. Die Crimpkontur 5 ist gebildet mit einer Teil-Crimpkontur 6,
welche an außenliegenden Übergängen 7, 8 übergeht in eine Teil-Crimpkontur 9 und von
einer Stirnseite des Crimpstempels 1 gebildet ist. Die Teil-Crimpkontur 6 ist hierbei
konkav ausgebildet und bildet den Vertikalschenkel des B des B-Crimps. Für das dargestellte
Ausführungsbeispiel ist die Teil-Crimpkontur 6 kurvenförmig oder teilkreisbogenförmig
ausgebildet. Hingegen wird die Teil-Crimpkontur 9 von dem Crimpamboss 2 ausgebildet.
Vereinfacht gesagt entspricht die Teil-Crimpkontur 9 grundsätzlich einem B mit entferntem
Vertikalschenkel und entferntem mittigem Horizontalschenkel. Der obere und untere
Horizontalschenkel des B bilden Seitenschenkel 10, 11, die an Übergängen 12, 13 übergehen
in einen Bodenbereich 14 der Ausnehmung 3. Der Bodenbereich 14 ist, stark vereinfacht
gesagt, in der Form der vereinfachten Darstellung eines Vogels mit zwei konkaven Konturbereichen
15, 16 ausgebildet, welche tangential oder mit einem Knick an die Seitenschenkel 10,
11 anschließen und mittig eine Spitze oder ein sogenanntes Crimpherz 17 bilden. Die
Seitenschenkel 10, 11 setzen sich entgegen der Bewegungsrichtung 4 über die Übergänge
7, 8 hinaus geradlinig fort mit Seitenschenkeln 18, 19. Für das in den Fig. 1 bis
3 dargestellte Ausführungsbeispiel schließen sich an die Seitenschenkel 18, 19 im
Eingangsbereich in die Ausnehmung 3 kurvenförmige Erweiterungen 20, 21 an.
[0022] Zu Beginn des Crimpvorgangs wird ein V-förmiger Stecker 22 (mit Abrundung des Verbindungsbereichs
der beiden Schenkel des V) oder ein parabelförmiger Stecker 22 auf die Teil-Crimpkontur
6 des Crimpstempels 1 aufgelegt. Ein Leiter 23, bei dem es sich um einen beliebigen
Leiter, beispielsweise ein normales Litzenkabel mit 7 oder 19 Litzen oder einen feindrahtigen
Leiter handeln kann, wird von oben in das V des Steckers 22 eingesetzt. Mit Bewegung
des Crimpstempels 1 in die Bewegungsrichtung 4 treten der Crimpstempel 1 mit Stecker
22 und Leiter 23 in die Ausnehmung 3 ein. Die Endbereiche 24, 25 des Steckers 22 besitzen
hierbei unter Umständen eine größere Breite als die Teil-Crimpkontur 6. Aus diesem
Grund sind die Seitenschenkel 18, 19 nicht parallel zueinander orientiert, sondern
verjüngen sich in Richtung des Bodenbereichs 14. Passieren die Endbereiche 24, 25
die Übergänge 12, 13, werden diese entlang der Konturbereiche 15, 16 geführt, was
mit einer einrollenden Verformung des Steckers 22 einhergeht. Die Endbereich 24, 25
gleiten somit entlang der Konturbereiche 15, 16, stoßen im Bereich der Spitze des
Crimpherzes 17 aneinander. Eine weitere Bewegung des Crimpstempels 1 in die Bewegungsrichtung
4 führt dazu, dass sich die Endbereiche 24, 25 entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung
4 in das Innere des Leiters 23 einpressen, bis die in
Fig. 3 dargestellte Schließstellung erreicht ist, in welcher der Leiter 23 vollständig B-förmig
von dem Stecker 22 umgeben ist mit Anpressung des Steckers 22 an den Leiter 23.
[0023] Während grundsätzlich die Führung der Endbereiche 24, 25 mit Vergrößerung des Winkels
zwischen den Seitenschenkeln 18, 19 vereinfacht wird, hat eine Vergrößerung des Winkels
zwischen den Seitenschenkeln 18, 19 zur Folge, dass sich ein Spalt zwischen der Teil-Crimpkontur
6 und den Seitenschenkeln 18, 19 vor dem Erreichen der Schließstellung vergrößert,
was die Gefahr in sich birgt, das Material des Steckers 22 in diesen Spalt eintritt,
was dann Quetschkanten an dem fertig vercrimpten Stecker 22 zur Folge haben kann.
[0024] Ein erfindungsgemäßes B-Crimp-Gesenk 26 ist bis auf die im Folgenden beschriebenen
Unterschiede grundsätzlich gemäß den an sich bekannten B-Crimp-Gesenken ausgebildet.
Allerdings ist eine Kontur 27 des Crimpambosses 2 im Bereich der Ausnehmung 3 mit
geradlinigen Seitenschenkeln 18, 19 ausgestattet, welche bei den Übergängen 7, 8 enden.
Die Übergänge 7, 8 entsprechen in der in
Fig. 4 dargestellten Schließstellung des B-Crimp-Gesenks 26 dem Ort des Übergangs der Teil-Crimpkontur
6, die durch den Crimpstempel 1 gebildet ist, zu der Teil-Crimpkontur 9, welche von
dem Crimpamboss 2 ausgebildet ist. Im Bereich der Übergänge 7, 8 besitzt die Kontur
27 jeweils einen Knick, mit welchem diese übergeht in die ebenfalls geradlinigen Seitenschenkel
10, 11. Die geradlinigen Seitenschenkel 10, 11 gehen dann an Übergängen 12, 13 über
in die kurvenförmigen Konturbereiche 15, 16, was ebenfalls über einen Knick erfolgen
kann oder durch tangentiales Anlegen der kurvenförmigen Konturbereiche 15, 16 an die
Seitenschenkel 10, 11 erfolgen kann.
[0025] In Fig. 4 ist mit den Seitenschenkeln 10', 11' der Verlauf der Seitenschenkel gemäß
dem Stand der Technik in geradliniger Fortsetzung der Seitenschenkel 18, 19 skizziert,
um den Unterschied der erfindungsgemäßen Ausgestaltung gegenüber der Ausgestaltung
gemäß dem Stand der Technik zu verdeutlichen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
ergibt sich in der in Fig. 4 gewählten Darstellung eine grau dargestellte Differenzfläche
zwischen der Ausgestaltung gemäß dem Stand der Technik und der erfindungsgemäßen Ausgestaltung.
Anhand dieser Darstellung ist ersichtlich, dass entsprechend der Veränderung der Ausrichtung
der Seitenschenkel 10, 11 auch eine veränderte Konturgebung für die Konturbereiche
15, 16 erfolgt, wozu insbesondere die Krümmung der Konturbereiche 15, 16 erhöht ist.
[0026] Die Seitenschenkel 18, 19 besitzen jeweils gegenüber der Bewegungsrichtung 4 oder
einer Symmetrieachse 28 des Crimpambosses 2 einen Öffnungswinkel α, der in Fig. 4
mit dem Bezugszeichen 29 gekennzeichnet ist. Hingegen besitzen die Seitenschenkel
10, 11 einen Öffnungswinkel β gegenüber der Symmetrieachse 28, der in Fig. 4 mit dem
Bezugszeichen 30 gekennzeichnet ist. Somit ergibt sich zwischen den Seitenschenkeln
10, 18 bzw. 11, 19 ein Differenzwinkel γ, der in Fig. 4 mit dem Bezugszeichen 31 gekennzeichnet
ist. Es versteht sich, dass die Gestaltung der Teil-Crimpkontur 9 im Bodenbereich
14, wie diese in den Figuren dargestellt ist, lediglich beispielhaft ist und im Rahmen
der Erfindung durchaus anderweitige Teil-Crimpkonturen im Bodenbereich 14 eingesetzt
werden können.
[0027] In
Fig. 5 sind mögliche Geometrien des B-Crimp-Gesenks 26 mit dem Crimpstempel 1 und dem Crimpamboss
2 näher spezifiziert, wobei die angegebenen Geometrien eine mögliche Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen B-Crimp-Gesenks 26 sind, ohne dass eine Einschränkung der Erfindung
auf diese Geometrien erfolgen soll. Eine Breite 32 der Stirnfläche des Crimpstempels
1 und damit der Teil-Crimpkontur 6 beträgt 3,86 mm. Der Öffnungswinkel α gemäß Bezugszeichen
29 beträgt 4°. Die Teil-Crimpkontur 6 ist hier nicht eben ausgebildet, sondern besitzt
außenliegend zwei ebene Plateaus 33, 34, an welche innenliegend mit einem Knick ein
Kreissegment 35 mit einem Radius 36 anschließt, welcher 2,5 mm beträgt. Ein maximaler
Abstand 37 des B-Crimp-Gesenk 26 in Bewegungsrichtung 4, also der maximale Abstand
der Teil-Crimpkontur 6 von der Teil-Crimpkontur 9, beträgt 2,13 mm. Das Crimpherz
17 ragt mit einer Erstreckung 38 in dem Bodenbereich 14 in Richtung der Teil-Crimpkontur
6, die 0,53 mm beträgt. Der Winkel γ, welcher mit Bezugszeichen 31 gekennzeichnet
ist, beträgt 5°, so dass sich ein Winkel β (Bezugszeichen 30) von 9 ° ergibt. Die
Konturbereiche 15, 16 sind jeweils mit zwei Teilkreiskonturen 39, 40 ausgebildet,
wobei ein Radius 41 der Teilkreiskontur 39 1,0 mm beträgt, während ein Radius 42 der
Teilkreiskontur 40 0,92 mm beträgt. Ein Abstand 43 eines Mittelpunkts der Teilkreiskontur
39 des Konturbereichs 15 von einem Mittelpunkt der Teilkreiskontur 40 des Konturbereichs
16 beträgt 1,77 mm. Das erfindungsgemäße B-Crimp-Gesenk 26 kann Einsatz finden in
einem beliebigen Werkzeug, beispielsweise einer Crimpzange, einem hydraulisch betätigten
Werkzeug oder einer Crimpmaschine.
[0028] Wie eingangs erwähnt kann das erfindungsgemäße B-Crimp-Gesenk 26 verwendet werden
mit einem Stecker 22 in beliebiger Ausgestaltung sowie mindestens einem Leiter 23
in beliebiger Ausgestaltung.
[0029] Die Endbereiche 24, 25 des Steckers 22 kommen mit Bewegung in die Bewegungsrichtung
4 an in Fig. 1 beispielhaft gewählten Kontaktpunkten 44, 45 der der Seitenschenkel
18, 19 oder der Erweiterungen 20, 21 erstmalig zur Anlage an den Crimpamboss 2 und
werden mit weiterer Bewegung in die Bewegungsrichtung 4 ohne Unterbrechung aufeinander
zu, also quer zur Bewegungsrichtung 4, verformt
(Fig. 2). Die Kontur des Crimpambosses 2 verjüngt sich von den Kontaktpunkten 44, 45 ständig
und unterbrechungsfrei in Richtung des Bodenbereichs 14, wobei sich das Ausmaß der
Verjüngung aber wie zuvor erläutert erfindungsgemäß ändert.
[0030] Die Konturgebung und Fertigung des B-Crimp-Gesenks 26 kann mit einem beliebigen Herstellungsverfahren
erfolgen. Beispielsweise kann die Herstellung mit einem drahterodierenden, schleifenden
oder fräsenden Verfahren erfolgen. Möglich ist, dass die erläuterten Konturen in einer
CNC-Maschine abgespeichert sind, mittels welcher dann die Fertigung des B-Crimp-Gesenks
26 erfolgt. Die Oberflächenrauhigkeit der hergestellten Konturen sollte möglichst
gering gehalten werden, was durch Einsatz eines nachpolierenden Fertigungsverfahrens
erfolgen kann. Möglich ist, dass eine Härtung der Konturen, insbesondere im Bereich
der Übergänge 7, 8 erfolgt.
[0031] Hier wird als Crimpamboss das Gesenkteil bezeichnet, welches den Bodenbereich 14
und die Konturbereiche 15, 16 und das Crimpherz 17 und die hiermit gebildete Teil-Crimpkontur
9 ausbildet. Hingegen wird das Gesenkteil als Crimpstempel bezeichnet, welches die
Teil-Crimpkontur 6 ausbildet, also den Vertikalschenkel des B abformt. Diese Verwendung
der Begriffe "...amboss" und "...stempel" erfolgt unabhängig davon, welches Gesenkteil
bewegt wird und welches Gesenkteil als ruhendes Widerlager genutzt ist.
[0032] (Im Gegensatz zu dieser erläuterten Verwendung der Merkmale "... amboss" und "...stempel"
wird in der klassischen Schmiedetechnik das ruhende Widerlager als "Amboss" bezeichnet.
Für Gesenke, die Einsatz finden in manuell betätigten Crimpzangen, wird teilweise
(abweichend zu obiger Verwendung der Merkmale "... amboss" und "...stempel") das ruhende,
hier mit dem Bezugszeichen 2 gekennzeichnete Gesenkteil als "Crimpstempel" bezeichnet,
während das bewegte, mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Gesenkteil 1 als "Crimpamboss"
bezeichnet ist. Teilweise wird auch für maschinelle Crimpwerkzeuge, beispielsweise
gemäß
US 5,500,999, das ruhende Gesenkteil als "Amboss" bezeichnet, während das maschinell bewegte Gesenkteil,
welches gemäß
US 5,500,999 den Bodenbereich mit dem Crimpherz ausbildet, als "Stempel" bezeichnet wird. Zur
Vereinheitlichung der Begrifflichkeiten wird die in dem vorangegangenen Absatz erläuterte
Definition für die Verwendung der Merkmale "Crimpamboss" und "Crimpstempel" verwendet,
die somit von der in diesem Absatz angeführten Verwendung für manuelle Crimpzangen
und maschinelle Crimpwerkzeuge abweichen kann.)
[0033] In der vorliegenden Patentanmeldung ist beschrieben worden, dass der Crimpstempel
1 in Richtung des Crimpambosses 2 bewegt wird, in die Ausnehmung 3 eintritt, an den
Bodenbereich 14 angenähert u. ä. Für die Erfindung wesentlich ist aber lediglich die
Herbeiführung einer entsprechenden Relativbewegung zwischen dem Crimpstempel 1 und
dem Crimpamboss 2, sodass von der Erfindung auch umfasst ist eine Ausführungsform,
bei welcher der Crimpstempel 1 ruht, während der Crimpamboss 2 bewegt wird, oder bei
welcher sowohl der Crimpstempel 1 als auch der Crimpamboss 2 bewegt werden, sofern
eine entsprechende Relativbewegung herbeigeführt wird.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0034]
- 1
- Crimpstempel
- 2
- Crimpamboss
- 3
- Ausnehmung
- 4
- Bewegungsrichtung
- 5
- Crimpkontur
- 6
- Teil-Crimpkontur
- 7
- Übergang
- 8
- Übergang
- 9
- Teil-Crimpkontur
- 10
- Seitenschenkel
- 11
- Seitenschenkel
- 12
- Übergang
- 13
- Übergang
- 14
- Bodenbereich
- 15
- Konturbereich
- 16
- Konturbereich
- 17
- Crimpherz
- 18
- Seitenschenkel
- 19
- Seitenschenkel
- 20
- Erweiterung
- 21
- Erweiterung
- 22
- Stecker
- 23
- Leiter
- 24
- Endbereich
- 25
- Endbereich
- 26
- B-Crimp-Gesenk
- 27
- Kontur
- 28
- Symmetrieachse
- 29
- Öffnungswinkel α
- 30
- Öffnungswinkel β
- 31
- Differenzwinkel γ
- 32
- Breite
- 33
- Plateau
- 34
- Plateau
- 35
- Kreissegment
- 36
- Radius
- 37
- Abstand
- 38
- Erstreckung
- 39
- Teilkreiskontur
- 40
- Teilkreiskontur
- 41
- Radius
- 42
- Radius
- 43
- Abstand
- 44
- Kontaktpunkt
- 45
- Kontaktpunkt