Form- und kraftschlüssige Crimpverbindung, insbesondere für einen Koaxialsteckverbinder und Crimpwerkzeug hierfür

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Crimpverbindung zwischen einem Koaxialkabel, welches koaxial zueinander angeordnet einen Innenleiter, einen Außenleiter, ein zwischen Außenleiter und Innenleiter angeordnetes Dielektrikum sowie einen den Außenleiter umgebenden Schutzmantel aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff aufweist, und einem Koaxialsteckverbinder, welcher ein Außenleiterteil aufweist. Hierbei wird auf dem Schutzmantel eine hohlzylinderförmige Stützhülse angeordnet, ein vorbestimmter Abschnitt des von dem Schutzmantel befreiten Außenleiters über die Stützhülse umgeschlagen, so dass dieser Abschnitt des Außenleiters mindestens teilweise radial außen an der Stützhülse angeordnet ist, und das Außenleiterteil derart angeordnet, dass dieses die Stützhülse mit dem außenliegenden Außenleiter mindestens teilweise radial von außen umgibt, wobei eine radiale Kraft von außen auf das Außenleiterteil über mindestens einen Teil des Umfangs des Außenleiterteils in Umfangsrichtung und in axialer Richtung gesehen derart ausgeübt wird, dass eine Kaltverschweißung zwischen der Stützhülse, dem Außenleiterteil und dem Außenleiter erfolgt.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Crimpverbindung zwischen einem Koaxialkabel, welches koaxial zueinander angeordnet einen Innenleiter, einen Außenleiter, ein zwischen Außenleiter und Innenleiter angeordnetes Dielektrikum sowie einen den Außenleiter umgebenden Schutzmantel aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff aufweist, und einem Koaxialsteckverbinder, welcher ein Außenleiterteil aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Crimpwerkzeug zum Ausführen des Verfahrens, wobei das Crimpwerkzeug einen Amboss zur Aufnahme des zu crimpenden Außenleiterteils sowie einen Stempel zum Aufbringen der Crimpkraft aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.

[0002] Derartige Crimpverbindungen, bei denen zwei Komponenten durch plastische Verformungen miteinander verbunden sind, stellen eine bewährte mechanische Verbindungstechnik dar und sind weithin bekannt.

[0003] Üblicherweise stellt der Querschnitt solcher bekannten Crimpverbindungen einen sog. Sechskantcrimp dar, bei dem eine Stützhülse im Querschnitt sechskantförmig ausgebildet und auf den Innenleiter bzw. auf ein dazwischen angeordnetes Schirmgeflecht bzw. einen Außenleiter aufgepresst, d.h. aufgecrimpt ist. Hierdurch wird aber jeweils nur eine punktuelle Verbindung zwischen der Stützhülse und dem Außenleiterteil gebildet. Dadurch bleiben ca. 60% von Schirmlitzen des Außenleiters des Koaxialkabels lose, so dass sowohl der Formschluss als auch der Kraftschluss einer solchen Verbindung nur bedingt brauchbar ist.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der o.g. Art zur Beseitigung der geschilderten Nachteile derart auszugestalten, dass sowohl der Formschluss als auch der Kraftschluss einer solchen Verbindung erheblich verbessert sind und es dadurch auch möglich ist für die Crimphülse bzw. das als Crimphülse dienende Außenleiterteil andere Materialen als bisher möglich verwenden zu können. Außerdem soll durch die Erfindung ein zur Herstellung einer solchen Crimpverbindung geeignetes Crimpwerkzeug geschaffen werden.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen und durch ein Crimpwerkzeug der o.g. Art mit den in Anspruch 4 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

[0006] Bei einem Verfahren der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass auf dem Schutzmantel eine hohlzylinderförmige Stützhülse angeordnet, ein vorbestimmter Abschnitt des von dem Schutzmantel befreiten Außenleiters über die Stützhülse umgeschlagen wird, so dass dieser Abschnitt des Außenleiters mindestens teilweise radial außen an der Stützhülse angeordnet ist, und das Außenleiterteil derart angeordnet wird, dass dieses die Stützhülse mit dem außenliegenden Außenleiter mindestens teilweise radial von außen umgibt, wobei eine radiale Kraft von außen auf das Außenleiterteil über mindestens einen Teil des Umfangs des Außenleiterteils in Umfangsrichtung und in axialer Richtung gesehen derart ausgeübt wird, dass eine Kaltverschweißung zwischen der Stützhülse, dem Außenleiterteil und dem Außenleiter erfolgt.

[0007] Dies hat den Vorteil, dass das Außenleiterteil selbst als Crimphülse dient und eine kraft- und formschlüssige Verbindung in Umfangsrichtung gesehen über den gesamten Umfang und nicht nur an diskreten Stellen erzielt wird. Die Crimpverbindung ist im Wesentlichen im Querschnitt kreisförmig ausgebildet.

[0008] Eine besonders feste Crimpverbindung erzielt man dadurch, dass am Außenleiterteil auf der Höhe eines Schließspaltes eines Crimpwerkzeuges aufgrund des verdrängten Werkstoffes mindestens eine Materialanhäufung gebildet wird, die sich radial nach außen erhebt.

[0009] Einen verstärkten Formschluss zwischen der Stützhülse und dem Außenleiterteil sowie mit dem dazwischen angeordneten Außenleiter erzielt man dadurch, dass am Außenleiterteil auf der Höhe eines Schließspaltes eines Crimpwerkzeuges aufgrund des verdrängten Werkstoffes mindestens eine Materialanhäufungen gebildet wird, die sich radial nach innen erhebt.

[0010] Bei einem Crimpwerkzeug der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass Amboss und Stempel jeweils eine teilzylinderförmige Ausnehmung aufweisen, deren Durchmesser d₂ im Wesentlichen dem Durchmesser des zu crimpenden Außenleiterteils entspricht oder geringfügig kleiner ist.

[0011] Dies hat den Vorteil, dass der Crimpvorgang zuverlässig wiederholbar ausführbar ist und gleichzeitig eine radial umlaufende bzw. im Querschnitt kreisförmige Crimpverbindung erzielt wird.

[0012] Eine besonders sichere Aufnahme des Außenleiterteils in dem Crimpwerkzeug erzielt man dadurch, dass sich die teilzylinderförmige Ausnehmung des Stempels über einen Innenwinkel von etwa 180° streckt und in zwei parallelen Schenkeln ausmündet, deren Innenabstand d₁ dem Durchmesser d₂ der Stempelausnehmung entspricht.

[0013] Eine in radialer Richtung vollständige Anlage des Crimpwerkzeugs an eine Außenfläche des zu crimpenden Außenleiterteils erzielt man dadurch, dass sich die teilzylinderförmige Ausnehmung des Ambosses über einen Innenwinkel von weniger als 180° erstreckt und in zwei Schenkelspitzen ausläuft, die zusammen mit Innenflächen der Stempelschenkel einen Schließspalt des Crimpwerkzeuges ausbilden.

[0014] Der erfindungsgemäß geschaffenen Crimpverbindung liegt der wesentliche Gedanke zugrunde, dass das als Crimphülse dienende Außenleiterteil weitgehend kreisringförmig auf die Stützhülse bzw. auf ein dazwischen angeordnetes Schirmgeflecht aufgecrimpt ist und dadurch sowohl eine formschlüssige als auch kraftschlüssige Crimpverbindung bildet.

[0015] Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens und Crimpwerkzeugs ergibt sich eine Crimpverbindung mit einem Formschluss, der nahezu 100% beträgt, und zwar bei gleichzeitig fast vollkommenem Kraftschluss.

[0016] Als Vorteil einer derartigen Ausbildung ergibt sich weiterhin, dass nun für die Crimpverbindung, d.h. für die Crimphülse bzw. das Außenleiterteil, andere Materialen als bisher, d.h. beispielsweise Messing, zur Anwendung gelangen können, da nicht mehr wie bisher, aufgrund der begrenzten Verbindungskräfte als Material lediglich Kupfer zur Anwendung gelangen kann.

[0017] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig.1 1

eine gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Crimpverbindung bei einem Koaxialsteckverbinder schematisch im Querschnitt sowie

Fig. 2

im Längsschnitt;

Fig. 3

in Stirnansicht das zum Ausführen des erfindungsgemäßen Crimpverfahrens zur Anwendung gelangende Crimpwerkzeug mit Stempel und Amboss in Öffnungsstellung sowie

Fig. 4

in Schließstellung.

[0018] Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist die dargestellte Crimpverbindung an einem Koaxialsteckverbinder vorgesehen. Dieser weist einen Innenleiter 1 auf, der in üblicherweise von einer Innenisolation 2 sowie einem Außenleiter 3 umhüllt ist. Diese Anordnung ist von einer Stützhülse 4 umgeben, auf deren Außenfläche der als Schirmgeflecht ausgebildete Außenleiter 3 umgelegt ist. Dieses Schirmgeflecht 3 ist mittels der Crimpverbindung auf die Stützhülse 4 eingecrimpt. Zu diesem Zweck ist ein Außenleiterteil 5 des ansonsten nicht näher dargestellten Koaxialsteckverbinders, welche die Stützhülse 4 bzw. das umgelegte Schirmgeflecht 3 umgibt, mittels eines entsprechenden Crimpwerkzeuges derart radial zusammengepresst, dass sich eine plastische Querverformung ergibt, und zwar derart, dass das als Crimphülse dienende Außenleiterteil 5 weitgehend kreisringförmig auf die Stützhülse 4 bzw. auf das dazwischen angeordnete Schirmgeflecht 3 aufgecrimpt ist.

[0019] Wie aus Fig. 1 deutlich ersichtlich, sind beidseits des aufgecrimpten Außenleiterteils 5 auf der Höhe eines Schließspaltes des Crimpwerkzeuges aufgrund des kreisringförmig verdrängten Materials kleine Materialanhäufungen 6 gebildet. Diese ragen sowohl radial nach außen als auch nach innen, so dass dadurch ein verstärkter Formschluss mit der Stützhülse 4 bzw. mit dem dazwischen angeordneten Schirmgeflecht 3 gebildet wird.

[0020] Das zur Herstellung der geschilderten Crimpverbindung vorgesehene Crimpwerkzeug gemäß Fig. 3 und 4 weist einen Amboss 7 zur Aufnahme des zur crimpenden Außenleiterteils 5 sowie einen Stempel 8 zum Aufbringen der Crimpkraft auf.

[0021] Wie ersichtlich, besitzen sowohl der Amboss 7 als auch der Stempel 8 jeweils eine teilkreisförmige bzw. teilzylinderförmige Ausnehmung 9 bzw. 10, deren Durchmesser d₂ dem Durchmesser des zu crimpenden Außenleiterteils 5 entspricht bzw. geringfügig kleiner ist.

[0022] Die teilzylinderförmige Ausnehmung 10 des Stempels 8 erstreckt sich über einen Innenwinkel von etwa 180° und mündet in zwei parallele Schenkel 11 aus, deren Innenabstand d₁ dem Durchmesser d₂ der Stempelausnehmung 10 entspricht.

[0023] Wie weiterhin aus Fig. 3 ersichtlich erstreckt sich die teilzylinderförmige Ausnehmung 9 des Ambosses 7 lediglich über einen Innenwinkel von weniger als 180°. Außerdem läuft diese Ambossausnehmung 9 in zwei Schenkelspitzen 12 aus, deren Außenflächen 13, ausgehend von einem dem Innenabstand d₁ der Stempelschenkel 11 entsprechenden Abstand, einen sich vergrößernden Abstand aufweisen und die zusammen mit den Innenflächen der Stempelflächen 11 den Schließspalt des Crimpwerkzeuges bilden.

[0024] Wenn dann mittels des beschriebenen Crimpwerkzeuges die Crimpverbindung gemäß Fig. 1 und 2 hergestellt werden soll, wird die zu crimpende Anordnung in die teilkreisförmige Ausnehmung 9 des Ambosses 7 eingelegt, worauf dann der Stempel 8 von oben mit seiner teilkreisförmigen Ausnehmung 10 nach unten gedrückt wird, und zwar so lange, bis die Schenkelspitzen 12 des Ambosses 7 zwischen die Innenflächen der Stempelschenkel 11 eindringen und dort mit ihren schräg nach außen verlaufenden Außenflächen 13 klemmend zum Stillstand kommen. An dieser Stelle ist, wie dargelegt, der Schließspalt des Crimpwerkzeuges gebildet, wobei sich gleichfalls an dieser Stelle die radial nach außen sowie nach innen ragenden Materialanhäufungen 6 des kreisringförmig verformten Außenleiterteils 5 ausbilden.

[0025] Der Begriff "hohlzylinderförmig" bezeichnet hierin einen Körper, welcher eine im Querschnitt kreisförmige Außenfläche und Innenfläche aufweist. Mit anderen Worten ist ein Hohlzylinder gemeint, der rotationssymmetrisch um seine Längsmittelachse ist.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer Crimpverbindung zwischen einem Koaxialkabel, welches koaxial zueinander angeordnet einen Innenleiter, einen Außenleiter, ein zwischen Außenleiter und Innenleiter angeordnetes Dielektrikum sowie einen den Außenleiter umgebenden Schutzmantel aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff aufweist, und einem Koaxialsteckverbinder, welcher ein Außenleiterteil aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf dem Schutzmantel eine hohlzylinderförmige Stützhülse angeordnet, ein vorbestimmter Abschnitt des von dem Schutzmantel befreiten Außenleiters über die Stützhülse umgeschlagen wird, so dass dieser Abschnitt des Außenleiters mindestens teilweise radial außen an der Stützhülse angeordnet ist, und das Außenleiterteil derart angeordnet wird, dass dieses die Stützhülse mit dem außenliegenden Außenleiter mindestens teilweise radial von außen umgibt, wobei eine radiale Kraft von außen auf das Außenleiterteil über mindestens einen Teil des Umfangs des Außenleiterteils in Umfangsrichtung und in axialer Richtung gesehen derart ausgeübt wird, dass eine Kaltverschweißung zwischen der Stützhülse, dem Außenleiterteil und dem Außenleiter erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenleiterteil auf der Höhe eines Schließspaltes eines Crimpwerkzeuges aufgrund des verdrängten Werkstoffes mindestens eine Materialanhäufungen gebildet wird, die sich radial nach außen erhebt.

3. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenleiterteil auf der Höhe eines Schließspaltes eines Crimpwerkzeuges aufgrund des verdrängten Werkstoffes mindestens eine Materialanhäufungen gebildet wird, die sich radial nach innen erhebt.

4. Crimpwerkzeug zum Ausführen des Verfahrens gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Crimpwerkzeug einen Amboss (7) zur Aufnahme des zu crimpenden Außenleiterteils (5) sowie einen Stempel (8) zum Aufbringen der Crimpkraft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Amboss (7) und Stempel (8) jeweils eine teilzylinderförmige Ausnehmung (9 bzw. 10) aufweisen, deren Durchmesser d₂ im Wesentlichen dem Durchmesser des zu crimpenden Außenleiterteils (5) entspricht oder geringfügig kleiner ist.

5. Crimpwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die teilzylinderförmige Ausnehmung (10) des Stempels (8) über einen Innenwinkel von etwa 180° streckt und in zwei parallelen Schenkeln (11) ausmündet, deren Innenabstand d₁ dem Durchmesser d₂ der Stempelausnehmung (10) entspricht.

6. Crimpwerkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die teilzylinderförmige Ausnehmung (9) des Ambosses (7) über einen Innenwinkel von weniger als 180° erstreckt und in zwei Schenkelspitzen (12) ausläuft, die zusammen mit Innenflächen der Stempelschenkel (11) einen Schließspalt des Crimpwerkzeuges ausbilden.

Zeichnung