压接件和用于制造压接件的方法

技术领域

本发明涉及一种具有增加的坚固性和更薄的坯料(stock material)的压接件。

背景技术

在电子和电气工程中，已知有大量的机电连接，其用于传递电流、电压和/或电信号，并具有最大可能范围的电流、电压、以及频率和/或数据速率。此类连接必须在相当长的一段时间后(如果适用)临时或永久地确保在热负荷、脏污、潮湿和/或化学侵蚀性条件下，机械触头、电源、电信号和/或数据的正确传输。因此，已知大量特殊构造的机电触头，特别是压接触头。

压接连接是无焊连接。压接连接优于将端子夹紧到电线端部的常规方法。压接的形状和施加的压力必须准确，以获得所需的连接性能和耐用性。不准确的压接可能会由于不良的电气连接而产生热量，并可能导致产品返工，增加报废并在极端情况下导致灾难性故障。

电端子通常用于端接电线的端部。这种电端子通常包括电触头和压接筒管。在一些端子中，压接筒管包括在其中接收电线的端部的开口区域。压接筒管围绕电线的端部压接，以在电线中的电导体和端子之间建立电连接，以及将电端子机械地保持在电线端部上。当压接在电线端部上时，压接筒管在电线导体和电触头之间建立电气和机械连接。

除了永久的电连接外，永久的机械连接也必须通过接触而形成在电缆和压接触头的导体压接区域之间。对于机电连接，压接触头具有导体压接区域，并且在大多数情况下具有用于电缆的绝缘部压接区域。小型化和节约成本正在使得制造商们趋向于更小和更薄的触头。

本领域已知的压接连接用于在压接基座和至少一个电导体之间建立电接触并提供机械弹性连接，该电导体可以包括一根或多根单线。压接筒管通常由金属板形成，金属板被弯曲以具有U形或V形横截面，或者具有带有平坦基部的矩形横截面。U形或V形的底面在下文中称为压接基座。U形或V形的指向上的腿部通常称为压接侧面。

图1示出了现有技术中的典型的线筒压接件1。这种压接件1遭受机械和扭转应力期间缺乏坚固性的问题。

压接连接是通过压接模具实现的，压接模具包括砧座和压接压模。为了进行压接，将压接基座放置在砧座的中央，并将电导体放置在压接筒管上的压接腿部之间。随后，压接压模下降到砧座上，并使压接侧面围绕电导体弯曲，以便将其紧紧压缩，并以力锁定的方式固定在压接筒管上。在从压接基座到压接侧壁的过渡区域，即所谓的压接根部，以及在压接侧壁的横向上，在压接筒管中形成高弯曲应力的区域。

压接筒管和电导体之间的力连接可以通过提供附加的形状配合元件来改善，例如，在压接筒管的面向导体的内侧上的凹部或凹陷用于形成锁定元件，其中，在压缩期间，移位的导体材料可以穿透到凹部中。

压接连接的压制区域具有更好的电性能。受压较小的区域具有较高的机械稳定性。

压接筒管和电导体可以通过压接模具中的台阶或凸起局部地增强。

美国专利No.5,901,439公开了当闭合压接模具时，如何通过在砧座的工作表面中的开口中馈送额外的冲头来局部地增加压缩。

专利申请DE 10 2006 045 567 A1描述了由压接工具形成的F型压接上的交错接缝，该压接工具在卷入几何形状中具有连续的偏移。

文献US 5,561,267A公开了一种压接端子，该压接端子具有压接至电线的端部的压接筒管。压接筒管具有半圆形横截面的主体，以及一对压接翼，它们从主体的圆弧的端部一体地延伸，并且以相互重叠的状态围绕电线的端部嵌缝。压接翼重叠并锁定，因此它们防止彼此沿释放重叠的方向移动。

如果压接连接受到机械应力，则压接侧面可以沿着压接根部和其他高弯曲应力区域弹起。存在压接基座沿压接侧壁的端部处的纵向接缝打开的风险。根据应力的类型，压接侧壁的端部也可以相对于彼此轴向移动。此外，在现有技术中有利于减小压接力，因为电导体的各个导线可以相对于彼此移动。当它们在纵向方向上移位时，压接连接的力会因所产生的自由空间而减小。自由空间提供了外部材料渗入压接连接的可能性。然后，由于外部介质引起的电导体和压接筒管的腐蚀，压接力进一步减弱。

在压接力损失的情况下，不再能够保持压接连接的期望的机械稳定性。已经发现，在传统的压接中，在所连接的线或电导体上发生运动的情况下，可以观察到在压接连接的另一端上电导体的各个导线的运动。这表明，电导体的各个导线以及电导体和压接筒管都不再以足够牢固的方式固定。因此，在个别情况下，在压接筒管和电导体之间可能会出现增大的电过渡电阻。

为了获得压接，特别是F型压接的机械和电气强度，压接筒管必须具有足够的金属片的材料厚度(与导线尺寸有关)。特别是对于大电线，这种最小的筒坯厚度会带来诸如在冲压过程中由金属片制造电端子的切割或弯曲的适应性较差、压接过程所需的力较大以及材料成本较高的缺点。为了解决上述问题，现有技术中的压接使用薄的材料。

然而，已经发现，当使用太薄的材料时，由于机械性能和电气性能的原因，压接在卷入的接缝处开始失效。需要提供一种允许安全地电连接大量电线的终端装置，并且该终端装置同时坚固且成本有效。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于薄材料的F型压接筒管的具有改进的坚固性的压接连接，使得接缝的互锁有助于增加的压接坚固性。

这个目的由独立权利要求的主题来解决。本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。

本发明基于这样的思想，即提供一种自锁钩状压接连接的接缝的互锁，以用较薄的坯料厚度增加压接的坚固性。

在现有技术中已知的用于提供形状锁定元件或加强的压接连接元件的措施不能防止压接筒管偏转，以及防止电导体的单根线的相对运动以及由此产生的压接力损失。

非限制性和示例性实施例中的一个提供了一种压接连接，该压接连接包括可以解决上述问题的互锁接缝。

根据本发明的有利实施例，提供了一种用于连接电线的压接件，该压接件包括至少一个压接筒管，其中，该压接筒管包括至少一个基座和从基座延伸的至少两个相对的侧壁，其中第一侧壁设置有至少一个自锁翼，并且第二侧壁设置有至少一个自锁钩状袋，从而第一侧壁的自锁翼适于与第二侧壁的自锁钩状袋锁定。

根据本发明的另一个有利实施例，压接件的第一壁至少设置有第二自锁钩状袋，并且压接件的第二壁至少设置有第二自锁翼，其中第二壁适于与第一壁交叉锁定。

根据本发明的另一有利实施例，压接件的自锁翼和自锁钩状袋延伸到压接件的基座。

根据本发明的另一有利实施例，压接件的自锁翼设置有进入室。

根据本发明的另一有利实施例，自锁钩状袋在自锁钩状袋的前侧和后侧设置有进入引导件。

根据本发明的另一有利实施例，自锁钩状袋以180度的角度弯曲。

根据本发明的另一有利实施例，压接件的自锁钩状袋以120度的角度弯曲。

根据本发明的另一有利实施例，压接筒管是F型压接电线筒管。

根据本发明的另一有利实施例，公开了一种用于制造用于连接电线的压接件的方法，该方法包括以下步骤：将压接筒管的基座围绕电线弯曲，其中，该压接筒管包括至少一个基座和从基座延伸的至少两个相对的侧壁，其中第一侧壁设置有至少一个自锁翼，并且第二侧壁设置有至少一个自锁钩状袋，使得第一侧壁的自锁翼适于与第二侧壁的自锁钩状袋锁定。

根据本发明的另一有利实施例，制造压接件的方法适用于具有第一侧壁的压接件，第一侧壁至少设置有第二自锁钩状袋，并且第二壁至少设置有第二自锁翼，使得第二壁在压接期间与第一壁交叉锁定。

根据本发明的另一有利实施例，制造压接件的方法适用于其中的自锁翼设置有进入室的压接件。

根据本发明的另一有利实施例，制造压接件的方法适用于其中的自锁钩状袋在自锁钩状袋的前侧和后侧设置有进入引导件的压接件。

根据本发明的另一有利实施例，制造压接件的方法适用于其中的自锁钩状袋以180度或120度的角度弯曲的压接件。

根据本发明的另一有利实施例，制造压接件的方法适用于其中的压接筒管是F型压接电线筒管的压接件。

根据本发明的另一有利实施例，公开了一种压接装置(50)，其包括压接工具构件，该压接工具构件具有如上所述的用于压接压接件的轮廓，从而使轮廓在压接期间与压接筒管的壁的前部和后部可操作地对准。

根据说明书和附图，所公开的实施例的其他益处和优点将变得显而易见。益处和/或优点可以通过说明书和附图的各种实施例和特征来单独获得，为了获得一个或多个这样的益处和/或优点，并不需要全部提供它们。

附图说明

下面参考实施例和附图更详细地解释本发明。在各个附图中，具有相同、单一或相似结构和/或功能的元件或部件用相同的附图标记表示。附图说明

图1是常规的电线压接筒管的示意图；

图2是根据本发明的实施例的自锁钩状压接连接的示意性透视图；

图3是根据本发明的自锁钩状压接连接的示意性底视图；

图4A至4D是根据本发明的另一实施例的自锁钩状压接连接的示意图；

图5A至5C是根据本发明的另一实施例的自锁钩状压接连接的示意图；

图6是根据本发明的另一实施例的自锁钩状压接连接的示意性透视图；

图7是根据本发明的方法在压接工具中使用的压接器的示意图。

具体实施方式

在描述本发明的实施例之前，描述构成本发明的基础的基础知识。基于前述考虑，发明人构思了本发明的以下方面。

下面描述本发明的更具体的实施例。但是，请注意，可以省略过于详细的描述。例如，可以省略已经众所周知的问题的详细描述，以及基本上相同的部件的重复描述。这是为了避免以下描述的不必要的冗余，并促进对本领域技术人员的理解。应当注意，发明人提供了附图和以下描述，以使本领域技术人员能够充分理解本发明，并且附图和以下描述不旨在限制权利要求中记载的主题。在下面的描述中，相同或相似的组成元件被赋予相同的附图标记。

根据本发明的总体思想，提供一种用于连接电线的压接件，包括至少一个压接筒管，其中，压接筒管包括至少一个基座和从基座延伸的至少两个相对的侧壁。第一侧壁设置有至少一个自锁翼，并且第二侧壁设置有至少一个自锁袋，使得第一侧壁的自锁翼适于与第二侧壁的自锁袋锁定。

图2示出了根据本公开的实施例的自锁钩状压接件2的示意图。第一侧壁4a设置有自锁翼11a和11b。第二侧壁4b设置有自锁钩状袋10a、10b。在自锁钩状压接件2中，自锁翼11a、11b在压接操作期间与自锁钩状袋10a、10b互锁，这继而提供了更大的机械坚固性和抵抗机械应力和扭转应力的电坚固性。

由于在形成自锁钩状压接件2期间的压缩和轴向伸长，自锁翼11a、11b和自锁袋10a、10b的边缘彼此挤压，这形成了接缝的互锁连接，从而提供了额外的坚固性。

图3是根据本公开的接缝自锁压接件2的平面透视底视图，换言之，这是在弯曲成三维形状之前的视图。自锁翼和自锁袋的各种尺寸可以适合于特定的使用情况。

可选地，压接筒管的内部表面包括一个或多个锯齿44，其用于穿透在电导体30上的氧化物和/或其他表面材料层(比如，但不限于剩余电线挤压增强材料等)。内部表面各自在本文中可以被称为压接筒管的"金属表面"。

图4A是根据本公开的另一实施例的自锁钩状压接连接的实施例的示意图。在该实施例中，具有自锁钩状袋的侧壁被弯曲大约180度。自锁钩状袋的这种弯曲角度提供了额外的坚固性，以增强自锁钩状压接件的互锁接缝抵抗外部应力的弹性。

图4B是压接连接的示意图，示出了侧壁与电线就位的互锁。图4C是自锁钩状压接连接的示意性横截面图，示出了翼与袋的互锁。图4D是适用于自锁钩状压接连接的压接操作的压接器的所谓的“O形轮廓”的示意图。

图5A是根据本发明的另一实施例的自锁钩状压接连接的实施例的示意图。在该实施例中，具有自锁钩状袋的侧壁被弯曲大约120度。自锁钩状袋的这种弯曲角度提供了额外的坚固性，以增强自锁钩状压接件的互锁接缝抵抗外部应力的弹性。

图5B是自锁钩状压接连接的示意性横截面图，示出了翼与袋的互锁。图5C是适用于自锁钩状压接连接的压接操作的压接器的“O形轮廓”的示意图。

图6是根据本公开的自锁钩状压接连接的另一实施例的示意图。第一侧壁124a设置有自锁翼111b和自锁钩状袋100a。第二侧壁124b设置有自锁翼111a和自锁钩状袋100b。在本实施例的自锁钩状压接件中，自锁翼111a、111b在压接操作期间与自锁钩状袋100a、100b交叉互锁，这继而提供了更大的机械坚固性和抵抗机械应力和扭转应力的电坚固性。

为了接触电导线，压接件例如附接到非绝缘线。电绝缘层可以从电导体的端部的至少一部分移除以使导体端部暴露。在一些替代实施例中，电触头是被构造为围绕另一电线(未示出)的端部压接以将其他电线机械连接到、并且电连接到端子的另一压接筒管16。

因而，在一些替代实施例中，端子被构造为将电线电连接至另一电线。换言之，在一些替代实施例中，端子可被用于将电线拼接到另一电线。

上述实施例的压接部段用于使用压接装置或压接器实现电气和机械连接。压接装置将压接部段压接至电线。在实施例中，电线具有接收在压接筒管中的电导体。例如，电线的端部段具有暴露的导体，该导体被装入压接筒管中。在压接操作期间，将筒管绕导体压接，从而在压接部段和电线之间形成机械和电气连接。

图7是根据本公开的方法在压接工具中使用的压接装置(也称作压接器)的示意图。当开始压接时，自锁翼将进入自锁袋内并与线束压接。压接器中的凹槽51允许自锁翼容易流动以产生接缝自锁。

压接操作需要形成压接部段以机械地保持导体，并在导体和压接部段之间提供接合。端子的形成可以包括如在开放端子中那样围绕电线导体弯曲臂或突片(例如“F”型压接)，或者如在闭合端子中那样围绕导线导体压缩闭合筒管(例如“O”型压接)。当端子在压接动作期间围绕电线形成时，端子的金属和/或端子内的导体的金属可以被挤出。期望在端子和电线之间提供安全的机械连接和高质量的电连接。使用如本文所公开的压接工具的实施例，产生在端子上在压接操作期间由于金属的挤压而形成的成形特征。利用这种工具，可以在具有不同端子形状和设计的各种类型的端子上形成成形特征。

压接装置50设置有具有用于压接压接件的轮廓的压接工具构件51。如图2和图6的实施例所示，在压接期间，轮廓与压接筒管的壁的前部和后部可操作地对准。

根据本发明的优选实施例，侧壁的长度使得当侧壁接合以形成互锁的接缝时，侧壁的端部不撞击压接件的内表面。

压接装置50可以包括砧座(图中未示出)和压接工具构件51。砧座具有顶表面，顶表面在其上接收压接部段。电线的电导体接收在砧座上的压接筒管中。压接工具构件51包括成形轮廓，该成形轮廓被选择性地成形以在成形轮廓接合压接部段时围绕导体形成或压接筒管。成形轮廓限定了压接区域的一部分，在压接操作期间，压接部段和电线被接收在其中。当端子被压接到压接工具构件和砧座之间的电线时，砧座的顶表面还限定了压接区域的一部分。

压接工具构件51沿着压接冲程在方向53上朝向和远离砧座可移动，如图7所示。压接冲程具有远离砧座的向上部分和朝向砧座的向下部分。压接工具构件沿着压接轴线52双向地朝向和远离砧座运动。当压接工具构件朝着砧座移动时，在压接冲程的向下部分期间，压接工具构件围绕电导体形成端子。尽管未示出，但是压接工具构件可以联接至机械致动器，该机械致动器推动压接工具构件沿着压接冲程的运动。例如，压接工具构件可以联接至施加器或引线制造机的可动压头。此外，施加器或引线制造机还可以包括或联接至压接装置的基座支撑部和砧座。

在压接操作期间，压接部段被加载到砧座的顶表面上。电线在加载方向上朝向压接区域移动，使得电导体被接收在压接筒管的两个侧壁之间的压接筒管16中。当压接工具构件朝向砧座移动时，成形轮廓下降到压接筒管上方并与侧壁接合以弯曲或形成围绕电导体的壁。更具体地，当压接工具构件51向下移动时，成形轮廓的顶部成形表面和侧突片逐渐使侧壁在电导体的顶部上方弯曲。

自锁翼11、111构造成与压接件的自锁钩状袋10、100接合。在压接工具构件的下止点位置，即在压接冲程期间压接工具构件的最低位置(或最接近基座支撑部的位置)，成形轮廓的一部分可以延伸超过砧座的顶表面。压接部段在成形轮廓和砧座之间被压缩，这使得压接筒管的侧壁机械地接合并电连接到电线的电导体。高压力会在侧壁和导体之间形成金属对金属的连结。本文所述的一个或多个实施例涉及成形轮廓，使得在压接筒管的侧壁彼此接合时形成如本文所述的接缝自锁操作。

此外，将描述压接连接在外力作用下的力学和行为。

有两种机制可以在压接连接中建立和保持永久性接触，即冷焊和产生适当的残余力分布。两种机制都有助于建立永久连接，并且彼此独立。在压接过程中，两个金属表面在作用力的作用下滑动或擦拭，从而以冷的方式焊接金属，也称为冷焊。在适当的残余力分布下，接触界面将承受正力。在压接过程中，移除压接工具后，导体和压接筒管之间会产生残余力，这表明其弹性恢复力不同。

当电导体比压接筒管更容易回弹时，筒管会在导体上施加压缩力，从而保持接触界面的完整性。压接连接的电气和机械性能来自导体和压接筒管的受控变形，这些变形会在导体之间以及导体与压接筒管之间产生微冷焊连接。这些连接通过压接连接内的适当残余应力分布来维持，这会导致产生残余力，继而保持连接的稳定性。

在压接连接上施加外力(例如拉力)时，压接侧面之间的互锁可能会错位，从而导致不良的压接连接。因此，在本发明的接缝自锁式压接连接的实施例中，提供了与自锁翼和自锁袋的压接连接。

这样的锥形压纹区域可以设置在压接侧面的内部或外部，由此，即使在压接侧面的外表面的横向上以不等于法向矢量的角度施加拉力时，也能够确保维持互锁。

虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的目的的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。示例性实施例应仅在描述性意义上被考虑，而不是为了限制的目的。因此，本发明的范围不是由本发明的上述描述而是由所附权利要求来限定，并且范围内的所有差异将被解释为包括在本发明中。

附图标记列表