压接工具和使用该压接工具获得的端子的制作方法

本发明涉及一种将电端子压接到电缆上的方法，并且更具体地涉及一种压接工具以及一种在压接操作之后获得的电端子。

背景技术：

为了减轻车辆中的电线织机的重量，有时用包括多个导电绞线的铝电缆代替铜电缆。用铝电缆代替铜电缆会引起许多问题。首先，铝会被氧化物层覆盖，在铝电缆和铜端子之间的接触区域的导电水平可能会被降低。为了减轻这个问题，目的是，一方面，使氧化物层破裂以具有更好的导电性，另一方面，防止在压接之后再次形成该氧化物层。为此，可以在压接区域中增大电缆的挤压比。然而，挤压比的这种增加会导致在以这种方式挤压的区域中电缆的机械强度的降低。

已知通过使用为了此目的的包括具有两个不同压接高度的冲头的工具将凸耳弯曲和挤压到电缆上来将压接区域压接到电缆上。然后在压接之后获得包括机械保持部和导电部的压接区域。机械保持部和导电部彼此处于材料的连续性中。换句话说，从在电缆的每侧上具有单个凸耳的端子开始，在这些凸耳中没有切口或者没有将它们分成多个部分的狭槽，获得了在纵向方向上连续的压接柄脚。机械保持部和导电部具有不同的最终压接高度，机械保持部的最终压接高度比导电部的最终压接高度更大。

因此，电缆的绞线被更小程度地挤压在机械保持区域中。因此，它们的机械性能的完整性基本上得以保持，并且电缆保持在压接柄脚中满足规格。在导电区域中，电缆的绞线被更大程度地挤压，因此与机械保持区域相比，其机械性能降低。另一方面，在导电区域中的电阻率比机械保持区域中的电阻率更低。

然而，可以看出，使用这种类型方法的压接端子的电性能和机械性能随着时间而降低。

本发明的目的是提出一种新的解决方案，使得这些问题能够以经济、容易和可靠的方式被解决。

技术实现要素：

一种用于执行压接电端子的方法的压接工具，所述电端子包括在纵向方向上延伸的压接部，所述压接工具包括压接冲压部和压接砧部，所述冲压部设置有第一冲压元件和与所述第一冲压元件相邻的纵向对齐的第二冲压元件；所述砧部设置有分别布置成面对所述第一冲压元件和所述第二冲压元件的第一压接砧元件和第二压接砧元件；所述第一冲压元件与所述第一压接砧元件配合，形成第一压接元件；所述第二冲压元件与所述第二压接砧元件配合，形成第二压接元件；所述第一冲压元件和所述第二冲压元件分别包括纵向对齐的第一凹槽和第二凹槽，所述第一冲压元件具有比所述第二冲压元件的凹槽深度大的凹槽深度，以便形成从所述第一凹槽到所述第二凹槽的向下冲压台阶；所述第一压接砧元件和第二压接砧元件分别包括第一压接表面和第二压接表面，所述第一压接表面和第二表面纵向对齐；所述第二压接表面相对于所述第一压接表面被升高，以便形成从所述第一压接表面到所述第二压接表面的向上砧台阶。

第二压接元件的压接高度可以比第一压接元件的压接高度小10％至60％，优选地小30％至50％。向上砧台阶的高度可以是向下冲压台阶高度的0.4倍至1.6倍，包括0.4倍和1.6倍，优选地是0.8倍至1.2倍，包括0.8倍和1.2倍。向下冲压台阶的高度加上向上砧台阶的高度可以在0.1mm至0.7mm之间，包括0.1mm和0.7mm。

根据本发明的压接电端子的方法包括以下步骤：

提供包括绝缘体和导电绞线的电缆；

提供电端子，该电端子包括沿着纵向轴线延伸的压接部，所述压接部包括纵向的柄脚和两个凸耳，每个凸耳从柄脚的一侧延伸以形成在垂直于纵向方向的平面中具有基本上u形截面的凹槽；

将电缆的导电绞线纵向定位在电端子的压接部中；

在电缆的绝缘体附近压接压接部的机械保持部；

通过将凸耳弯曲并挤压到导电绞线的自由端上并且将柄脚的底部挤压到导电绞线的自由端上来压接压接部的导电部，以便在导电绞线的自由端上获得比机械保持部施加在导电绞线上的挤压更大的挤压，以便形成从机械保持部的凸耳的弯曲部到导电部的凸耳的弯曲部的向下端子台阶，并且以便形成从机械保持部的柄脚的部分到导电部的柄脚的部分的向上端子台阶。

压接的步骤可在导电部中产生45％至65％之间包括45％和65％优选地50％至60％之间包括50％和60％的挤压比，并且在机械保持部中产生15％至40％之间包括15％和40％优选20％至30％之间包括20％和30％的挤压比。压接导电部的步骤可以将向上端子台阶形成为高度是向下端子台阶的高度的0.4倍至1.6倍，包括0.4倍和1.6倍，优选地为0.8倍至1.2倍，包括0.8倍和1.2倍。压接的步骤可以包括上述压接工具。

一种通过上述压接方法压接在电缆的导电绞线上的电端子，其特征在于，纵向的柄脚的底部包括向上端子台阶，该向上端子台阶形成压接区域的机械保持部和压接区域的导电部之间的过渡，并且，压接区域的弯曲凸耳的自由端包括向下端子台阶，该向下端子台阶形成压接区域的机械保持部和压接区域的导电部之间的过渡。

向上端子台阶的高度可以是向下端子台阶高度的0.4倍至1.6倍，包括0.4倍和1.6倍，优选0.8倍至1.2倍，包括0.8倍和1.2倍。向上端子台阶和向下端子台阶可以整体上在竖直方向上对齐。向下端子台阶的高度加上向上端子台阶的高度可以在0.1mm至0.7mm之间，包括0.1mm和0.7mm。

附图说明

通过阅读以下参照附图的详细说明，本发明的其它特征、目的和优点将变得显而易见，附图以非限制性实施例的方式提供，其中：

图1是还没有被压接到电缆上的电端子的实施例的示意性立体图。

图2是包括第一压接元件和第二压接元件的压接工具的示意性立体图。

图3是图2的压接工具的示意性立体图，该压接工具准备压接图1的端子的包括电缆的导电绞线的压接区域。

图4是图3的压接工具的正视图。

图5是当压接工具压接图1的端子的压接区域时图2的该压接工具的示意性立体图。

图6是沿图5中的线6-6截取的横截面的示意图，示出了在第一压接元件的高度处产生的压接区域。

图7是沿图5中的线7-7截取的横截面的示意图，示出了在第二压接元件的高度处产生的压接区域。

图8以侧视图示出了在压接到电缆的导电绞线上之后图1的端子的压接区域。

图9是图8的压接区域的纵向截面的示意图。

具体实施方式

图1示出了用于安装在机动车辆连接器腔体(未示出)中的电端子10。在所示的情况下，这是沿纵向方向l延伸的直的阴性端子10。在未示出的其它情况下，端子10可以是例如直角端子。

端子10具有联接部12、将被压接到电缆30的导电绞线32上的压接区域14和将被压接到电缆30的绝缘体34上的端部16。在图1中所示的情况下，联接部12、压接区域14和压接端部16在纵向方向l上连续地跟随。

在压接之前，压接区域14是具有两个压接凸耳18、20的槽的形式，每个压接凸耳从压接柄脚22的一侧延伸。因此，在压接之前，两个凸耳18、20和柄脚22形成凹槽21，该凹槽在垂直于纵向方向l的平面中基本上具有u形截面。每个凸耳18、20在其整个长度上是连续的。换句话说，每个凸耳18、20既不包括狭槽也不包括切口。

端子10经受将其压接到电缆30上的操作，在此期间，凸耳18、20被弯曲并被挤压到导电绞线32上。该压接操作是在电缆30的导电绞线32插入压接区域14的凹槽21中的情况下并且通过在图2中所示的压接工具40的砧部50和冲压部60之间在压接区域14的高度处撞击端子10来实施的。

图2示出了根据本发明的压接工具40的一个实施方式。图3示出了压接工具40，在其中放置了电端子10的包括电缆30的导电绞线32的压接区域14。在图2和图3中，该工具40包括砧部50，该砧部50设计成在其中纵向放置电端子10的压接区域14。压接工具40还包括压接冲压部60，该冲压部60使得能够将电端子10的压接区域的凸耳18、20弯曲和挤压到电缆30的导电绞线32上。

冲压部60包括第一冲压元件62和第二冲压元件64。每个冲压元件62、64具有平行六面体的整体形状。每个冲压元件62、64包括平面基部65、67，该平面基部65、67适于在压接操作期间在每个冲压元件62、64的运动期间在垂直于纵向轴线l的方向d上撞击砧部50。每个基部65、67被指定为每个冲压元件62、64的底部。每个基部65、67包括由凹口70、71分开的两个齿66、68。

每个凹口70、71在每个冲压元件62、64的任一侧上纵向延伸。每个凹口70、71对应于每个冲压元件62、64的这样的部分，这样的部分使得能够将电端子10的压接区域14的凸耳18、20成形。每个凹口70、71包括从每个基部65、67到每个冲压元件62、64的顶部的面向壁，以接收电端子10的凸耳18、20。

每个壁都朝向冲压凹槽73、74延伸，该冲压凹槽73、74基本上呈两个并排连接的拱形，并且在垂直于纵向方向l的平面中的截面类似于"m"。每个冲压凹槽73、74使得凸耳18、20能够在电缆30的导电绞线32上被逐步地移动，随后将两个凸耳18、20挤压在电缆30的导电绞线32的顶部上。两个冲压元件62、64的几何形状，包括它们的凹槽73、74的形状和沿着凹槽73、74的纵向轴线的长度，基本上是相同的。

然而，第一冲压元件62与第二冲压元件64本质地区别在于其冲压凹槽73的深度p1。冲压凹槽深度是指在冲压元件62的冲压凹槽73和基部65之间沿竖直轴线v的距离。第一冲压元件62具有比第二冲压元件64更大的凹槽深度p1。如图2中所示，第一冲压元件62的冲压凹槽深度p1比第二冲压元件64的冲压凹槽深度p2大。

如图4中所示，当冲压元件的基部65、67相邻并纵向地对齐时，第一冲压元件62的深度p1和第二冲压元件64的深度p2之间的差形成从第一冲压元件62的凹槽73到第二冲压元件64的凹槽74的向下冲压深度75。

在图2中，砧部50包括第一砧元件51和第二砧元件53。在所示的实施方式中，第一砧元件51和第二砧元件53被制成一个部件。第一砧元件51和第二砧元件53分别是第一冲压元件62和第二冲压元件64的相对物，在压接电缆10的导电绞线32的操作期间，每个冲压元件62、64将撞击其相应的砧元件51、53。

第一砧元件51和第二砧元件53分别包括在垂直于纵向方向l的平面中的截面基本上为圆弧轮廓的第一凹形压接表面56和第二凹形压接表面58。换句话说，每个压接表面56、58形成一个砧凹槽85、86，该砧凹槽在垂直于纵向方向l的平面中截面基本上为圆弧形或类似于"u"形的拱形。每个压接表面56、58沿纵向方向延伸，以便接收电端子10的包括电缆30的导电绞线32的压接区域14的柄脚22。在所示的实施方式中，第一压接表面56的电气形状类似于第二压接表面58的几何形状，换句话说，第一压接表面56的圆弧轮廓的半径与第二压接表面58的圆弧轮廓的半径相同。

每个砧凹槽85、86在每侧上包括沿着每个凹槽纵向地延伸的平面边缘。换句话说，每个砧元件51、53包括在每个压接表面56、58的任一侧上在纵向平面中延伸的第一平面边缘81、83和第二平面边缘82、84。砧元件51、53的第一平面边缘81、83和第二平面边缘82、84是在压接操作期间将被每个冲压元件62、64的基部的齿66、68撞击的部分。砧元件51、53的第一平面边缘81、83和第二平面边缘82、84处在相同的纵向平面中。

两个砧元件51、53的几何形状，包括它们的压接表面56、58的形状和沿着它们的压接表面的纵向轴线的长度，是基本上相同的。然而，第一砧元件51与第二砧元件53的不同之处本质上在于其砧凹槽85的深度p3。砧凹槽深度是指沿竖直轴线v将砧凹槽的底部与平面边缘分开的距离。第一砧元件51的凹槽85的深度p3比第二砧元件53大。如图4中所示，第一砧元件51的砧凹槽深度p3比第二砧元件53的砧凹槽深度p4更大。

如图4中所示，当第一砧元件51的第一平面边缘81和第二平面边缘82与第二砧元件53的第一平面边缘83和第二平面边缘84相邻并纵向地对齐时，第一砧元件51的砧凹槽深度p3和第二砧元件53的砧凹槽深度p4之间的差形成从第一砧元件51的凹槽85到第二砧元件53的凹槽86的向上砧台阶90。换句话说，第二砧元件53的压接表面58相对于第一砧元件51的压接表面56被升高。

尽管被示出为一个部件，但第一砧元件51和第二砧元件53可以是两个独立的部件。类似地，尽管示出为两个独立的部件，但是第一冲压元件62和第二冲压元件64可以是一个部件。

与第一砧元件51相关联的第一冲压元件62形成第一压接元件41。与第二砧元件53相关联的第二冲压元件64形成第二压接元件43。

在图5和图6中，当第一冲压元件62撞击第一砧元件51时，压接区域14的凸耳18、20的第一部分被弯曲并被挤压到电缆30的导电绞线32上。压接柄脚22的第一部分也将挤压电缆30的导电绞线32。在第一砧元件51的凹槽85的底部和第一冲压元件62的凹槽73的底部之间测量的沿竖直轴线v的距离限定了导电绞线32的第一压接高度h1。

在图5和图7中，当第二冲压元件64撞击第二砧元件53时，压接区域14的凸耳18、20的第二部分被弯曲并被挤压到电缆30的导电绞线32上。压接柄脚22的第二部分也将挤压电缆30的导电绞线32。在第二砧元件53的凹槽86的底部和第二冲压元件64的凹槽74的底部之间测量的沿竖直轴线v的距离限定了导电绞线32的第二压接高度h2。

应当注意的是，根据图6和图7，压接高度h1、h2在垂直于纵向方向l的平面中的截面中，即在限定凹槽的形状的两个拱形的交点处，在第一砧元件51和第二砧元件53的凹槽85、86的最深点和每个冲压元件62、64的每个凹槽73、74的"m"形的中点之间更精确地被测量。为了能够比较压接高度h1、h2，重要的是在类似的参照系中进行测量，即例如在每个冲压元件62、64的每个凹槽73、74的每个"m"形的中点和每个砧元件51、53的每个凹槽85、86的每个最深点之间进行测量。

因此，在压接操作之后，压接高度h1、h2在电端子10的压接区域14中被建立。它们在压接柄脚22的底部和弯曲到导电绞线32上的压接凸耳18、20的交叉点之间被测量。

在一个特定实施方式中，第二压接元件43的压接高度h2比第一压接元件41的压接高度h1小10％至60％，优选地小30％至50％。

图8示出了图1的电端子10的立体图，其中为了促进对该图的描述，未示出联接部12。电端子10被示出为在用参照图2至图7描述的工具40来实施压接操作之后被压接到电缆30的导电绞线32上。在压接到电缆的被剥去绝缘体的部分的绞线上，即压接到电缆30的导电绞线32上的操作之后，电端子10的压接区域14的特征在于机械保持部92、导电部94和在机械保持部92与导电部94两者之间的过渡区域96。机械保持部92、导电部94和过渡区域96与彼此是材料连续的，在纵向l方向30上没有狭槽或切口。

机械保持部92是由第一压接元件41压接的部分。换句话说，机械保持部92是凸耳18、20和压接柄脚22的已经由第一压接元件41压接到导电绞线32上的部分。机械保持部92是与电缆34的绝缘体相邻的部分。

导电部94是由第二压接元件43压接的部分。换句话说，导电部94是凸耳18、20和压接柄脚22的已经由第二压接元件43压接到导电绞线32上的部分。导电部94是与联接部12相邻的部分。

机械保持部92和导电部94优选地沿纵向轴线l具有相似的长度。机械保持部92和导电部94沿竖直轴线v具有不同的压接高度h1、h2。

机械保持部92的压接高度h1小于导电部94的压接高度h2。机械保持部92和导电部94之间的高度差h1-h2形成过渡区域96。该过渡区域96具有包括两个台阶101、102的特殊特征：从机械保持部92的凸耳18、20的弯曲部到导电部94的凸耳18、20的弯曲部沿垂直于纵向轴线l的竖直方向的向下端子台阶101；以及从机械保持部92的柄脚22的部分到导电部94的柄脚22的部分沿垂直于纵向轴线l的竖直方向的向上端子台阶102。这两个端子台阶101、102在压接期间通过压接工具40成形，该压接工具40包括向上砧台阶90和向下冲压台阶75。两个端子台阶101、102整体上沿垂直于纵向轴线l的竖直轴线v对齐。

机械保持部92和导电部94的压接高度h1、h2在它们各自的长度上各自基本上是恒定的。高度差h1-h2通常可以是0.1至0.7mm的数量级。例如，因此，高度差基本上是固定的，并且对于厚度在0.20mm至0.39mm之间包括0.20mm和0.39mm的铜片，并且对于直径在1.25mm和4mm之间包括1.25mm和4mm或者甚至在0.75mm至6mm之间包括0.75mm和6mm的铝电缆，高度差可以在0.5mm至0.6mm之间包括0.5mm和0.6mm。

根据本发明，机械保持部92和导电部94之间的压接高度差h1-h2是在向上端子台阶102和向下端子台阶101的高度之间被划分的。在一个特定实施方式中，向上台阶102的高度在向下台阶101的高度的0.4倍至1.6倍之间，包括0.4倍和1.6倍，优选地在0.8倍至1.2倍之间，包括0.8倍和1.2倍。向上端子台阶102和向下端子台阶101的高度之间的比对于保证两个凸耳18、20在导电绞线32上的最佳正确弯曲是重要的，也就是说，通过压接工具40使凸耳18、20弯曲，在垂直于纵向方向l的平面中，赋予了它们这样的截面形状，即，由它们的自由端中的一个自由端并排连接的两个拱形。这种具有两个台阶101、102的解决方案使得能够保证凸耳18、20的正确弯曲，而与冲压元件62、64和砧元件51、53沿横向轴线t的对齐之间存在非零公差间隙无关。在没有这种具有两个台阶101、102的压接过程的情况下，砧元件51、53与冲压元件62、64的不良对齐可能导致凸耳18、20弯曲，使得其中一个弯曲的凸耳18的自由端将对另一个弯曲的凸耳20施加压力。在这种情况下，可能出现在铜端子10和铝导电绞线32之间的电化腐蚀的高风险，并且因此出现电端子10和导电绞线32之间的导电的恶化的高风险。

在图9中，导电部94挤压导电绞线32的自由端，而机械保持部挤压导电绞线32的邻近电缆34的绝缘体的部分。挤压比定义为压接后的电缆截面与压接前的电缆截面s1的比。然后，通过比较端子的截面，并因此比较图9所示的电缆的截面，可以发现，电缆的挤压比在导电部94中比在机械保持部92中大。例如，为了在端子10和导电绞线32之间获得良好的电阻，导电部94中的挤压比s3/s1在45％至65％之间，包括45％和65％，优选地在50％至60％之间，包括50％和60％，并且机械保持部92中的挤压比s2/s1在15％至40％之间，包括15％和40％，优选地在20％至30％之间，包括20％和30％。根据本发明，导电绞线32的自由端的挤压，也就是说其截面s1的减小，是通过导电部94的凸耳18、20的弯曲部的挤压以及通过导电部94的柄脚22的部分在导电绞线32的自由端上的挤压而产生的。换句话说，导电绞线32的自由端的截面s1的减小按照由导电部94的压接高度h2获得的减小而分布，该压接高度h2比导致形成向上端子台阶102和向下端子台阶101的机械保持部92的压接高度h1大。