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Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsklemme mit einer ein gradientenförmiges Schärfeprofil aufweisenden Serrationsanordnung. Ferner betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine solche elektrische Verbindungsklemme.
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Elektrische Leiter werden an ihren freien Enden häufig mit Anschlussstücken terminiert, die eine Kontaktierung des Leiters mit entsprechenden Kontaktpartnern ermöglichen. Hierzu werden u. a. Verbindungsklemmen verwendet, die ein lötfreies Verbinden mit der Leiterstruktur ermöglichen. Diese auch so genannten Crimp-Anschlussklemmen werden typischerweise mittels eines Stanzverfahrens aus einem metallischen Blech gefertigt. Dabei weist ein leiterseitiger Abschnitt der Verbindungsklemme mindestens eine Lasche auf, die zum Zwecke der mechanischen und/oder elektrischen Verbindung um den Leiter herum gebogen und anschließend mit diesem verpresst wird. Bei elektrischen Leiterstrukturen, die mit einer isolierenden Schicht, wie z. B. einer dünnen Lackschicht oder einer parasitären Oxidschicht, überzogen sind, muss zur Herstellung eines ausreichenden elektrischen Kontakts zwischen Verbindungsklemme und Leiterstruktur die störende Isolierschicht entfernt bzw. durchstoßen werden. Hierzu werden Verbindungsklemmen verwendet, bei denen die den Leiter kontaktierende Fläche spezielle scharfkantige Serrationstrukturen aufweist. Beim Verpressen der Verbindungsklemme wird durch Einschneiden der Serrationstrukturen in den metallischen Leiter die parasitäre Isolierschicht durchstoßen. Durch eine angepasste Verpressung wird eine gute Streckung und damit einhergehende Kaltverschweißung der beteiligten Materialien ermöglicht, wodurch wiederum eine gute elektrische Kontaktierung erreicht wird. Insbesondere für Aluminium-Leitern und harten Kupferleitern mit kleinen Querschnitten erweisen sich die Übergangswiderstände über die Lebenszeit langzeitstabil.
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Die Verwendung scharfkantiger Serrationen führt allerdings auch zu einer unerwünschten mechanischen Schwächung des betreffenden Leiters, da der Leiterquerschnitt durch die einschneidenden Serrationsstrukturen an den betreffenden Stellen reduziert wird. Besonders schädlich erweist sich dieser Effekt bei Leitern aus brüchigen Materialien, wie z. B. Aluminium. Ferner kann die Verwendung einer solchen Verbindungsklemme auch bei Leitern ungünstig sein, die aus mehreren dünnen Litzen aufgebaut sind. Hierbei können die scharfkantigen Serrationen ein Abtrennen einzelner Leiterlitzen bewirken.
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Die Herstellung einer herkömmlichen Verbindungsklemme erfolgt typischerweise mittels eines Stanzprozesses, wobei die Serrationen in einem darauf folgenden Pflügeprozess außerhalb der Stanze erzeugt werden. Bei diesem Prozess werden mehrere nebeneinander angeordnete messerartige Pflügestrukturen über die Leiterkontaktfläche der Verbindungsklemme quer zur Einsteckrichtung des Kabels gezogen, um rillenartige Strukturen mit symmetrischen Materialaufwürfen zu erzeugen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Verbindungsklemme bereitzustellen, die sowohl eine ausreichende elektrische als auch eine ausreichende mechanische Verbindung zwischen Verbindungsklemme und Leiter ermöglicht und zudem kostengünstig herzustellen ist. Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Verbindungsklemme nach Anspruch 1 sowie durch ein Herstellungsverfahren für eine elektrische Verbindungsklemme nach Anspruch 3 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung nach Anspruch 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß der Erfindung ist eine elektrische Verbindungsklemme zum Verbinden mit einer elektrischen Leiterstruktur vorgesehen, die in einem leiterseitigen Abschnitt eine mehrere Serrationsstrukturen umfassende Serrationsanordnung zum Einschneiden in die elektrische Leiterstruktur umfasst. Die Serrationsanordnung weist dabei ein durch in einem Prägeprozess erzeugte Materialaufwürfe gebildetes gradientenförmiges Schärfeprofil auf. Durch das gradientenförmige Profil der Serrationsanordnung wird erreicht, dass eine Leiterstruktur im leiterseitigen Bereich der Klemmverbindung nur geringfügig eingeschnitten wird, um eine mechanische Schwächung der Leiterstruktur in diesem Bereich zu verhindern. Hingegen wird die Leiterstruktur im kontaktseitigen Bereich der Klemmverbindung tiefer eingeschnitten, um einen ausreichenden elektrische Kontakt sicherzustellen. Dies ist insbesondere bei Aluminium-Drähten, Lackdrähten oder Drähten aus harten Legierungen von Vorteil. Ferner kann die erfindungsgemäße Verbindungsklemme auch für elektrische Leitungen mit kleinen bzw. kleinsten Querschnitten verwendet werden. Durch die Verwendung des Prägeprozesses kann die Verbindungsklemme besonders günstig hergestellt werden.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Serrationsstrukturen unsymmetrische Materialaufwürfe aufweisen, die durch einen lateralen Materialfluss während des Prägeprozesses erzeugt wurden. Solche Materialaufwürfe bilden scharfkantige Strukturen, wodurch das Eindringen in harte Leitermaterialien vereinfacht wird. Aufgrund des durch den Prägeprozess bewirkten lateralen Materialflusses fallen die Materialaufwürfe unterschiedlich hoch aus. Hierdurch wird ein günstiges Profil für die Quetschverbindung mit einer Leiterstruktur erreicht.
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Erfindungsgemäß ist ferner ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindungsklemme vorgesehen, bei dem in einem leiterseitigen Abschnitt der elektrischen Verbindungsklemme eine mehrere Serrationsstrukturen umfassende Serrationsanordnung zum Einschneiden in eine elektrische Leiterstruktur erzeugt wird. Dabei wird die Serrationsanordnung in einem Prägeprozess mit einem gradientenförmigen Schärfeprofil erzeugt. Durch die Verwendung eines Prägeprozesses lassen sich besonders einfach Materialaufwürfe erzeugen, die als scharfkantige Strukturen zum Einschneiden in entsprechende Leiterstrukturen verwendet werden können. Die gradientenförmig zunehmende Schärfe der Serrationsstrukturen erlaubt eine verbesserte Verbindung zwischen Klemme und Leiterstruktur, da die Serrationsstrukturen im Endabschnitt der Leiterstruktur leichter und tiefer einschneiden können als in einem vorderen Leiterabschnitt.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass in dem Prägeprozess unsymmetrische Materialaufwürfe an den einzelnen Serrationsstrukturen erzeugt werden, die das gradientenförmige Schärfeprofil der Serrationsanordnung bilden. Mithilfe unsymmetrischer Materialaufwürfe können besonders scharfe Kanten gebildet werden, was das Einschneiden in entsprechende Leiterstrukturen vereinfacht.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Prägeprozess mithilfe einer mehrere unsymmetrische Prägestrukturen umfassenden Prägeeinrichtung erfolgt, die im leiterseitigen Abschnitt der Verbindungsklemme einen die unsymmetrischen Materialaufwürfe der Serrationsstrukturen (131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138) erzeugenden lateralen Materialfluss in Leitereinsteckrichtung bewirken. Hierdurch kann auf eine besonders einfache Weise das gewünschte Gradientenprofil der Serrationen erreicht werden.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die elektrische Verbindungsklemme (100) in einem Stanzprozess aus einem Blech (101) heraus gestanzt wird, wobei der Prägeprozess in den Stanzprozess integriert ist. Hierdurch lässt sich die Herstellung der Verbindungsklemme deutlich vereinfachen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein weiterer Prägeprozess durchgeführt wird, bei dem wenigstens ein Teil der Serrationsstrukturen mittels scharfkantiger Messerstrukturen eingeschnitten wird, um auf den Serrationsstrukturen zusätzliche scharfe Grate zu erzeugen. Durch die Aufspaltung der Serrationsstrukturen und der damit einhergehenden Bildung scharfkantigerer Grate werden beim Crimpen leichter zusätzliche Relativverformungen erreicht, was die Kontaktsicherheit erhöht.
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Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindungsklemme vorgesehen, die eine Stanzeinrichtung und eine Stanzunterlage umfasst. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Prägeeinrichtung, mit deren Hilfe in einem leiterseitigen Abschnitt der elektrischen Verbindungsklemme eine mehrere Serrationsstrukturen umfassende Serrationsanordnung mit einem gradientenförmigen Schärfeprofil erzeugt werden. Mithilfe der Prägeeinrichtung lassen sich in der Verbindungsklemme sehr einfach Serrationsstrukturen erzeugen.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Prägeeinrichtung mehrere serrationsförmige Prägestrukturen mit unsymmetrischen Flanken umfasst. Mithilfe solcher Prägestrukturen können Serrationsstrukturen mit unsymmetrischen Materialaufwürfen erzeugt werden.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Prägestrukturen haifischflossen- oder sägezahnförmig ausgebildet sind. Diese Prägestrukturen eignen sich besonders gut, um unsymmetrische Materialaufwürfe zu erzeugen. Ferner lässt sich damit besonders einfach ein lateraler Materialfluss im Werkstück bewirken, durch welchen ein gradientenförmiges Schärfeprofil der Serrationsanordnung gebildet wird.
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In einer weiteren Ausführungsform sind die leiterseitigen Flanken der Prägestrukturen im Wesentlichen senkrecht ausgebildet. Hierdurch wird einerseits erreicht, dass der durch den Prägevorgang induzierte laterale Materialfluss besonders effektiv in der gewünschten Richtung erfolgt. Andererseits können sich an senkrechten Flanken besonders scharfkantige Materialaufwürfe ausbilden, was wiederum die Perforationseigenschaften der betreffenden Serrationen in das Leitermaterial verbessert.
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Schließlich ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Prägeeinrichtung innerhalb der Stanzeinrichtung integriert ist. Durch die Integration des Prägestempels in den Stanzstempel wird der Herstellungsvorgang vereinfacht, da der Stanzprozess und der Prägeprozess gemeinsam bzw. zeitlich kurz nacheinander ausgeführt werden können.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem zwischen Stanzstempel und Stanzunterlage angeordneten Blech;
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2 das fertig gestanzte Bauteil mit in einem Prägeprozess erzeugten Serrationsstrukturen;
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3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen einer Verbindungsklemme umfassend eine Stanzeinrichtung und eine Prägeeinrichtung mit einem zwischen Stempel und Stanzunterlage angeordneten Blech;
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4 die Vorrichtung aus 3 während eines Stanzvorgangs;
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5 die Vorrichtung aus den 3 und 4 mit einem fertig gestanzten Bauteil;
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6 die Vorrichtung aus den 3 bis 5 während eines Prägevorgangs, bei dem die Serrationsstrukturen auf dem Bauteil erzeugt werden;
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7 die Vorrichtung aus den 3 bis 6 mit dem fertigen Bauteil;
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8 eine Prägeeinrichtung mit mehreren haifischflossenförmig ausgebildeten Serrationsstrukturen;
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9 die Prägeeinrichtung aus 8 während des Prägevorgangs;
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10 das fertige Bauteil mit einer Anzahl durch den Prägevorgang erzeugter Serrationsstrukturen;
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11 die elektrische Verbindungsklemme aus 10 beim Einschneiden in eine elektrische Leiterstruktur;
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12 eine Variation des erfindungsgemäße Prägeverfahrens zum Herstellen spiegelsymmetrisch angeordneter Serrationsstrukturen;
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13 eine weitere Variation des erfindungsgemäße Prägeverfahrens zum Herstellen spiegelsymmetrisch angeordneter Serrationsstrukturen und einem flachen mittleren Bereich; und
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14 einen weiteren Prägeprozess, bei dem auf den Serrationsstrukturen zusätzliche scharfe Grate mittels eines mehrere Messerstrukturen umfassenden zweiten Prägestempels erzeugt werden.
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In den folgenden 1 und 2 wird das Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Verbindungsklemme erläutert. Hierzu zeigt die 1 die Ausgangssituation für den kombinierten Stanz- und Prägeprozess. Dabei wird ein als Rohling dienendes metallisches Blech 101 zwischen einem als Stanzeinrichtung dienendem Stanzstempel 210 und einer als Schneidunterlage dienenden Matrize 220 angeordnet. Im Stanzstempel 210 ist die Form des zu erzeugenden Bauteils als Negativabdruck 211 abgebildet. Die Schneidunterlage 220 weist hingegen die positive Form des herzustellenden Bauteils auf, sodass das Blech 101 beim Absenken des Stanzstempels 210 entlang den zueinander komplementären Schneidkanten des im Stanzstempel 210 abgebildeten Negativabdrucks 211 und der Schneidunterlage 220 ausgeschnitten wird.
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Erfindungsgemäß weist die in der 1 gezeigte Vorrichtung 200 ferner eine Prägeeinrichtung 230 auf. Die Prägeeinrichtung 230 kann, wie vorliegend der Fall, als ein innerhalb des Stanzstempels 210 integrierter Prägestempel ausgebildet sein, der in einen. Öffnungsbereich 213 des Stanzeinrichtung 210 eingreift. Der Prägestempel 230 umfasst dabei mehrere Prägestrukturen 231, die in Form von rillenförmig angeordneten Serrationen ausgebildet sind. Dies ist in der 1 lediglich angedeutet.
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Durch die Integration des Prägestempels 230 in den Stanzstempel 210 kann die Prägung der gewünschten Serrationsstrukturen zeitlich unmittelbar nach dem Ausstanzen der Verbindungsklemme 100 aus dem als Rohling dienenden Blech 101 erfolgen. Der Prägeprozess kann grundsätzlich auch vor dem Stanzprozess erfolgen.
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Je nach Anwendung kann es vorteilhaft sein den Prägestempel 230 als eine räumlich von der Stanzeinrichtung 210 getrennt angeordnete Prägeeinrichtung auszubilden. In diesem hier nicht gezeigten Fall wird der Rohling 101 nach dem Stanzen von der Stanzeinrichtung 210 in die Prägeeinrichtung 230 übergeben oder umgekehrt.
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Die 2 zeigt die fertig ausgestanzten und mit der gewünschten Serrationsanordnung 130 ausgestatte Verbindungsklemme 100. Die Verbindungsklemme 100 umfasst im vorliegenden Beispiel einen leiterseitigen Abschnitt 110 und einen kontaktseitigen Leiterabschnitt 120, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Polschuh ausgebildet ist. Die beiden Abschnitte 110, 120 sind über einen gemeinsamen Brückenabschnitt miteinander verbunden.
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Der leiterseitige Abschnitt 110 weist die gewünschte Serrationsanordnung 130, die erfindungsgemäß aus nebeneinander verlaufenden rillenförmigen Serrationsstrukturen aufgebaut ist. Die Serrationsstrukturen verlaufen dabei quer zur Leitereinsteckrichtung 501, die parallel zu Symmetrieachse der Verbindungsklemme 100 verläuft. Obwohl die hier gezeigte Serrationsstrukturen 131 bis 139 sich im Wesentlichen über die gesamte Breite des leiterseitigen Abschnitts 110 der Verbindungsklemmen 100 erstrecken, sind je nach Anwendung auch Serrationsstrukturen möglich, die sich lediglich über einen Teil der Breite des Abschnitts 110 erstrecken. Ferner können auch mehrere Serrationsanordnungen nebeneinander auf den leiterseitigen Abschnitt 110 angeordnet sein.
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Anhand der 1 und 2 wurde der Stanz- und der Prägeprozess einer einfachen Verbindungsklemme 100 erläutert. Je nach Anwendung kann die Form der Verbindungsklemme sowie der einzelnen Abschnitte variieren. Sofern die Herstellung von Verbindungsklemmen, wie üblicherweise der Fall, im Massenprozess stattfindet, werden als Rohling nicht einzelne Blechstücke, sondern bandförmige Bleche verwendet. Die Stanzung erfolgt dann im kontinuierlichen Prozess, wobei die ausgestanzten Werkstücke zwecks besserer Handhabung mittels dünnerer Brücken miteinander verbunden sind. Im Stanzprozess kann der leiterseitige Abschnitt 110 bereits auch vorgebogen werden, um weitere Schritte, insbesondere die Verpressung, zu erleichtern. hierzu kann der Stanzstempel 210 und die Schneidunterlage 220 entsprechend vorgeformt ausgebildet sein. Abhängig von der jeweiligen Anwendung kann auch eine negative Stanzeinrichtung verwendet werden, wobei der Stanzstempel die Form des herzustellenden Bauteils aufweist und die Schneidunterlage als Negativabdruck dient. Ferner kann die Stanzeinrichtung auch walzenförmig ausgebildet sein, wobei Stanzstempel und Schneidunterlage auf zwei gegensinnig rotierenden Walzen angeordnet sind. Dies ermöglich einen kontinuierlichen Stanz- bzw. Prägeprozess.
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In den 3 bis 5 werden der Stanzvorgang und der Prägevorgang in einer schematisch vereinfachten Querschnittsdarstellung dargestellt. Dabei zeigt die 3 die Ausgangssituation, in der das als Rohling dienende Blechstück 101 zwischen einem als Stanzstempel 210 mit einem integrierten Prägestempel 230 dienenden oberen Werkzeugteil und einem als Schneidunterlage dienendem unteren Werkzeugteil 220 angeordnet ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Prägestempel 230 umfasst mehrere serrationsförmige Prägestrukturen 231, die hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nur angedeutet sind. Die sich rillenförmig erstreckenden Prägestrukturen 231 weisen erfindungsgemäß zägezahnförmige Querschnittsprofile mit unsymmetrischen Flanken auf, wobei die jeweils linken Flanken wenigstens über einen Teilbereich im Wesentlichen senkrecht verlaufen. Im folgenden Verfahrensschritt wird das gewünschte Bauteil aus dem Blech 101 gestanzt und anschließend die gewünschten Serrationsstrukturen in die Leiterkontaktfläche 102 des Blechs 101 eingeprägt. Wie in der 4 mittels Pfeile dargestellt ist, wird der Stanzstempel 210 hierzu in Richtung der Matrize 220 bewegt. hierdurch wird die Kontur der Matrize 220 in das Blech übertragen. Durch die komplementäre Ausbildung des Stempels 210 und der Schneidunterlage 220 gleiten die als Stanzmesser dienenden seitlichen Teile 211 des Stempels 210 entlang des Außenumfangs der Schneidunterlage 220 und nehmen das überschüssige Blech 103 mit.
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Nach erfolgtem Stanzprozess wird der Stanzstempel 210 wird der nach oben geführt (5) und anschließend der Prägeprozess durchgeführt. Dabei wird der Prägestempel 230 derart auf den Rohling 101 abgesenkt, dass die Prägestrukturen während des Prägevorgangs in die Kontaktoberfläche 102 der gestanzten Verbindungsklemme 100 eingedrückt werden. Bedingt durch den unsymmetrischen Aufbau der serrationsförmigen Prägestrukturen 231, wobei die beiden Flanken unterschiedliche Steigungswinkel aufweisen, wird das Material des bearbeiteten Werkstücks 101 von den beiden Flanken unterschiedlich stark verdrängt. Wie in der 6 gezeigt ist, drückt die flachere rechten Flanke der Verzahnung das Material effektiv nach rechts, während die vorzugsweise senkrechte linke Flanke der Verzahnung keine wesentliche Materialverdrängung im Werkstück hervorruft. Durch den hieraus sich effektiv ergebenden Materialfluss 104 in Leitereinsteckrichtung 501 wird Material effektiv gegen die steile linke Flanke der Prägestrukturen gedrückt und an dieser Flanke aufgestellt. Der so erzeugte Materialaufwurf bildet einen scharfkantigen Grat, dessen Höhe bzw. Schärfe aufgrund des mittels eines Pfeils dargestellten Materialflusses 104 im Werkstück 100 von links nach rechts zunimmt.
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Nach erfolgter Prägung wird der Prägestempel 230 wieder angehoben, um das fertige Bauteil 100 freizugeben. Wie in der 7 gezeigt ist, weist das Bauteil 100 nunmehr die gewünschte Verzahnung 130 mit von links nach rechts gradientenförmig zunehmend scharfkantigeren Serrationsstrukturen auf.
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Die konkrete Form der Prägestrukturen kann anwendungsbedingt variieren. So können beispielsweise auch Prägeeinrichtung mit haifischflossenförmigen Prägestrukturen verwendet werden. Die 8 zeigt einen Querschnitt durch eine solche Prägeeinrichtung 230 als Teil des Stempels 210. Wie hier gezeigt ist, weisen auch die haifischflossenförmigen Prägestrukturen 231 bis 239 vorzugsweise eine im Wesentlichen senkrechte linke Flanke auf. Die rechte Flanke der Prägestrukturen 231 bis 239 ist hingegen mit der typischen S-förmigen Kontur ausgebildet. Aufgrund ihres größeren Verdrängungsvolumens kann durch die Verwendung haifischflossenförmiger Prägestrukturen im Werkstück ein größerer Materialfluss induziert werden als das mithilfe der in den 3 bis 5 gezeigten keilförmigen Prägestrukturen der Fall ist. Dies eröffnet die Möglichkeit, durch Variation des Flankenprofils den Materialfluss der jeweiligen Anwendung anzupassen.
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Wie in der 9 gezeigt ist, wird beim Eindrücken der Prägestrukturen 231 bis 239 in das Werkstück 100 ein nach rechts gerichteter Materialfluss bewirkt. Hierdurch kommt es in den Zahnzwischenräumen zu einem Aufstellen des Materials an den steilen Flanken der Verzahnung. Durch den mittels des Pfeils 104 angedeuteten Materialfluss im Werkstück 100 findet sich nach Beendigung des Prägeprozesses auf der rechten Seite mehr Material als auf der linken. Seite des Werkstücks 100, wodurch die Materialaufwürfe auf der rechten Seite höher ausfallen als auf der linken Seite.
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Wie in der 10 gezeigt ist, bewirken die höheren Materialaufwürfe der rechten Seite auch ein spitzeres bzw. schärferes Profil der betreffenden Serrationsstrukturen, da sich das Material hier höher aufstellt. So nimmt die erzielte Schärfe der Serrationsstrukturen 131 bis 138 und damit das Schärfeprofil der Serrationsanordnung 130 von links nach rechts gradientenförmig zu. Bei der Verpressung einer derart gestalteten Verbindungsklemme 100 mit einer Leiterstruktur dringen die leitereingangsseitigen Serrationsstrukturen 131, 132, 133, 134 daher nur relativ geringfügig in die Leiterader hinein, so dass die Leiterstruktur an dieser Stelle nicht übermäßig mechanisch geschwächt wird. Die leitereingangsseitigen Serrationsstrukturen 131 bis 134 tragen daher primär zur mechanischen Befestigung der Leiterstruktur innerhalb der Verbindungsklemme 100 und weniger zur Herstellung eines ausreichenden elektrischen Kontaktes zwischen Verbindungsklemme 100 und Leiterstruktur 500 bei. Hingegen dringen die kontaktseitigen Serrationsstrukturen 135 bis 138 aufgrund der relativ höheren Materialaufwürfe und damit verbundenen scharfkantigeren Grate stärker in die Leiterstruktur 500 ein, wodurch eine besonders gute elektrische Verbindung zwischen der Verbindungsklemme 100 und der Leiterstruktur 500 erreicht werden kann.
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Zur Verdeutlichung der Funktionsweise der speziellen Verbindungsklemme 100 zeigt die 11 die Serrationsanordnung 130 im Eingriff mit einer elektrischen Leiterstruktur 500. Dabei ist der ursprüngliche Verlauf der Leiterstruktur 500 mittels der gestrichelten Linie angedeutet. Wie hier gezeigt ist, nimmt die Eindringtiefe der Serrationsstrukturen 131 bis 138 in die betreffende Leiterstruktur 500 aufgrund der unterschiedlich hohen Materialaufwürfe von links nach rechts zu. Dabei kann abhängig von den Materialeigenschaften der Leiterstruktur beim Verpressen der Klemme mehr oder weniger viel Leitermaterial in die Zwischenräume der Serrationsstrukturen 131 bis 138 hineinfließen. Insbesondere bei weichen Materialien kann ein nahezu vollständiges Auffüllen der Zwischenräume erfolgen.
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Je nach Anwendung können auch mehrere Serrationsanordnungen erzeugt werden. Unter anderem können die Serrationsstrukturen zweier Serrationsanordnungen spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sein. Die 12 zeigt einen Prägevorgang, bei dem zwei zueinander spiegelsymmetrische Serrationsanordnung erzeugt werden. Hingegen wird in dem Ausführungsbeispiel der 13 mittels eines entsprechend ausgebildeten Prägestempels 230 zusätzlich ein flacher Bereich zwischen den zueinander spiegelsymmetrisch angeordneten Serrationsanordnungen erzeugt.
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Da zum Herstellen eines guten elektrischen Kontaktes zwischen Verbindungsklemme und Leiterstruktur möglichst viele scharfkantiger Strukturen vom Vorteil sind, kann die Anzahl der scharfkantigen Grate durch Aufspalten einzelner Serrationsstrukturen erhöht werden. Dies kann beispielsweise durch einen zweiten Prägevorgang erfolgen, bei dem ein mit mehreren scharfen, keilförmigen Messern 241, 241, 243, 244, 245, 246, 247, 248 ausgestatteter Prägestempel 240 in die zuvor hergestellten Serrationen 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138 eingedrückt wird. Eine solche Situation ist in der 14 gezeigt.
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Die erfindungsgemäße Ausprägung der Serrationsstrukturen wird durch eine spezielle Ausformung des Prägestempels 230 im Stanzwerkzeug 200 erzielt. Eine wichtige Vorraussetzung für die gewünschten Materialaufwürfe bildet einerseits eine ausreichend große Materialverdrängung durch den Präge-/Abprägevorgang (summarisch), die einen Materialfluss quer zu den Serrationsstrukturen bewirkt. Andererseits ist es vom Vorteil, wenn die Serrationsstrukturen zumindest einseitig weitestgehend senkrechte Flanken aufweisen, an denen sich das querfließende Material aufstellen kann. Mit periodischen sägezahn- oder haifischflossenartigen Ausformungen der Flanken des Prägestempels lassen sich an den senkrechten Flanken besonders gut asymmetrische, gradientenförmig zunehmend schärfere Grate erzielen. Diese sind insbesondere in Bereichen der höchsten Verpressung im Crimp anzuordnen.
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Bei den in der bevorstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren offenbarten Ausführungsformen handelt es sich lediglich um Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei können je nach Anwendung für die Realisierung der Erfindung sämtliche in diesem Zusammenhang offenbarten Merkmale sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander relevant sein. Auch soll die Erfindung nicht lediglich auf die hier gezeigten Ausführungsformen eingeschränkt sein. Es ist vielmehr im Sinne der Erfindung, die Anzahl, die Anordnung und die Dimensionierung der einzelnen Serrationsstrukturen zu variieren, um eine für die Anforderungen der jeweiligen Anwendung optimierte elektrische und/oder mechanische Verbindung zwischen Verbindungsklemme und Leiterstruktur zu ermöglichen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- elektrische Verbindungsklemme
- 101
- Rohling/Blech
- 102
- obere Fläche des Rohlings
- 103
- ausgestanztes Blech
- 104
- Materialfluss
- 110
- erster Abschnitt
- 120
- zweiter Abschnitt
- 130
- Serrationsanordnung
- 131–138
- Serrationsstrukturen
- 200
- Stanz-/Prägevorrichtung
- 210
- Stanzeinrichtung/Stempel
- 211
- Stanzelement
- 212
- Negativabdruck
- 213
- Öffnungsbereich
- 220
- Schneidunterlage/Matrize
- 230
- Prägeeinrichtung
- 231–239
- Prägestrukturen
- 240
- zweite Prägeeinrichtung
- 241
- Messerstruktur
- 500
- Leiterstruktur
- 501
- Leitereinsteckrichtung
