DE19800099A1 - Leitungsverbinder - Google Patents
LeitungsverbinderInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Leitungsverbinder(oder auch
Stecker oder Buchse) in dem ein ummantelter Draht (Litze)
(Litze und Mantelhülle werden nachfolgend auch einfach
elektrische Leitung genannt) auf einen Anschluß gelegt ist
und der der Energie von Ultraschallwellen ausgesetzt wird, so
daß ein Abschnitt der Mantelhülle des Leitung schmilzt und
dadurch die Litze der elektrischen Leitung bzw. die einzelnen
Litzendrähte und der Anschluß elektrisch leitfähig
miteinander verbunden werden.
Ein derartiger Leitungsverbinder ist beispielsweise in der
japanischen Patentschrift Nr. 7-70345 offenbart. Die Fig. 1A
bis 1D veranschaulichen diesen Stand der Technik.
Insbesondere zeigt die Fig. 1A ein erstes Bauelement 1 und
ein zweites Bauelement 2. Beide Bauelemente 1, 2 sind aus
einem mittels Ultraschallschwingungen schmelzbarem Material
(Kunststoff) hergestellt. Das erste Bauelement 1 enthält
Nuten 3 und das zweite Bauelement 2 umfaßt Vorsprünge 4, die
in die Nuten 3 eingreifen.
Die Fig. 1B, 1C zeigen einen Zustand, in dem ein Anschluß 7
in einer Nut 3 eingelegt ist und hierauf eine elektrische
Leitung 8 (ummantelter Draht bzw. Litze) plaziert ist. Am
Boden der Nut 3 sind kleine Ausnehmungen 3a ausgebildet. Auf
einer Oberseite des Vorsprungs 4 sind kleine Nasen 4a
geformt, die mit den kleinen Ausnehmungen 3a in Eingriff
gelangen.
Bei diesem Stand der Technik ist, wie es in den Fig. 1A, 1B
gezeigt ist, der Anschluß 7 in die Nut 3 eingelegt, wobei die
elektrische Leitung 8 auf dem Anschluß plaziert wird. Dann
wird das zweite Bauelement 2 auf der Oberseite des ersten
Bauelementes 1 dergestalt aufgelegt, daß die Vorsprünge 4 in
die Nuten 3 eingesetzt werden. Durch Aufbringen von
Ultraschallschwingungen zwischen dem ersten und zweiten
Bauelement 1, 2 und unter Ausübung von Druck wird ein
zwischen dem Vorsprung 4 und der Nut 3 eingezwickter
Mantelhüllenabschnitt der elektrischen Leitung 8 geschmolzen,
so daß die Litze bzw. die einzelnen Litzendrähte der
elektrischen Leitung 8 und der Anschlüsse 7 leitfähig
miteinander verbunden werden. Gleichzeitig werden das erste
und zweite Bauelement 1, 2 durch Verschmelzen miteinander
verschweißt, so daß die in der Fig. 1D gezeigte Struktur
erzielt wird, in der die Bauelemente 1, 2 nunmehr fest
miteinander verbunden sind.
Gemäß diesem, beispielsweise in der Fig. 1D gezeigten Stand
der Technik sind die Nut 3 und der Vorsprung 4 mit
Ausnehmungen 3a bzw. Nasen 4a versehen, so daß die Litze 8
und der Anschluß 7 gleichzeitig umgebogen und zueinander
festgelegt werden. Da aber der Anschluß 7 umgebogen wird, ist
es schwierig, die Einbauabmessung des Anschlusses 7
vorherzubestimmen und zu steuern. Des weiteren besteht die
Gefahr, daß durch Zug auf die Leitung 8 die elektrische
Verbindung mit dem Anschluß 7 zerstört wird, da der
umgebogene Abschnitt sowohl zum Halten der Leitung bzw. der
Litze dient wie auch die elektrische Verbindung sicherstellt.
Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht
dementsprechend darin, einen elektrischen Leitungsverbinder
bereitzustellen, bei dem die Einbauabmessungen eines
Anschlusses vorherbestimmbar sind und bei dem auch bei Zug
auf die elektrische Leitung die elektrische Verbindung
gewährleistet ist.
Dieses technische Problem wird durch einen Leitungsverbinder
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein derartiger
erfindungsgemäßer Leitungsverbinder umfaßt ein
Verbindergehäuse, einen am Verbindergehäuse geschaffenen
Anschlußhalteabschnitt, eine Abdeckung zum Verschließen des
Anschlußhalteabschnitts, zumindest einen in dem
Anschlußhalteabschnitt angeordneten Anschluß, ummantelte
Leitungen mit einer inneren Litze und einer Mantelhülle,
wobei jeweils eine ummantelte Leitung in einem Anschluß
plaziert ist und jede ummantelte Leitung durch die Abdeckung
gegen den Anschluß gedrückt wird, während Ultraschallwellen
aufgebracht werden, um ein Abdeckungsteil zu schmelzen und
hierdurch die jeweiligen Litzen und die Anschlüsse leitend
miteinander zu verbinden, und Leitungshalteabschnitten, die
an der Abdeckung geschaffen sind, um die ummantelte Leitung
an einem hinter einem Hinterende des Anschlusses liegenden
Abschnitt mit dem Anschlußhalteabschnitt zu verschmelzen.
Bei dem erfindungsgemäßen Leitungsverbinder wird der an der
Abdeckung angeformte Leitungshalteabschnitt mit dem
Anschlußhalteabschnitt verschmolzen, so daß die umhüllte
elektrische Leitung hierzwischen eingezwickt wird. Somit kann
eine hohe Haltekraft gegenüber elektrischen Leitung ausgeübt
werden. Sogar wenn an der elektrischen Leitung gezogen wird,
wird diese Zugkraft von diesem Abschnitt aufgenommen, wodurch
verhindert wird, daß Zug bis zu dem Verbindungsabschnitt des
Anschlusses und der Litzen gelangt. Damit kann die
elektrische Verbindung und die Beständigkeit verbessert
werden. Außerdem wird, wenn eine Kraft von vorne auf den
Anschluß ausgeübt wird, durch den Leitungshalteabschnitt
verhindert, daß sich der Anschluß im Verbinder verschiebt.
Damit kann der Anschluß mit einem entsprechenden zu paarenden
Anschluß zusammengesteckt werden, wodurch eine schlechte
Steckverbindung verhindert wird, bei der keine elektrische
Verbindung zustande kommt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht einen
elektrischen Leitungsverbinder vor, bei dem der
Anschlußhalteabschnitt mehrere Nuten enthält, um die
Anschlüsse aufzunehmen. Bei dieser Ausführungsform weist die
Abdeckung Vorsprünge auf, die jeweils in die Nuten
eingreifen. Außerdem ist jeder Leitungshalteabschnitt auf
einer Oberseite des Vorsprungs mit einer oder mehreren Nasen
versehen.
Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform wird auch der
Leitungshalteabschnitt in die entsprechende Nut geführt, wenn
die jeweiligen Vorsprünge in die jeweiligen Nuten eingepaßt
sind. Entsprechend wird die Leitung bzw. die Litze in einer
geeigneten Position festgehalten.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht
vor, daß an einem Hinterende des Anschlusses der Anschluß
einen Schrägabschnitt besitzt. Ferner ist ein Schrägabschnitt
am Leitungshalteabschnitt ausgebildet. Der
Leitungshalteabschnitt positioniert den Anschluß in einer
geeigneten Stellung, in dem der Schrägabschnitt des
Anschlusses beim Befestigen der Abdeckung auf dem
Anschlußhalteabschnitt abgleitet.
Gemäß dieser Ausführungsform wird ein zuvor von seiner
vorbestimmten Position fehlgestellter Anschluß durch den
Leitungshalteabschnitt in seine korrekte Position
zurückgeführt.
Ein vierte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß in der Abdeckung hinter dem
Leitungshalteabschnitt ein Raum für abgeschmolzenes Material
der Abdeckung geschaffen ist, wenn der Leitungshalteabschnitt
geschmolzen wird.
Dadurch, daß der Raum für zerschmolzenes Material der
Abdeckung geschaffen ist, wird auch bei verschiedenen Arten
von elektrischen Leitungen, die umhüllt sind, und
unterschiedliche Durchmesser aufweisen, der geschmolzene
Abdeckungsteil ausreichend aufgenommen werden und
gleichzeitig die Leitung sicher und fest im
Leitungshalteabschnitt gehalten werden.
Im folgenden sind zur weiteren Erläuterung und zum besseren
Verständnis mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben
und erläutert. Es zeigt:
Fig. 1A bis 1D jeweils Ansichten eines Leitungsverbinders
nach dem Stand der Technik, wobei Fig. 1A eine
Perspektivansicht des Aufbaus eines ersten und
eines zweiten Bauelementes zeigt, Fig. 1B eine
Längsquerschnittsansicht durch einen Anschluß und
eine umhüllte elektrische Leitung in einer Nut
eines ersten Bauelementes zeigt, Fig. 1C eine
Vorderansicht des in Fig. 1B gezeigte Zustandes und
Fig. 1D eine Längsquerschnittsansicht eines
Leitungsverbinders nach dem Stand der Technik bei
vollendeter Verbindung der Bauelemente,
Fig. 2 eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und
Fig. 3A, 3B und 3C jeweils Querschnittsansichten der wesentlichen
Elemente in verschiedenen Schritten der
erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Hiermit wird ausdrücklich durch Bezugnahme der Inhalt des
US-Patentes Nr. 5,584,122 hierin mit aufgenommen.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 wird nachfolgend eine
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In
dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Stecker-
oder Verbindergehäuse, das Bezugszeichen 12 eine Abdeckung
und das Bezugszeichen 20 einen Anschluß (oder Kabelschuh).
Das Verbindergehäuse 10 und die Abdeckung 12 bestehen aus
Harz, das durch Ultraschallwellen verschweißbar oder
schmelzbar ist. An einem Hinterende des Verbindergehäuses 10
ist ein Anschlußhalteabschnitt 11 vorstehend geformt. Die
Abdeckung 12 ist der Form des Anschlußhalteabschnitts 11
entsprechend geformt.
Der Anschlußhalteabschnitt 11 umfaßt eine Anzahl Nuten 13.
Die Abdeckung 12 weist mehrere Vorsprünge 14 auf, die in die
Nuten 13 eingreifen. Auf einer Oberseite eines Hinterendes
der Vorsprünge 14 ist ein Leitungshalteabschnitt 15
angeordnet, der nach unten vorstehend ausgerichtet ist. Der
Leitungshalteabschnitt 15 ist breiter geformt als der
Vorsprung 14, so daß er in die Nut 13 unter leichter
Preßpassung eingreift. Außerdem weist der
Leitungshalteabschnitt 15 an einer Vorderkante einen
Schrägabschnitt 16 auf. Die Abdeckung 12 besitzt in
Breitenrichtung Seitenwände 19, deren Vorderendabschnitte 19a
zuspitzend verlaufen, so daß sie durch Ultraschallwellen beim
Aufpressen auf den Anschlußhalteabschnitt 11 schmelzen.
Der Anschluß 20 hat einen Leitungsverbindungsabschnitt 21,
der wiederum an der Rückseite einen U-förmigen Querschnitt
besitzt. Der Leitungsverbindungsabschnitt 21 umfaßt eine
Bodenwand 21a, auf dem eine umhüllte Leitung auf zulegen ist,
und rechte und linke senkrechte Wände 21b, die sich von
beiden Kanten der Bodenwand 21a nach oben erstrecken.
Zwischen den beiden senkrechten Wände 21b ist ein Abstand
geschaffen, so daß ein vorbestimmter Spalt zwischen den
Wänden 21b und einer Seitenfläche der Vorsprünge 14
sichergestellt ist, wenn der Vorsprung 14 zwischen die
senkrechten Wände 21b eingeführt wird. Eine Ecke des
Hinterendes der senkrechten Wand 21b ist schräg
abgeschnitten. Dieser Abschnitt ist der Schrägabschnitt 22,
der dem Schrägabschnitt 16, der an dem zuvor erwähnten
Leitungshalteabschnitt 15 der Abdeckung 12 geschaffen ist,
entspricht. Die Leitungshalteabschnitte 15 sind vom
Hinterende der Abdeckung 12 leicht nach vorne versetzt
ausgebildet. Entsprechend ist ein Raum 17 rückwärtig im
Leitungshalteabschnitt 15 für verbleibende geschmolzene
Abdeckungsreste geschaffen.
Es werden nun unter Bezugnahme auf die Fig. 3A-3C die
verschiedenen Schritte zur Bildung eines Verbinders durch
miteinander Verbinden des Anschlusses 20 mit der umhüllten
oder ummantelten Leitung beschrieben.
Es wird zuerst der Anschluß 20 von einer Stirnseite her in
die Nut 13, die im Anschlußhalteabschnitt 11 des
Verbindergehäuses 10 geschaffen ist, eingeführt, so daß der
Leitungsverbindungsabschnitt 21 im Anschlußhalteabschnitt 11
plaziert wird. Dann wird, wie es in der Fig. 3A gezeigt ist,
eine ummantelte Leitung 8 auf der Bodenwand 21a des
Leitungsverbindungsabschnitts 21 des Anschlusses 20 plaziert.
Hiernach wird die Abdeckung 12 hieraufaufgelegt, so daß
jeder Vorsprung 14 der Abdeckung 12 in einen Spalt zwischen
den senkrechten Wänden 21b der Leitungsverbindungsabschnitte
21 der in jeder Nut 13 des Anschlußhalteabschnitts 11
angeordneten Anschlüsse 20 eingesetzt wird.
In diesem Zustand wird ein vorbestimmter Spalt zwischen den
senkrechten Wänden 21b und einer Seitenfläche des Vorsprungs
14 sichergestellt. Des weiteren wird ein geeigneter Spalt
zwischen der Abdeckung 12 und dem Anschlußhalteabschnitt 11
(d. h. zwischen einer Oberseite des Anschlußhalteabschnitts 11
und einer Bodenseite der Abdeckung 12) sichergestellt, um so
einen Kontakt hierzwischen zu vermeiden, außer an den
Vorderendabschnitten 19a der in Breitenrichtung zeigenden
Seitenwand 19 der Abdeckung 12.
Gleichzeitig während des Aufpressens des Vorsprungs 14 auf
die ummantelte Leitung 8 wird Ultraschall auf die Abdeckung
12 abgegeben (senkrechte Ultraschallschwingungen werden
aufgebracht). Demzufolge wird die Energie der
Ultraschallwellen auf den Vorsprung 14 fokussiert bzw.
konzentriert, der zusammen mit dem Boden der Nut 13 die
Leitung 8 einklemmt, für das schließlich ein Abdeckungsteil
8b der ummantelten Leitung 8 geschmolzen wird und sodann die
Litzen 8a freigelegt werden. Hiernach gelangen die Litzen 8a
(bzw. die einzelnen Litzendrähte) mit dem Anschluß 20 in
leitende Berührung.
Schließlich wird, wie es in der Fig. 3C gezeigt ist, ein
Vorderende des in die Nut 13 eingesetzten
Leitungshalteabschnitt 15 mit dem geschmolzenen
Abdeckungsabschnitt 8b und dem Anschlußhalteabschnitt 11
verschmolzen, wobei die ummantelte Leitung 8 zwischen dem
Vorderende und dem Anschlußhalteabschnitt 11 fest eingeklemmt
wird, so daß ein einteiliger Verbinder entsteht.
Somit wird die ummantelte Leitung 8 durch den
Leitungshalteabschnitt 15 am Hinterende des Anschlusses 20
festgehalten. Sogar wenn an der ummantelten Leitung 8 von
hinten Zug aufgebracht wird, wird diese Zugkraft durch den
verschmolzenen Abschnittsbereich aufgenommen, so daß die
Zugkraft nicht bis zum Anschluß 20 und den Litzenelementen 8a
gelangt, so daß die Zuverlässigkeit der elektrischen
Verbindung verbessert ist. Wenn auf den Anschluß 20 von vorne
eine Kraft ausgeübt wird, wird durch den
Leitungshalteabschnitt 15 verhindert, daß sich der Anschluß
20 verrückt, so daß der Anschluß 20 einwandfrei mit einem
entsprechenden Gegenanschluß zusammengesteckt werden kann,
wodurch eine nicht einwandfreie Steckverbindung des
Verbinders verhindert wird.
Wenn der Leitungshalterabschnitt 15 geschmolzen wird, wird
der geschmolzene Abdeckungsabschnitt 8b im hinter dem
Leitungshalteabschnitt 15 liegenden Raum 17 aufgenommen.
Damit wird das äußere Erscheinungsbild des hinteren Endes des
Verbinders nicht beeinträchtigt und der geschmolzene
Abdeckungsabschnitt 8d kann in ausreichender Weise
"aufgelöst" werden, so daß die Festigkeit des verschmolzenen
Abschnitts erhöht wird. Weil der Raum 17 hinter dem
Leitungshalterabschnitt 15 liegt, kann in diesem Fall der
Raum 17 wie auch der Leitungshalteabschnitt 15 in einer für
ummantelte Leitungen irgendwelcher Art und irgendwelchen
Durchmessers ausreichend groß dimensioniert werden, was es
möglich macht, verschiedenste Leitungsarten und Querschnitte
aufzunehmen.
Claims (4)
1. Leitungsverbinder mit
- - einem Verbindergehäuse (10),
- - einem am Verbindergehäuse (10) geschaffenen Anschlußhalteabschnitt (11),
- - einer Abdeckung (12) zum Verschließen des Anschlußhalteabschnitts (11),
- - zumindest einen in dem Anschlußhalteabschnitt (11) angeordneten Anschluß (20),
- - ummantelte Leitungen (8) mit einer inneren Litze und einer Mantelhülle, wobei jeweils eine ummantelte Leitung (8) in einem Anschluß (20) plaziert ist und jede ummantelte Leitung (8) durch die Abdeckung (12) gegen den Anschluß (20) gedrückt wird, während Ultraschallwellen aufgebracht werden, um ein Abdeckungsteil (8b) zu schmelzen und hierdurch die jeweiligen Litzen und die Anschlüsse leitend miteinander zu verbinden, und
- - Leitungshalteabschnitten (15), die an der Abdeckung (12) geschaffen sind, um die ummantelte Leitung (8) an einem hinter einem Hinterende des Anschlusses (20) liegenden Abschnitt mit dem Anschlußhalteabschnitt (10) zu verschmelzen.
2. Leitungsverbinder nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Anschlußhalteabschnitt (11)
mehrere Nuten (13) zur Aufnahme der Anschlüsse (20)
enthält, wobei die Abdeckung (12) Vorsprünge (14)
aufweist, die mit jeweils einer Nut (13) in Eingriff
gelangen, und jeder der Leitungshalterabschnitte (15)
ist auf einer Oberseite des Vorsprungs vorstehend
geformt.
3. Leitungsverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß an einem Hinterende des Anschlusses
(20) ein Schrägabschnitt (22) geformt ist, am
Leitungshalteabschnitt (15) ein Schrägabschnitt geformt
ist und der Schrägabschnitt am Leitungshalteabschnitt
den Anschluß (20) in einer geeigneten Position
positioniert, indem beim Befestigen der Abdeckung (12)
der am Anschluß (20) befindliche Schrägabschnitt (22) am
Anschlußhalteabschnitt (11) abgleitet.
4. Leitungsverbinder nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Abdeckung (12) hinter dem
Leitungshalteabschnitt (15) ein Raum zur Aufnahme von
geschmolzenem Mantelhüllenmaterial beim Schmelzen des
Leitungshalterabschnitts geschaffen ist.
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