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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Steckverbinders, der einen Grundkörper mit einer Anschlusszone und einer Einpresszone aufweist, über die der Steckverbinder in eine entsprechend geformte Anschlussbuchse eines elektrischen Bauteils einbringbar ist.
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Ein derartiger Steckverbinder ist unter der Bezeichnung „Pressfit-Kontakt” bekannt und wird insbesondere in der Automobilindustrie weit verbreitet verwendet. Er dient dazu, eine lötmittelfreie Verbindung zwischen einer Anschlussleitung und einem elektrischen Bauteil herzustellen, indem die Anschlussleitung an der Anschlusszone des Grundkörpers des bekannten Steckverbinders elektrisch leitend verbunden wird und danach die Einpresszone des Steckverbinders in die zugehörige Anschlussbuchse des elektrischen Bauteils eingeschoben wird. Die elastisch federnden Einpresszone des Steckverbinders tritt hierbei in mechanischen Wirkeingriff mit der Anschlussbuchse und klemmt den Steckverbinder durch die Federkraft der Einpresszone in derselben.
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Die Einpresszone der bekannten Pressfit-Steckverbinder ist dabei derart gestaltet, dass sie zwei von der Anschlusszone ausgehende Vorsprünge aufweist, die an ihrem vorderen Ende miteinander verbunden sind, so dass zwischen den beiden Vorsprüngen ein ovaler oder linsenförmiger Freiraum ausgebildet ist, der ein Federn der beiden diesen Freiraum begrenzenden Vorsprünge ermöglicht. Nachteilig an diesen bekannten Steckverbindern ist nicht nur, dass sie herstellungstechnisch aufwendig sind. Vielmehr bringt die vorstehende Konstruktionsweise hohe Steckkräften mit sich. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Einpresszone der bekannten Steckverbinder konstruktionsbedingt nur wenig flexibel ist, so dass eine Anpassung der Einpresszone, insbesondere hinsichtlich der beim Steckvorgang aufzubringenden Steckkräfte, nur schwer möglich ist.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines gattungsgemäßen Steckverbinders derart weiterzubilden, dass eine einfache stanztechnische Herstellung desselben ermöglicht wird. Auch soll ein Steckverbinder geschaffen werden, der bei einer einfachen stanztechnischen Herstellbarkeit niedrigere Steckkräfte erfordert.
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Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gelöst, dass in einem ersten Arbeitsschritt durch ein Schneiden, Stanzen oder Scheren mindestens zwei federnde Vorsprünge mit freien Enden hergestellt werden, die einen freien Innenraum der durch die federnden Vorsprünge festgelegten Gabel der Einpresszone begrenzen, und dass in einem darauffolgenden Verfahrensschritt der Grundkörper des Steckverbinders mittels eines Bearbeitungswerkzeugs in einem Übergangsbereich zwischen der Anschlusszone und der Einpresszone derart beaufschlagt wird, dass durch diese Kraftbeaufschlagung die freien vorderen Enden der Vorsprünge aufeinander zubewegt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Steckverbinders sieht vor, dass sie mindestens ein Bearbeitungswerkzeug aufweist, durch welches der Grundkörper des Steckverbinders im Bereich zwischen der Anschlusszone und der Einpresszone zum Schließen der durch die Vorsprünge ausgebildeten Gabel beaufschlagbar ist.
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Der erfindungsgemäße Steckverbinder, der einen Grundkörper, eine Anschlusszone und eine Einpresszone aufweist, über welche der Steckverbinder in eine entsprechend geformte Anschlussbuchse eines elektrischen Bauteils einbringbar ist, sieht erfindungsgemäß vor, dass die Einpresszone des Grundkörpers des Steckverbinders mindestens zwei stanztechnisch hergestellte, federnde Vorsprünge mit freien Enden besitzt, die gabelartig angeordnet sind, einen Zwischenraum festlegen und die freien Enden durch entsprechende Kraftbeaufschlagung aufeinander zubewegbar sind.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise ein Verfahren zur Herstellung eines Steckverbinders sowie eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung geschaffen, welche eine einfache stanztechnische Herstellung der Einpresszone des Steckverbinders mit einer federnden Gabel erlauben. Der erfindungsgemäße Steckverbinder zeichnet sich nicht nur durch seine einfache stanztechnische Herstellbarkeit aus, sondern auch dadurch, dass beim Steckvorgang nur niedrige Steckkräfte erforderlich sind. Des Weiteren lässt er sich einfach unterschiedlichen Einsatzzwecken anpassen, in denen die Dimensionierung der stanztechnisch hergestellten Vorsprünge an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die im Folgenden anhand der Figuren beschrieben werden. Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines Steckverbinders,
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2 eine schematisch Darstellung des Herstellungsvorgangs dieses Steckverbinders,
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3a bis 3d ein erstes Ausführungsbeispiel der stanztechnischen Herstellung des Steckverbinders,
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4a bis 4c ein zweites Ausführungsbeispiel der stanztechnischen Herstellung des Steckverbinders,
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5a und 5b ein drittes Ausführungsbeispiel der stanztechnischen Herstellung des Steckverbinders, und
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6a und 6b ein viertes Ausführungsbeispiel der stanztechnischen Herstellung des Steckverbinders.
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In 1 ist nun ein Ausführungsbeispiel eines allgemein mit 1 bezeichneten Steckverbinders dargestellt. Dieser weist einen Grundkörper 2 auf, der eine Anschlusszone 3 und eine Einpresszone 4 besitzt. Die Anschlusszone 3 dient in an und für sich bekannter und daher nicht mehr näher beschriebenen Art und Weise dazu, mit dem Steckverbinder 1 eine Anschlussleitung (nicht gezeigt) elektrisch leitend zu verbinden. Der derart mit der Anschlussleitung versehene Steckverbinder wird dann über die Einpresszone 4 in eine Anschlussbuchse eines elektrischen Bauteils (ebenfalls nicht gezeigt) gesteckt.
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Die Einpresszone 4 weist zwei elastisch federnde Vorsprünge 5a und 5b auf, welche mit der Innenwand der Anschlussbuchse in Wirkkontakt treten, wodurch der Steckverbinder 1 die Anschlussbuchse durch die von den federnden Vorsprüngen 5a, 5b ausgebildete Federkraft geklemmt wird.
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Wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Herstellungsvorgangs dieses Steckverbinders 1 und aus einem Vergleich der 1 und 2 ergibt, sind die freien Enden der Vorsprünge 5a' und 5b' nicht – wie beim bekannten Steckverbinder – miteinander verbunden, sondern werden – wie nachfolgend beschrieben – dadurch zusammengeführt, dass die nach dem Stanzvorgang beanstandeten und somit eine offene „Gabel” 5 ausbildenden Vorsprünge 5a und 5b kraftbeaufschlagt werden, wodurch sie einander angenähert und in die in 2 gezeigte Gestalt gebracht werden. Die Herstellung eines derartigen, durch einen Zwischenraum 6 getrennte Vorsprünge 5a und 5b aufweisenden Steckverbinders 1 ist stanztechnisch einfach durchzuführen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die von den Vorsprüngen 5a und 5b erzeugten Federkräfte und damit korreliert die zum Einführen der Einpresszone 4 in eine Anschlussbuchse erforderliche Steckkraft einfach durch eine Variation der Dimensionierung der Vorsprünge 5a und 5b und/oder des verwendeten Materials dem jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden kann. Insbesondere ist die Länge und/oder die Breite der Vorsprünge 5a und 5b leicht veränderbar.
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In 2 ist nun der grundsätzliche Ablauf der Herstellung eines Steckverbinders schematisch dargestellt. In einem ersten Arbeitsschritt erfolgt durch ein Schneiden oder ein Scheren die Herstellung der Außen- und der Innenkontur des Steckverbinders 1 mit den federnden Vorsprüngen 5a, 5b.
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Nach der Herstellung der Innenkontur und der Außenkontur des Steckverbinders 1 werden diese im darauffolgenden Arbeitsschritt – sofern erforderlich – geprägt.
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Im darauffolgenden Arbeitsschritt werden dann die federnden Vorsprünge 5a, 5b geschlossen.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Schließen der Vorsprünge 5a, 5b des Steckverbinders 1 wird nun anhand der 3a bis 3d beschrieben: Die 3a zeigt den Steckverbinder 1, der wie anhand der 2 beschrieben hergestellt wurde und in 1a dargestellt ist. Um nun die federnden Vorsprünge 5a, 5b zu schließen, ist vorgesehen, dass der Steckverbinder 1 zwischen obere Prägestempel 10a und 10b und unteren Prägestempel 10c und 10d (siehe 3a) einer an und für sich bekannten und daher nicht mehr näher beschriebenen Prägevorrichtung eingebracht wird. Die beabstandet voneinander angeordneten oberen Prägestempel 10a und 10b beaufschlagen eine erste Oberfläche 2a des Grundkörpers 2 des Steckverbinders 1 und die ebenfalls beabstandet voneinander angeordneten unteren Prägestempel 10c und 10d beaufschlagen eine der ersten Oberfläche 2a gegenüberliegende zweite Oberfläche 2b desselben. Die Positionierung des Steckverbinders 1 relativ zu den Prägestempel 10a–10d erfolgt dabei derart, dass Prägeelemente 11a–11d der Prägestempel 10a–10d den Grundkörper 2 – wie am besten aus 3c ersichtlich ist – im Übergangsbereich zwischen der Anschlusszone 3 und der Einpresszone 4 beaufschlagen. Die Ausrichtung des Grundkörpers 2 des Steckverbinders 1 zu den Prägestempeln 10a–10d ist dabei derart, dass durch die wie nachstehend beschrieben in den Grundkörper 2 eingebrachten Kerben 7a–7d ein Strecken des Grundkörpers 2 bewirkt wird, welches dazu führt, dass sich die vorderen Enden 5a', 5b' der gabelartig angeordneten Vorsprünge 5a und 5b aufeinander zu bewegen und derart die „Gabel” schließen.
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Nachdem der Steckverbinder 1 – wie in 3a dargestellt – zwischen die Prägestempel 10a und 10b bzw. 10c und 10d eingebracht wurde, werden diese – wie durch die Zeile P auf den Prägestempeln 10a–10d symbolisiert – in Richtung des Grundkörpers 2 des Steckverbinders 1 zugestellt, indem die die Prägestempel 10a–10d antreibende Stempelpresse eine entsprechende Hubbewegung ausführt. Der obere Prägestempel 10a bringt hierdurch – wie in 3b dargestellt – in den Grundkörper 2 am unteren Ende des ersten Vorsprungs 5a der beiden gabelartig angeordneten Vorsprünge 5a, 5b die erste Kerbe 6a, die vom Rand der ersten Oberfläche 2a des Grundkörpers 2 ausgeht und weiter im oberen Bereich der seitlichen dritten Oberfläche 3c verläuft, ein. In entsprechender Art und Weise wird die der ersten Kerbe 6a gegenüberliegende dritte Kerbe 6c durch den dem oberen Prägestempel 10a gegenüberliegenden unteren Prägestempel 10c in die untere Oberfläche 2b und die seitliche dritte Oberfläche 2c des Grundkörpers 2 eingebracht. Durch den oberen Prägestempel 10b und den mit ihm zusammenwirkenden unteren Prägestempel 10d werden in die zweite und die vierte Kerbe 6b und 7d im Übergangsbereich zwischen dem zweiten Vorsprung 5b und der Anschlusszone 3 eingebracht. Hierdurch werden – wie in 3c dargestellt und durch die Pfeile S symbolisiert – die vorderen Enden 5a' und 5b' der Vorsprünge 5a und 5b aufeinander zubewegt, so dass sich die von diesen beiden Vorsprüngen 5a und 5b ausgebildete Gabel 5 der Einpresszone 4 des Steckverbinders 1 schließt. Danach werden – wie in 3d symbolisch dargestellt – die Prägestempel 10a–10d durch eine entsprechende Hubbewegung der sie antreibenden Stempelpresse voneinander wegbewegt, wie dies durch die Pfeile P' der 2d angedeutet wird.
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In 4a bis 4c ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur stanztechnischen Herstellung des Steckverbinders 1 dargestellt, wobei einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht mehr erneut beschrieben werden. Der wesentliche Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel ist, dass beim zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, dass der Grundkörper 2 zum Einbringen von Kerben 6e und 6f von zwei Prägestempel 20a und 20b beaufschlagt wird. Jeder der beiden von einer Stempelpresse angetriebenen Prägestempel 20a und 20b weist ein konisch zulaufendes Prägeelement 21a bzw. 21b auf, so dass durch die beiden Prägestempel 20a, 20b konisch verlaufende Kerben 6e, 6f in den Grundkörpers 2 des Steckverbinders 1 einbringbar sind. Die Lagebeziehung zwischen dem Grundkörper 2 und den Prägestempeln 20a, 20b ist dabei derart, dass durch die Konik der Prägeelemente 21a und 21b der Prägestempel 20a und 20b ein Druck erzeugt wird, welcher bewirkt, dass die federnden Vorsprünge 5a und 5b der Einpresszone 4 des Steckverbinders 1 von ihren vorderen Enden 5a' und 5b' ausgehend nach innen bewegt werden, so dass sich die nach der Herstellung der Außen- und Innenkontur und gegebenenfalls einer entsprechenden Prägung „offene” Gabel schließt, wie dies in 4b dargestellt ist.
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Um nun die vorderen Ende 5a' und 5b' der Vorsprünge 5a und 5b der Einpresszone 4 des Steckverbinders 1 zu schließen, wird dieser daher unter den Prägestempeln 20a und 20b der Stempelpresse positioniert. In den 4a und 4b ist ein mit den Prägestempeln 20a und 20b zusammenwirkender Gegenhalter der Stempelpresse nicht gezeigt, da ein derartiger Aufbau dem Fachmann bekannt ist. Durch eine entsprechende, in Richtung der Pfeile P verlaufende Zustellbewegung der Stempelpresse werden die Prägestempel 20a und 20b an der dritten und vierten Oberfläche 2c und 2d des Grundkörpers 2 vorbei bewegt, so dass – wie am besten aus der 4c ersichtlich – durch das Prägeelement 21a des ersten Prägestempels 20a die konische Kerbe 6e und dieser in der Breite des Grundkörpers 2 gegenüberliegende die weitere konische Kerbe 6f eingebracht wird. Wie am besten aus 4c ersichtlich, gehen die Kerben 6e und 6f von der ersten Oberfläche 2a des Grundkörpers 2 aus und verlaufen in der dritten bzw. vierten Oberfläche 2c bzw. 2d. Durch die Konik der Prägeelemente 21a und 21b der Prägestempel 20a und 20b wird auf den Grundkörper 2 im Übergangsbereich zwischen der Einpresszone 4 und der Anschlusszone 3 ein Druck erzeugt, welcher bewirkt, dass sich die vorderen Enden 5a' und 5b' der Vorsprünge 5a und 5b – wie wiederum durch die Pfeile S der 2b symbolisiert – nach innen bewegen und derart die durch die Vorsprünge 5a und 5b ausgebildete Gabel 5 der Einpresszone 4 schließen.
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In den 5a und 5b ist nun ein drittes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur stanztechnischen Herstellung des Steckverbinders 1 dargestellt, welches sich von den ersten beiden Ausführungsbeispielen dadurch unterscheidet, dass das Schließen der durch die Vorsprünge 5a, 5b ausgebildeten Gabel 5 der Einpresszone 4 nicht durch einen Prägevorgang unter Einbringung von Kerben 6a–6d und 6e, 6f erfolgt, sondern dass diese zum Schließen der freien Enden 5a', 5b' führende Verformung der Gabel 5 durch einen Biegevorgang erfolgt. In den 5a und 5b ist wiederum der Steckverbinder 1 der ersten beiden Ausführungsbeispiele dargestellt, wobei einander entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht mehr erneut beschrieben werden. Des Weiteren sind Biegewerkzeuge 30a und 30b gezeigt, welche den Grundkörper 2 des Steckverbinders 1 an der dritten und an der vierten Oberfläche 2c und 2d beaufschlagen. Der Steckverbinder 1 wird – wie in 5a dargestellt – derart zwischen die beiden Biegewerkzeuge 30a, 30b eingebracht, dass deren Biegeflächen 31a, 31b den Grundkörper 2 im Übergangsbereich zwischen Einpresszone 4 und Anschlusszone 3 mit einer Biegekraft beaufschlagen. Hierzu werden die Biegewerkzeuge 30a, 30b durch eine nicht gezeigte Vorrichtung in Richtung der dritten und der vierten Oberfläche 2c bzw. 2d zugestellt, so dass die Vorsprünge 5a bzw. 5b an ihrer Basis druckbeaufschlagt werden, was zu einem Schließen der Gabel 5 führt.
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In den 6a und 6b ist ein viertes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur stanztechnischen Herstellung der Einpresszone 4 des Steckverbinders 1 gezeigt, wobei – wie beim dritten Ausführungsbeispiel – die Verformung der durch die Vorsprünge 5a, 5b ausgebildeten Gabel 5 durch einen Biegevorgang, speziell hier einen Stauchvorgang, erfolgt. Hierzu dient ein Stauchwerkzeug 40, welches eine entsprechend geformte Öffnung 41 besitzt, in der die beiden Vorsprünge 5a, 5b des Steckverbinders 1 einbringbar sind. Wird nun das Stauchwerkzeug 40 in Richtung des Pfeils P der 6a bewegt, bewirkt dies, dass die vorderen Enden 5a', 5b' der Vorsprünge 5a, 5b mit einer entsprechenden Stauchkraft beaufschlagt werden, was – bedingt durch die Form der Ausnehmung 41 – zu einem Schließen der Gabel 5 führt.
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Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebenen Maßnahmen in vorteilhafter Art und Weise eine einfache stanztechnische Herstellung der Einpresszone 4 des Steckverbinders 1 ermöglicht wird. Die gabelartig angeordneten Vorsprünge 5a, 5b werden durch eine zu einer Schließbewegung der vorderen Enden 5a', 5b' führende Kraftbeaufschlagung verformt. In vorteilhafter Art und Weise arbeiten somit das beschriebene Verfahren und die erläuterte Vorrichtung in all ihren vorgenannten Ausgestaltungen spanlos. Dies besitzt den Vorteil, dass hierdurch eine hohe Präzision bei der Ausbildung der Konturen der Einpresszone 4 erreicht wird. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem die zum Schließen der Vorsprünge 5a, 5b führenden Kerben 6a–6d durch von oben und von unten wirkende Prägestempel 10a, 10b sowie 10c, 10d hergestellt werden, ist des Weiteren vorteilhaft, dass hier ein Vorbeibewegen der Prägestempel 10a–10d an dem Grundkörper 2 des Steckverbinders 1 nicht stattfindet. Eine Verschmutzung des Grundkörpers 2 durch die diesen beaufschlagenden Prägestempel wird somit vermieden.
