DE19757349C2

DE19757349C2 - Stromleitungsverbindungsanordnung eines Verbinders

Info

Publication number: DE19757349C2
Application number: DE19757349A
Authority: DE
Inventors: Akira Shinchi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2017-12-23
Also published as: GB2321793B; DE19757349A1; GB9727377D0; JPH10189068A; JP3311622B2; GB2321793A; US5957735A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromleitungsverbindungsanordnung eines Verbinders, und insbesondere eine Stromleitungsverbindungsanordnung eines Verbinders, die so ausgebildet ist, daß ein Leiter, der eine Klemme des Verbinders bildet, und eine ummantelte Stromleitung mit Hilfe von Ultraschallschwingungen verbunden werden.

Die Fig. 1A, 1B und 2 zeigen ein herkömmliches Beispiel für eine Stromleitungsverbindungsanordnung eines Verbinders (vgl. US-Patent Nr. 5,134,249).

Die in den Fig. 1A und 1B dargestellte Stromleitungsverbindungsanordnung ist mit einem ersten Teil 23 versehen, in welchem Nutabschnitte 22 vorgesehen sind, sowie mit einem zweiten Teil 25, auf welchem konvexe Abschnitte 24 angeordnet sind, wodurch ein Leitungsdraht 26 und ein Kontaktteil 27 übereinander in dem Nutabschnitt 22 angeordnet werden, und der konvexe Abschnitt 24 von oben auf die sich ergebende Schichtanordnung aufgesetzt wird, so daß die sich ergebende Schichtanordnung zwischen dem konvexen Abschnitt 24 und dem Nutabschnitt 22 eingeklemmt wird, wobei das erste Teil 23 und das zweite Teil 25 miteinander durch Ultraschallschwingungen verschweißt werden.

Bei der voranstehend geschilderten Verbindungsanordnung ist kein Positioniermechanismus in Bezug auf die Längsrichtung des ersten Teils 23 und des zweiten Teils 25 vorgesehen. Wenn daher Vibrationen infolge von Ultraschallschwingungen eingesetzt werden, wird wie in Fig. 3 gezeigt das erste Teil 23 in Längsrichtung gegenüber dem zweiten Teil 25 verschoben, was zu dem Effekt führt, daß die konstruktiv vorgegebene Länge T der Verbindung tatsächlich zu einer Länge t der Verbindung wird.

Um dies zu verhindern gibt es ein Verfahren bei welchem das erste Teil 23 und das zweite Teil 25 in einem Zustand verschweißt werden, in welchem diese Teile unter Verwendung einer Einspannvorrichtung 30 wie in Fig. 4 gezeigt positioniert werden. Bei diesem Verfahren ist jedoch die Anbringung und das Entfernen der Einspannvorrichtung 30 kompliziert, und kann die Einspannvorrichtung auch die Ultraschallwellen stören. Praktisch ist dieses Verfahren daher nicht.

Die WO 96/17412 offenbart ein weiteres Beispiel einer Stromleitungsverbindungsanordnung eines Verbinders, das jedoch ebenso wie die US 5,134,249 keinen Positioniermechanismus in Bezug auf die Längsrichtung der zu verbindenden Teile mit dem o. g. Nachteilen aufweist.

Darüber hinaus offenbart das US-Patent Nr. 5,584,122 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden von ummantelten Stromleitungen durch Einsatz von Ultraschallschwingungen.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der voranstehend angegebenen Gesichtspunkte entwickelt.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung einer Stromleitungsverbindungsanordnung eines Verbinders, bei welcher ein Deckel positionsgenau angeordnet wird, um ohne Verwendung einer Einspannvorrichtung oder dergleichen mittels Ultraschall verschweißt zu werden, so daß man die vorbestimmte Verbindungslänge einer Kernleitung einer umhüllten Stromleitung erhält.

Um dieses Ziel zu erreichen wird gemäß einer ersten Zielrichtung der Erfindung eine Stromleitungsverbindungsanordnung eines Verbinders zur Verfügung gestellt, bei welcher die umhüllte Stromleitung auf den Leiter aufgesetzt wird, der auf den Klemmenhalteabschnitt herausgezogen wird, der dazu veranlaßt wird, von einem Endabschnitt des Verbindergehäuses vorzustehen; und Ultraschallschwingungen bei dem Deckel eingesetzt werden, der den Klemmenhalteabschnitt verschließt, während die umhüllte Stromleitung mit Hilfe dieses Deckels gegen den Leiter angedrückt wird, die Kernleitung der umhüllten Stromleitung in leitende Berührung mit dem Leiter gebracht wird, und der Deckel mit dem Klemmenhalteabschnitt verschweißt wird, wobei Positionierungsmechanismen vorgesehen sind, die an jeder entsprechenden Seite sowohl des Klemmenhalteabschnitts als auch des Deckels ineinander passen.

Bei der ersten Zielrichtung wird ein Leiter in einem Klemmenhalteabschnitt angeordnet, und wird eine ummantelte Stromleitung auf diesen Leiter aufgelegt. Ein Deckel wird auf den Klemmenhalteabschnitt aufgesetzt, und entsprechende Teile jeweiliger Positionierungsmechanismen greifen ineinander, wobei der Deckel durch Ultraschallschwingungen verschweißt wird, und ein Abdeckabschnitt der ummantelten Stromleitung verschweißt und entfernt wird, um hierdurch eine Kernleitung und den Leiter zu verbinden. Dadurch, daß die Positionierungsmechanismen ineinandergreifen, wird die Möglichkeit ausgeschaltet, daß der Deckel verschoben wird, selbst wenn die sich ergebende Anordnung durch Ultraschallschwingungen in Vibrationen versetzt wird.

Daher besteht keine Gefahr, daß der Deckel infolge von Vibrationen des Deckels zum Zeitpunkt des Ultraschallschweißens verschoben wird, und daher kann der Deckel genau in der gewünschten Position verschweißt werden, was dazu führt, daß die ummantelte Stromleitung mit dem Klemmenleiter in einem Zustand verbunden werden kann, in welchem die konstruktiv vorgegebene, vorbestimmte Verbindungslänge vorhanden ist.

Gemäß einer zweiten Zielrichtung der Erfindung wird eine Stromleitungsverbindungsanordnung eines Verbinders zur Verfügung gestellt, bei welcher die Positioniermechanismen an den entsprechenden Seiten durch einen konkaven Abschnitt, der an der Seite des Klemmenhalteabschnitts vorgesehen ist, und eine Schweißrippe gebildet werden, die auf der Deckelseite vorgesehen ist, und in den konkaven Abschnitt eingepaßt wird.

Gemäß der zweiten Zielrichtung wird ein Deckel dadurch positioniert, daß konkave Abschnitte und Schweißrippen ineinander eingepaßt werden. Da die Schweißrippe ansich eine Positionierungsfunktion hat, ist der Positionierungsmechanismus einfach aufgebaut, und da die Schweißrippe so verschweißt wird, daß sie in den konkaven Abschnitt eingesetzt ist, ist der Deckel nach dem Schweißen sicher befestigt.

Gemäß einer dritten Zielrichtung der Erfindung wird eine Stromleitungsverbindungsanordnung eines Verbinders zur Verfügung gestellt, bei welcher die Positioniermechanismen an den entsprechenden Seiten durch einen gekerbten Abschnitt oder einen Lochabschnitt, der an der Seite des Klemmenhalteabschnitts vorgesehen ist, und einen vorspringen Abschnitt gebildet werden, der auf der Schweißrippe an der Seite des Deckels vorgesehen ist, und in den gekerbten Abschnitt oder Lochabschnitt eingepaßt ist.

Gemäß der dritten Zielrichtung wird ein Deckel dadurch positioniert, daß ein gekerbter Abschnitt oder Lochabschnitt und ein vorspringender Abschnitt miteinander in Eingriff gebracht werden, und gleichzeitig der vorspringende Abschnitt in den gekerbten Abschnitt oder Lochabschnitt in einer Gleitbewegung abgesenkt wird. Selbst wenn der Deckel oder Klemmenhalteabschnitt eine in gewissem Umfang ungleichförmige Dicke aufweist, wird daher ein ausreichendes Niveau der Druckberührungskraft an einem Verbindungsabschnitt einer ummantelten Stromleitung erhalten.

Selbst wenn daher größere oder kleinere Schwankungen der Dicke des Deckels oder des Klemmenhalteabschnitts auftreten, werden derartige Ungleichförmigkeiten durch das Absenken des Deckels ausgeglichen, was dazu führt, daß ein ausreichendes Niveau der Druckkontaktkraft an dem Verbindungsabschnitt einer Kernleitung der ummantelten Stromleitung erhalten wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1A und 1B eine konventionelle Stromleitungsverbindungsanordnung eines Verbinders, wobei Fig. 1A eine seitliche Längsansicht und Fig. 1B eine Ansicht der rechten Seiten ist;

Fig. 2 eine Perspektivansicht von Teilen, die bei der konventionellen Stromleitungsverbindungsanordnung des Verbinders verwendet werden;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung zur Verdeutlichung der Funktion der konventionellen Stromleitungsverbindungsanordnung des Verbinders;

Fig. 4 eine Perspektivansicht eines hergestellten Beispiels für die konventionelle Stromleitungsverbindungsanordnung des Verbinders;

Fig. 5A eine Perspektivansicht eines Herstellungsvorgangs für eine Stromleitungsverbindungsanordnung eines Verbinders gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5B eine Perspektivansicht der Unterseite eines zugehörigen Deckels;

Fig. 6 einen Schnitt durch die Stromleitungsverbindungsanordnung, nach der Fertigstellung, des Verbinders gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 7 eine Perspektivansicht eines Klemmenhalteabschnitts und eines Deckels gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine perspektivische Teilansicht eines Klemmenhalteabschnitts, mit einer Abänderung der zweiten Ausführungsform; und

Fig. 9 eine Perspektivansicht von unten eines Deckels, der bei einer anderen Abänderung der zweiten Ausführungsform verwendet wird.

Nachstehend werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Gleiche oder entsprechende Teile werden durch gleiche oder entsprechende Bezugszeichen bezeichnet.

Die Fig. 5A und 5B zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher auf einem Vorderabschnitt eines Verbindergehäuses 2 einstückig ein Klemmenhalteabschnitt 3 vorgesehen ist, wobei die gesamte Anordnung aus Kunststoff besteht. In Bezug auf eine obere Oberfläche des Klemmenhalteabschnitts 3 sind abwechselnd Nutabschnitte 4 und konvexe Abschnitte 5 vorgesehen, und sind in Bezug auf die Unterseiten der konvexen Abschnitte 5 ganz außen Positionierungsteile A vorgesehen.

Das Positionierungsteil A ist so ausgebildet, daß eine rechtwinklige Kerbe in einem Teil der Außenseite des äußersten konvexen Abschnitts 5 vorgesehen ist, und so aufgebaut ist, daß diese Kerbe als konkaver Abschnitt ausgebildet ist (vgl. Fig. 5A).

In Bezug auf die Unterseite eines Deckels 7 sind abwechselnd konvexe Abschnitte 9 und Nutabschnitte 8 entsprechend den Nutabschnitten 4 und den konvexen Abschnitten 5 vorgesehen. In Bezug auf die äußersten Seiten des Deckels 7 sind Schweißrippen 10 entsprechend den konkaven Abschnitten 6 vorgesehen. Bei der Schweißrippe 10 ist deren Vorderende dreieck- oder trapezförmig, so daß eine sich verengende Oberfläche 11 entsteht, was zu einer Konzentration von Ultraschallwellen führt. An einem Ende der Schweißrippe 10 ist ein Kerbabschnitt 12 vorgesehen, und die Schweißrippe 10 ist so ausgebildet, daß die Länge der Schweißrippe 10 im wesentlichen gleich der Länge des konkaven Abschnitts 6 ist (vgl. Fig. 5A und 5B).

Als nächstes wird ein Verbindungsschritt erläutert, bei welchem eine ummantelte Stromleitung 17 und das Verbindergehäuse 2 verbunden werden.

In dem Nutabschnitt 4 des Klemmenhalteabschnitts 3 ist ein Leiter 16 angeordnet, der mit einem Kontaktabschnitt (nicht gezeigt) innerhalb des Gehäuses 1 vereinigt oder verbunden wurde. Die umhüllte Stromleitung 17 (sh. Fig. 5A) wird auf diesen Leiter 16 aufgelegt. Daraufhin wird der Deckel 7 auf den Klemmenhalteabschnitt 3 aufgesetzt, wodurch die Schweißrippe 10 in den konkaven Abschnitt 6 eingepaßt wird. Zu diesem Zeitpunkt gelangt die sich nach innen verjüngende Oberfläche 11 der Schweißrippe 10 in Eingriff mit einem oberen Abschnitt des konvexen Abschnitts 5 ganz außen am Verbindergehäuse 2. Dies führt dazu, daß der Deckel 7 in einen Zustand versetzt wird, in welchem er in Bezug auf den Klemmenhalteabschnitt positioniert wurde. Zu diesem Zeitpunkt liegen die konvexen Abschnitte 5 und der konkave Abschnitt 4 des Klemmenhalteabschnitts dem konkaven Abschnitt 8 bzw. dem konkaven Abschnitt 9 des Deckels 7 gegenüber.

In diesem Zustand wird ein Ultraschalltrichter (nicht dargestellt) auf den Deckel 7 aufgesetzt, um daraufhin Ultraschallwellen auszustrahlen, während der Deckel 7 druckbeaufschlagt wird. Dies führt dazu, daß der Deckel 7 abgesenkt wird, die Schweißrippe 10 in den konkaven Abschnitt 6 des Klemmenhalteabschnitts 3 eingepaßt und mit diesem verschweißt wird, und ein Abdeckabschnitt 17b der umhüllten Stromleitung 17 geschmolzen und durch die Schwingungen des konvexen Abschnitts 9 des Deckels 7 entfernt wird, wodurch eine Kernleitung 17a mit dem Leiter 16 verbunden wird, womit ein Verbinder 1 fertiggestellt ist (vgl. Fig. 6). Da das Vorderende der Schweißrippe 10 durch die beiden sich verengenden Oberflächen 11 schärfer ausgebildet wird, wird das Verschweißen der Schweißrippe 10 mit dem konkaven Abschnitt 6 sehr sorgsam durchgeführt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Schweißrippe 10 selbst die Positionierungsfunktion auf. Dies führt zu einer einfachen Konstruktion der Positionierungsteile, und infolge der Tatsache, daß die Schweißrippe 10 im Paßsitz in dem konkaven Abschnitt 6 verschweißt wird, ist der Deckel 7 nach der Verschmelzung ordnungsgemäß befestigt.

Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform. Die Positionierungsteile A werden durch ein Paar Rippenaufnahmeabschnitte 13 und 13 gebildet, die von dem Klemmenhalteabschnitt 3 nach außen vorspringen, und durch einen gekerbten Abschnitt 14, der zwischen den beiden Rippenaufnahmeabschnitten 13 und 13 vorgesehen ist. Die Schweißrippe 10 des Deckels 7 ist als vorspringender Abschnitt 15 ausgebildet, der in den gekerbten Abschnitt 13 eingepaßt werden soll, der im mittleren Abschnitt der Schweißrippe 10 angeordnet ist. Die übrige Konstruktion ist ebenso wie bei der ersten Ausführungsform.

Bei der zweiten Ausführungsform erfolgt das Positionieren des Deckels 7 dadurch, daß der vorspringende Abschnitt 15 in den gekerbten Abschnitt 14 eingepaßt wird. In diesem Zustand wird ein Ultraschalltrichter auf den Deckel 7 aufgesetzt. Wenn daraufhin Ultraschallschwingungen ausgesandt werden, wobei eine Druckbeaufschlagung erfolgt, wird beim Absenken des Deckels 7 der vorspringende Abschnitt 15 entlang dem gekerbten Abschnitt 14 abgesenkt, und wird die Schweißrippe 10 mit den Rippenaufnahmeabschnitten 13 verschweißt. Gleichzeitig werden, wie bei der ersten Ausführungsform, die Kernleitung 17a der ummantelten Stromleitung 17 und der Verbinder 16 miteinander verbunden.

Fig. 8 zeigt eine Abänderung der zweiten Ausführungsform, bei welcher ein Rippenaufnahmeabschnitt 13 durchgehend ausgebildet ist; und ein Lochabschnitt 18 statt des voranstehend geschilderten gekerbten Abschnitts 14 vorgesehen ist, wodurch erreicht wird, daß der vorspringende Abschnitt 15 der Schweißrippe 10 in den Lochabschnitt 18 eingepaßt wird. Im übrigen ist der Aufbau ebenso wie bei der zweiten Ausführungsform.

Bei der voranstehend geschilderten zweiten Ausführungsform und deren geänderten Ausführungsform gleitet der vorspringende Abschnitt 15 der Schweißrippe 10 entlang dem gekerbten Abschnitt 14 oder dem Lochabschnitt 18, und daher kann, selbst wenn die Dicke des Klemmenhalteabschnitts oder des Deckels 7 nicht gleichmäßig ist, eine derartige Ungleichmäßigkeit durch das Absenken des Deckels 7 ausgeglichen werden.

Fig. 9 zeigt eine weitere Abänderung der zweiten Ausführungsform, bei welcher ein vorspringender Abschnitt 15 sich verjüngende Oberflächen 15a aufweist, die auf seinen beiden Seiten vorgesehen sind, und daher insgesamt sich verjüngend ausgebildet ist. Aus diesem Grund wird bei dieser Abänderung der vorspringende Abschnitt 15 dadurch einfach in den gekerbten Abschnitt 15 oder den Lochabschnitt 18 eingepaßt, daß er durch die sich verjüngenden oder verengenden Oberflächen 15a geführt wird. Daher erfolgt die Positionierung einfach, was den Betätigungswirkungsgrad verbessert.

Wie voranstehend geschildert werden bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Positionierungsteile A, beispielsweise der konkave Abschnitt 6, der gekerbte Abschnitt 13 oder der Lochabschnitt 18, in dem Klemmenhalteabschnitt 3 vorgesehen, und ist andererseits die Schweißrippe 10, die in Bezug auf die Positionierungsteile A eingepaßt werden soll, auf dem Deckel 7 angeordnet. Daher wird der Deckel 7 mit dem Klemmenhalteabschnitt 3 in einem Zustand verschweißt, in welchem er positioniert wurde, und kann darüber hinaus der Deckel 7 exakt verschweißt werden, ohne infolge der Vibrationen der Ultraschallwellen verschoben zu werden, und aus diesem Grund kann die ummantelte Stromleitung 17 mit dem Leiter 16 in einem Zustand verbunden werden, in welchem die konstruktiv vorgegebene Verbindungslänge T eingehalten wird, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.

Zwar wurden beovzrugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Verwendung bestimmter Begriffe geschildert, jedoch wird darauf hingewiesen, daß diese Beschreibung zum Zwecke der Erläuterung dient, und daß sich Änderungen und Variationen vornehmen lassen, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben und von den beigefügten Patentansprüchen umfaßt sein sollen.

Claims

1. Stromleitungsverbindungsanordnung eines Verbinders, welche aufweist:
ein Verbindergehäuse (2);
einen Klemmenhalteabschnitt (3), der von einem Endabschnitt des Verbindergehäuses (2) aus vorspringt;
einen Leiter (16), der auf den Klemmenhalteabschnitt (3) herausgeführt ist;
eine ummantelte Stromleitung (17), die auf den Leiter (16) aufgesetzt ist;
einen Deckel (7), der den Klemmenhalteabschnitt (3) verschließt; und
Positionierungsteile (A), die sowohl auf der Seite des Klemmenhalteabschnitts (3) als auch auf der Seite des Deckels (7) vorgesehen sind, wobei die Positionierungsteile (A) ineinander eingepaßt sind,
worin durch Einsatz von Ultraschallschwingungen der Deckel (7) mit dem Klemmenhalteabschnitt (3) verschweißt ist, während die ummantelte Stromleitung (17) durch den Deckel (7) gegen den Leiter (16) angedrückt ist, sowie eine Kernleitung der ummantelten Stromleitung (17) und der Leiter (16) in leitenden Kontakt miteinander gebracht sind.

2. Stromleitungsverbindungsanordnung eines Verbinders nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsteile (A) an den jeweils entsprechenden Seiten des Klemmenhalteabschnitts (3) und des Deckels (7) durch einen konkaven Abschnitt (5), der an der Seite des Klemmenhalteabschnitts (3) vorgesehen ist, und eine Schweißrippe (10) gebildet werden, die auf der Seite des Deckels (7) vorgesehen ist, und in den konkaven Abschnitt (5) eingepaßt ist.

3. Stromleitungsverbindungsanordnung eines Verbinders nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsteile (A) an den jeweils entsprechenden Seiten des Klemmhalteabschnitts (3) und des Deckels (7) durch einen gekerbten Abschnitt (12) oder einen Lochabschnitt (19), der an der Seite des Klemmenhalteabschnitts (3) vorgesehen ist, und einen vorspringenden Abschnitt (15) gebildet werden, der auf einer Schweißrippe (10) an der Seite des Deckels (7) angeordnet ist, und in den gekerbten Abschnitt (12) oder den Lochabschnitt (18) eingepaßt ist.