DE19800099A1

DE19800099A1 - Leitungsverbinder

Info

Publication number: DE19800099A1
Application number: DE19800099A
Authority: DE
Inventors: Akira Shinchi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1997-01-09
Filing date: 1998-01-02
Publication date: 1998-07-23
Anticipated expiration: 2018-01-03
Also published as: DE19800099C2; GB2321796A; JP3311625B2; US5959253A; GB2321796B; GB9800183D0; JPH10199582A

Description

Technisches Gebiet

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.

Stand der Technik

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.

Darstellung der Erfindung

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.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

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.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung

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

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.