DE69029177T2 - Vergossene Bauteil-Einheit zum Anschliessen von Leitungsdrähten und Herstellungsverfahren für dieselbe - Google Patents

Description

GRUNDLAGEN DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein vergossenes Schaltkreisbauteil zur Verbindung von Leitungsdrähten runden Querschnitts mit elektrischen Drähten flachen Querschnitts für Haushalts-, Industrieartikel oder eine innere Kraftfahrzeugverdrahtung
Beschreibung des Standes der Technik
• Es sind herkömmliche Verfahren und Vorrichtungen zum Verbinden von flachen kantigen Leitern eines elektrischen Flachkabels mit Leitungsdrähten bekannt. In einem dieser Verfahren werden die Leiter und die Leitungsdrähte miteinander durch eine gedruckte Schaltkreisplatine mittels Verlötung verbunden. In einem anderen Verfahren werden das elektrische Kabel und die Leitungsdrähte mit getrennten Verbindungselementen gekoppelt, und die Verbindungselemente werden dann auf einer gedruckten Schaltkreisplatine angebracht.
• Eine getrennte elektrische Verbindungsvorrichtung zum Verbinden einer Vielzahl von runden Leitungsdrähten mit jeweiligen Anschlußstiften zur Einführung in eine geeignete Fassung ist in der US-A-4 225 205 offenbart. Die Verbindungsvorrichtung ist aus einem vergossenen Kunststoffbauteil hergestellt mit einem zentralen stabförmigen Teil, das das parallele Feld von Anschlußstiften aufnimmt und einheitlich mit schwenkbaren oberen und unteren Halterungsteilen ausgebildet ist, die sich zueinander hin schließen, um einen geschützten Körper zu bilden, der die Leitungsdrähte einschließt. Es sind jeweilige Vertiefungen zum Positionieren der Drähte in oberen und unteren Halterungsteilen ausgebildet, so daß die einzelnen Drähte in einer sicheren und verspannungsfreien Position gehalten werden. Es sind abgestufte Rippen vorgesehen, die die Drähte greifen, um weiter eine Entlastung von Verspannungen sicherzustellen.
• Fig. 1 (Stand der Technik) ist eine perspektivische Ansicht zum Beschreiben eines herkömmlichen Verfahrens zum Verbinden. Die Fig. 1 zeigt einen vergossenen Körper 1, Leitungsdrähte 2, ein flaches elektrisches Kabel 3, flache kantige Leiter 4, Quetschanschlüsse 5, kammförmige Abstandshalter 6 und Schweißverbindungen 7. Zur Verbindung des flachen elektrischen Kabels 3 aus flachen kantigen Leitern 4 mit den Leitungsdrähten 2, die in die Quetschanschlüsse 5 an den Enden der Leitungsdrähte eingefügt sind, werden die Endabschnitte der flachen kantigen Leiter 4 mit den Endabschnitten der Quetschanschlüsse 5 in überlapp gebracht und dann mit diesem punktverschweißt, um die Schweißverbindungen 7 für die elektrische Verbindung zu schaffen. Die Leitungsdrähte 2 werden dann in den Abstandshalter 6 eingefügt. Die Anordnung dieser Teile wird danach in einen schachtelförmigen Vergußkörper 1 gegeben und mit einem Gießharz versiegelt.
• Zum Verbinden von Zuleitungsdrähten eines runden Querschnitts mit einem flachen elektrischen Kabel oder von Leitungsdrähten eines runden Querschnitts mit einer gedruckten Schaltkreisplatine ist es notwendig, daß die Verbindungsvorrichtungen mit freiliegenden Anschlüssen auf der gedruckten Schaltkreisplatine gekoppelt werden. Die gegenseitigen Kontaktoberflächen der Verbindungsvorrichtungen und der Anschlüsse werden dann miteinander verlötet, um eine zuverlässige elektrische Stabilität der Verbindungskontakte und der Anschlüsse und die mechanische Festigkeit der insbesondere in einem Kraftfahrzeug einer Vibration ausgesetzten Kontakte über lange Zeitdauer aufrechtzuerhalten. Zur besonderen Vorsicht können nach dem Kuppeln und dem Verlöten die gegenseitigen Kontaktoberflächen zur Erlangung höherer Zuverlässigkeit miteinander punktverschweißt werden. In diesem Fall werden die Elektroden einer Punktschweißvorrichtung an den gegenseitig überlappenden Abschnitten der Anschlüsse und der flachen Leiter des Kabels angesetzt und diese Abschnitte werden dann senkrecht durch die Elektroden zusammengedrückt Die Anschlüsse und die flachen Leiter können sich jedoch nach rechts oder nach links relativ zueinander verschieben. Mit anderen Worten, es ist schwierig, die Anschlüsse und die Leiter relativ zueinander genau zu positionieren. Weiter gibt es eine Möglichkeit, daß die miteinander gekoppelten Abschnitte der Anschlüsse und der Leiter durch externe Kräfte voneinander entkoppelt werden können.
• Ein Steckverbinder für Streifenleitungen mit flachen Leitern ist aus der US-A-3 641 482 bekannt. In diesem Verbinder werden die Leiterstreifen in beabstandeter paralleler Anordnung positioniert, wobei der Endabschnitt des Streifens geeignet ausgebildet ist, daß er in einer flachen Verbindungskonstruktion aufgenommen werden kann, die Kontakte zum leitfähigen Eingriff mit den Leitern des Streifens aufweist.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
• Erfindungsgemäß werden die oben erwähnten Probleme durch eine vergossene Schaltkreiseinheit zum Verbinden von Leitungsdrähten runden Querschnitts mit elektrischen Drähten flachen Querschnitts gelöst, wobei deren Anschlußende zur Verbindung mit den runden Drähten die in Anspruch 1 dargelegten Merkmale umfaßt. Es wird eine vergossene Schaltkreiseinheit mit einem Körper und einer Schutzabdeckung verwendet. Der Körper ist aus einem Gießharz hergestellt und weist einen Trennwandbereich auf, in dem eine Vielzahl von Aufnahmevertiefungen, Trennwände, Befestigungskerben für die Leitungsdrähte, Verbindungsanschlüsse, Positionierungsvorsprünge und eine Vielzahl von Aufnahmeöffnungen für Befestigungsstifte unter vorbestimmten Abständen derart vorgesehen sind, daß die Kerben an vorderen Enden der Aufnahmevertiefungen gelegen sind und die vorsprünge an äußeren Oberflächen des Körpers und der Trennwände gelegen sind. Eine Vielzahl von Metalleitungen sind in dem Körper eingebettet, derart, daß die Leitungen die Verbindungsanschlüsse an den Enden der Leitungen umfassen. Die Schutzabdeckung weist jeweils den Vorsprüngen, Aufnahmeöffnungen und Kerben des Körpers entsprechende Ausnehmungen, Befestigungsstifte und Einkerbungen auf. Die Leitungsdrähte werden in den Aufnahmevertiefungen derart aufgenommen, daß die Leiter der Drähte auf den Verbindungsanschlüssen gelegen sind. Die Leiter und die Anschlüsse werden dann durch die Elektroden einer Punktschweißvorrichtung gegeneinander gedrückt und miteinander punktverschweißt. Die Schutzhülle wird dann an dem Körper vorgesehen und die vergossene Schaltkreiseinheit wird dann mit Gießharz überzogen.
• Im Hinblick auf das Vorhergesagte werden weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung bei Betrachtung der folgenden Beschreibung und der beiliegenden Ansprüche in bezug auf die begleitenden Zeichnungen, die alle Bestandteil dieser Offenbarung sind, klarer werden. In den verschiedenen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 (Stand der Technik) ist eine perspektivische Ansicht zur Beschreibung eines herkömmlichen Verbindungsverfahrens;
• Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer vergossenen Schaltkreiseinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Schutzabdekkung;
• Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines Leitungsdrahtes runden Querschnitts, der mit einem Quetschanschluß versehen ist;
• Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Einheit mit an Ort und Stelle positioniertem Leitungsdraht; und
• Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer vergossenen Einheit.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer vergossenen Schaltkreiseinheit 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 2 sind die Einheit 10, Metalleitungen 11, der Körper 12 der Einheit, Verbindungsanschlüsse 13, ein Trennwandgebiet 14, Aufnahmevertiefungen 15, Trennwände 16, Einkerbungen 17, Vorsprünge 18 und Aufnahmeöffnungen 19 gezeigt. Die Einheit 10 ist aus thermoplastischem Harz hergestellt. Die Verbindungsanschlüsse 13 umfassen Enden der Metelleitungen 11 und sind parallel zueinander angeordnet und in dem Körper aus Gießharz eingebettet. Das Trennwandgebiet 14 ist im vorderen Bereich des Körpers 12 vorgesehen. Die Aufnahmevertiefungen 15, die Trennwände 16 und die Einkerbungen 17 sind unter vorbestimmten Abständen in dem Trennwandgebiet 14 vorgesehen. Die Einkerbungen 17 verhindern, daß die Leitungsdrähte aus der Einheit herausgezogen werden, und sind in den vorderen Bereichen der Aufnahmevertiefungen 16 vorgesehen. Die Verbindungsanschlüsse 13 liegen rückseitig zu den Aufnahmevertiefungen 16 frei. Das Trennwandgebiet 14 weist Vorsprünge 18 und Aufnahmeöffnungen 19 auf zum Sichern einer Schutzabdeckung 20 zum Schützen der miteinander verbundenen Abschnitte der Anschlüsse 13 und der Leitungsdrähte, falls dies notwendig ist.
• Fig. 3 zeigt eine Schutzabdeckung 20 zum Schützen des Trennwandgebiets 14. Die Schutzabdeckung 20 weist Ausnehmungen 18', Befestigungsstifte 19' und Einkerbungen 17' auf, die den Vorsprüngen 18, den Aufnahmeöffnungen 19 und den Einkerbungen 17 entsprechen, so daß die Schutzabdeckung 20 über das Trennwandgebiet 14 aufsetzbar ist.
• Fig. 4 zeigt einen Leitungsdraht 14, der einen Leiter 41 mit rundem Querschnitt und einen Quetschanschluß 5 aufweist und derart gestaltet ist, daß er zusammen mit der vergossenen Schaltkreiseinheit 10 verwendbar ist. Nachdem ein Ende des Leitungsdrahts 14 von einem ummantelnden Isolator 42 befreit ist, wird der Anschluß 5 in Kontakt mit dem Leiter 41 gebracht und so verquetscht, daß der Anschluß 5 an dem Leitungsdraht 40 angebracht ist.
• Fig. 5 zeigt den Leitungsdraht 40, der in die Vertiefung 15 und die Einkerbung 17 der vergossenen Schaltkreiseinheit 10 eingefügt ist, so daß der Anschluß 5 mit dem Verbindungsanschluß 13 der Metallzuleitung 11 in Kontakt gebracht ist. Die Anschlüsse 5 und 13 werden dann miteinander durch die Elektroden einer Punktschweißvorrichtung derart verschweißt, daß der Leitungsdraht 40 mit der Metalleitung 11 verbunden ist. Die Schutzabdeckung 20 wird dann über das Trennwandgebiet 14 aufgesetzt, so daß die Vorsprünge 18 mit den Ausnehmungen 18' zusammentreffen und die Ausnahmeöffnungen 19 mit den Befestigungsstiften 19' zusammentreffen. Das Innere der Einheit 10 ist somit durch die Abdeckung 20 geschützt. Der Leitungsdraht 40 ist an den Einkerbungen 17 und 17' vertikal eingezwängt, so daß verhindert wird, daß der Draht aus der Aufnahmevertiefung 15 herausgezogen wird.
• Fig. 6 zeigt eine vergossene Einheit 61, die durch Gießen eines Harzes wie PBT und Polyacetat auf die vergossene Schaltkreiseinheit 10, auf die die Schutzabdeckung 20 aufgesteckt ist, hergestellt wurde, nachdem die Leitungsdrähte 40 mit den Metalleitungen 11 verbunden sind. Der Körper 12 und die Schutzabdeckung 20 schützen die ummantelnden Isolatoren 42 der Leitungsdrähte 40 von der Hitze des heißen Harzes beim Vergießen.
• Falls die Anschlüsse 13 auf einer gedruckten Schaltkreisplatine vorgesehen sind, die einen elektrischen Isolator enthält, liegen die Unterseiten der Verbindungsanschlüsse frei, so daß der Isolator nicht zwischen die Elektroden der Punktschweißvorrichtung gelangen wird und verhindert, daß elektrischer Strom von einer Punktschweißelektrode zur anderen fließt.
• In einem gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Verfahren werden die Leitungsdrähte in den Aufnahmevertiefungen derart angeordnet, daß die Drähte genau für das Punktschweißen positioniert sind. Weiter wird verhindert, daß die umhüllenden Isolatoren der Leitungsdrähte aufgrund der Hitze des Gießharzes schmelzen, so daß Kurzschlüsse und ein Versagen der Isolierung zwischen den gegenseitig angrenzenden Leitern der Drähte verhindert wird. Da die vergossene Schaltkreiseinheit und die umhüllenden Isolatoren der Leitungsdrähte an ihren verbundenen Enden zusammen in die Form einer Schachtel durch das Vergießen integriert sind, ist die Zuverlässigkeit und der Widerstand gegen das Herausziehen ihrer verbundenen Teile, das Biegen der Einheit gegen Feuchtigkeit, Chemikalien und andere Umweltschädigungen verbessert. Es ist bevorzugt, daß die vergossene Anordnungseinheit und die Drähte einem Zug widerstehen, der die Einheit, die Drähte und die Verbindungen dazwischen überbeanspruchen könnte.

Claims (6)

1. Eine vergossene Schaltkreiseinheit zum Verbinden von Leitungsdrähten (40) eines runden Querschnitts mit elektrischen Drähten (11) eines flachen Querschnitts, wobei das Anschlußende davon zur Verbindung mit den runden Leitungsdrähten um-

einen Körper (12) mit:

einem Trennwandgebiet (14) mit einer Vielzahl von Aufnahmevertiefungen (15) und einer Vielzahl von Trennwänden (16);

einer Vielzahl von Körpereinkerbungen (17) zum Befestigen der Leitungsdrähte; und

einer Vielzahl von Befestigungsstiftaufnahmeöffnungen (19); und

eine Schutzabdeckung (20) mit:

einer Vielzahl von Befestigungsstiften (19'), die der Vielzahl von Befestigungsstiftaufnahmeöffnungen entsprechen; und

einer Vielzahl von Abdeckungseinkerbungen (17'), die der Vielzahl von Körpereinkerbungen entsprechen;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Einkerbungen des Körpers (12) in den vorderen Bereichen der Aufnahmevertiefungen angeordnet sind, wobei der Körper (12) weiter umfaßt:

eine Vielzahl von Verbindungsanschlüssen (13) mit Enden einer Vielzahl von Metalleitungen (11), wobei die Verbindungsanschlüsse an Rückseitenbereichen der Aufnahmevertiefungen freiliegen und wobei die Metalleitungen in den Körper eingebettet sind; und

eine Vielzahl von Positioniervorsprüngen (18), die an den Trennwänden vorgesehen sind,

wobei die Abdeckung (20) weiter umfaßt:

eine Vielzahl von Ausnehmungen (18'), die der Vielzahl von Positioniervorsprüngen entspricht,

wobei die Leitungsdrähte (40) in den Vertiefungen (15) derart positionierbar sind, daß die Leiter der Leitungsdrähte an die Verbindungsanschlüsse (13) angebracht werden, wenn die Schutzabdeckung (20) an dem Körper (10) angebracht wird.

2. Eine vergossene Schaltkreiseinheit gemäß Anspruch 1, wobei die Leiter (40) des Leitungsdrahts an die Verbindungsanschlüsse durch Verschweißen angebracht werden.

3. Eine vergossene Schaltkreiseinheit gemäß Anspruch 2, wobei es sich bei dem Verschweißen um Punktverschweißen handelt.

4. Eine vergossene Schaltkreiseinheit gemäß Anspruch 1, wobei die vergossene Schaltkreiseinheit (10) mit einem Gießharz (61) überzogen wird, nachdem die Schutzabdeckung an dem Körper angebracht wurde.

5. Eine vergossene Schaltkreiseinheit nach Anspruch 1, wobei der Körper (12) aus einem Gießharz hergestellt wurde.

6. Eine vergossene Schaltkreiseinheit nach Anspruch 1, wobei die Schutzabdeckung (20) aus einem Gießharz hergestellt wurde.