DE69808730T2 - Verfahren zum abschliessen ein elektrische flachkabel und verbinder dafür - Google Patents
Verfahren zum abschliessen ein elektrische flachkabel und verbinder dafürInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Verbinder für flache, flexible Kabel und insbesondere auf ein verbessertes Verfahren zum Verbinden eines flachen, flexiblen Kabels mit einem Verbinder.
- Elektrische Verbinder werden bei einer großen Anzahl verschiedener Anwendungen verwendet, um verschiedene elektrische Bauteile miteinander zu verbinden. Es ist allgemein bekannt, elektrische Verbinder mit flexiblem Flachkabel zu verwenden. Flexible Flachkabel weisen eine Vielzahl voneinander beabstandeter, parallel verlaufender Leiter auf, die in eine isolierende Schicht eingeschlossen sind. Typischerweise ist in diesen Verbindern irgendeine elektrisch leitfähige Einrichtung, beispielsweise ein Anschluß, festgehalten.
- Es bestehen zwei allgemeine Erfordernisse zum Verbinden des flexiblen Flachkabels mit dem Verbinder. Das erste besteht darin, daß eine elektrische Verbindung zwischen den Kabelleitern und den Anschlüssen bestehen muß. Die andere ist, daß eine mechanische Verbindung zwischen dem Kabel und dem Verbinder vorhanden sein muß.
- Hinsichtlich der mechanischen Verbindung ist es wünschenswert, eine Zugentlastung vorzusehen, so daß bei Ausübung einer mechanischen Belastung auf das Kabel der Anschluß sich nicht von dem Kabel löst.
- Es sind viele verschiedenen Typen von problematischen Zugentlastungseinrichtungen für verschiedene Anwendungen vorgeschlagen worden. Viele dieser Einrichtungen beinhalten Klemmenmechanismen, um die Kabel in den Verbindern festzuhalten. Klemmen sind in ihrer Vielseitigkeit eingeschränkt und erfordern das Hinzufügen zusätzlicher Teile zu dem Gehäuse.
- Oft üben die Klemmen hohe Kompressionsbelastungen auf das Kabel aus, was zu einer potentiellen Beschädigung der Komponenten führt. Wenn die Klemmlast unzulänglich ist, schaffen die Klemmen aber nicht die erforderliche Zugentlastung.
- Es werden auch Klebstoffe zum Verbinden des Kabels mit dem Verbinder verwendet. Diese Lösung funktioniert aufgrund der Zusammensetzung der Isolierschicht jedoch nicht bei allen Kabeltypen. Wenn die Isolierschicht nicht mit dem Klebstoff kompatibel ist, wird nicht die erforderliche Zugentlastung geschaffen. Auch sind Klebstoffe teuer und kein wünschenswerter Herstellungsprozeß.
- Außerdem verlangen viele der existierenden Zugentlastungsvorrichtungen eine Verlegung des Kabels entlang einer gewundenen Bahn, was häufig zu einer Vergrößerung des Gehäuses der Vorrichtung oder dazu führt, daß keine ausreichende Zugentlastung erzielt wird.
- Verbinder können auch dadurch für eine Zugentlastung sorgen, daß die Anschlüsse sowohl zur Schaffung der mechanischen als auch der elektrischen Verbindung zwischen dem Leiter und dem Verbinder verwendet werden. Diese Lösung führt nicht zu der optimalen elektrischen Verbindung, da der Anschluß normalerweise nicht gasdicht ist und mit minimalem Kupferkontakt arbeitet.
- Außerdem kann das Kabel in den Verbinder eingeformt werden. Dies führt zu den Problemen, daß ein komplizierter Herstellungsvorgang mit empfindlichen Parametern erforderlich ist. Dieser Herstellungsvorgang verlangt langsame Geschwindigkeiten und ein teures Verbindermaterial.
- Die US-A-4,406,511 offenbart ein Verfahren und eine Kabel/Verbinder-Kombination gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6. Weitere ähnliche Verfahren und Vorrichtungen des Standes der Technik sind auch in der EP-A-0 492 091 und der EP-A-0 592 101 offenbart.
- In Anbetracht der vorstehend genannten Verbinder besteht ein Ziel in der Angabe eines verbesserten Verbinders, der für Zugentlastung ohne Beeinträchtigung der elektrischen Verbindung sorgt.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren zum Verbinden eines flexiblen Kabels sowie eine Kombination aus einem Kabel und einem Verbinder angegeben, wie diese in den beigefügten Ansprüchen angegeben sind.
- Bei einem Ausführungsbeispiel beinhaltet ein flexibles Flachkabel mindestens einen Leiter, um den herum eine Isolierschicht angeordnet ist. Ein Verbinder weist ein Gehäuse auf, wobei sich mindestens ein Vorsprung von der einen Seite des Gehäuses weg erstreckt und mindestens ein Schlitz zum Aufnehmen jedes Vorsprungs vorgesehen ist. Ein Verfahren zum Verbinden des flexiblen Flachkabels mit dem Verbinder beinhaltet folgende Schritte: Ausbilden von mindestens einer Öffnung durch die Kabelschicht hindurch ohne Kontaktierung des Leiters; Anordnen des Kabels in dem Gehäuse; und Hindurchführen des Vorsprungs durch die Öffnung, so daß ein Teil des Vorsprungs in dem jeweiligen Schlitz angeordnet ist.
- Dadurch, daß der Vorsprung durch das Kabel hindurchgeführt wird und in dem Schlitz festgehalten wird, wird beim Aufbringen einer Last auf das Kabel die Last durch den Vorsprung auf den Verbinder übertragen. Es können Anschlüsse oder dergleichen in dem Verbinder vorgesehen sein, um die elektrische Verbindung mit dem Leiter herzustellen.
- Das Verfahren ermöglicht es, daß die elektrische Verbindung zwischen dem Anschluß und dem Verbinder unabhängig von der mechanischen Verbindung ist. Da der Vorsprung die Leiter nicht kontaktiert, bleibt die elektrische Verbindung ungestört.
- Die vorstehend genannte Erfindung wird aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der besten Verfahrensweise zum Ausführen der Erfindung und den Begleitzeichnungen noch deutlicher.
- Fig. 1 zeigt eine Perspektivansicht eines Verbinders gemäß der vorliegenden Erfindung vor der Montage.
- Wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 zu sehen ist, dient ein Verbinder 10 zur Verwendung bei einer Vielzahl von Anschlüssen, wie diese repräsentativ durch den Anschluß 12 dargestellt sind, sowie mit einem flexiblen Flachkabel 14. Der Verbinder 10 weist eine in Längsrichtung verlaufende Achse L auf.
- Der Anschluß 12 weist im allgemeinen einen kastenartigen Körperbereich 16 und einen sich davon in Längsrichtung wegerstreckenden, integral angeformten Fortsatz 18 auf.
- Das Kabel 14 beinhaltet eine Vielzahl voneinander beabstandeter, paralleler, länglicher Leiter 20 sowie eine die Leiter 20 umschließende Isolierschicht 22. Der Kabelbereich zwischen zwei Leitern wird als Bahn 24 bezeichnet. Das verwendete Kabel 14 kann eine Isolierung aufweisen, die aus beliebigen herkömmlichen Isoliermaterialien gebildet ist, solange es durchstoßen werden kann und in der nachfolgend erläuterten Weise zufriedenstellend arbeitet. Einige empfohlene Materialien für die Isolierung sind Polyester, Stift-Kunststoff, Mylar® oder Kapton ®, hergestellt von E. I. Dupont de Nemours, Inc., Wilmington, Delaware, und dergleichen.
- Die Kabel-Bahnen 24 weisen durch diese hindurch ausgebildete Kabelöffnungen 26 auf. Diese Öffnungen 26 sind derart geformt, daß die Wahrscheinlichkeit einer Aufweitung der Öffnung in Längsrichtung auf ein Minimum reduziert ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen 26 oval oder ellipsenförmig; es können jedoch auch andere Formgebungen verwendet werden, mit denen sich der vorstehend beschriebene Zweck erfüllen läßt.
- Der Verbinder 10 beinhaltet zwei Elemente 28 und 30, die ein Gehäuse bilden. Bei dem ersten Element 28 handelt es sich um eine längliche U-förmige Konstruktion mit einer Basis 32, einem ersten Paar Seitenwände 34 und einen zweiten Paar Seitenwände 36. Die Basis 32 weist eine innere Oberfläche 38 auf.
- Das erste Paar der Seitenwände 34 erstreckt sich rechtwinklig von der inneren Oberfläche 38 der Basis weg entlang der Basisbreite. Das zweite Paar der Seitenwände 36 erstreckt sich rechtwinklig von der inneren Oberfläche 38 der Basis weg entlang der Basislänge.
- Die innere Basisoberfläche 38 weist eine Vielzahl von Vorsprüngen 40 auf. Jeder Vorsprung 40 erstreckt sich von der inneren Oberfläche 38 weg und endet in einem freien Ende 42. Die Vorsprünge 42 sind in Querrichtung voneinander beabstandet. Die Anzahl der Vorsprünge 40 wird durch das Ausmaß der Kraft bestimmt, die auf den Verbinder übertragen wird, wie dies im folgenden erläutert wird.
- Jeder Vorsprung 40 weist eine scharfe Spitze an dem freien Ende 42 sowie einen derart geformten Querschnitt zwischen dem freien Ende und der inneren Oberfläche auf, daß eine Ausbreitung der Kabelöffnung 26 minimiert ist, wenn eine Kraft auf das Kabel ausgeübt wird, nachdem das Kabel in dem Verbinder installiert ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt oval oder ellipsenförmig; es können jedoch auch andere Formgebungen verwendet werden, die den vorstehend genannten Zweck erfüllen.
- Es ist von kritischer Bedeutung, daß die Spitze an dem freien Ende 42 eine ausreichend kleine Fläche besitzt, damit die Kraft bei der Berührung mit dem Kabel konzentriert wird, um einen kontrollierten Riß in der Bahn 24 hervorzurufen. Dieses Erfordernis wird mit einer beliebigen Formgebung, wie z. B. konisch oder winkelig, erfüllt.
- Das zweite Paar Seitenwände 36 weist sich durch diese hindurcherstreckende Aussparungen 43 auf.
- Das zweite Element 30 weist zwei einstückig ausgebildete Bereiche 44 und 46 auf. Bei dem ersten Bereich 44 handelt es sich um eine rechteckige kastenartige Konstruktion mit einer vorderen Fläche 48 und einer rückwärtigen Fläche 50. Der erste Bereich 44 beinhaltet eine Vielzahl voneinander beabstandeter rechteckiger Kanäle 52, die sich in Längsrichtung von der vorderen Fläche 48 zu der rückwärtigen Fläche 50 erstrecken.
- Bei dem zweiten Bereich 46 handelt es sich um eine rechteckige, kastenartige Konstruktion, die sich in Längsrichtung von der vorderen Fläche 48 des ersten Bereichs 44 weg erstreckt. Der zweite Bereich 46 besitzt ein niedrigeres Profil als der erste Bereich 44, so daß das zweite Element 30 stufig ausgebildet ist.
- In der oberen Oberfläche 54 des zweiten Bereichs 46 ist eine Vielzahl voneinander beabstandeter, in Längsrichtung verlaufender Schlitze 56 angeordnet. Die Schlitze 56 sind zum Aufnehmen der Vorsprünge 40 von dem ersten Element 28 voneinander beabstandet.
- Der zweite Bereich 46 weist ferner ein Paar voneinander beabstandeter Seitenwände 58 auf, die sich von der oberen Oberfläche 54 wegerstrecken. Die Seitenwände 58 beinhalten jeweils eine Aussparung 59 angrenzend an die vordere Fläche 48 des ersten Bereichs 44. Die äußere Oberfläche 60 der Seitenwände 58 weist eine Anschlageinrichtung 62 auf.
- Es ist bevorzugt, daß das Gehäuse aus einem thermoplastischen Material, wie z. B. glasverstärktem Nylon, glasverstärktem Polyester und anderen starren thermoplastischen Kunststoffen geformt wird, wie diese für solche Gehäuse herkömmlicherweise verwendet werden.
- Im folgenden wird die Verwendung des Verbinders erläutert. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 zu erkennen ist, werden die Anschlüsse 12 in den Kanälen 52 derart angeordnet, daß der Fortsatz 18 auf der oberen Oberfläche 54 des zweiten Bereichs 46 aufliegt.
- Das Kabel 14 wird auf dem zweiten Element 30 derart angeordnet, daß die Schlitze 56 mit der Kabel-Bahn 24 ausgefluchtet sind. Zum elektrischen Verbinden der Leiter 20 mit den Anschlußfortsätzen 18 werden herkömmliche Mittel verwendet.
- Das erste Element 28 wird über dem zweiten Bereich 46 des zweiten Elements 30 angeordnet. Wenn die freien Enden 42 der Vorsprünge mit dem Kabel 24 in Berührung treten und Kraft ausgeübt wird, schneiden die Vorsprünge 40 die Öffnungen 36 in die Bahn 24. Das erste Element 28 wird näher zu dem zweiten Element 30 gebracht.
- Die Vorsprünge 40 treten in ihre zugehörigen Schlitze 56 ein. Die hinterste Seitenwand 34 tritt in die Aussparungen 59 ein. Die Anschlageinrichtung 62 wird in den Aussparungen 43 angeordnet.
- Im zusammengebauten Zustand bilden die Aussparungen 43 und die Anschlageinrichtung 62 eine Verriegelungseinrichtung, die das erste Element 28 an dem zweiten Element 30 festlegt und somit das Kabel 14 auf den Vorsprüngen 40 festlegt.
- Außerdem verhindert die hinterste erste Seitenwand 34 des ersten Elements 28, daß die Anschlüsse 16 die Kanäle 50 verlassen, und sorgt für ein zusätzliches Festhalten des ersten Elements 28 an dem zweiten Element 30, falls die Anschlageinrichtung 62 ausfällt.
- Die Vorsprünge 40 und die Schlitze 56 bilden eine Einrichtung zum Festhalten des Kabels in einer Verbinderöffnung (nicht gezeigt) zwischen der inneren Oberfläche 38 des ersten Elements und der oberen Oberfläche 54 des zweiten Elements 30.
- Wenn eine Kraft auf das Kabel 14 ausgeübt wird, die dieses von dem Verbinder 10 weg drängt, wird diese Kraft von dem Kabel 14 auf die Vorsprünge 40 und von den Vorsprüngen 40 auf das zweite Element 30 übertragen, und zwar über die das zweite Element 40 in den Schlitzen 56 berührenden Vorsprünge 40.
- Auf diese Weise kann sich das Kabel 14 nicht von dem Verbinder 10 trennen. Aufgrund der Formgebung der Kabelöffnungen 26 und der Querschnittsgestalt der Vorsprünge 40 hat diese Kraft keine Tendenz, ein Reißen der Öffnungen 26 zu verursachen.
- Es ist von kritischer Bedeutung, daß der Ort der Öffnungen derart gewählt ist, daß die Leiter 20 ungestört sind, so daß die elektrische Leistungsfähigkeit des Kabels 14 optimiert ist.
- Der Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das flexible Flachkabel mit einem Verbinder verbunden werden kann, der für Zugentlastung und optimales elektrisches Leistungsvermögen sorgt.
- Mehrere weitere Vorteile beinhalten, daß der Verbinder einfach herzustellen und zusammenzubauen ist. Der Verbinder ist aufgrund der Stabilität des Prozesses und dem erforderlichen Material auch weniger teuer in der Herstellung als Überformungsanwendungen. Außerdem ist der Verbinder robust, leicht montierbar, recht einfach, und die Ausbildung schafft ausreichend mechanische Festigkeit, um der Ausbildung in einem Kabelbaum und der Montage in einem Fahrzeug standzuhalten.
- Es ist zwar eine spezielle Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf dargestellte Ausführungsbeispiele beschrieben worden, jedoch erschließen sich dem Fachmann unter Bezugnahme auf die vorliegende Beschreibung verschiedene Modifikationen der dargestellten Ausführungsbeispiele sowie von weiteren Ausführungsformen der Erfindung.
- Diese Modifikationen beinhalten eine Veränderung des Verbinders von einer zweiteiligen Ausbildung in eine einstückige Ausbildung, beispielsweise mit einem aktiven Gelenk zum Öffnen und Schließen des Verbinders, wobei die Erfindung jedoch nicht hierauf beschränkt ist. Die Verriegelungseinrichtung kann in mehreren beliebigen Weisen modifiziert werden, um für das Festhalten der Elemente aneinander zu sorgen, einschließlich der Verwendung eines weiteren Kunststoffteils zum Befestigen der Teile aneinander.
- Das zweite Element kann derart modifiziert werden, daß das Kabel den Verbinder mit einer Biegung verläßt, um für eine zusätzliche Zugbeständigkeit gegen Trennung zu sorgen. Eine herkömmliche Befestigungseinrichtung, beispielsweise eine vom "Christbaum-Typ", kann dem Verbinder hinzugefügt werden, um den Verbinder als Festhalteeinrichtung zum Befestigen des Kabels an dem Fahrzeugkörper zu verwenden.
- Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Vorsprünge derart geformt, daß sie die Öffnungen in dem Kabel während des Zusammenbaus des Verbinders bilden. Bei einer anderen Ausführungsform können die Öffnungen in dem Kabel während der Kabelherstellung vorgeformt werden. Die Querschnittsform der Vorsprünge ist weniger kritisch, wenn die Öffnungen vorgeformt sind.
- Dadurch kann die Querschnittsform auf solche Formgebungen, wie abgeschrägt oder kreisförmig, modifiziert werden. Ferner können sich die Vorsprünge von dem ersten Element, dem zweiten Element oder beiden Elementen wegerstrecken. Der Verbinder kann derart modifiziert werden, daß er einen Verriegelungsfinger oder eine andere Vorrichtung zum Festhalten der Anschlüsse aufweist.
Claims (10)
1. Verfahren zum Verbinden eines flexiblen Kabels (14) mit einem Verbinder
(10), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
a) Bereitstellen eines Kabels (14) mit einer Vielzahl von Leitern (20),
wobei das Kabel (14) Öffnungen (26) aufweist, die an Stellen
zwischen den Leitern (20) durch das Kabel (14) hindurch
vorgesehen werden;
b) Bereitstellen eines Verbinders (10), der zwei Teile (28, 30) aufweist,
die miteinander verbindbar sind, wobei das eine der Verbinderteile
(28) mit mindestens einem Vorsprung (40) ausgebildet ist;
c) Anordnen des Kabels (14) in dem einen der Verbinderteile (30); und
d) Zusammenführen der beiden Verbinderteile (28, 30), um die
Vorsprünge (40) durch die Öffnungen (26) hindurch zu bewegen, so
daß bei Ausübung einer Kraft auf das Kabel (14) die Kraft durch den
Vorsprung (40) auf den Verbinder (10) übertragen wird;
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kabel (14) ein flexibles Flachkabel ist, bei dem die Vielzahl der
Leiter (20) mit Isolierschicht-Bahnen (24) voneinander getrennt sind und
die Öffnungen (26) an Stellen zwischen den Leitern (20) durch die
Bahnen (24) hindurch vorgesehen sind,
sowie ferner gekennzeichnet durch folgende Schritte:
e) Ausbilden von Schlitzen (56) in dem anderen Verbinderteil (30), so
daß beim Zusammenbringen der Verbinderteile (28, 30) die
Vorsprünge (40) des einen Verbinderteils (28) sich durch die Öffnungen
(26) hindurch über das Kabel (14) hinaus sowie in die Schlitze (56)
des anderen Verbinderteils (30) hinein bewegen;
f) Anordnen eines Anschlusses (12) in einer Öffnung (52) in dem einen
der Verbinderteile (30); und
g) Versehen von dem einen Verbinderteil (28) mit einer Wand (34), so
daß beim Zusammenführen der Verbinderteile (28, 30) die Wand
(34) des einen Verbinderteils (28) sich hinter den Anschluß (12)
bewegt und den Anschluß (12) relativ zu dem Verbinder (10)
festlegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei die Öffnungen (26) in den Bahnen (24) gebildet werden, indem die
jeweiligen Vorsprünge (40) durch diese hindurch eingeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die in den Bahnen (24) gebildeten Öffnungen (26) eine im
allgemeinen abgerundete Kontur aufweisen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei ferner ein Verriegelungsmechanismus zum Befestigen des einen
Verbinderteils (28) an dem anderen Verbinderteil (30) vorgesehen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
wobei der Verriegelungsmechanismus eine Anschlageinrichtung (62) an dem
einem Verbinderteil (30) und eine Aussparung (43) in dem anderen
Verbinderteil (28) aufweist, so daß die Anschlageinrichtung (62) innerhalb der
Aussparung (43) angeordnet wird, wenn die beiden Verbinderteile (28, 30)
zusammengeführt werden, und dadurch die beiden Verbinderteile (28, 30)
aneinander befestigt werden.
6. Kombination aus einem Kabel (14) und einem Verbinder (10), die folgendes
aufweist:
ein Kabel (14) mit einer Vielzahl von Leitern (20), wobei das Kabel (14)
Öffnungen (26) aufweist, die an Stellen zwischen den Leitern (20) durch das
Kabel (14) hindurch vorgesehen sind; und
einen Verbinder (10), der zwei Teile (28, 30) aufweist, wobei das eine der
Verbinderteile (28) mit mindestens einem Vorsprung (40) ausgebildet ist,
der bzw. die in den Öffnungen (26) aufgenommen werden, so daß bei
Ausübung einer Kraft auf das Kabel (14) die Kraft durch den Vorsprung (40) auf
den Verbinder (10) übertragen wird;
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kabel (14) ein flexibles Flachkabel ist, bei dem Schicht-Bahnen (24)
zwischen der Vielzahl von Leitern (20) gebildet sind und die Öffnungen (26)
an Stellen zwischen den Leitern (20) durch die Bahnen (24) hindurch
gebildet sind;
daß das andere der beiden Verbinderteile (30) Schlitze (56) aufweist, wobei
die Vorsprünge (40) des einen Verbinderteils (28) in den Öffnungen (26) in
den Bahnen (24) sowie in den Schlitzen (56) des anderen Verbinderteils (30)
aufgenommen sind; und
daß der Verbinder (10) ferner einen Anschluß (12) aufweist, der in einer
Öffnung (52) in dem einen Verbinderteil (30) aufgenommen ist und das
andere Verbinderteil (28) eine Wand (34) aufweist, die sich hinter den
Anschluß (12) bewegt, um den Anschluß (12) in dem Verbinder (10)
festzulegen.
7. Kombination aus einem Kabel und einem Verbinder nach Anspruch 6,
wobei die Öffnungen (26) dadurch in den Bahnen (24) gebildet sind, daß die
jeweiligen Vorsprünge (40) durch diese hindurch eingeführt sind.
8. Kombination aus einem Kabel und einem Verbinder nach Anspruch 6 oder 7,
wobei die in den Bahnen (24) gebildeten Öffnungen (26) eine im
allgemeinen abgerundete Kontur aufweisen.
9. Kombination aus einem Kabel und einem Verbinder nach einem der
Ansprüche 6 bis 8,
weiterhin mit einem Verriegelungsmechanismus zum Befestigen der beiden
Verbinderteile (28, 30) aneinander.
10. Kombination aus einem Kabel und einem Verbinder nach Anspruch 9,
wobei der Verriegelungsmechanismus eine Anschlageinrichtung (62) an dem
einen Verbinderteil (30) und eine Aussparung (43) an dem anderen
Verbinderteil (28) aufweist, so daß die Anschlageinrichtung (62) innerhalb der
Aussparung (43) angeordnet ist, wenn die beiden Verbinderteile (28, 30)
aneinander befestigt sind.
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