DE19800465A1

DE19800465A1 - Leitungsverbinder und Verfahren zum Anschließen eines elektrischen Leitungsdrahtes

Info

Publication number: DE19800465A1
Application number: DE19800465A
Authority: DE
Inventors: Akira Shinchi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1997-01-09
Filing date: 1998-01-08
Publication date: 1998-07-16
Also published as: US6021565A; JP3295331B2; GB2321798A; JPH10199585A; GB9800188D0; GB2321798B

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leitungsverbinder (Stecker- oder Buchsenteil) und ein Verfahren zum Verbinden eines Anschlusses mit einem ummantelten Leitungsdraht, der innenliegende Litzendrähte hat, die mit einer Isolierungsmantelhülle umhüllt sind. Der Leitungsverbinder wird dadurch geschaffen, daß der ummantelte Leitungsdraht auf einem Anschlußteil aufgelegt wird und dann durch Ultraschallenergie und Druck die Isoliermantelhülle geschmolzen wird, wodurch die Litzendrähte freigelegt und elektrisch mit dem Anschlußteil kontaktieren.

Stand der Technik

In der ungeprüften japanischen Patent-Offenlegungsschrift (Kokai) 7-70345 ist ein herkömmlicher Verbinder offenbart, bei dem ein ummantelter Leitungsdraht und ein Anschlußteil zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil eingelegt sind. Beide Bauteile bestehen aus Kunststoffmaterial, die durch Ultraschall miteinander verschweißbar sind.

Bei diesen bekannten Verbindern ist das erste Bauteil mit einer Anzahl Nuten versehen. Das zweite Bauteil weist eine Anzahl Vorsprünge zum jeweiligen Eingriff mit den Nuten auf.

Um den Anschlußteil mit dem ummantelten Leitungsdraht zu verbinden, wird der Anschlußteil zuerst in einer der Nuten eingelegt und die elektrische Leitung wird nachfolgend auf einer Auflagefläche des Anschlusses aufgelegt. Dann wird das zweite Bauteil auf das erste Bauteil dergestalt aufgelegt, daß die Vorsprünge jeweils mit den Nuten in Eingriff gelangen. Daraufhin werden unter gleichzeitiger Ausübung von Druck auf beide Bauteile Ultraschallwellen auf die beiden Bauteile aufgebracht. Aufgrund dieser Ultraschallschwingungen wird die Isoliermantelhülle geschmolzen, so daß die freigelegten Litzendrähte mit dem Anschlußteil elektrisch kontaktieren.

Hierbei wird durch die Ultraschallverschweißung das erste Bauteil gleichzeitig mit dem zweiten Bauteil verschmolzen oder verschweißt. Wenn somit durch eine schlechte Verbindung zwischen dem Anschlußteil und dem elektrischen Leitungsdraht auftritt, ist es von außen unmöglich, ohne Zerstörung des Verbinders die schlechte Kontaktierung festzustellen. Außerdem erlaubt es diese unlösbar miteinander verbundene Bauteilstruktur nicht, beide, vor dem Verschweißen separaten Bauteile voneinander zu trennen. Ebenso ist es nicht möglich, das Anschlußteil auszutauschen, das Anschlußteil nochmals mit dem elektrischen Leitungsdraht zu verbinden oder dergleichen.

Darstellung der Erfindung

Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht demzufolge darin, einen Leitungsverbinder für einen elektrischen Leitungsdraht (bzw. einen Stecker oder eine Buchse) sowie eine Verfahrensweise zum Verbinden eines ummantelten Leitungsdrahtes mit einem Anschlußteil bereit zustellen, die es erlauben, daß auch nach dem Anschließen der Verbinderaufbau geöffnet werden kann.

Dieses technische Problem wird durch einen Leitungsverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Verfahrensweise mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.

Ein erfindungsgemäßer Verbinder umfaßt:
ein erstes Bauteil, das zumindest eine Nut zur Aufnahme eines Anschlußteils hierin aufweist, ein zweites Bauteil, das zumindest einen Vorsprung aufweist, der zum Eingriff mit einer jeweiligen Nut ausgebildet ist, wobei das Anschlußteil in der Nut des ersten Bauteils aufgenommen ist und der auf dem Anschlußteil aufgelegte ummantelte elektrische Leitungsdraht Litzendrähte umfaßt, die mit einer Isoliermantelhülle umgeben sind, wobei das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil durch Verriegelungsmittel lösbar verbunden ist, wobei die Litzendrähte mit dem Anschlußteil elektrisch verbunden sind, indem die Isoliermantelhülle durch in Schwingung versetzen des zweiten Bauteils auf dem ummantelte Leitungsdraht durch Ultraschallwellen geschmolzen ist, während gleichzeitig der ummantelte Leitungsdraht durch das zweite Bauteil zusammengedrückt wird.

Gemäß diesem erfindungsgemäßen Verbinder (speziell ein Stecker bzw. Buchse) ist es möglich, die Bauteile voneinander zu lösen und wenn notwendig, in das Innere zu schauen, da das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil lösbar vereinigt ist. Außerdem ist es auch möglich, das Anschlußteil gegen ein anderes auszutauschen. Da das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil durch das Verriegelungsmittel (Rastmittel) verbunden ist, ist es normalerweise auch möglich, daß man den Verbinder als Einzelkomponente (Gesamtkomponente) handhabt.

Vorzugsweise umfaßt das Verriegelungsmittel bei der vorliegenden Erfindung Rastvorsprünge, die auf einem der beiden Bauelemente ausgebildet sind. Des weiteren sind an einem entsprechenden anderen Bauteil Eingriffslöcher vorhanden, um mit den Rastvorsprüngen in Eingriff zu gelangen.

Aufgrund der Rastvorsprünge und Eingriffslöcher ist es in diesem Fall möglich, das erste und zweite Bauteil in einfacher Weise voneinander zu lösen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Rastvorsprünge auf gegenüberliegenden Seitenwänden von einem der beiden Bauteile geformt und die Eingriffslöcher sind an gegenüberliegenden Seitenwänden des anderen Bauteils ausgebildet.

In diesem Fall ist zu erwarten, daß aufgrund der Position der Rastvorsprünge und Eingriffslöcher das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil dauerhaft oder lösbar vereinigt werden kann.

Des weiteren wird bevorzugt, daß eines der Bauteile (das erste oder das zweite Bauteil) neben den Eingriffslöchern mit jeweiligen Kerben zum Führen der Rastvorsprünge zu den Eingriffslöchern hin ausgestattet ist.

Hierdurch wird das Einrasten der Rastvorsprünge in die Eingriffslöcher erleichtert.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbinden einer ummantelten elektrischen Leitung mit einem Anschlußteil zwischen einem ersten Bauteil, das Nuten besitzt und einem zweiten Bauteil, das Vorsprünge aufweist, wobei die ummantelte elektrische Leitung Litzendrähte hat, die durch eine Isoliermantelhülle umgeben sind, umfaßt die Schritte:

- Einlegen eines jeweiligen Anschlußteils in eine Nut des ersten Bauteils,
- Auflegen des ummantelten Leitungsdrahtes auf dem Anschlußteil,
- Auflegen des zweiten Bauteils auf dem ersten Bauteil, so daß der Vorsprung in die Nut eingeführt wird,
- in Schwingung versetzen des zweiten Bauteils auf dem ummantelten Leitungsdraht durch Ultraschallwellen, während gleichzeitig der ummantelte Leitungsdraht durch das zweite Bauteil zusammengedrückt wird, wodurch die Isoliermantelhülle geschmolzen wird, während gleichzeitig ein Zustand beibehalten wird, daß das erste Bauteil nicht mit dem zweiten Bauteil verschmolzen wird und hiernach
- lösbares Verbinden des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil durch das Verriegelungsmittel, während die Litzendrähte mit dem Anschlußteil elektrisch kontaktiert sind.

Gemäß diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, wenn notwendig, beide Bauteile voneinander zu lösen, da das erste Bauteil zum Zeitpunkt der Ultraschallwellenaufbringung nicht mit dem zweiten Bauteil verschweißt wird. Außerdem wird bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise bevorzugt, daß das Verriegelungsmittel Rastvorsprünge umfaßt, die an einem der Bauteile ausgebildet sind. Eingriffslöcher sind dann auf dem anderen Bauteil zum Eingriff mit den Rastvorsprüngen vorhanden.

Gleichfalls wird es bevorzugt, daß die Vorsprünge auf gegenüberliegenden Seitenwänden eines der Bauteile ausgebildet sind und Eingriffslöcher an gegenüberliegenden Seitenwänden des anderen Bauteils eingeformt sind.

Es wird des weiteren bevorzugt, daß das Verriegelungsmittel in seine Raststellung gebracht wird, so daß das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil vereinigt wird, indem das zweite Bauteil durch ein Ultraschallhorn gegen das erste Bauteil gedrückt wird.

In diesem Fall wird es durch das Ultraschallhorn möglich, das zweite Bauteil auf dem ersten Bauteil unmittelbar nach dem Aufbringen der Ultraschallschwingungen einzurasten.

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. 1 eine perspektivische Ansicht auf einen Leitungsverbinder gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei hier die Verhältnisse zwischen einem Verbindergehäuse und einer Abdeckung gezeigt sind,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von unten auf die Abdeckung gemäß der obigen Ausführungsform,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils des Leitungsverbinders gemäß dieser Ausführungsform, wobei hier ein Vorrast-Zustand gezeigt ist,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht des wesentlichen Teils des Leitungsverbinders der ersten Ausführungsform in dem verriegelten Zustand (Raststellung) und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Leitungsverbinders gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung

In der Fig. 1 ist ein Verbindergehäuse 10 als erstes Bauteil und eine Abdeckung 12 als zweites Bauteil erkennbar, die zusammen den Leitungsverbinder gemäß einer ersten Ausführungsform bilden. Die Fig. 2 zeigt die Innenseite der Abdeckung 12 von unten.

Das Verbindergehäuse 10 (Steckergehäuse oder Buchsengehäuse) besitzt einen Anschlußhalter 11, der an einem Hinterende des Verbindergehäuses 10 vorstehend angeformt ist. Genauer gesagt, dieser Anschlußhalter 11 stellt im wesentlichen das erste Bauteil des Leitungsverbinders gemäß der ersten Ausführungsform dar. Der Anschlußhalter 11 ist mit einer Anzahl Nuten 13 ausgestattet. Die Abdeckung 12 hingegen ist mit einer Anzahl Vorsprünge 14 zum Eingriff mit den Nuten 13 versehen.

Sowohl das Verbindergehäuse 10 wie auch die Abdeckung 12 sind aus einem Harzmaterial hergestellt. Um jedoch zu vermeiden, daß durch die noch später zu erläuternden Ultraschallwellen die Teile 10, 12 miteinander verschweißen, sind sie in solch einer Weise konstruiert, daß die Ultraschallwellenenergie nicht an Kontaktstellen zwischen dem Verbindergehäuse 10 und der Abdeckung 12 sich konzentriert, auch wenn beide Teile 10, 12 ineinandergesetzt sind.

Als Verriegelungsmittel, das es erlaubt, daß das Verbindergehäuse 10, anstatt durch Ultraschallverschweißen mit der Abdeckung 12 vereinigt werden kann, sind Eingriffs- oder Rastvorsprünge 23 an gegenüberliegenden Seitenwänden 21 des Anschlußhalters 11 angeformt. Eingriffslöcher 24 zum Eingriff mit den Vorsprüngen 23 sind an gegenüberliegenden Seitenwänden 23 der Abdeckung 12 ausgebildet. Des weiteren ist die Abdeckung 12 unterhalb der Eingriffslöcher 24 mit Kerben 25 zum sanften und einwandfreien Führen der Rastvorsprünge 23 beim Einrasten in die Abdeckung 12 versehen. Dies ist in der Fig. 2 sehr gut ersichtlich.

Um den Verbinder bzw. den Steckverbinder oder die Buchse fertigzustellen, werden zuerst eine Anzahl Anschlüsse 7 in die Nuten 13, die im Anschlußhalter 11 des Verbindergehäuses 10 eingeformt sind, eingelegt und nachfolgend eine Anzahl ummantelter Leitungsdrähte auf die Anschlüsse 7 aufgelegt. Dann wird die Abdeckung 12 auf das Verbindergehäuse 10 aufgesetzt, wobei die Vorsprünge 14 entsprechend in die Nuten 13 des Anschlußhalters 11 eingesetzt werden. In dieser Stellung ist zwischen der Abdeckung 12 und dem Anschlußhalter 11 ein geeigneter Zwischenraum (d. h. zwischen einer Oberseite des Anschlußhalters 11 und einer Unterseite der Abdeckung 12) zum Vermeiden eines gegenseitigen Kontaktes hierzwischen gewährleistet. Durch diesen Spalt oder Zwischenraum wird verhindert, daß die Abdeckung 12 und der Anschlußhalter 11 miteinander ultraschallverschweißt werden.

In dem obengenannten Zustand wird Ultraschall, d. h. vertikale Ultraschallwellen, aufgebracht, und zwar auf die Abdeckung 12 durch ein Ultraschallhorn 50, während gleichzeitig Druck auf die Abdeckung 12 ausgeübt wird. Somit wird die Ultraschallenergie auf die Vorsprünge 14, zwischen denen die ummantelten Leitungsdrähte zusammen mit den Bodenflächen der Nuten 13 liegen, konzentriert, so daß die jeweiligen Isoliermantelhüllen der Leitungsdrähte geschmolzen werden und die Litzendrähte 8a freigelegt werden. Die freigelegten Litzendrähte 8a gelangen dabei dann mit den Anschlüssen 7 in elektrischen Kontakt.

Hiernach wird das Ultraschallhorn 50 ausgeschaltet, so daß keine Ultraschallenergie mehr ausgestrahlt wird und das Horn 50 wird dann abgesenkt. Dadurch gelangen die Eingriffslöcher 24 der Abdeckung 12 mit den Rastvorsprüngen 23 des Anschlußhalters 11 jeweils in Eingriff, so daß das Verbindergehäuse 10 und die Abdeckung 12 miteinander verrastet werden. Bei einer modifizierten Verfahrensweise kann das Verbindergehäuse 10 mit der Abdeckung 12 durch eine Bedienperson verriegelt werden, indem die Bedienungsperson beide Enden der Abdeckung 12 mit den Fingern nach unten drückt, wie es in der Fig. 4 gezeigt ist.

Ein derart hergestellter Verbinder erlaubt es, wenn es notwendig ist, die Abdeckung 12 abzulösen, wozu ein Bediener lediglich die Seitenwände 22 der Abdeckung 12 nach außen aufweiten muß, so daß die Rastvorsprünge 23 aus den Eingriffslöchern 24 ausrasten. Da die Abdeckung 12 nicht mit dem Verbindergehäuse 10 verschweißt ist, ist es somit möglich, die Abdeckung 12 vom Verbindergehäuse 10 in einfachster Weise zu lösen. Demgemäß ist es durch Ablösen der Abdeckung 12 vom Teil 10 für eine Bedienungsperson möglich, die Anschlußverbindung zwischen den Litzendrähten 8a und den Anschlüssen 7 zu überprüfen und, wenn es notwendig erscheint, die Anschlüsse 7 gegen andere auszutauschen.

Obwohl bei der obigen Ausführungsform die ummantelten Leitungsdrähte mit den Anschlüssen für die Abdeckung 12 durch Ultraschall verbunden werden, wie es in der Fig. 5 gezeigt ist, können die Isoliermantelhüllen der elektrischen Leitungsdrähte durch ein Ultraschallhorn 51 direkt geschmolzen werden, das an einem unteren Ende mit Vorsprüngen 54 zum Eingriff mit den Nuten 13 versehen ist.

Claims

1. Leitungsverbinder zum Verbinden eines ummantelten elektrischen Leitungsdrahtes (8a) mit einem Anschlußteil (7) mit

- einem ersten Bauteil (10), das zumindest eine Nut (13) zur Aufnahme eines Anschlußteils hierin aufweist,
- einen zweiten Bauteil (12), das zumindest einen Vorsprung (14) aufweist, der zum Eingriff mit einer jeweiligen Nut (13) ausgebildet ist,
- wobei das Anschlußteil (7) in der Nut (13) des ersten Bauteils (10) aufgenommen ist und
- der auf dem Anschlußteil (7) aufgelegte ummantelte elektrische Leitungsdraht (8a) Litzendrähte umfaßt, die mit einer Isoliermantelhülle umgeben sind,
- wobei das erste Bauteil (10) mit dem zweiten Bauteil (12) durch Verriegelungsmittel (23, 24) lösbar verbunden ist,
- wobei die Litzendrähte mit dem Anschlußteil (7) elektrisch verbunden sind, indem die Isoliermantelhülle durch in Schwingung versetzen des zweiten Bauteils (12) auf dem ummantelte Leitungsdraht (8a) durch Ultraschallwellen geschmolzen ist, während gleichzeitig der ummantelte Leitungsdraht durch das zweite Bauteil (12) zusammengedrückt wird.

2. Leitungsverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsmittel Rastvorsprünge, die am ersten oder zweiten Bauteil ausgebildet sind, und Eingriffslöcher, die an dem anderen Bauteil zum Eingriff mit den Rastvorsprüngen (23) vorhanden sind, umfaßt.

3. Leitungsverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorsprünge (23) auf gegenüberliegenden Seitenwänden des ersten oder zweiten Bauteils (10, 12) angeformt sind und die Eingriffslöcher (24) in gegenüberliegenden Seitenwänden des anderen Bauteils eingeformt sind.

4. Leitungsverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Bauteil (12) benachbart zu den Eingriffslöchern (24) mit jeweiligen Kerben (25) zum Führen der Rastvorsprünge (23) in die Eingriffslöcher (24) aufweist.

5. Anschlußverfahren zum Verbinden eines ummantelten Leitungsdrahtes mit einem zwischen einem ersten Bauteil (10), das zumindest eine Nut (13) aufweist, und einem zweiten Bauteil (12), das zumindest einen Vorsprung (14) besitzt, liegenden Anschlußteil, wobei der ummantelte Leitungsdraht Litzendrähte (8a) umfaßt, die mit einer Isoliermantelhülle umgeben sind, umfassend folgende Schritte:

- Einlegen eines jeweiligen Anschlußteils (7) in eine Nut (13) des ersten Bauteils (10),
- Auflegen des ummantelten Leitungsdrahtes (8a) auf dem Anschlußteil (7),
- Auflegen des zweiten Bauteils (12) auf dem ersten Bauteil (11), so daß der Vorsprung (14) in die Nut (13) eingeführt wird,
- in Schwingung versetzen des zweiten Bauteils auf dem ummantelten Leitungsdraht (8a) durch Ultraschallwellen, während gleichzeitig der ummantelte Leitungsdraht durch das zweite Bauteil (12) zusammengedrückt wird, wodurch die Isoliermantelhülle geschmolzen wird, während gleichzeitig ein Zustand beibehalten wird, daß das erste Bauteil (11) nicht mit dem zweiten Bauteil (12) verschmolzen wird und hiernach
- lösbares Verbinden des ersten Bauteils (11) mit dem zweiten Bauteil (12) durch das Verriegelungsmittel, während die Litzendrähte (8a) mit dem Anschlußteil (7) elektrisch kontaktiert sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsmittel Rastvorsprünge (23) umfaßt, die an einem der zwei Bauteile (11, 12) ausgebildet sind und daß an dem anderen Bauteil (11, 12) Eingriffslöcher (24) zum Eingriff mit den Rastvorsprüngen (23) eingeformt sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorsprünge (23) an gegenüberliegenden Seitenwänden (21) eines der beiden Bauteile (11, 12) angeformt sind und die Eingriffslöcher (24) auf gegenüberliegenden Seitenwänden (22) des anderen Bauteils (12) eingeformt sind.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsmittel (23, 24) in seinen eingerasteten Zustand überführt werden kann, indem das erste Bauteil (11) mit dem zweiten Bauteil (12) durch Einpressen des zweiten Bauteils (12) gegen das erste Bauteil (11) mittels eines Ultraschallhorns (50) vereinigt wird.