DE1806564U

DE1806564U - Loesbares elektrisches verbindungsteil.

Info

Publication number: DE1806564U
Application number: DEA7926U
Authority: DE
Original assignee: AMP Inc
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 1954-12-16
Filing date: 1955-12-12
Publication date: 1960-02-25
Also published as: US2774951A; CA653280A; FR1140496A; BE593702A; GB793654A; DE1057195C2; DE1057195B

Description

Lösbares elektrisches Verbindungsteil Die Neuerung bezieht sich auf eine lösbare elektrische Verbindung zum (schnellen Vereinigen der Enden zweier Drähte, die aus einer Federklammer besteht, die mit einer dazu passenden Kontaktzunge aus Metallbleoh zusammenarbeitet, wobei die federnde Klammer einen Boden und überhängende Federarme besitzt, die an gegenüberliegenden Seiten des Bodens entspringen und mit den Stirnkanten ihrer gebogenen Enden gegen den Boden hin federn.
Die von solchen Verbindungen geforderten Eigenschaften sind unter anderem hohe Stromübertragungsfähigkeit, großer Widerstand gegen Trennen der Verbindung, möglichst geringe Materialstärke und ein geringer Kraftbedarf beim Herstellen der Verbindungen. Diese Forderungen stehen jedoch zum Teil miteinander im Widerstreit, so daß man sich bei Verwendung in den bisher vorgeschlagenen Ausführungen auf spezielle Anwendungsbereiche beschränken mußte, bei denen auf einige der erwünschten Eigenschaften verzichtet werden konnte.
So wurde beispielsweise dort, wo die Stromübertragungsfähigkeit von untergeordneter Bedeutung ist, vorgeschlagen, die Federarme der Verbindungsklemmen so auszubilden, daß sich die verfügbare Federkraft auf Punkt-oder Kantenkontakte mit der zugehörigen Zunge konzentriert, wobei sich zwar der durch hohen Kontaktdruck erzeugte Trennungswiderstand erhöht, dies jedoch auf Kosten der für eine hohe Stromübertragungafähigkeit erforderlichen großen Kontaktfläche geht. In anderen Füllen, wo eine große Stromübertragungsfähigkeit von primärer Bedeutung war, wurde die Kontaktfläche entsprechend groß ausgeführt, mußte aber eine Verminderung des Kontaktdruckes hingenommen werden.
Ferner ist es bei derartigen Verbindungsbuchsen erwünscht, daß die Breite der zugehörigen Zunge im wesentlichen gleich der Innenweite der Klammer ist, um eine höchste Ausnutzung der verfügbaren Kontaktfläche der Klammer und der Zunge zu sichern und um ein Seitenspiel der Zunge innerhalb der Klammer zu vermeiden.
Aus diesem Grunde wurde eine Verbindungsbuchse vorgeschlagen, die einen flachen Boden mit Seitenwänden besitzt, die einen Teil der Federn bilden und die sich im wesentlichen senkrecht zum Boden erstrecken. Es ist jedoch bei dem automatischen Streifenformungsverfahren, das gewöhnlich bei der Herstellung der Verbindungsteile zur Anwendung gelangt, außerordentlich schwierig, eine wirklich rechtwinklige Biegung zu erzielen. Diese Schwierigkeit hat deshalb zu einer Abrundung der Klammerkanten gefahrt. Beim Stanzen der zugehörigen Zunge entsteht nun aber an den Seitenkanten der Zunge leicht

ein Grat, der in die abgerundeten Ecken der Buchse einschnei-

det und in diesen Riefen erzeugt. Infolgedessen wird der

Kraftaufwand beim Hineindrücken der Zunge hierdurch größer, als es sonst schlechthin der Fall wäre.
Von allem dem ausgehend ist es das besondere Ziel der Erfindung, eine lesbare elektrische Verbindung zu schaffen, bei der bei gleichzeitiger Bereitstellung einer großen Kontaktfläche zwischen den Elementen hohe Kontaktdrucke zustande komment ohne daß jedoch die Größe der Einzelteile dementsprechend vergrößert werden mußten.
Gleichzeitig soll eine lesbare elektrische Verbindung geschaffen werden, die eine große mechanische St@bilität besitzt, während der Kraftbedarf beim Verbinden nur gering tat.
Weiterhin macht sich die Neuerung zur Aufgabe, eine Verbindungsbuchse zu schaffen, deren Gestaltung zu einer Vereinfachung der Herstellung beim Stanzen und Formen führt.
Was weiterhin angestrebt wird, ist die Schaffung einer aus Blech bestehenden Verbindungsbuchse, die die zugehörige Zunge bei einem minimalen Kraftaufwand beim Verbinden aufnimmt, während sie jedoch eine große Festhaltekraft entwickelt.
Schließlich soll eine verbesserte elastische Anordnung bei einer aus Blech bestehenden Verbindungsbuchse erreicht werden, wobei die Federspannung gleichmäßig verteilt und auf diese Weise eine unzulässige Konzentration der Beanspruchung auf irgendeinen Punkt der Anordnung vermieden wird.
Eine neuerungsgemäße lösbare elektrische Federklammer-Verbindung zum schnellen Vereinigen der Enden zweier Drähte, welche mit einer flachen Kontaktzunge aus Metallblech zusammenwirkt und einen Boden und überhängende Federarme besitzt, die an gegenüberliegenden Seiten des Bodens entspringen und mit den Stirnkanten ihrer gebogenen Enden gegen den Boden hin federn, ist dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Kontaktbereich des Bodens nach der Seite der überhangenden Federarme hin schwach durchgebogen ist, und der elastische Teil der Federklammer von deren Stirnkanten bis zur Höhe der Durchbiegung reicht. Auf diese Weise ist die Tendenz des Kontaktbereiches des Bodens, sich beim Einführen der Kontaktzunge in die federnde Klammer konkav durchzubiegen, wesentlich verringert. Es ergibt sich nämlich, daß bei eingeführter Kontaktzunge der Boden der Klammer zumindest über den Hauptteil hinweg einen im wesentlichen Fläche-auf-Fläche-Kontakt mit der Bodenfläche der Kontaktzunge bildet.
Die Zeichnungen stellen dar : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zweier zusammenpassender Elemente einer Ausführungsform der Neuerung.
Fig. 2 eine Grundrißansicht der miteinander verbundenen Elemente.
Fig. 3 eine Seitenansicht des Endes der Federklemmen.
Fig. 4 einen etwas vergrößerten Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 3 und Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 der Fig. 2.
Nach den Fig. 1 und 2 besteht die allgemein mit 1 bezeichnete Verbindungsbuchse aus einem Blemmenteil 3 und einer Federklammer 5, die eine dazu passende, im allgemeinen rechteckige Kontaktzunge 7 aus Blech aufnehmen kann. Die Verbindungsbuchse 1 wird am besten durch Pressen aus einem Blechstanzling oder Streifen eines geeigneten elektrisch leitenden Materials, wie Messing, Bronze oder einer anderen Legierung, hergestellt, wobei das Metall genügend hart und elastisch sein soll, um der Federklammer eine genügende Einfederung zu verleihen. Hierbei empfiehlt es sich zugleich, ein treibfähigen Material auszuwählen, damit der Klemmenteil 3 auf kaltem Wege durch Preßaufschrumpfungen auf das Ende eines Leiters 9 aufaetzbar ist.
Die Federklammer 5 ist mit Federarmen 11 versehen, die an gegenüberliegenden Seiten des Bodens 17 entspringen. Die Federarme 11 sind nach innen zu umgebogen, so daß sie über einen Teil des Bodens 17 liegen, wobei die Stirnkanten 15 an den freien Enden der Federarme 11 im wesentlichen parallel zum Boden 17 liegen und gegen die Oberfläche der zugehörigen Kontaktzunge 7 drücken können. Die Ebene der Flächen der Stirnkanten 15 kann (vgl. Fig. 3) der Länge nach etwas gegen die Mitte des Bodens 17 geneigt sein, so daß als Folge des Einführens der Kontaktzunge eine nach oben und nach außen gerichtete Bewegung der Federarme 11 eintritt und die Stirnkanten 15 in einen Fläche-auf-Fläche-Kontakt mit der flachen oberen Fläche der Kontaktzunge gelangen (vgl. Fig. 6). Der Zwischenraum zwischen dem Boden 17 und den Stirnkanten 15 ist beträchtlich kleiner als die Dicke der Kontaktzunge 7, wodurch die Zunge mit nachhaltigem Druck erfaßt wird. Der erwähnte Zwischenraum wird vorzugsweise so bemessen, daß diejenige größte Aufspreizung erreicht wird, die die Elastizität des Metalls ohne bleibende Verformung der Federarme 11 bei einem wiederholten Verbinden und Trennen der Glieder zuläßt.
Wie am besten aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist der Teil des Bodens 17, der den Kontaktbereich umfaßt, in bezug auf die Seiten der Klammer erhöht angeordnet, so daß sich die Federarme 11 um die Seitenkanten der Zunge 7 herumkrümmen (vgl.Fig.6) und innerhalb des elastischen Teiles der Federarme zumindest diesen Teil des Bodens 17 bis zu einem erhöhten Punkt einschließen. Weiterhin ist es erwünscht, daß der Boden 17 leicht nach oben gebogen ist und, zumindest während der anfänglichen Federapreizung des die Klammer bildenden Metalls, in dem elastischen Teil jeden Federarmes 11 die entsprechende Hälfte des Bodens 17 von dessen Seitenkante

ausgehend bis zur Hohe des Bogens umfaßt. Es wird voraus-

gesetzt, daß der Bogen des Bodens 17 nach dem vollständigen Einführen der Zunge (vgt. Fig. 6) im wesentlichen abgeflacht ist, wobei die Elastizität des Bogens zu dem Gesamtfederdruck auf die Zunge beiträgt. Als Folge der Ausgestaltung der Federelemente in der dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht beim Boden die Tendenz, sich beim öffnen der Federarme 11 durch die Zunge 7 nach außen aufzubiegen, welcher Vorgang zu einem unerwünschten Kantenkontakt der Zunge 7 mit den Seiten des Bodens 17 fahren wurde. Indem der Klammerboden mit einem nach oben gerichteten vorgeformten Bogen versehen wird, wird der Tendenz zum Durchbiegen entgegengetreten, wobei die gewünschte flache Kontaktfläche zwischen den Elementen erhalten wird.

Die Haltekraft der Federklammer 5 kann noch weiter vergrößert werden, indem eine Auswölbung 19 vorgesehen wird (vgl. Fig. 5 L die vorzugsweise halbkreisförmig von dem Einführungsende der Federklammer weg geneigt ist, um eine scharfe hintere Kante 22 zu schaffen, die in eine abgerundete Auswölbung 21 auf der Kontaktzunge 7 einrastet, wenn diese in die Klammer eingeführt wird. Die Auswölbung 19 besitzt vorzugsweise eine Höhe von annähernd einem Drittel der Materialdicke der Faderklammer 5, wodurch die Haltekraft der Klammer weiter vergrößert wird, ohne daß gleichzeitig die Spreizungsbeanspruchung, die die Federarme als Folge des Anhebens durch die Zunge erfahren, wenn diese sämtlich vor dem Einrasten in die Auswölbung 21 über die entsprechende Auswölbung gleitet, in unzulässiger Weise überschritten wird.

Die Erhöhung des Bodens 17 dient dazu, die Klammer von

einem zwangsweisen Kontakt mit einem Grat 24 der an den

Seitenkanten der Zunge 7 als Folge des zur Herstellung der

Zunge angewendeten Stanzens verblieben sein konnte, fernzu-

halten. Der zum Einschieben der Zunge erforderliche Kraftaufwand wird dadurch auf ein Geringstmaß herabgesetzt und ist auf jeden Fall nicht größer, als er erforderlich ist, um den Abstand der Stirnkanten 15 vom Boden 17 durch Spreizen der Federarme 11 in einem Umfang zu vergrößern, der ausreicht, die Zunge in die Klammer einzulassen. Außerdem bewirkt der Fortfall des Kontaktes der Kanten der Zunge 7 mit den Seitenteilen der Klammer, daß kein Knickpunkt vorhanden ist, um den sich die Federarme leicht verbiegen könnten. Die Konzentration der Beanspruchung an einem solchen Punkt würde erfordern, daS die Klammer aus einem Metall beträchtlicher Dicke hergestellt wird, damit sie imstande ist, den zum Hervorbringen des gewünschten Kontaktdruokes erforderlichen Beanspruchungen standzuhalten. Bei der dargestellten Ausfuhrungsform sichert die Krümmung der Federarme 11 um die Zungenkanten herum und die Biegung des Bodens 17 eine im wesentlichen gleichmäige Verteilung der Beanspruchung von den Druckpunkten auf den Stirnkanten 15 ausgehend zur Hohe des

Bogens des Bodens 17. Im übrigen kann, indem die Länge des

Metalls in dem elastischen Teil so weit erstreckt wird, daß dieser einen Teil des Bodens 17 umfaßt, zwischen den innementen bei einer gegebenen Materialstärke eine größere Spreizung erhalten werden, ohne daß das Metall eine bleibende Verformung erfährt.

Die Haltekraft der Klammer kann natürlich durch Verstärken des Materials, aus dem die Klammer hergestellt wird, vergrößert werden. In dem Maße, wie die Materialdicke vergrößert wird, werden jedoch die Federglieder 11 steifer und erfordern die Anwendung größerer Zusammensetzkraft, während zugleich das Formgebungaverfahren schwieriger wird. Die wirksamere Verwendung des verfügbaren Materials ergibt jedoch nach der vorliegenden Erfindung in den normalen Verwendungsbereichen dieser Klammern den erforderlichen Federdruck, während zugleich der zum Zusammenfügen erforderliche Kraftaufwand gering ist. Bei dieser Verbindungsbuchse kann die Steifheit der Klammer im ganzen verringert werden, indem in dem Boden 17 ein oder mehrere Querschlitze 25 vorgesehen werden, die eine größere Federspreizung ohne bleibende Verformung zulassen. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind zwei eng beieinanderliegende Schlitze 25 vorgesehen, wobei der dazwischenliegende Streifen 27 des Bodens

17 einen geeigneten Platz für die Auswölbung 19 bietet. Bei

dieser Anordnung kann ein wesentlicher Teil der Federspreizung der Klammern die erforderlich ist, um der Zunge 7 das Ober gleiten über die Auswölbung 19 zu gestatten, von der nach unten erfolgenden Durchbiegung des Streifens 27 übernommen werden, wodurch die Federarme 11 entlastet werden.

Falle es erwanaeht ist können die vorderen Kanten 23

der freien Enden der Arme 11 eine Neigung besitzen, so daß sie die Zunge 7 leicht in die Klammer hineingleiten.
Für Versuchszwecks wurde eine nach den Grundsätzen der Erfindung konstruierte Verbindungsbuchse aus dreiviertelharten Messingstreifen von etwa 0,5 mm Stärke hergestellt.
Dabei betrug die äußere Breite der Klammer 7, 6 mm bei einem Zwischenraum von 0, 6 mm zwischen den Stirnkanten 15 und dem Boden 17, in den eine 018 mm starke Zunge hineinpaßte, wobei

die Stirnkanten 15 unter einem Winkel von annähernd 20 ge-

neigt waren. Der Boden 17 war um annähernd 0, 15 mm erhöht

und wies eine Durchbiegung von 0,075 mm auf, während die an den Boden 17 angrenzenden Seiten der Klammer eine Rundung mit einem Innenradius von 0, 38 mm besaßen. Bei dieser Konstruktion war zum Einführen der Zunge eine Kraft von durchschnittlich 4536 g erforderlich, während zum Lösen der Zunge aus der Klammer durchschnittlich 5443 g benötigt wurden. Schutzansprüche :

Claims

Schutzansprüche: 1. Lösbare elektrische Federklammer-Verbindung zum schnellen Vereinigen der Enden zweier Drähte, welche mit einer dawa flachen Kontaktzunge aus Metallblech zusammenwirkt und einen Boden und überhängende Federarme besitzt, die an gegenüberliegenden Seiten des Bodens entspringen und mit den Stirnkanten ihrer gebogenen Enden gegen den Boden hin federn, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Kontaktbereich des Bodens nach der Seite der überhängenden Federarme hin schwach durchgebogen ist, und der elastische Teil der Federklammer von deren Stirnkanten bis zur Hohe der Durchbiegung reicht.
2. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da8 bei eingeführter Kontaktzunge ( ?) der Boden (17) der Klammer (5) zumindest über den Hauptteil hin- weg einen im wesentlichen Fläche-auf-Fläche-Kontakt mit der

Bodenfläche der Kontaktzunge (7) bildet.
3. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnkanten der Federglieder (11) von dem Kontaktbereich des Bodens (17) einen Abstand besitzen, der geringer ist als die Höhe der Kontaktzunge (7).
4. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Federklammer auf dem Kontaktbereich des Bodens (17) eine abgerundete Auswölbung (19) besitzt und in diese Auswölbung eine Auswölbung (21) der Kontaktzunge (7) einrastend eingreift und vorzugsweise die auf dem Boden (17) der Klammer (5) vorgesehene Auswölbung (19) einen im wesentlichen halbkreisförmigen Rand auf dem Kontaktbereich des Bodens (17) besitzt und gegen das Einführungsende der Federklammer hin geneigt ist und eine scharfe hintere Kante besitzt.
5. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Federarme (11) von jeder Seite des Kontaktbereiches des Bodens (17) ausgehend zuerst nach unten, danach nach außen, nach oben, nach innen gegeneinander gerichtet und danach wieder nach un- ten fortsetzen, so daß sie räumlich die Seitenkanten einer ein- geführten Kontaktzunge (7), ohne diese zu berühren, umgeben,

daß jeder Federarm (11) mit seiner Stirnkante (15) auf der eingeführten Kontaktzunge (7) aufliegt und die Stirnkanten im wesentlichen die gleiche Längsausdehnung wie der Kontaktbereich des Bodens (17) haben.
6. Elektrische Verbindung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des durch jeden überhängenden Federarm ( bestimmten, parallel zur Kontaktzunge (7) liegenden Flächenstreifens etwa ein Drittel der zwischen den nach oben gerichteten Abschnitten der beiden Federarme (11) möglichen Gesamtbreite ist.
7. Elektrische Verbindung nach Anspruch 5 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das vorderste Ende (23) der Stirnflächen der Überhängenden Federarme (11) an der Einführungsseite der Kontaktzunge (7) abgeschrägt ist.