DE2848933A1

DE2848933A1 - Loetloser steckverbinder

Info

Publication number: DE2848933A1
Application number: DE19782848933
Authority: DE
Inventors: Frederick J Turk
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1977-11-10
Filing date: 1978-11-09
Publication date: 1979-05-17
Also published as: AU524790B2; CH645480A5; AU4145778A; NL184653B; GB2008866B; NL7811055A; ZA786320B; DE2848933C2; FR2408922A1; JPS6146950B2; SE426275B; GB2008866A; FR2408922B1; BR7807401A; US4124265A; JPS5475587A; NL184653C; SE7811477L; CA1099356A

Description

Minnesota Mining and Manufacturing Comp. ,St.Paul.Minnesota,"V.St.A.

Lötloser Steckverbinder

Die Erfindung betrifft einen lötlosen Steckverbinder, der für einen schnell lösbaren Endverscliluß mit einem isolieten Leiter sorgt.

Der Steckverbinder gemäß der Erfindung weist ein planes Kontaktelement mit einem Teil, der zur Herstellung eines Kontakts mit einem isolierten Leiter die Isolation des letzteren verschieben kann und rückfedernd wirkt, und einen liutteil zum Herstellen eines federnden Kontaktes mit einer steckerartigen Leiterschiene auf. Die Nut zur Aufnahme der steckerartigen Leiterschiene wird von sich verjüngenden Armen gebildet, um das erforderliche Material gering zu halten und mechanische Spannungen zu verteilen.

Das ebene Kontaktelement kann vorteilhafterweise aus einem geeigneten flachen, metallischen Material, wie z.B. Messingkartusche (ODA Legierung 260), Berylliumkupfer oder einer Aluminiumlegierung,

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ai,is;jtiCt.Di?.:-'.t ·;ν·.η. /) r Ausstanzen avj, oxjinr." ;'.\1-νγ:3 ei V:"!iv^>n< o:-;'· ~ licht das Einhalten engerer Toleranzen, als sie "bei hsrkÖTnnliohen gebogenen Kontakten möglich sind.

Da bei der Herstellung eines Kontaktes beim erxinduiigsgenrlßen Steckverbinder ein Biegen nicht notwendig ist, ist auch die Verwendung von Materialien mit hohem Härtegrad, z.B. eine Messinglegierung (CDA Legierung mit Härtegrad 195 MK) möglich, die für Biegevorgänge weniger geeignet sind. Die Verwendung von Materialien mit hohem Härtegrad gewährleistet einen Kontakt mit angemessener Eückfederwirkung, weil die Menge des in dem Steckverbinder verwendeten metallischen Materials reduzierbar ist.

Ein weiterer Vorteil des planen KontaktStückes liegt darin, daß die mechanischen Eigenschaften und die Leistungsfähigkeit des Kontaktstückes nur geringfügig von der Dicke des letzteren abhängig sind. Hierdurch ist ein verhältnismäßig breiter Toleranzbereich bezüglich der Dicke gegeben, ohne daß die Qualität des hergestellten Kontaktes beeinträchtigt wird.

Das plane Element wird in einem Isoliergehäuse aus einem geeigneten polymeren Material, wie z.B. Polypropylen oder Nylon derart in Stellung gehalten, daß es im elektrischen Kontakt sowohl mit dem isolierten Leiter, als auch mit dem schienenartigen Stecker steht. Das Gehäuse weist obere und untere Gehäuseteile auf, die miteinander über ein flexibles Gelenk verbunden sind.

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Bereiche, die den Leiter aufnehmen und tragen, sind in dem oberen und dem unteren Gehäuseteil ausgebildet, halten den isolierten Leiter und sorgen dafür, daß er mit dem Teil des planen Elementes, der mit dem Leiter in Kontakt kommt, unter Verschieben der Isolierung in einen elastischen Kontakt gedrückt wird, wenn die Gehäuseteile in ihre ineinanderfassende Schließstellung gedrückt werden. Ein iiutbereich im Gehäuse sorgt für eine Öffnung zum Aufnehmen und itihren des schienenartigen Steckers in das plane Kontaktstück. Die isolierenden Gehäuseteile, die den ITutbereich bilden, halten den schienenartigen Stecker in einer Ebene senkrecht zur Ebene des planen Steckerelements.

Eine Einrichtung zum Festhalten und Ausrichten, die an den Gehäuseteilen befestigt ist, gewährleistet die Sicherung der Teile des isolierenden Gehäuses in der geschlossenen Stellung.

In Anwendungsfällen, in denen der Leiter aus dem Stecker gezogen werden kann, können zwei oder mehrere Kontaktelemente in dem Isoliergehäuse angeordnet werden, um den Widerstand gegen ein Herausziehen des Leiters zu erhöhen. Auch kann durch das Anordnen von zwei oder mehreren planen Kontaktelementen in dem isolierenden Gehäuse der schienenartige Stecker sehr tief in das Kontaktelement eingesetzt werden, ohne mit der Wandung der Vertiefung oder Bohrung in Berührung zu kommen, die in der Mitte einiger steckerartiger Messerkontakte vorgesehen ist.

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Die Erfindung wird nunmehr im Einzelnen an Hand der Zeichnungen "beschrieben. In letzteren sind:

Fig. 1 eine maßgleiche Ansicht eines planen Elementes zum Herstellen eines Kontaktes mit einem isolierten Leiter und einem herkömmlichen messerartigen Stecker,

I?ig. 2 eine auseinandergezogene, maßgleiche Ansicht eines planen Kontaktelementes und eines zweiteiligen Isoliergehäuses zur Aufnahme eines herkömmlichen schienenartigen Steckers,

Fig. 3 eine auseinandergezogene, maßgleiche Ansicht eines planen Kontaktelementes und eines einstückigen, aufklappbaren Isoliergehäuses, und

Fig. M- eine maßgleiche Ansicht eines Steckverbinders gemäß Fig. 3 in der geschlossenen Stellung zur Aufnahme eines vollständig isolierten, schienenartigen Steckers.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, begrenzen die Kanten 6 und 7 des planen Kontaktelementes 5 eine Mut zur Aufnahme eines Leiters, um einen rückfedernden, elektrischen Kontakt mit einem isolierten, gelitzten Leiter 11 oder einem isolierten Leiter 11 mit einem massiven Kern 9 zu bilden. Wenn der Leiter 11 in eine Öffnung 8 gedrückt wird, wird die Isolation 10 des Leiters 11 vom Leiterkern 9 verschoben, so daß ein elastischer Kontakt

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zwischen den Kanten 6 und 7 der ϊ-Jut und dem Leiterkern 9 hergestellt wird.

Das plane Element 5 gabelt sich in ein Paar Arme 14- und 15, die konvergieren und eine Hut zur Aufnahme des schienenartigen Steckers 17 "bilden, wobei die Arme mit letzteren in Berührung stehen. Die Hut 16 erstreckt sich senkrecht zur Achse der Öffnung 8. Wenn ein schienenartiger Stecker 17 in die ITut 16 gedruckt wird, xierden die Arme 14 und 15 in der Ebene des Kontaktelementes verschoben und bilden mit dem schienenartigen Stecker über eine Kontalrfcfläche 18 einen elektrischen Kontakt. Die Kontaktfläche 18 hängt von der Dicke des schienenartigen Leiters ab und ist unabhängig von der Strecke, über die der schienenartige Leiter in das plane Element eingesetzt ist. Die Arme 14 und 15 verjüngen sich, um das für die Bildung des planen Elementes erforderliche Material zu minimalisieren und um die Beanspruchung zu verteilen.

Fig. 2 zeigt das Isoliergehäuse, in der offenen Stellung, daß aus einem oberen, deckelartigen Teil 21 und aus einem unteren Basisteil 22 gebildet ist. Zusammenwirkende Kanäle 24- bzw. 25 sind in den oberen bzw. unteren. Gehäuse flächen ausgebildet. Die Kanäle können funktionell das plane Element 23 aufnehmen und in einer Ebene senkrecht zu Kanälen 26 und 27 anordnen, die den Leiter aufnehmen. Plane Bereiche 28 und 29 sind in dem

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oberen bzw. dem unteren Gehäuseteil ausgebildet. Wenn das Gehäuse geschlossen ist, bilden die planen Bereiche einen Kanal zum Ausrichten des steckerartigen Elementes senkrecht zu dem planen Element, wenn das steckerartige Element in die Öffnung des planen Elementes 23 eindringt.

Einrichtungen zum Festhalten und Ausrichten sind vorgesehen, um das Isoliergehäuse in der geschlossenen Stellung zu halten. Fünf Streben mit hakenartigen Teilen 41, 42, 43, 44, 45 und eine sechste, nicht dargestellte Strebe dringen in ausgerichtete, entsprechende von fünf Hüten 47, 48, 49, 50? 51 sowie eine sechste, nicht dargestellte Nut, die um den umfang der Gehäuseteile angeordnet sind, beim Schließen der Gehäuse ein. Die Streben biegen nach außen beim Schließen der Gehäuseteile durch und krümmen sich dann über die planen Bereiche der Gehäuseteile, um das Gehäuse wirksam in seiner geschlossenen Stellung zu halten.

Im Betrieb sind das plane Kontaktelement in die Hut 24 eingesetzt und ein Leiter in dem Kanal 27 des unteren Gehäuseteils 22 angeordnet. Der obere Gehäuseteil ist dann über dem Gehäuseteil 21 angeordnet und zu diesem ausgerichtet.

Eine geeignete Preßvorrichtung, wie z.B. eine Kneifzange, wird dann an den flachen Flächen 37 und 38 der oberen und unteren Gehäuseteile angesetzt, um die Gehäuseteile gegeneinander zu

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drücken. Hierdurch wird der Leiter in die, die Isolation vom Leiter verschiebene Öffnung des planen Eontaktelementes gedrückt und der Leiberkern kommt in elastischen, elektrischen Eontakt mit den parallelen Wänden des planen Kontaktelementes. Gleichzeitig kommen die Verriegelungseinrichtungen 41 bis 4-5 mit den Nuten 4-7 "bis 51 in Eingriff, wodurch das Gehäuse in der geschlossenen Stellung verriegelt xirird. Auf diese Weise wird die Anordnung eines schnell lösbaren Endverschlusses an einem isolierten Leiter hergestellt. Ein schienenartiger Stecker kann durch die Öffnung des Gehäuses eingesetzt werden und mit den planen Flächen 28 und 29 in Berührung gebracht werden, die den schienenartigen Stecker in die Öffnung des mit der Schiene in Kontakt kommenden Teils des Kontaktelementes 23 führen, wodurch der elektrische Kontakt über das Kontaktelement mit dem Leiter hergestellt wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist das Isoliergehäuse einstückig ausgebildet. Der obere Gehäuseteil 60 und der untere Gehäuseteil 61 sind an einem ζentrisehen Abschnitt 62 angelenkt, der eine Mut 63 zur Aufnahme des schienenartigen Steckers aufweist. Zusammenwirkende Kanäle 66 und 67 sind in dem oberen und in dem unteren Gehäuseteil quer zu dem den Leiter aufnehmenden Kanal ausgebildet. Diese Kanäle halten das plane Kontaktelement 68 reibmäßig in einer senkrechten Beziehung zu planen Flächen 69 und 70 fest, die an dem oberen bzw. an dem unteren Gehäuseteil ausgebildet sind, in der Betrie.bsstellung sind

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das plane Kontaktelement in der Hut 66 der isolierte Leiter in dem Kanal 64· angeordnet.

JTachdem der Leiter in dem Kanal 64 angeordnet worden ist, werden die Gehäixseteile um die Gelenke 71 und 72 zusammengeklappt, um die mündungsartigen Öffnungskanten des planen Elementes 68, die die Isolation des Leiters durchstoßen können, mit dem in dem Kanal 64 liegenden Leiter in Berührung zu "bringen.

Eine Preßvorrichtung, wie z.B. ein Paar Zangen, wird an den flachen Flächen 73 und 7^l'~ angesetzt, wie aus Fig. ^l'· hervorgeht, um den Steckverbinder in die geschlossene Stellung zu pressen. Eine Einrichtung 75 zum Festhalten und Ausrichten kommt dann mit einer schlingenartigen Einrichtung 76 am unteren Gehäuseteil in Eingriff und hält den Steckverbinder in seiner geschlossenen Stellung.

Die aus den Fig. 3 und 4- hervorgehende Ausfülirungsform ist auch zur Herstellung einer Verbindung mit einem vollkommen isolierten, schienenartigen Stecker 77 verwendbar. Ein herkömmlicher schienenartiger Stecker 78 ist in Fig. 4- mit gestrichelten Linien in einer Isolierhülse angeordnet gezeigt. Das rechteckige Profil des fertiggestellten Steckverbinders führt die Isolierhülse 79 des vollständig isolierten, schienenartigen Steckers 78 und richtet diesen aus. Letzterer kann hierdurch in die Nut 63 des Steckverbinders eindringen, wobei ein elektrischer Kontakt mit

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dem im Gehäuse des Steckverbinders befindlichen planen Element 68 hergestellt wird.

In Anwendungsfällen, in denen ein zusätzlicher Widerstand gegen ein Herausziehen des Leiters erwünscht ist, können zwei oder mehrere plane Elemente in im Abstand zueinander parallel angeordneten Eanälen im Isoliergehäuse angeordnet sein. Ferner können Vorsprünge an den Gehäuseteilen ausgebildet sein, die in die den Leiter aufnehmenden Kanäle vorragen, um die Isolation der Leiter einzukerben und um eine Längsbewegung der Leiter zu verhindern.

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M 5994-

Patentanspräche

( 1.jLötloser, elektrischer Steckverbinder zur Herstellung eines dauerhaften elektrischen Kontaktes mit einem isolierten Leiter und eines schnell lösbaren elektrischen Kontaktes, mit einem schienenartigen Stecker, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein planes, elektrisch leitendes Kontaktelement und ein Isoliergehäuse vorgesehen sind, daß das Kontaktelement eine U-förmige, mit dem Leiter einen rückfedernden Kontakt bildene Nut aufweist, die von parallelen Kanten "begrenzt wird und einen Bereich aufweist, in dem die Kanten leicht divergieren und eine den Leiter aufnehmende und die Isolation verschiebene Mündung bilden, daß das plane Kontaktelement einen gegabelten Teil mit zwei Armen aufweist, deren gegenüberliegende Kanten eine Mut zur Aufnahme des schienenartigen Steckers bilden, daß die Nut einen Bereich derart verminderten Querschnitts aufweist, daß der in die Nut eingesetzte schienenartige Stecker elastisch an dem Bereich verminderten Querschnitts mit den Armen in Berührung steht, daß das Isoliergehäuse einen oberen und einen unteren Gehäuseteil aufweist, wobei erste und zweite Kanäle in dem oberen bzw. dem unteren Gehäuseteilen ausgebildet sind, die in der geschlos-

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senen Stellung der Gehäuseteile einen rohrförmigen, den Leiter aufnehmenden Kanal bilden, daß die oberen und unteren Gehäuseteile zu den den Leiter aufnehmenden Kanälen quer verlaufende Kanäle zum Aufnehmen und Festhalten des planen Elementes aufweisen, wobei letzteres in Eingriff mit einem im Kanal des unteren Gehäuseteils liegenden Leiter derart "bringbar ist, daß die Isolation durchstoßbar und ein elastischer Kontakt mit dem Leiterkern herstellbar sind, daß die oberen und unteren Gehäuseteile plane Tragflächen zum Ausrichten und Tragen des schienenartigen Steckers aufweisen, wenn letzterer in Eingriff mit dem gegabelten (Teil des planen Elementes getrieben ist, daß die oberen und unteren Gehäuseteile eine Eingangsnut für den schienenartigen Stecker bilden, und das eine Einrichtung zum Festhalten der Gehäuseteile in der geschlossenen Stellung vorgesehen ist.
2. Lötloser Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß das Isoliergehäuse einen zentrischen Abschnitt mit einer Mut zur Aufnahme des schienenartigen Steckers aufweist, und das eine Gelenkeinrichtung den oberen und den unteren Gehäuseteil an dem zentrischen Abschnitt verbindet.
3. Lötloser Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhalteeinrichtung einen am oberen oder unteren Gehäuseteil in Mähe des den Leiter aufnehmenden Kanals angeordneten Verriegelungshaken aufweist, und daß eine mit letzterem zusammenwirkende Verriegelungsaussparung an dem unteren

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oder dem oberen Gehäuseteil in ITähe des den Leiter aufnehmen el en Kanals ausgebildet ist, die in der geschlossenen Stellung der Gehäuseteile mit den Verriegelungshaken in Eingriff steht.
4. Lötloser Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verriegelungseinrichtung eine Anzahl um den ITnfanp' des oberen und des unteren Gehäuseteils herum angeordnete Yerriepjelungsbolzeii aufweist, die sich in Richtung senkrecht zur Ebene der planen Tragflächen für den schienenartigen Stecker erstrocken, und daß eine Anzahl Verdegelungsnuten a^T-~ Umfang des oberen und des unteren Gehäuseteils vorgesehen sir-d, die die Verriegelungsbolzen beim Zusammenpressen der Gehäuseteile in ihre geschlossene Stellung aufnehmen.

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