DE3320440C2

DE3320440C2 - Elektrischer Verbinder

Info

Publication number: DE3320440C2
Application number: DE3320440A
Authority: DE
Inventors: John E. Schiller Park Ill. Armando; Vincent B. Prospect Heights Ill. Brown; Charles A. McHenry Ill. Kozel; John T. Palatine Ill. Scheitz
Original assignee: Methode Electronics, Inc., Chicago, Ill.
Priority date: 1982-06-07
Filing date: 1983-06-06
Publication date: 1987-04-02
Also published as: FR2528246B1; JPH0155752B2; US4537456A; GB2122036B; FR2528246A1; JPS58216373A; CA1194568A; DE3320440A1; GB2122036A; GB8311340D0

Abstract

Der elektrische Verbinder umfaßt ein Isoliergehäuse (12), in dem eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Metallkontakten (26) angeordnet ist. Jeder Metallkontakt (26) ist mit die Isolierung eines anzuschließenden Drahtes verdrängenden Klemmbacken (34, 36) versehen. Diese Klemmbacken (34, 36) legen einen zugeordneten, mit Isolierung versehenen Draht mechanisch fest und stellen gleichzeitig die elektrische Verbindung des Leiters mit dem zugeordneten Kontakt (26) her. Jeder Leiter wird angeschlossen, indem er zwischen ein Paar von Klemmbacken (34, 36) eingequetscht wird. Der elektrische Verbinder kann mit einem gleichen Verbinder zusammengesteckt werden, wobei jeweils ein Kontakt des einen Verbinders elektrisch mit einem entsprechenden Kontakt des anderen Verbinders zusammengesteckt wird. Der Verbinder umfaßt einen angelenkten Deckelteil (18), welcher die Kontakte (26) isoliert und an dessen Innenseite Erhebungen (40) gebildet sind, die dazu dienen, die Kontakte und die daran angeschlossenen Drähte festzulegen; die Erhebungen (40) dienen auch als Werkzeug zum Einquetschen der einzelnen Drähte zwischen die Klemmbacken (34, 36) des entsprechenden Kontaktes (26).

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solcher elektrischer Verbinder ist aus der US-PS 40 62 616 bekannt. In dem Isoliergehäuse dieses Verbinders ist eine Vielzahl von Kontakten zum Anschließen entsprechend vieler isolierter Drähte nebeneinander angeordnet. Die Drähte werden jeweils zwischen zwei Klemmbacken S-förmig eingelegt, zwischen die sie durch Erhebungen an der Innenseite eines Deckelteils eingezwängt werden, wobei die Klemmbacken die Isolierung durchdringen und so einen elektrischen Kontakt mit dem Leiter herstellen. Durch die Erhebungen an der Innenseite des Deckelteils werden die Drähte vor und hinter den Klemmbacken erfaßt und dadurch niedergedrückt und zwischen die Klemmbacken gezogen. Ein solcher elektrischer Verbinder ist nur für relativ dünne, hochflexible Drähte verwendbar, die sich ohne größeren Widerstand S-förmig verlegen und durchbiegen lassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Verbinder der oben angegebenen Art für größere Leistungen bzw. stärker dimensionierte Drähte geeignet zu machen.
Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen elektrischen Verbinder durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Verbinder sind die Erhebungen an der Innenseite des Deckelteils jeweils fluchtend mit einem Abteil des Gehäuses angeordnet und befinden sich relativ zu den Klemmbackenpaaren in einer solchen Stellung, daß sie bei heruntergeklapptem Deckelteil zwischen die Klemmbacken greifen und den Isolierdraht unmittelbar zwischen die Klemmbacken einzwängen. Die Isolierdrähte müssen bei diesem Vorgang nicht verbogen werden und können daher steif und stark dimensioniert sein.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines elektrischen Verbinderpaares aus zwei Verbinderelementen mit Steckerteil- und Buchsenteilfunktion, wobei jedes Verbinderelement drei Kontakte und die zugeordneten Drähte aufweist und die Verbinderelemente zueinanderpassend dargestellt sind;
Fig. 2 eine Seitenansicht der beiden passend zusammengesetzten Verbinderelemente, die in Fig. 1 gezeigt sind;
Fig. 3 eine Schnittansicht der beiden Verbinderelemente vor dem Zusammenstecken;
Fig. 4 eine Schnittansicht der beiden Verbinderelemente im zusammengesteckten Zustand;
Fig. 5 eine Perspektivansicht eines elektrischen Verbinderelements mit einem angelenkten Deckelteil, das hochgeklappt ist, so daß die drei Metallkontakte im Inneren des Verbindergehäuses freigelegt sind, wobei mehrere Erhebungen auf der Innenseite des Deckelteils zu erkennen sind;
Fig. 6 eine Schnittansicht des in Fig. 5 gezeigten Verbinderelements, wobei der angelenkte Deckelteil in der vollständig geöffneten Stellung gezeigt ist und ein isolierter Draht vor dem Festlegen und Anschließen an einem der Kontakte des Verbinders dargestellt ist; und
Fig. 7 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 6, wobei jedoch der angelenkte Deckelteil in seiner vollständig geschlossenen Stellung gezeigt ist, nachdem er als Werkzeug zum Festlegen und Anschließen eines mit Isolierung versehenen Drahtes verwendet wurde, indem er nach unten zwischen die Klemmbacken eines der Kontakte des Verbinders gedrückt wurde.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Insbesondere zeigen die Figuren 1 bis 4 ein Verbinderpaar aus völlig gleichen Verbinderelementen 10, die für große Leistungen bzw. Stromstärken ausgelegt sind, ineinanderpassen und sowohl Steckerteil- als auch Buchsenteilfunktion aufweisen. Da die beiden Verbinderelemente völlig gleich sind, wird im folgenden nur eines von ihnen beschrieben.
Das Verbinderelement 10 weist ein Gehäuse 12 aus Plastikmaterial oder einem anderen Isolierstoff auf und besitzt einen starren Gehäuseabschnitt 14, eine Mehrzahl von flexiblen Fingern 16 sowie einen angelenkten Deckelteil 18. Der starre Gehäuseabschnitt 14 umfaßt eine Wandung 20 mit Trennwänden 22 zur Bildung von Abteilen 24für die Aufnahme von metallischen Kontaktelementen 26. Jedes Abteil 24 ist ferner gegenüber der starren Wandung 20 durch einen entsprechenden flexiblen Finger 16 begrenzt. Jeder flexible Finger 16 ist an einem Ende einteilig an eine Querwandung 28 des starren Gehäuseabschnittes 14 angeschlossen, so daß sein äußeres freies Ende freitragend gehalten ist. Jeder flexible Finger 16 ist im Querschnitt allgemein U-förmig, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, während die Breite jedes flexiblen Fingers geringer ist als der Raum zwischen den angrenzenden Trennwänden 22, damit diese Finger teilweise in den entsprechenden Abteilen 24 des jeweils anderen Verbinderelementes aufgenommen werden können.
Es ist ersichtlich, daß der für größere Leistungen ausgelegte Verbinder mit einer beliebigen Anzahl von Metallkontakten versehen werden kann, um das Anschließen einer entsprechenden Anzahl von mit Isolierung versehenen Leiterdrähten zu ermöglichen.
Jeder Kontakt 26 weist einen gebogenen äußeren Kontaktabschnit 30 (s. Fig. 3 und 4) und einen Basisabschnitt 32 auf, der seinerseits zwei Paare von die Drahtisolierung einquetschenden Klemmbacken 34 und 36 aufweist. Jedes Klemmbackenpaar weist zwei einander gegenüberliegend angeordnete Klemmteile auf, zwischen die ein anzuschließender, mit Isolierung versehener Draht hineingezwängt wird, wodurch diese Klemmteile in die Drahtisolierung eindringen und einen elektrischen Kontakt mit dem Leiterdraht herstellen, während sie den isolierten Draht gleichzeitig in dem Verbinder festlegen.
Die Klemmbacken 34 und 36 sind in der bereits erwähnten US-Patentanmeldung Nr. 1 62 247 vom 23. Juni 1980 im einzelnen beschrieben. Für eine detaillierte Beschreibund der Klemmbacken wird daher auf diese US-Patentanmeldung verwiesen. Jede Klemmbacke ist allgemein U-förmig, um zwei Kontaktpunkte zu schaffen; wenn also zwei Paare von einander gegenüberliegenden Klemmbacken 34 und 36 verwendet werden, wie bei der beschriebenen Ausführungsform, so entstehen an einem isolierten Draht, der in dem Verbinder endet, acht elektrische Kontaktpunkte.
Die Fig. 2 bis 7 zeigen die Art und Weise, in welcher der angelenkte Deckelteil 18 an den starren Gehäuseabschnitt 14 anschließt, nämlich über eine Gelenkverbindung 38, die einteilig an den angelenkten Deckelteil und den starren Gehäuseabschnitt 14 anschließt. Die Figuren 1 bis 4 und 7 zeigen den angelenkten Deckelteil 18 in seiner geschlossenen Stellung, während Fig. 5 ihn teilweise geöffnet und Fig. 6 ihn vollständig geöffnet darstellt. Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, sind auf der Innenseite des Deckelteils 18 mehrere Erhebungen 40 angebracht, die mit den Kontakten 26 und den im Verbinder endenden Isolierdrähten W zusammenwirken. Wie am besten aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, sind drei Reihen von miteinander fluchtenden Erhebungen 40 a, 40 b und 40 c vorhanden, wovon jeweils eine für einen Kontakt 26 vorgesehen ist und ihre Erhebungen zu dem entsprechenden Kontakt 26 und dem zugeordneten Isolierdraht ausgerichtet sind.
Die Reihen von Erhebungen 40 auf der Innenseite des angelenkten Deckelteils 18 haben verschiedene wichtige Funktionen. Eine Funktion besteht darin, daß der angelenkte Deckelteil 18 als Werkzeug zum Anschließen einer Mehrzahl von Isolierdrähten W in dem Verbinder verwendet wird. Fig. 5 zeigt das Ende eines anzuschließenden Drahtes W im Basisabschnitt 32 eines Kontaktes 26, wobei das Anschließen dadurch zustande kommt, daß das Drahtende in Richtung des Pfeiles hineingedrückt wird, bis es zwischen den beiden Paaren von Klemmbacken 34 und 36 eingequetscht ist, wodurch der Draht in Längsrichtung festgelegt ist und ein elektrischer Kontakt zwischen dem Kontakt 26 und dem Draht an acht verschiedenen Stellen hergestellt ist, wie zuvor bereits angegeben wurde.
Um das Anschließen zu bewirken, wird der Draht W in eine solche Lage abgesenkt, daß er auf der Oberseite der Klemmbacken 34 und 36 aufliegt, woraufhin dann einfach der angelenkte Deckelteil 18 abgesenkt wird und die Erhebungen 40 den Draht W erfassen und zwischen die Klemmbacken einquetschen, um den Anschluß zu bewirken. Normalerweise wird eine Mehrzahl von Drähten W in einem einzigen Arbeitsgang angeschlossen, und das Anschließen eines einzigen Drahtes W wurde nur als Beispiel beschrieben. Je nach der Größe der Drähte W und der Anzahl von anzuschließenden Drähten kann es vorteilhaft sein, anstelle des Deckelteils 18 ein getrenntes Anschließwerkzeug zu verwenden.
Fig. 7 zeigt den angelenkten Deckelteil 18 in seiner vollständig geschlossenen Stellung nach dem Anschließen von drei Drähten W an drei Kontakten 26 im Inneren des Gehäuses. Es ist ersichtlich, daß die Erhebungen 40 konkave Enden aufweisen, die eng an die Oberseite der isolierten Drähte W angrenzen. Somit verleihen die Erhebungen 40 dem Deckelteil 18 nicht nur die Funktion eines Anschließwerkzeugs, sie dienen auch zur axialen Festlegung der isolierten Drähte W. Die Erhebungen 40 sichern also die Isolierdrähte W gegen ein Herausziehen aus den Klemmbacken 34, 36 in Transversalrichtung. Wie bereits erläutert wurde, wird die Sicherung der isolierten Drähte W in Längsrichtung durch die Klemmbacken 34 und 36 gewährleistet, nachdem diese die Drahtisolierung beim Anschließvorgang durchdrungen haben.
Eine weitere Funktion der Erhebungen 40 besteht darin, daß sie die Kontakte 26 im Inneren des Gehäuses festlegen. Wenn der angelenkte Deckelteil 18 sich in der in Fig. 7 gezeigten geschlossenen Stellung befindet, reichen die Erhebungen 40 in jeder Reihe von miteinander fluchtenden Erhebungen zwischen die verschiedenen gegenüberliegenden Klemmteile der U-förmigen Klemmbacken 34 und 36 hinein, wodurch eine Längsbewegung dieser Klemmbacken blockiert wird. Wenn also an einem Isolierdraht W, der an einem Kontakt 26 angeschlossen ist, in Längsrichtung gezogen wird, so findet die auf den zugeordneten Kontakt ausgeübte, längsgerichtete Kraft ein Widerlager an den vorspringenden Erhebungen 40, die mit den Klemmbacken 34 und 36 zusammenwirken.
Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, sind zusätzliche in Längsrichtung wirksame Haltemittel in Form von innenseitig angeformten Erhebungen 42 vorgesehen, und zwar jeweils eine solche Erhebung für einen Kontakt 26 auf der Innenseite eines Wandungsteils 44 des starren Gehäuseabschnitts 14, wobei jede Erhebung 42 mit einer Metallzunge 46 an einem Kontakt 26 zusammenwirkt, um eine zusätzliche Sicherung des Kontaktes in Längsrichtung zu verschaffen.
Ein weiterer Vorteil des angelenkten Deckelteils 18 besteht darin, daß er eine Sicherheitsfunktion erfüllt, da er die Kontakte 26 vollständig isoliert, wenn er in geschlossener Stellung ist. Wenn der Verbinder im Gebrauch ist, ist der Deckelteil 18 normalerweise vollständig geschlossen, wie in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist. Fig. 5 zeigt zwei Rastflügel 48, 50 mit nach innen vorspringenden Rastelementen, die unter Schultern 52 und 54 greifen, wenn der Deckel vollständig geschlossen ist. In dieser geschlossenen Stellung liegt keinerlei Bereich der metallischen Kontakte 26 frei, so daß der Deckelteil 18 eine vollständige Isolierung gewährleistet, ohne das Anschließen des Isolierdrahtes W zu behindern, wenn der Deckelteil in seiner geöffneten Stellung ist.
Die Fig. 1 und 2 zeigen, daß Seitenwandabschnitte 20&min; auf den beiden einander gegenüberliegenden Seiten der starren Gehäusewandung 20 mit Erhebungen 56 und Aussparungen 56&min; versehen sind, um eine Verriegelung mit einem gleichen Verbinderelement zu ermöglichen. Wie auf der rechten Seite von Fig. 1 gezeigt ist, ist der Seitenwandabschnitt 20&min; mit einer Nase 56 versehen, die eine unter 30° zur Ebene des Verbinderelementes geneigte Oberfläche und eine zweite, unter 60° geneigte und nach außen beabstandete Oberfläche aufweist; derselbe Seitenwandungsabschnitt 20&min; ist mit einer Aussparung 56&min; gleicher Gestalt versehen, die eine Oberfläche mit 60° Neigung und eine Oberfläche mit 30° Neigung aufweist.
Jeder der beiden Seitenwandabschnitte 20&min; jedes Verbinderelementes 10 ist mit einer Nase 56 und einer Aussparung 56&min; gleicher Gestalt versehen; diese Nasen und Aussparungen passen ineinander bzw. mit entsprechenden Nasen und Aussparungen eines gleichen Verbinderelementes 10 zusammen, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn zwei derartige Verbinderelemente wie in Fig. 2 gezeigt passend ineinandergesteckt werden, so sind die aktiven Angriffsoberflächen die unter 30° geneigten Oberflächen an den Nasen 56. Wenn hingegen zwei derartige Verbinderelemente voneinander getrennt werden, so sind die aktiven Angriffsoberflächen die unter 60° geneigten Oberflächen. Durch die Ausbildung der Nasen bzw. Aussparungen wird also erreicht, daß es schwieriger ist, zwei Verbinderelemente voneinander zu trennen als sie ineinanderzustecken.
Es wird erneut auf die Fig. 3 und 4 Bezug genommen. Wenn zwei zueinander passende Verbinderelemente 10 ineinandergesteckt sind, dringen die flexiblen Finger 16 und die daran angrenzenden Kontakte 26 des einen Verbinderelementes in die entsprechenden Abteile 24 des anderen Verbinderelementes ein, wo sie durch die Trennwände 22 begrenzt sind. Der Kontakt 26 des in Fig. 3 links gezeigten Verbinderelementes dringt also unter den Kontakt 26 des rechts dargestellten Verbinderelementes ein, wodurch der linke Kontakt nach unten und der rechte Kontakt nach oben gedrückt wird.
Bei dem beschriebenen Ineinanderstecken von zwei Verbinderelementen werden ferner die flexiblen Finger 16 aus Plastikmaterial in derselben Richtung wie die Kontakte verbogen. Die flexiblen Finger 16 des in Fig. 3 links gezeigten Verbinderelementes werden also nach oben und die Finger 16 des rechts gezeigten Verbinderelementes nach unten abgebogen. Die den Fingern 16 gegenüberliegenden Wandungen 20 sind, wie bereits erwähnt wurde, starr ausgebildet. Jeder der Kontakte 26 ist ferner vorgespannt, so daß er auch vor dem Ineinanderstecken mit einem weiteren Verbinderelement gegen die Innenwand eines angrenzenden flexiblen Fingers 16 angedrückt ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist.

Claims

1. Elektrischer Verbinder mit einem Isoliergehäuse und mehreren im Inneren des Gehäuses angeordneten Kontakten zum Anschließen entsprechender isolierter Drähte, die jeweils zwischen wenigstens ein Paar von die Isolierung verdrängenden Klemmbacken des Kontaktes durch Erhebungen an der Innenseite eines Deckelteils eingezwängt werden, der an dem Isoliergehäuse angelenkt ist, wobei die Klemmbacken die Isolierung durchdringen und so ein elektrischer Kontakt mit dem Leiter hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliergehäuse mehrere durch parallele Trennwände (22) abgegrenzte Abteile (24) aufweist, daß in jedem Abteil (24) ein Kontakt (26) angeordnet ist und daß in der geschlossenen Stellung des Deckelteils (18) die mit den Drähten (W) fluchtend ausgerichteten Erhebungen (40) den zugehörigen Draht (W) jeweils zwischen die entsprechenden Klemmbacken (34, 36) eindrücken.

2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Erhebung (40) so dimensioniert ist, daß sie über dem Ende eines angeschlossenen, mit Isolierung versehenen Drahtes (W) liegt und eine transversale Sicherung des Drahtes zwischen den Klemmbacken (34, 36) des entsprechenden Kontaktes (26) gewährleistet.

3. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) einen starren Gehäuseabschnitt (14) mit einem die Oberseite bildenden starren Wandungsteil (20) aufweist, an dem der Deckelteil (18) gelenkig angeschlossen ist, wobei er über denjenigen Teilen der Kontakte (26) liegt, welche die Klemmbacken (34, 36) aufweisen, daß der starre Wandungsteil (20) und der bewegliche Deckelteil (18) ungefähr gleiche Größe aufweisen und daß der Deckelteil, wenn er in der geschlossenen Stellung ist, ungefähr parallel zu dem starren Wandungsteil (20) ist.

4. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Gehäuseabschnitt (14) zwei Seitenwände aufweist, an denen vorspringende und ausgesparte Rastmittel (56, 56&min;) angebracht sind, die mit entsprechenden Rastmitteln (56, 56&min;) eines komplementären Verbinders in Eingriff bringbar sind.

5. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmittel (56, 56&min;) eine unter etwa 30° geneigte Oberfläche, die beim Zusammenstecken mit einem weiteren Verbinder in Eingriff gelangt, und eine unter etwa 60° geneigte Oberfläche aufweisen, die beim Trennen von dem anderen Verbinder in Eingriff gelangt.

6. Elektrischer Verbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) eine Mehrzahl von seitlich im Abstand voneinander angeordneten koplanaren flexiblen Fingern (16) aufweist, von denen jeweils einer mit einem der Kontakte (26) an dessen flexiblem, den Klemmbacken (34, 36) gegenüberliegenden Ende fluchtet, daß dieses Kontaktende gegen den flexiblen Finger (16) vorgespannt ist und daß sowohl das Kontaktende als auch der Finger (16) gemeinsam in dieselbe Richtung ausgelenkt werden, wenn der Verbinder mit einem gleichen Verbinder zusammengesteckt wird.