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Die vorliegende Erfindung betrifft eine einstückige elektrische
Buchsenkontaktklemme aus ausgeschnittenem und geformtem Blech, die einen
Steckkontakt aufnehmen soll. Sie betrifft genauer eine Klemme der Art,
die einen vorderen Körper in Form eines Käfigs mit einem Boden, einer
oberen Wand und zwei Seitenwänden aufweist, die je eine innere Zunge
besitzen, die an sie über einen um 180º umgebogenen Falz
angeschlossen ist und vorne einen freitragenden Bereich aufweist, der eine
Kontaktfeder bildet.
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Es sind bereits Kontaktklemmen der oben definierten Art bekannt, die
durch Ausschneiden, Falzen, Formen und ggf. Rollen einer
Blechbandplatte auf wesentlich wirtschaftlichere Weise als die gedrehten Klemmen
hergestellt werden können. Dagegen haben die existierenden Kontakte
aus ausgeschnittenem und geformten Blech einige Nachteile. Wenn die
Kontaktfedern ursprünglich gegeneinander anliegen und ihrem
Auseinanderspreizen eine hohe Kraft entgegensetzen, was für die Herstellung
eines hohen Kontaktdrucks günstig ist, der eine elektrische Verbindung
guter Qualität garantiert, ist die Steckkraft groß, und es gibt die Gefahr
der schwierigen Einführung. Dieser erste Nachteil kann schwerwiegend
werden, wenn viele Kontaktklemmen in einem Verbinder vorgesehen
sind. Wenn dagegen die Kontaktfedern ursprünglich getrennt sind, kann
der von jeder Kontaktfeder ausgeübte Druck in manchen Fällen für eine
gute elektrische Verbindung unzureichend sein.
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Eine Lösung dieses technischen Problems wurde von der französischen
Patentanmeldung FR-A-2621180 erbracht, die eine
Buchsenkontaktklemme beschreibt, welche sowohl eine zufriedenstellende elektrische
Verbindung als auch eine Führung des Steckkontakts bei seiner
Einführung garantiert. So weist jede Seitenwand vorne einen nach innen
umgebogenen Umschlag auf, der die Kontaktfeder in Biegevorspannung in einer
Position hält, in der sie keinen Kontakt mit der anderen Kontaktfeder
hat.
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Viele heute existierende Anschlußklemmen aus gefaltetem Blech weisen
außerdem die Gefahr des Zerquetschens bei ihrer Handhabung während
der Herstellung oder bei den Kabelbaum-Herstellern auf. Dies ist
insbesondere der Fall bei elektrischen Buchsenkontaktklemmen in Form eines
Käfigs, aber mit einfacher Wand, wie sie in den Patenten US-A-4453799
oder EP-A-0697752 beschrieben sind, oder auch bei denjenigen, die
nicht vorgespannte Kontaktfedern aufweisen, welche nicht zur Steifheit
des Käfigs beitragen, wie zum Beispiel diejenigen, die in der
Patentanmeldung FR-A-2627020 beschrieben sind.
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Die elektrischen Klemmen mit einfacher oder doppelter Wand müssen
außerdem jeder Einwirkung des Abreißens oder Abscherens des sie
bildenden Metallbands widerstehen. Aufgrund der Schneide-, Form- und
Faltvorgänge dieser Bleche geringer Stärke können die Schnittpunkte der
Schnittlinien sich nämlich abscheren oder unter der Wirkung eines
seitlichen mechanischen Schubs, der auf eine Wand oder parallel zu dieser
ausgeübt wird, zerreißen.
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Diese Gefahr ist besonders groß in den verdünnten Bereichen, wie zum
Beispiel dem Übergangsbereich zwischen dem hinteren Anschlußbereich
an einen elektrischen Draht und dem vorderen, vom Käfig gebildeten
Bereich, oder auch in den Fenstern des Käfigs, die vorgesehen sind, um die
Befestigung der Klemme in den Kunststoffgehäusen der diese Klemmen
aufnehmenden Steckverbinder zu ermäglichen.
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Schließlich sollte die Gefahr der Einführung eines Steckkontakts unter
Krafteinwirkung erwähnt werden, dessen Abmessung größer ist als die
Innenabmessungen des Käfigs, und der daher einen Druck auf die
Kontaktfedern ausübt, der größer ist als die Druckschwelle der elastischen
Verformung des die Kontaktfeder bildenden Metalls, was eine definitive
Beschädigung der Feder nach sich zieht, die dann ihre Schwelle der
elastischen Verformung erreicht hat.
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Diese Nachteile werden besonders wichtig, wenn aus zwingenden
wirtschaftlichen Gründen die Hersteller, die kostensparende Lösungen ohne
Verringerung der Qualität suchen, die Stärke des die einzige Platte aus
elektrisch leitendem Metall bildenden Metallbands verringern wollen.
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Somit betrifft die Erfindung eine elektrische Buchsenkontaktklemme, die
ausgehend von einer einzigen Platte aus elektrisch leitendem Metall
erhalten wird, mit einem rückwärtigen Bereich für ihre Quetschverbindung
mit einem elektrischen Draht, einer Übergangszone und einem
käfigförmigen vorderen Bereich, der aus einem Boden, zwei Seitenwänden, die
mit Führungsmitteln für einen Steckkontakt bei seiner Einführung und
mit Mitteln zur Befestigung dieses Käfigs in Anschlußgehäusen versehen
sind, und zwei oberen Halbwänden besteht, bei der die Wände des Käfigs
im Bereich nahe der Übergangszone durch zwei winkelförmige Schenkel
verlängert werden.
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Die Schenkel des Winkels können außerdem mit den Seitenwänden eine
Öffnung definieren, die den Durchlaß einer
Sekundärverriegelungsvorrichtung ermöglichen.
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In einer besonderen Ausführungsform können die Winkel zwischen sich
einen Durchlaß definieren, in den das Ende des zu quetschenden Drahts
eingelegt wird.
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Die Erfindung wird besser verstanden werden anhand der nachfolgenden
Beschreibung einer besonders Ausführungsform der Erfindung, die als
nicht einschränkend zu verstehendes Beispiel angegeben wird. Die
Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
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Fig. 1 in Perspektive eine erfindungsgemäße elektrische
Buchsenkontaktklemme zeigt,
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Fig. 2 eine flächige Ansicht einer Platte zeigt, die umgefaltet wird, um
die erfindungsgemäße Klemme zu bilden,
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die Fig. 3A und 3B Schnittansichten des vorderen, kifigförmigen
Bereichs sind,
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Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine in einer Isolierung angeordnete
Klemme zeigt,
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die Fig. 5 und 5A zwei Perspektivansichten der Klemme der Fig. 1
sind, wobei ein Ausschnitt in vergrößertem Maßstab dargestellt
ist,
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die Fig. 6 und 6A zwei Perspektivansichten sind, wobei ein
Ausschnitt ein anderes Detail der Klemme der Fig. 1 in
vergrößertem Maßstab zeigt,
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Fig. 7 eine flächige Ansicht einer Platte zeigt, die umgefaltet wird, um
eine Klemme gemäß dem Stand der Technik zu bilden.
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Die Klemme, deren endgültiger Aufbau in den Fig. 1 und 3 bis 6
gezeigt ist und die ausgehend von einer Platte der in Fig. 2 gezeigten Art
hergestellt wird, soll in ein Verbindergehäuse eingesetzt werden, dessen
allgemeiner Aufbau klassisch sein kann. Die Klemme 10 ist einstückig,
sie kann als einen vorderen Körper 11, der einen Steckkontakt 12
aufnehmen soll, und einen zu quetschenden rückwärtigen Bereich oder
Schaft 14 aufweisend angesehen werden. Diese beiden Bereiche werden
durch eine Übergangszone 15 getrennt. Der Schaft 14 weist zwei Sätze
von Zungen 16 bzw. 18 auf, die je dazu bestimmt sind, auf die Seele bzw.
die Hülle eines elektrischen Drahts 20 gequetscht zu werden.
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Der Körper der Klemme 10 hat die Form eines Käfigs mit einem Boden
22 und zwei Seiten 24. Jede Seite 24 ist doppelt. Sie besitzt eine
Außenwand 26 und eine innere Zunge 28. Jede Außenwand 26 wird durch
Umbiegen der Ursprungsplatte um 90º gemäß einer der Linien 30
hergestellt, die in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt sind. Die innere Zunge 28
ist über einen um 180º umgebogenen Falz entlang der in Fig. 2 mit 32
bezeichneten Kante mit der Außenwand 26 verbunden. Die Einheit aus
Wand 26 und Zunge 28 weist einen rechtwinkligen Falz gemäß den mit
34 in Fig. 2 bezeichneten Linien auf.
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Wie in Fig. 2 zu sehen ist, ist jede innere Zunge 28 nur in ihrem
rückwärtigen Bereich mit der entsprechenden Außenwand 26 verbunden. Der
vordere Bereich jeder inneren Zunge 28 bildet so eine elastische Auflage-
Kontaktfeder 29, die einen Druck auf die Oberfläche des Steckkontakts
12 erzeugt, wenn dieser eingeführt wird.
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In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform könnte jede
Kontaktfeder 29 ausgehend vom freien Ende über einen Teil ihrer Länge
durch einen Schlitz geteilt werden, was eine regelmäßigere Auflage
ermöglicht, aber diese Aufteilung ist nicht unbedingt notwendig. Einer der
beiden Kontakte (oder beide) könnte keinen Schlitz aufweisen. Umgekehrt
wäre es möglich, in jeder der Kontaktfedern mehr als einen Schlitz
vorzusehen.
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Zwischen der Wand 26 und der Zunge 28 bildet ein Wandbereich nahe
dem 180º-Falz eine Halbdecke des Käfigs. In der dargestellten
Ausführungsform bleiben beim Ausschneiden der Ursprungsplatte Zungen 40 in
Anschlag-Anlage gegeneinander übrig, die in der freitragenden Zone der
Kontaktfedern 29 eine durchgehende Decke bilden. Diese letztere Lösung
begrenzt die Gefahren des Verhakens der Klemmen untereinander, wenn
sie gebündelt oder lose zusammengefaßt werden, und gewährleistet
einen vollständigen Schutz der Kontaktfedern.
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Jede Kontaktfeder 29 hat vorteilhafterweise eine Form der in den Fig.
3 und 4 gezeigten Art. Der freitragende Bereich, der den elektrischen
Kontakt bildet, stellt etwas mehr als die Hälfte der Gesamtlänge der
inneren Zunge 28 dar, und er wird so geformt, daß er eine Krümmung
nach innen aufweist. Er besitzt außerdem in der direkten Nähe seines
freien Endes einen verdickten Knick 27, der zur anderen Kontaktfeder
hin gerichtet ist. Die durch die Krümmung der Kontaktfeder 29
entstehende elastische Kraft, die dazu neigt, zwei Federn einander
anzunähern, wird von einem Umschlag 46 der entsprechenden Außenwand 26
aufgefangen, der nach hinten umgebogen ist. Dieser Umschlag 46, der
außerdem die Führung des Steckkontakts bei seinem Einstecken
ermöglicht, hält so die Kontaktfeder 29 in Biegevorspannung in einer Stellung
nahe der Außenwand 26, mit der sie verbunden ist, d. h. in einer
Stellung, in der sie nicht mit der anderen, ihr gegenüberliegenden
Kontaktfeder 29 in Kontakt steht. Man sieht in Fig. 1, daß der Knick der
Umschläge sich vor den Endkanten der Seitenwände des Käfigs befindet und
abgerundet ist, was die Einführung der Klemme in die Isolierung S I
eines nicht dargestellten Verbindergehäuses erleichtert und die Gefahren
der Beschädigung dieser Isolierung begrenzt. Um die Gefahr bei der
Einführung weiter zu verringern, können die Kanten des Bodens und der
Decke abgerundet sein.
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In den Außenwänden 26 sind Öffnungen 50 ausgebildet, die die
Blockierung der Klemme in einer Isolierung 51 mit Hilfe eines
Verriegelungsfingers 52 erlauben, der eine beliebige der heute verwendeten Ausbildungen
haben kann. In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform besteht dieser
Finger als einem länglichen Träger, der beim Formen der Isolierung
ausgebildet wird und einen Zapfen 53 aufweist, der zur Innenseite der Höh-
lung der Isolierung gerichtet ist und sich in das Fenster 50 einfügen
kann. Da der Träger 52 sich über den Zapfen 53 hinaus erstreckt, ist es
möglich, die Klemme zu entriegeln, indem ein Rohr durch den vorderen
Durchlaß 54 der Isolierung hineingedrückt wird (die von einer
ringförmigen Lippe begrenzt wird, die eine Lücke aufweist, welche das Einsetzen
der Zunge 52 ermöglicht), wobei dieses Rohr sich zwischen die Seite der
Klemme und den Träger schiebt. Aufgrund der symmetrischen
Anordnung der beiden Fenster 50 kann die Klemme die eine oder die andere
von zwei symmetrischen Stellungen in der Höhlung der Isolierung
einnehmen.
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Wie man in den Figuren bis 4 sehen kann, weist das Fenster 50 auf
einer seiner Seiten einen Wandabschnitt auf, der bei der Herstellung die
Ausbildung einer Verformung des Metallbands derart erlaubt, daß ein
Falz 55 gebildet wird. Dieser Falz 55 definiert eine Schulter, deren
Oberfläche 56 vorgesehen ist, um mit der oberen Auflagefläche 57 des
Zapfens 53 zusammenzuwirken, wodurch die Befestigung der Klemme in der
Höhlung der Isolierung ermöglicht wird.
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Es ist anzumerken, daß das Ende dieser Verformung 55 nach innen
gerichtet ist und einen Anschlag bildet, der auf die Außenfläche der
Kontaktfeder 29 einwirkt, um jede Gefahr des Überschreitens der
Elastizitätsgrenze der Feder zu vermeiden.
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Durch diese Maßnahme, in Kombination mit der oben beschriebenen
Maßnahme, gemäß der der Umschlag 46 die Kontaktfeder 29 in
Biegevorspannung zurückhält, ist es möglich, den Kontaktdruck der Feder auf
dem Steckkontakt kontinuierlich zu halten, d. h. während der ganzen
Lebensdauer der Klemme, bei jedem Einstecken des Steckkontakts.
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Der Vorteil einer solchen Maßnahme ist es, aufgrund der beiden
Verformungen, d. h. des Umschlags 46 und des Falzes 55, die Definition eines
Spielraums zu ermöglichen, der die Verschiebung der Kontaktfeder 29
zwischen einer sogenannten passiven Stellung, in der sie vom Umschlag
46 zurückgehalten wird und kein Steckkontakt eingesteckt wird, und
einer sogenannten aktiven Stellung begrenzt, in der sie das maximale
Abspreizen der Feder aufgrund der durch die Einführung des
Steckkontakts erzeugten Kraft begrenzt.
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Wie in Fig. 3 zu sehen, konvergieren die Falze 55 der beiden
Außenwände 26 in der gleichen waagrechten Ebene, so daß die Kontaktpunkte
zwischen dem Steckkontakt 12 und den Kontaktfedern 29 einerseits und
zwischen den Kontaktfedern 29 und den Falzen 55 andererseits einen
Raum definieren, der jede Möglichkeit der Einführung eines nicht den
Abmessungen der Buchsenklemme entsprechenden Steckkontakts
ausschaltet.
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Wie in Fig. 4 dargestellt, weist der Falz 55 eine doppelte Ausrichtung
auf. Die erste Falzung richtet den vorausgeschnittenen Bandbereich zur
Mitte der Klemme aus, und dann richtet ein zweiter Falzvorgang den
gleichen Bandbereich um 180º zur Außenseite der Klemme hin aus,
wodurch die mechanische Festigkeit der vom Falz 55 gebildeten Schulter
verstärkt wird. Es ist andererseits anzumerken, daß die untere Fläche 56
des Falzes 55 eine große Auflagefläche auf die Oberfläche 57 des Zapfens
53 aufweist, wodurch jede Gefahr eines Abscherens der Platte trotz der
Verringerung der Stärke des Bands vermieden wird. Diese Fläche 56 ist
wesentlich größer als die Auflagefläche 57, so daß die ausgeübte Kraft
auf diesen Flächen so homogen wie möglich ist und keinen Überstand
erzeugt.
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Die Ebenen der komplementären Auflageflächen 56 bzw. 57 definieren
einen Winkel a mit der Ebene senkrecht zur Längsachse der Klemme, so
daß ihre entgegengesetzten Neigungen eine Wirkung der
Selbsteinführung zwischen der Klemme und der Isolierung erzeugen. Zum Beispiel
liegt der Wert des Winkels α der Fläche 57 des Zapfens zwischen 1º und
45º, und vorzugsweise bei 15º.
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In Fig. 7 sieht man, daß die Fenster 50a in den Wänden der
elektrischen Klemmen gemäß dem Stand der Technik offensichtlich die Falze
55 aufweisen können, obwohl diese Wände einfach sind.
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Die Fig. 5 und 5A zeigen eine Vorrichtung zur Konsolidierung der
Klemme 10. Zur Kompensation der Verringerung der Stärke der Platte
besitzt der Umschlag 46 nämlich eine Breite L im wesentlichen gleich der
inneren Breite, die von den Wänden der Klemme definiert wird, wenn sie
so gefaltet ist, daß die Seitenkanten der Umschläge 46 gegen die
Innenfläche des Bodens und der oberen Halbwände der Klemme in Anlage
gelangen. Außerdem sind diese Wände mit Öffnungen 60 versehen, in die
Stifte 61 eindringen, die auf den Enden der Seitenkanten der Umschläge
46 ausgebildet sind.
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Abgesehen von der Tatsache, daß die Umschläge 46 dadurch solide
befestigt sind, ermöglicht diese Konsolidierung des die Klemme 10 bildenden
Käfigs auch eine Verstrebung der Wände dieses Käfigs und erlaubt es,
jedes ungewollte Zusammenquetschen zu vermeiden.
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Es ist anzumerken, daß die Befestigung der Umschläge 46 im Käfig
mittels eines einziges Stifts 61 durchgeführt werden kann, der auf der einen
oder der anderen der Seitenkanten des Umschlags 46 vorgesehen ist.
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Die Fig. 6 und 6A zeigen eine andere Anordnung, durch die die
allgemeine mechanische Steifigkeit der Klemme verstärkt werden kann.
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Zwischen dem vorderen Körper 11 der Klemme 10 und dem
zusammenzuquetschenden Schaft 14 gibt es nämlich eine sogenannte
Übergangszone 15, die Verformungen oder Falschausrichtungen erfahren kann, die
für das Einsetzen der Klemmen in die Isolierungen nachteilig sein
können.
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In diesen Figuren sieht man, daß diese Übergangszone eine verringerte
Abmessung aufweist. Die Wände 26 des vorderen Körpers 11 werden
nämlich durch zwei winkelförmige Schenkel 71 und 72 verlängert, die
mit dem Boden 22 und der Wand 26 eine Öffnung 70 definieren, die so
aus vier Seiten besteht, die zusammen an der Konsolidierung dieser
teilweise ausgehöhlten Zone mitwirken. Es ist anzumerken, daß die Öffnung
70 die Einführung einer beliebigen seitlichen
Sekundärverriegelungsvorrichtung der Klemme in ein Verbindergehäuse ermöglicht. Es ist
außerdem anzumerken, daß zwischen den beiden Winkelstücken, die je auf
einer Wand 26 angeordnet sind, ein Raum 73 vorgesehen ist, der die
Positionierung des Endes eines beliebigen zu quetschenden Drahts erlaubt,
der die erforderlichen Abmessungen leicht übersteigt, wodurch
verhindert wird, daß dieser Draht die Klemme über die für die gute
Positionierung der Klemme in ihrer Isolierung erforderlichen Normen hinaus
zurückstößt.
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Es folgt eine kurze Beschreibung eines möglichen Verfahrens zur
Herstellung von erfindungsgemäßen Klemmen, mit dem die Klemmen in
Bändern zur Speisung einer Maschine zum automatischen Aufquetschen
auf Drähte erhalten werden können.
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Bei erfindungsgemäßen Klemmen, die im Kraftfahrzeugbereich verwendet
werden, erfolgt die Herstellung durch Ausschneiden und Formen (Falzen)
von Bändern einer Kupferlegierung mit einer Stärke von 0,29 mm. An
einer ersten Arbeitsstation wird das Band zerschnitten, um
aufeinanderfolgende Platten der in Fig. 2 dargestellten Art zu ergeben, die durch
ein Verbindungsband 66 miteinander verbunden sind. Die Falzlinien, die
in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt sind, können mit einer Presse
markiert werden. Die Kontaktfedern 29 werden durch Krümmen und
Schlagen in Form gebracht, und die Umschläge 46 werden geformt. Wie Fig.
4 zeigt, ist es vorteilhaft, der aus den Umschlägen und dem freien
Endbereich der Kontaktfedern 29 bestehenden Einheit eine Neigung von zum
Beispiel 15º zu verleihen, was die Einführung des Steckkontakts
erleichtert.
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Der 180º-Falz zwischen den Zungen und Innen- und Außenwänden und
der 90º-Falz nach innen, der den Bereich der inneren Zunge, der zur
Seite gehört, und denjenigen, der zu den Decken gehört, trennt, werden
geformt; gleichzeitig dringen die Stifte 61 in die Fenster 60 ein, und die
geformten Wände kommen mit den Kanten der Umschläge 46 in
Berührung.
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Die Erfindung ist nicht auf die besonderen Ausführungsformen
beschränkt, die als Beispiele dargestellt und beschrieben wurden. Sie kann
viele Varianten aufweisen. Es ist zum Beispiel möglich, eine Klemme
herzustellen, deren Flächen nicht genau parallel sind, sondern eine Neigung
aufweisen; eine Aussparung, die den schrägen Durchtritt des
Steckkontakts ermöglicht, was bei manchen Ausführungsformen der Dichtheit
notwendig ist, die eine Dichtheitszunge aufnehmen soll, kann an der
Vorderseite der Decke des Kontakts ausgebildet sein. Selbstverständlich ·
erstreckt sich das vorliegende Patent auf solche Varianten sowie
allgemeiner auf alle anderen, die im Rahmen der Entsprechungen bleiben,
wie sie in den beiliegenden Ansprüchen definiert sind.