Elektrischer Verbinder zur Herstellung einer lösbaren Verbindung Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Ver binder zur Herstellung einer lösbaren Verbindung mit einem Kontaktorgan, welcher Verbinder mit einem mit einem elektrischen Leiter verbindbaren, zum Fassen des Organs bestimmten Teil versehen ist, der zwei eine Tülle bildende Kontaktflächen aufweist, die so augebildet sind, dass sie das Organ zwischen sich fassen können, wobei jede Kontaktfläche einen inte gralen Teil einer Seitenwand bildet.
In verschiedenen Fällen ist es erwünscht, die Drahtanschlüsse eines elektrischen Apparates mit Enden zu versehen, die lösbar mit Kontaktstiften verbunden werden können. Bei Kühl- und Luftkondi- tionierungsapparaten müssen Leitungen an hermetisch verschlossenen Einheiten an eine Reihe von Stiften angeschlossen werden, die aus der Wand der herme tisch verschlossenen Einheit herausragen. Dazu sind verschiedene Verbinder vorgeschlagen worden, die zum Teil gute Resultate erzielten, bei denen sich aber unter dem Einfluss stark schwankender Temperaturen und Feuchtigkeitsgraden ein unerwünschter Anstieg des übergangswiderstandes zwischen den Verbin dern und den Stiften zeigte.
Der erfindungsgemässe Verbinder zur Herstellung einer lösbaren Verbindung mit einem Kontaktorgan, welcher Verbinder mit einem mit einem elektrischen Leiter verbindbaren, zum Fassen des Organs be stimmten Teil versehen ist, der zwei eine Tülle bil dende Kontaktflächen aufweist, die so ausgebildet sind, dass sie das Organ zwischen sich fassen können, wobei jede Kontaktfläche einen integralen Teil einer Seitenwand bildet, .ist dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände im wesentlichen parallel sind und mittels eines integralen Steges an einem Ende der Tülle und an zwei Punkten auf jeder Seite am anderen Ende der Tülle miteinander verbunden sind.
Vorzugsweise werden die beiden zum Fassen des Stiftes bestimmten Seitenwände an mindestens vier Stellen miteinander verbunden, so dass dieser Teil den Stift festklemmt; im Vergleich zu bekannten Klemmteilen neigt ein solcher Teil weniger dazu, nach mehrmaligem Lösen in seiner Klemmung nach zulassen. Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Verwendung eines solchen Verbinders zur Herstel lung einer elektrischen Verbindung in einem An schlussblock.
Die Verwendung unterscheidet sich von Bekanntem dadurch, dass der Verbinder sich in einer Ausnehmung des Anschlussblocks befindet und an einen elektrischen Leiter angeschlossen ist, der eine Öffnung im Anschlussblock durchsetzt, dass fer ner ein Kontaktstift ein Loch im Anschlussblock durchsetzt und von den Seitenwänden des Verbinders gefasst wird, und dass die Ausnehmung einen Anschlag aufweist, der verhindert, dass der Verbinder in Längs richtung aus der Ausnehmung herausgezogen wird.
Wird ein solcher Anschlussblock mit zwei oder meh reren Ausnehmungen versehen, so kann ein Stecker mit zwei oder mehreren Kontaktstiften in denselben eingeführt werden.
Vorzugsweise ist der Krümmungsradius der Kon taktflächen des Verbinders vor dem Einführen des Stiftes grösser als der Krümmungsradius dieses Stiftes, da sich dann der Verbinder um den Stift schmiegt und die Kontaktfläche grösser wird als es bei konkaven Flächen mit anderem Krümmungsradius der Fall wäre.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Verbinders, bevor er mit einem elektrischen Leiter verbunden ist. Fig. 2 ist eine Seitenansicht des mit einem Leiter verbundenen Verbinders. Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den in Fig. 2 darge stellten Verbinder.
Fig.4 ist eine Stirnansicht des Verbinders von Fig. 2.
Fig.5 ist eine gleiche Ansicht wie bei Fig.3, wobei ein Kontaktstift in seiner Wirklage dargestellt ist.
Fig.6 ist eine Draufsicht auf einen Anschluss- block, bei dem ein Verbinder sich in der Wirklage befindet.
Fig. 7 ist ein Querschnitt längs der Linie VII-VII von Fig. 6.
Fig. 8 ist ein Querschnitt längs der Linie VIII bis VIII von Fig. 6.
Fig. 9 ist ein Querschnitt längs der Linie IX-IX von Fig. 6, und Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht des Blok- kes, in welcher die Kontaktstifte ersichtlich sind.
Der in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Verbinder umfasst einen einen Stift aufzunehmenden Teil 20 und einen hülsenbildenden Teil 24, der auf einen elektrischen Leiter 23 aufgepresst wird. Obwohl der in der Zeichnung dargestellte Verbinder auf den Lei ter aufgepresst wird, können auch andere Befesti gungsverfahren verwendet werden. Der hülsenbil dende Teil bildet ein Ganzes mit dem den Stift auf zunehmenden Teil und mit dem die Isolation fassen den Teil 26. Wird der Verbinder auf den Leiter 23 gepresst, dann legt sich der hülsenbildende Teil um den Leiter herum und bildet eine Hülse 25, die den Leiter fest umschliesst und auf denselben aufgepresst ist.
Der die Isolation fassende Teil legt sich um die Isolation des Leiters 23 und bildet eine Stütze 27 für diese Isolation.
Der den Stift aufnehmende Teil 20 weist zwei im wesentlichen parallele Seitenwände 28 und 30 auf, die eine im wesentlichen rechteckige Form haben. Die Seitenwände brauchen nicht unbedingt recht eckig zu sein, obwohl dies bevorzugt wird. Die Sei tenwände 28 und 30 sind an den Ecken einer Seite durch in Fortsetzung der Wände gebildete Stege 36 und 38 und an der entgegengesetzten Seite durch Laschen miteinander verbunden. Diese Laschen haben die Form von Ohren 32 und 34 und bilden einen Teil der Seitenwand 30 bzw. 28. Die Ohren sind umgebogen, so dass sie in Schlitze der gegenüber liegenden Wände eingreifen; und sind mit Ansätzen 44 versehen, welche die Seitenwände in einem bestimm ten Abstand voneinander halten.
Die Seitenwände 28 und 30 weisen konkave Kon taktflächen 40 auf, die den Kontaktstift fassen; diese Flächen weisen daher beidseitig Berührungsflächen mit dem Kontakt auf. Bei 41 sind die Kontaktflächen erweitert, um das Einführen des Kontaktstiftes zu erleichtern. In jeder Seitenwand, beidseitig der Kon taktfläche 40 und im wesentlichen parallel damit ver laufend sind zwei Schlitze 42 angeordnet.
Der ganze Verbinder ist aus dünnem Metallblech gestanzt und gebogen. Die Seitenwände 28 und 30 sind etwas biegsam und wirken wie an den Enden verbundene Brückenbogen, die sich in der Mitte frei biegen können. Vorzugsweise haben die Kontakt flächen 40 einen grösseren Krümmungsradius als der einzuführende Stift und befinden sich in einem Ab stand voneinander, der kleiner als der Durchmesser des Stiftes ist; solche Verhältnisse liegen auch beim dargestellten Verbinder vor. Wird der Stift wie bei Fig.5 in den den Stift aufnehmenden Teil ein geführt, dann werden die Seitenwände 28 und 30 aus einandergedrückt, so dass sich die Kontaktflächen 40 um den Stift 48 schmiegen und eine grössere Kon taktfläche bilden, als sonst der Fall wäre.
Das Biegen der Seitenwände 28 und 30 findet zwischen zwei in Längsrichtung voneinander entfernten Stellen, beider seits der Kontaktflächen, wo die Wände miteinander verbunden sind, statt, und die Wände bleiben dabei im wesentlichen parallel zueinander. Die Schlitze 42 helfen beim Biegen der Seitenwände.
Die Fig. 6 bis 10 zeigen einen Anschlussblock, der einen Isolierkörper 60 mit drei nebeneinanderliegen- den Ausnehmungen 66 umfasst. Der Körper ist oben offen und wird mittels einer wegnehmbaren, schräge Kanten aufweisenden Platte 76 geschlossen, wobei die schrägen Kanten in schwalbenschwanzförmigen Nu ten 80 an der oberen Seite des Körpers greifen. Der Körper weist drei Öffnungen 64 auf, durch welche die Kontaktstifte 48 zwischen die Seitenwände jedes, in einer der Ausnehmungen 66 liegenden Verbinder ein geführt werden kann.
In den Fig. 6 bis 9 ist der Deut lichkeit halber nur ein einziger in den Körper ein gelegter Verbinder dargestellt. Jeder Verbinder ist mit einem Leiter 23 verbunden, der eine Öffnung 65 am Ende des Körpers durchsetzt.
Jede Ausnehmung 66 ist so geformt, dass sie den Verbinder in beweglicher Ausrichtung mit der Öffnung 64 halten, wobei sie einen Anschlag aufweist, der das Herausziehen des Verbinders in Längsrich tung der Ausnehmung verhindert. Bei der mittleren Ausnehmung ist dieser Anschlag durch eine Stufe 67 gebildet, die hinter das Ohr 34 des Verbinders greift. In den zwei äusseren, gleich geformten Ausnehmungen wird der Anschlag von einem Vorsprung 70 gebildet. Der Vorsprung 70 seinerseits steht mit dem Ohr 34 eines Verbinders in Eingriff.
Der Verbinder wird durch die genannten An schläge, durch die Endwand des Körpers und durch Stützen 74 in seiner Lage gehalten. In den beiden äusseren Ausnehmungen wird der Verbinder in Längs richtung zwischen den Vorsprüngen 70 und der End- wand des Körpers, die bei 68 vertieft ist, um das Ende des Verbinders zu fassen, gehalten. In der mitt leren Ausnehmung wird der Verbinder in Längs richtung zwischen der Stufe 67 und einer weiteren Stufe 69 gehalten. In allen drei Ausnehmungen wird der Verbinder seitlich zwischen den Vorsprüngen 70 und den Stützen 74 am einen Ende, und zwischen den Stützen 74 am anderen Ende gehalten.
Die Deckplatte 76 hält die drei Verbinder in den Vertiefungen. Die Platte weist einen aus ihr ge prägten Arretiernocken 82 auf, der in eine Öffnung 84 eines zentralen Ständers greift. Der Ständer ist bei 86 abgeschrägt, damit der Arretiernocken 82 leicht in die Öffnung 84 greifen kann, wenn die Deckplatte auf den Körper aufgeschoben wird. Die Platte kann mittels einer Schraube, welche den Arretiernocken durchsetzt und in die Öffnung 84 greift, am Körper gehalten werden. Die Platte kann auch mittels Heftklammern am Körper befestigt werden, wobei Klammerarme in Kanäle des Körpers greifen.
Da die Seitenwände 28 und 30 aus dünnem Metall hergestellt sind, ist der Kontaktdruck pro Oberflächeneinheit gering, obwohl der Totaldruck, der den Verbinder auf dem Stift hält, infolge der Berührungsfläche zwischen dem Stift und dem Ver binder erheblich grösser ist. Dadurch wird nicht nur das Verbinden und Lösen des Verbinders mit dem Stift erleichtert, sondern die Lebensdauer erhöht und ein kleinerer mittlerer Kontaktwiderstand zwischen dem Verbinder und dem Stift erzielt.
Es hat sich gezeigt, dass bei Verbindern, die nur einen punkt- oder linienförmigen Kontakt mit dem Stift herstellen, der Kontaktdruck pro Flächeneinheit zwar viel höher ist, dass aber bei hohen Temperaturen und hoher Feuchtigkeit der ursprünglich niedere übergangs- widerstand steigt, bis die Verbindung unbrauchbar wird. Während bei den vorliegenden Verbindern der ursprüngliche Übergangswiderstand vielleicht etwas grösser ist, so bleibt er im wesentlichen konstant -und wird unter dem Einfluss hoher Temperaturen und hoher Feuchtigkeit nur wenig zunehmen.
In einer Umgebungstemperatur von 95 C kann die Temperatur eines bisherigen Verbinders. beispiels weise auf 195 C steigen; bei dem neuen Verbinder steigt die Temperatur unter den gleichen Umständen auf nur 120 C an. Der Spannungsabfall bei einem bisherigen Verbinder war mehr als 300 Millivolt bei einem Stromdurchgang von 5 Ampere, während beim neuen Verbinder bei gleicher Strombelastung der Spannungsabfall im Mittel 15 -und maximal 50 Milli- volt war. Die niederen Temperaturen in den Ver bindern erlauben die Verwendung billigeren Ma terials.
Beispielsweise hat Phosphorbronze bei 120' C noch eine ausreichende Kriechfestigkeit, während bei 195 C Berylliumkupfer verwendet werden muss, das drei- bis viermal teurer ist.
Electrical connector for producing a detachable connection The invention relates to electrical Ver binder for producing a detachable connection with a contact member, which connector is provided with a part which can be connected to an electrical conductor and is intended to grip the member and which has two contact surfaces forming a sleeve which are designed so that they can grasp the organ between them, with each contact surface forming an integral part of a side wall.
In various cases it is desirable to provide the wire connections of an electrical apparatus with ends which can be detachably connected to contact pins. Refrigeration and air conditioning equipment requires lines on hermetically sealed units to be connected to a series of pins protruding from the wall of the hermetically sealed unit. For this purpose, various connectors have been proposed, some of which have achieved good results, but in which, under the influence of greatly fluctuating temperatures and degrees of humidity, an undesirable increase in the contact resistance between the connec- tors and the pins showed.
The connector according to the invention for producing a detachable connection with a contact organ, which connector is provided with a part that can be connected to an electrical conductor and is intended to hold the organ, which has two contact surfaces which form a spout and are designed so that they reach the organ with each contact surface forming an integral part of a side wall, is characterized in that the side walls are substantially parallel and connected to one another by means of an integral web at one end of the spout and at two points on either side at the other end of the spout are connected.
The two side walls intended to hold the pin are preferably connected to one another at at least four points, so that this part clamps the pin; In comparison to known clamping parts, such a part has less of a tendency to give way to its clamping after being released several times. The invention also relates to the use of such a connector for establishing an electrical connection in a terminal block.
The use differs from the known in that the connector is located in a recess of the connection block and is connected to an electrical conductor that passes through an opening in the connection block, and that a contact pin passes through a hole in the connection block and is held by the side walls of the connector and that the recess has a stop which prevents the connector from being pulled out of the recess in the longitudinal direction.
If such a connection block is provided with two or more recesses, a plug with two or more contact pins can be inserted into the same.
Preferably, the radius of curvature of the contact surfaces of the connector before the insertion of the pin is greater than the radius of curvature of this pin, since the connector then hugs the pin and the contact surface is larger than would be the case with concave surfaces with a different radius of curvature.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing.
Fig. 1 is a side view of a connector before it is connected to an electrical conductor. Figure 2 is a side view of the connector connected to a conductor. Fig. 3 is a plan view of the connector shown in Fig. 2 Darge.
FIG. 4 is an end view of the connector of FIG.
FIG. 5 is the same view as in FIG. 3, a contact pin being shown in its operative position.
FIG. 6 is a plan view of a terminal block with a connector in the operative position.
FIG. 7 is a cross section taken along line VII-VII of FIG. 6.
FIG. 8 is a cross section taken along the line VIII to VIII of FIG. 6.
9 is a cross section along the line IX-IX of FIG. 6, and FIG. 10 is a perspective view of the block in which the contact pins can be seen.
The connector shown in FIGS. 1 to 5 comprises a part 20 to be received by a pin and a sleeve-forming part 24 which is pressed onto an electrical conductor 23. Although the connector shown in the drawing is pressed onto the Lei ter, other fastening methods can be used. The hülsenbil dende part forms a whole with the pin on increasing part and with which the insulation grasp the part 26. If the connector is pressed onto the conductor 23, then the sleeve-forming part wraps around the conductor and forms a sleeve 25, the firmly encloses the conductor and is pressed onto the same.
The part that grips the insulation wraps itself around the insulation of the conductor 23 and forms a support 27 for this insulation.
The pin receiving portion 20 has two substantially parallel side walls 28 and 30 which are substantially rectangular in shape. The side walls need not necessarily be quite angular, although this is preferred. The ten walls Be 28 and 30 are connected to one another at the corners of one side by webs 36 and 38 formed in continuation of the walls and on the opposite side by tabs. These tabs are in the shape of ears 32 and 34 and form part of the side wall 30 and 28, respectively. The ears are bent over so that they engage in slots in the opposite walls; and are provided with lugs 44 which hold the side walls at a certain distance from each other.
The side walls 28 and 30 have concave Kon contact surfaces 40 that hold the contact pin; these surfaces therefore have contact surfaces with the contact on both sides. At 41, the contact surfaces are widened to facilitate the introduction of the contact pin. In each side wall, on both sides of the con tact surface 40 and essentially parallel to it running two slots 42 are arranged.
The whole connector is stamped and bent from thin sheet metal. The side walls 28 and 30 are somewhat flexible and act like bridge arches connected at the ends, which can bend freely in the middle. Preferably, the contact surfaces 40 have a larger radius of curvature than the pin to be inserted and are in a stand from each other, which is smaller than the diameter of the pin; such relationships are also present in the connector shown. If the pin is inserted into the pin receiving part as in FIG. 5, the side walls 28 and 30 are pushed out of each other so that the contact surfaces 40 nestle around the pin 48 and form a larger contact surface than would otherwise be the case .
The bending of the side walls 28 and 30 takes place between two longitudinally spaced locations on both sides of the contact surfaces where the walls are connected to one another, and the walls remain essentially parallel to one another. The slots 42 help flex the side walls.
FIGS. 6 to 10 show a connection block which comprises an insulating body 60 with three recesses 66 lying next to one another. The body is open at the top and is closed by means of a removable, beveled-edged plate 76, the beveled edges engaging in dovetail-shaped grooves 80 on the upper side of the body. The body has three openings 64 through which the contact pins 48 between the side walls of each connector located in one of the recesses 66 can be inserted.
6 to 9, for the sake of clarity, only a single connector is shown in the body. Each connector is connected to a conductor 23 which passes through an opening 65 at the end of the body.
Each recess 66 is shaped to hold the connector in moveable alignment with the opening 64 and has a stop that prevents the connector from being pulled out longitudinally of the recess. In the middle recess, this stop is formed by a step 67 which engages behind the ear 34 of the connector. The stop is formed by a projection 70 in the two outer, identically shaped recesses. The projection 70, in turn, engages the ear 34 of a connector.
The connector is held in place by said stops, by the end wall of the body, and by supports 74. In the two outer recesses, the connector is held longitudinally between the projections 70 and the end wall of the body which is recessed at 68 to grip the end of the connector. In the middle recess, the connector is held in the longitudinal direction between the step 67 and a further step 69. In all three recesses, the connector is held laterally between the projections 70 and the supports 74 at one end, and between the supports 74 at the other end.
The top plate 76 holds the three connectors in the recesses. The plate has a locking cam 82 molded from it, which engages in an opening 84 of a central stand. The post is beveled at 86 to allow the locking cam 82 to easily engage the opening 84 when the cover plate is slid onto the body. The plate can be held on the body by means of a screw which passes through the locking cam and engages in the opening 84. The plate can also be attached to the body with staples, with clip arms engaging channels in the body.
Since the side walls 28 and 30 are made of thin metal, the contact pressure per unit surface area is low, although the total pressure that holds the connector on the pin is significantly greater due to the contact area between the pin and the connector. This not only makes it easier to connect and disconnect the connector with the pin, but also increases the service life and achieves a lower average contact resistance between the connector and the pin.
It has been shown that in connectors that only make point or line contact with the pin, the contact pressure per unit area is much higher, but that at high temperatures and high humidity the originally low contact resistance increases until the connection is made becomes unusable. While the original contact resistance is perhaps somewhat greater in the present connectors, it remains essentially constant - and will only increase slightly under the influence of high temperatures and high humidity.
In an ambient temperature of 95 C, the temperature of a previous connector. for example, rise to 195 C; with the new connector the temperature rises to only 120 C under the same circumstances. The voltage drop with a previous connector was more than 300 millivolts with a current of 5 amperes, while with the new connector with the same current load the voltage drop was on average 15 and a maximum of 50 millivolts. The low temperatures in the connectors allow the use of cheaper Ma terials.
For example, phosphor bronze still has sufficient creep resistance at 120 ° C, while at 195 C beryllium copper must be used, which is three to four times more expensive.