DE2005388A1

DE2005388A1 - Steckverbindung für elektrische Leiter

Info

Publication number: DE2005388A1
Application number: DE19702005388
Authority: DE
Inventors: Maurus C Elizabeth N.J. Logau (V.St.A.). P H02g
Original assignee: Thomas and Betts Corp
Current assignee: ABB Installation Products Inc
Priority date: 1969-02-06
Filing date: 1970-02-06
Publication date: 1970-09-03
Also published as: FR2033304A1; BE745607A; JPS50427B1

Description

Steckverbindung für elektrische Leiter

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung für elektrische Leiter, die aus metallischen Hülsen zur Aufnahme von Kabelenden und einem Gehäuse aus elastischem Isoliermaterial besteht. Die Steckverbindung eignet sich insbesondere für die Verwendung im Rahmen von Installationen, die Vibrationskräften ausgesetzt sind, wie dies beispielsweise in Flugzeugen und Schiffen der Fall ist. . .

Bekannte Steckverbindungen, die starken Vibrationen ausgesetzt sind,. bestehen aus Steckern und Steckbuchsen, die ausserordentlich präzise gearbeitet sind, um gute elektrische Kontakte und mechanische Verbindungen zu gewährleisten, die sich durch Vibrationen nicht lösen^ Die bekannten Steckverbindungen bestehen zumeist aus einer Vielzahl Von Einzelteilen, die durch Schraubverbindungen miteinander verbunden sind.

Abgesehen davon, dass die bekannten Steckverbindungen aufgrund der präzise gearbeiteten Einzelteile sehr aufwendig sind, setzt ihre Montage die Anwendung grosser Sorgfalt voraus. Es lässt sich trotzdem nicht vermeiden, dass derartige Steckverbindungen, die Vibrationen ausgesetzt sind, ständig darauf kontrolliert werden müssen, ob sich nicht einzelne Teile oder Anschlüsse gelöst haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung zu finden, die in der Herstellung einfach und wenig aufwendig ist, keine durch Vibrationen lösbare Verschraubungen aufweist und leicht

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und zuverlässig montiert werden kann.

Die Lösung der Aufgabe wird in einer Steckverbindung gesehen, die aus metallischen Hülsen zur Aufnahme von Kabelenden und einem Gehäuse aus elastischem Isoliermaterial, wie Gummi oder elastomere Kunststoffe, besteht. Das Gehäuse ist ein im wesentlichen zylindrischer Körper, der mit längs verlaufenden Bohrungen zur Aufnahme von durch Druck verformbaren, metallischen Hülsen versehen ist. Das Material des Gehäuses ist so ausgebildet, dass sich durch auf dem ausseren Umfang des Gehäuses ausgeübten Druck der Querschnitt der Bohrungen verkleinern lässt.

Die in den Bohrungen sitzenden metallischen verformbaren Hülsen sind mit Buchsen zur Aufnahme der Kabelenden versehen, deren Innenraum an einem mittig in der Hülse gelegenen Anschlag enden. Dadurch soll vermieden werden, dass die Kabelenden zu weit in die Hülsen geschoben werden.

Die Hülsen sind vorzugsweise im Bereich des mittig gelegenen Anschlages mit einer umlaufenden Rippe versehen, deren Höhe durch Stauchdruck vergrössert werden kann.

Das Gehäuse, das für bestimmte Verwendungszwecke aus einem zylindrischen Körper besteht, kann für bestimmte Zwecke auch zweiteilig ausgebildet sein, wobei die verformbaren metallischen Hülsen zur Auf-r nähme der Kabelenden ebenfalls zweiteilig in bekannter Weise ausgebildet sind. Bei der Verwendung von zweiteiligen Gehäusen aus elastischem Material ist es vorteilhaft, eine über die Gehäuseteile passende verformbare Hülse zu verwenden, in der

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die Steckverbindung nach der Montage sitzt;'.

Die auf dem Gehäuse sitzende Hülse ist vorzugsweise mit einer Anzahl von Löchern versehen, in die nach dem Aufpressen der Hülse auf das Gehäuse oder deren Teile Material des elastischen Gehäuses eindringt und dadurch zusätzlich eine Verschiebung derHülse auf dem Gehäuse vermieden wird.

Für bestimmte Zwecke ist es vorteilhaft, die auf dem Gehäuse sitzende Hülse so auszubilden,, dass sie den Umfang der Gehäuseteile lediglich in dem Bereich umfasst, in dem sich die ineinandergesteckten Teile der metallischen Hülsen befinden. In diesem Pail sind zwei weitere verformbare Hülsenteile vorzusehen, die den "Umfang der Gehäuseteile in dem Bereich umfassen, in dem die einander abgewandten Enden der metallischen Hülsen sitzen. Durch die Dreiteilung der Gehäusehülsen wird erreicht, dass die Montage der Steckverbindung in mehreren Abschnitten vorgenommen werden kann.

Für eine besonders zuverlässige Steckverbindung ist es vorteilhaft, das eine Gehäuseteil an dem dem anderen Gehäuseteil zugewandten Ende mit steckerartigen Ansätzen zu versehen, die in entsprechende Er-Weiterungen der. Bohrungen zur Aufnahme der Metallhülsenteile des anderen Gehäuseteils passen. Dabei verlaufen die Bohrungen zur Aufnahme der Metallhülsenteile auch durch die steckerartigen Ansätze.

Die |let aiii sehen Hüls ent eile werden vorteilhaft in bekannter Weise als Stecker bzw. entsprechende Steckbüchsen ausgebildet, die an ihren einander abgewandten Enden mit verformbaren Kabeihülsen zur Aufnahme der Kabelenden versehen sind.

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Es ist ferner von Vorzug, die Stecker der metallischen Hülsen mit umlaufenden Einschnürungen zu versehen, in die unter Druck das Material der Steckbuchsen verformt werden kann.

Für den Fall, dass die Enden der isolierten elektrischen Leiter ohne Entfernung der Isolation in die metallischen Hülsen eingeschoben werden sollen, sind in den Kabelbuchsen eine Vielzahl von nach innen gerichteten Zähnen vorgesehen, die geeignet B sind, unter entsprechendem äusseren Druck durch

die Isolierung der Kabelenden hindurchzudringen und eine gute elektrische Verbindung herzustellen.

Anstelle der Verwendung von an sich bekannten Steckbuchsen können auch Steckbuchsen verwendet werden, die aus zwischen Ringen gehaltenen, längs angeordneten Streifen bestehen, die federartig nach aussen gebogen und unter Druck nach innen biegbar sind. -

Um ein Lösen derartiger Steckverbindungen zu möglichen, können die auf dem Umfang der Gehäuseteile sitzenden Hülsen aus sich überlappenden Streifen bestehen, die mit einem Sperrmechanismus versehen sind. Anstelle einer zylindrischen Ausbildung des Gehäuses und der Gehäusehülsen ist auch jede andere Formgebung des Querschnittes denkbar. So ist es beispielsweise vorteilhaft, den Querschnitt des Gehäuses und der Gehäusehülsen oval mit längs verlaufenden Einschnürungen zu versehen und bei der Montage ein Werkzeug zu verwenden, das das Gehäuse auf einen kreisförmigen Querschnitt zusammenpresst, wodurch die längs verlaufenden Einkerbungen geschlossen werden.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Aus-

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führungsbeispiele verwiesen.
Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses aus elastomerem Material;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer verformbaren metallischen Hülse;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Steckverbindung zwischen den Backen eines Montagepresswerkzeuges;

Fig. h eine perspektivische, teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht der Steckverbindung mit zwei Gehäuseteilen vor der Montage;

Fig. 5 einen Schnitt durch einen Teil der Steckverbindung vor der Montage;

Fig. 6 einen Schnitt durch den in Fig. 5 dargestellten Teil nach der Montage;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Steckverbindung nach der Montage;

Fig. 8 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des eitlen Hülsenteiles;

Fig. 9 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des anderen Hülsenteiles;

Fig. 10 u. 11 teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansichten der Hülsenteile aus Fig. 8 ü.9 vor und nach der Montage; ·

Fig. 12 - 15 Diagramme, die sich auf den elektrischen Kontaktwiderstand und den mechanischen Zugwiderstand beziehen;

Fig. l6 einen Schnitt durch eine Steckverbindung nachder Montage unter Verwendung eines Presswerkzeuges mit besonders ausgestalteten Backen";

Fig. 17 u. 18 einen Schnitt durch eine Steckverbindung in besonderer Ausbildung vor und nach der Montage ;■-."..

Fig.19 eine schematische Darstellung der.Pressbacken eines Mont agöwerkzseuge β zum Züaäih'menpr es s^;en einer in Fig. I7 dargestellten \S_ftec;kve^bindung;

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Fig. 20 eine perspektivische Ansicht einer metallischen Steckbuchse;

Fig. 21 u. 22 eine Darstellung der Steckbuchse gemäss Fig. 20 vor und nach dem Montieren mit einem Stecker;

Fig. 23 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungs· form der Steckverbindung mit drei Gehäusehülsen;

Fig. 2h eine perspektivische Ansicht eines Teiles der Steckverbindung mit einer lösbaren Gehäusehülse.

Die in Fig. 1 dargestellte Steckverbindung 50 besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 52 aus einem elastischen Isoliermaterial, wie Gummi oder Kunststoff. Das Material des Gehäuses 52 ist so ausgebildet, dass es unter Druck zusammengepresst werden kann und nach Lösung des Druckes in seine Ausgangäform zurückkehrt. Das Gehäuse 52 kann anstelle eines Zylinders mit kreisförmigem Querschnitt auch in jeder beliebigen anderen Form, beispielsweise oval oder als Sechskant, ausgebildet sein.

Das Gehäuse 52 ist mit einer Anzahl von Bohrungen 5^ versehen, die parallel zueinander axial zwischen den Stirnseiten 56, 58 verlaufen. Die Bohrungen 5^ sind so ausgebildet, dass in sie verformbare metallische Hülsen 60 (Fig.2) eingesetzt werden können. Die verformbaren metallischen Hülsen 60 sind mit Buchsen 62, 6k zur Aufnahme von Kabelenden versehen, deren Isolierung entfernt worden ist.

Die Buchsen 64, 62 enden an einem mittig gelegenen Anschlag 66, durch den ein zu weites Hineinschieben der Kabelenden vermieden werden soll. Im Bereich des

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Anschlages 66 verläuft um den Umfang der Hülse 60 eine Rippe 68_P Die Rippe ist so ausgebildet, dass das Einschieben der Hülse 60 in eine Bohrung ^k des Gehäuses 50 möglich ist. ■

Zur Montage der Steckverbindung 50 werden die von der Isolierung befreiten Kabelenden nach dem Einschieben der Hülsen 60 in die Bohrungen $h in die Kabelbuchsen 62,64 bis zum Anschlag/ 66 eingeschoben. Die Steckverbindung 50 wird sodann mit einem Presswerkzeug mit Backen 70 (ig.3) zusammengepresst. Der an dem Umfang des Gehäuses 52 ansetzende Druck setzt sich durch das Material des Gehäuses gleichmässig nach innen fort, so dass der Querschnitt der Bohrungen 54 verkleinert wird.

Dadurch werden auch die Querschnitte der Steckbuchsen 62,. 64 der verformbaren Hülsen 60 verkleinert, wodurch die Kabelenden fest in den Steckbuchsen gehalten werden. Durch den Druck der Backen des Presswerkzeuges wird die umlaufende Rippe 68 aufgestaucht, so dass die Hülsen 6.0 aus den Bohrun«· gen nicht mehr herausgezogen werden können, wenn das Material des Gehäuses 52 nach dem Absetzen des Werkzeuges in seine Ausgangslage zurückkehrt.

In den Figuren 4 —■ 7 ist ein weiteresAusführungsbei spie 1 der erfindungs gemässen Steeckverbindung dargesteilt« Diese Steckverbindung 80 besteht aus zwei Gehäuseteilen 82, 9'6» durch die einander entsprechende Bohrungen 84, 98 zur Aufnahme von verformbaren.j zweiteiligen, me taiii sehen Steckerhülsen 90., 102 verlaufen,.

In dem einen*Gehäuseteil 82 sind die Bohrungen 84 an dein dem Gehäuseteil 96 zugewandten Ende ttnit Er-*

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Weiterungen 68 versehen, in die steckerartige Ansätze 100 des anderen Gehäuseteils 96 passen.

In den Bohrungen 84 des Gehäuseteils 82 sitzen Steckerhülsen 90, die mit einer Kabelbuchse 92 zur Aufnahme der Kabelenden 88 und einem Stecker 94 versehen sind. Der Stecker 9^ erstreckt sich in die Erweiterung 86 der Bohrung 84.

Durch das Gehäuseteil 96 verlaufen die Bohrungen 98, die auch durch die steckerartigen Ansätze 100 verlaufen.

Bei der Montage dieser Steckverbindung werden zunächst die Kabelenden 88, 104 in die Kabelbuchsen 92, IO6 der Hülsenteile 90, 102 bis zum Anschlag geschoben. Sodann werden die Gehäuseteile 82, ineinander gesteckt, so dass die Ansätze 100 in den Erweiterungen 86 und die Stecker 94 in den Steckbuchsen 102 sitzen. Sodann wird eine äussere verformbare Hülse 108 über die Gehäuseteile 82, 9^> geschoben und mit einem geeigneten Presswerkzeug auf den Umfang der äusseren Hülse 102 ein Druck ausgeübt. Das elastische Material der Gehäuseteile 82, 96 wird dadurch verformt j der Querschnitt der Bohrungen 84, 98 wird verkleinert. Dadurch werden gleichzeitig die Kabelbuchsen so verformt, dass die Kabelenden fest in den Buchsen und die Stecker 94 fest in den Steckbuchsen sitzen (Fig.6).

Sofern die Hülse 108 (Fig. 7) mit Löchern HO versehen ist, dringt durch das Zusammenpressen der Hülse 108 Material der elastischen Gehäuseteile in die Löcher, so dass zusätzlich die Hülse 108 gegen ein Verschieben auf den Gehäuseteilen gesichert ist.

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¥±e aus Fig. 11 ersichtlich., drückt sich bei dem Zusammenpressen des Gehäuses das Material der Steckbuchse 107 in die umlaufenden Einschnürungen I30 des Steckers 9^·» wodurch eine zusätzliche Sicherung der Verbindung sowohl in mechanischer als auch elektrischer Hinsicht erreicht Wird.

Sofern die Kabelenden von ihrer Isolierung nicht befreit sind, sind die ,Kabelbuchsen der metallischen Hülsenteile 90, 102 mit nach innen gerichteten Zähnen

93 versehen, die unter Druck durch die Isolierung ™

der Kabelenden dringen und eine gute elektrische und

mechanische Verbindung herstellen. -

In den Fig. 12 - 15 sind Diagramme dargestellt, die vergleichsweise die elektrischen und mechanischen Verhältnisse zwischen bekannten Steckverbindungen und der erfindungsgemässen Steckverbindung darstellen.

In Fig. 12 ist ein Diagramm dargestellt,: das den Kontakt-Widerstand zwischen dem Stecker und der Steckbuchse zeigt. Der Kontaktwiderstand ist bei

niedrigem Kontaktdruck hoch und sinkt bei Zunahme i

des Druckes.

In Fig. 13 ist ein Diagramm dargestellt, das den Zugwiderstand zwischen Stecker und Steckbuchse bei zunehmendem Kontaktdruck zeigt. Auch hier ist festzustellen, dass mit zunehmendem Kontaktdruck der Zugwiderstand steigt*

In Fig. l4 sind die Diagramme aus Fig. 12 und 13 übereinanderliegend dargestellt.

Fig. 15 zeigt eine Darstellung der Zugwiderstands- und Kontaktwiderstandsverhäitnisse bei herkömmlichen Steckverbindungen. Im Vergleich zu Fig.. Ik ist deut-

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lieh ersichtlich, dass ein ideales Verhältniss zwischen Kontaktwiderstand und Zugwiderstand bei der erfindungsgemässen Steckverbindung unter geringerem Druck erreicht werden kann.

In den Fig. 17 und 18 ist eine andere Ausführungsform der Gehäuseteile 120 und der äusseren Hülse 122 gezeigt. Der Querschnitt der Gehäuseteile und der äusseren Hülse ist oval mit zwei längs verlaufenden Einkerbungen. Wird die Steckverbin-™ dung mit einem Presswerkzeug zusammengepresst,

dessen Backen 128 wie in Fig. 19 dargestellt ausgebildet sind, so entsteht ein Querschnitt, wie dies in Fig. 18 gezeigt ist. Durch das Zusammenpressen der Hülse 124 werden die Einkerbungen in der Weise geschlossen, dass die nach innen gestülpten Längsstreifen der äusseren Hülse gegeneinander gepresst werden.

In den Fig. 20 - 22 ist eine besondere Ausbildung der Steckbuchse 154 der metallischen Hülse 150 dargestellt. Die Steckbuchse besteht aus zwischen

ψ zwei Ringen gehaltenen, längs verlaufenden Streifen

156, die federartig nach aussen gebogen sind. Beim Zusammenpressen der Steckverbindung sjpringen diese Streifen I56 nach innen und ergreifen fest den Stecker 94.

Bei der Verwendung von drei äusseren Hülsen I60, 162, l64 ist es möglich, die Montage der Steckverbindung in zwei verschiedenen Abschnitten vorzunehmen. Dabei werden zunächst die Kabelenden in die jeweiligen Gehäuseteile eingeschoben und sodann die Hülsen I60 bzw. l62 auf die Gehäuseteile gepresst Dadurch wird eine feste mechanische und elektrische Verbindung zwischen den Kabelenden und den Kabel-

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büchsen erzielt. Sodann wird die Hülse 64 über das eine Gehäuseteil geschoben und das andere Gehäuseteil eingesetzt. Dann wird auch die Hülse 164 mit einem Presswerkzeug unter Druck gesetzt, "wodurch die beiden. Gehäuseteile miteinander elektrisch und mechanisch verbunden werden.

Für den Fall, dass eine lösbare Steckverbindung gewünscht wird, werden die Hülsen 172 (Fig. 24) bandförmig mit einem Sperrmechanismus ausgebildet,

der lösbar ist. Dadurch lässt sieh die Steckver- λ

bindung selbst jederzeit wieder lösen.

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Claims

Patentansprüche:

Iy Steckverbindung für elektrische Leiter, bestehend aus metallischen Hülsen zur Aufnahme von Kabelenden und einem Gehäuse aus elastischem Isoliermaterial, & dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen,

durch Druck verformbaren Hülsen (6o) in Bohrungen (54) des Gehäuses (5O) sitzen, deren Querschnitt durch vom äusseren Umfang der Hülse ausgeübten Druck verkleinert werden kann,

2. Steckverbindung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (6o) mit Buchsen (62, 64) versehen sind, die an einem mittig gelegenen Anschlag (66) enden.

3. Steckverbindung gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6o) mittig mit einer um-

P laufenden Rippe (68) versehen ist, deren Höhe durch

Stauchdruck vergrössert werden kann.

4. Steckverbindung gemäsa Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8θ) aus zwei Teilen (82, 96) besteht, die mit Bohrungen (84, 98) zur Aufnahme von verformbaren, zweiteiligen metallischen Hülsen (90, 102) versehen sind, und das Gehäuse (8O) mit einer verformbaren Hülse (IO8) versehen ist.

5. Steckverbindung gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (IO8) mit einer Anzahl von Löchern (llO) versehen ist.

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6. Steckverbindung gemäss Anspruch 4 oder 5» dadurch. gekennzeichnet, dass die Hülse (l64) die Gehäuseteile (82, 96) lediglich im Bereich, der ineinandergesteckten Teile der metallischen Hülsen (90, 102) umfasst und zwei weitere, verformbare Hülsen (16O, l64)

. die Gehäuseteile (82, 96) im Bereich der Enden der metallischen Hülsen (90, 102) umfassen, in denen die Kabelenden (88, 104) sitzen.

7. Steckverbindung gemäss Anspruch 4 oder 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenteil (96) -

an seinem dem Hülsenteil (82) zugewandten Ende mit *

steckerartigen Ansätzen (lOO) versehen ist, durch die die Bohrungen (98) zur Aufnahme der Hülsenteile (102) verlaufen, und das Hülsenteil (82) an seinem dem Hülsenteil (96) zugewandten Ende mit Erweiterungen (86) der Bohrungen (84) zur Aufnahme der Ansätze (lOO) versehen ist. '

8. Steckverbindung gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsisnteile (90, IO2) mit Stecker (94) und entsprechenden Steckbuchsen (107) und an ihren einander äbgewandten Enden mit verformbaren Kabelhülsen (92» IO6) versehen sind. (

9. Steckverbindung gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (94) mit umlaufenden Einschnürungen (130) versehen ist.

10. Steckverbindung gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelhülsen (92, IO6) mit einer Anzahl von nach innen gerichteten Zähnen (93.) verse- ϊ hen sind.

JLl. Steckverbindung gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsenteile (I50) mit Kabelhülsen

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(152) und Steckbuchs en (l54) versenen sind, die aus zwischen Ringen gehaltenen längs angeordneten Streifen (156) bestehen, die federartig nach aussen gebogen und nach innen biegbar sind.

12. Steckverbindung gemäss Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (170) aus einem sich überlappenden Streifen mit Sperrmechanismus (172) bestehen.

13. Steckverbindung gemäss vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (l20) und die Hülsen (l24) im Querschnitt oval mit längs verlaufenden Einkerbungen (122, 126) ausgebildet sind.

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