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Elektrischer Verbinder Die Erfindung bezieht sich auf Verbinder und
hauptsächlich auf Einrichtungen zum leitenden Verbinden von isolierten oder mit
Oxid dberzogenen Leitern.
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Bekannte, die Isolierung oder das Oxid durchstoßende Verbinder, die
zum Beispiel in der amerikanischen Patentschrift 3.355.998 beschrieben sind, bestehen
im allgemeinen aus einem biegbaren Basisteil, auf welchem eine Reihe von einen symmetrischen
Umriß aufweisende, aufrechte Rippen oder Vorsprünge angeordnet oder mit demselben
aus einem Stück geformt und lediglich zu dem Zweck vorgesehen sind, um die Isolierung
zu durcnstoßen und mit dem leitenden Teil eines isolierten Leiters in Berührung
zu kommen wenn der Verbinder durch Umbiegen rund um denselben in Eingriff gebracht
wird. Die Festigkeit der resultierenden Verbindung wurde häufig schädlich beeinflußt
durch den dnterschied des Grades der Ausdehnung und Zusammenziehung zwischen dem
Leiter und dem Verbinder beim normalen Gebrauch. Wenn die Verbindung beispielsweise
abwechselnden leitenden und nicht leitenden Zyklen und der daraus resultierenden
entsprechenden Erhitzung und Abkühlung unterworfen wurde, konnten sich die Rippen
innerhalb der in dem Leiter geformten einfachen, in der Querrichtung angeordneten
Taschen frei ausdehnen und zusammenziehen, so daß zwischen einer Rippe und den an
dieselbe angrenzenden Teilen des Leiters ein Hohlraum oder ein Spalt gebildet wurde,
was eine unvollstänaige oder schadhafte elektriscne Kupplung zwischen dem Leiter
und dem Verbinder ergab.
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Wegen der Ungleichmäßigkeit der Berührung zwischen den Rippen und
den angrenzenden Oberflächen des Leiters war die äußere Oberfläche der Rippen außerdem
der Oxidbildung auf derselben unterworfen, burch welche die elektrische Verbindung
schädlich beeinflußt wurde.
Frühere Versucne, die vorgenannten Probleme
zu korrigieren, indem beispielsweise verformbare Spitze Vorsprünge oder Rippen vorgesehen
wurden, waren im allgemeinen erfolglos, weil diese spitzen Teile sich unter der
einwirkenden Biegekraft zu krümmen oder zu biegen tracnteten, vor ihrem Eindringen
in den häufig äußerst zähen Isolierüberzug der isolierten Leiter.
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Die Erfindung überwindet die vorstehend angegebenen Beschräkungen
und Schwierigkeiten der benannten Einricntungen, indem ein die Isolierung und das
Oxid durchstoßender Verbinder vorgesehen wird, der wirksamer, zuverlässiger und
leistungsfähiger ist als die bekannten Einrichtungen. Von mindestens einer inneren
Oberfläche des Verbinders erstreckt sich eine Vielzahl von ablenkbaren, unsymmetrisch
geformten und wahlweise bemessenen Rippen mit mehreren Oberflächen nach außen, um
mit einem oder mehreren isolierten Leitern in Eingriff zu kommen, dieselben zu durchstoßen
und innerhalb des leitenden Teils derselben abgelenkt zu werden, wenn dieselben
bei Einwirkung einer entsprechenden Biegekraft auf den Verbinder gegen die Rippen
gedrückt werden. Die Ablenkung und die sich daraus ergebende Verriegelung der Rippen
innerhalb des Leiters wird erzielt durch wahlweise bemessung und Ausrichtung der
gegenüberliegenden Seiten oder Oberflächen jeder aufrec~hten Rippe, um zu bewirken,
daß dieselbe ungleichen Kräften unterworfen wird, wenn der Leiter zwangsläufig gegen
dieselbe gedrückt wird. Die dadurch erzeugte resultierende Differentialkraft bewirkt,
daß die Rippe beim Eindringen aus einer im wesentlichen senkrecnten in eine im allgemeinen
geneigte Winkellage zu der Längsachse des Leiters abgelenkt wird, was einen innigen
Verriegelungseingriff zwischen denselben ergibt, sowie eine feste und sichere elektrische
ünd mechanische Verbindung. Die Rippen können nebeneinander entweder in gleicn oder
entgegengesetzt gerichteten Gruppen oder Paaren angeordnet und entweder als lineare
oder bogenförmige Elemente geformt werden.
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Jede Rippe ist wahlweise mit einem Umriß versehen, um eine erste Oberfläche
zu bilden die sich im allgemeinen senkrecht zu der angrenzenden inneren Oberfläche
des Verbinders erstreckt, eine verhältnismäßig kurze zweite Oberfläche, welche an
die erste Oberfläche
angrenzt und die Oberseite der Rippe bildet,
eine entweder ebene, bogenförmige oder gewellte dritte Oberfläche, die sich geneigt
von der zweiten Oberfläche gegen die angrenzende innere Oberfläche des Verbinders
erstreckt, und eine vierte Oberfläche, welche die dritte Oberfläche der Rippe und
die angrenzende innere Oberfläche des Verbinders verbindet. Der Verbinder kann in
einer Vielzahl entssprechender Formen ausgebildet sein, einschließlich beispielsweise
einer U-Form, einer H-Form oder einer Kastenform.
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Der Verbinder kann ferner mit Kupplungseinrichtungen versehen sein,
wie zum Beispiel mit einem eine Ausnehmung aufweisenden Zungenfortsatz oder dergleichen.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht daner in der Ausbildung eines verbesserten3
die Isolierung und das Oxid durchstoßenden Verbinders.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines
Verbinders zur leitenden Verbindung von zwei oder mehreren isolierten Leitern miteinander.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung einer
zinricntung, welche einen Verriegelungseingriff zwischen einen oder mehreren Leitern
und einem elektrischen Verbinder bewirkt, Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung
besteht in der Ausbildung einer Einricntung zur leitenden Verbindung einer Vielzahl
unabgestreifter Magnetdrähte miteinander.
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Qocn eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines
Verbinders, der Einirichtungen aufweist, welche mit dem leitenden Teil eines oder
menrerer isolierter Leiter in Eingriff kommen, dieselben durchstoßen und ablenkbar
mit dem leitenden Teil verriegelt werden.
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Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung
eines biegsamen Verbinders, der eine Vielzahl von wahlweise geformten
Rippen
aufweist, um die Isolierung von einem oder mehreren isolierten Leitern teilweise
abzustreifen und innerhalb des leitenden Teils derselben ablenkbar verriegelt zu
werden.
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Die Erfindung betrifft daher einen die Isolierung und das Oxid durchstoßenden
Verbinder, der beispielsweise zur gleichzeitigen Verbindung einer Vielzahl von isolierten
oder mit Oxid überzogenen elektrischen Leitern miteinander verwendbar ist, wie zum
Beispiel eines Magnetdrahtes, eines flachen Leiters oder dergleichen, und der aus
einer Vielzahl von mit einem wahlweisen Umriß versehenen, ablenkbaren Rippen mit
mehreren Oberflächen besteht, welche auf mindestens einer inneren Oberfläche des
Verbinders entsprechend angeordnet und so bemessen sind, daß sie mit den Leitern
in Eingriff kommen, dieselben durchstoßen und innerhalb derselben ablenkbar verriegelt
werden, wenn der Verbinder rund um dieselben gebogen wird. Die Rippen können entweder
garade oder gekrümmt und so geformt sein, daß sie im Querschnitt ein im allgemeinen
abgestumpftes rechtwinkliges Dreieck oder wahlweise Veränderungen desselben begrenzen.
Die Rippen können nebeneinander entweder in gleich oder entgegengesetzt gerichteten
Gruppen oder Paaren angeordnet sein. Kupplungseinrichtungen können vorgesehen werden,
um den Verbinder an einem weiteren Verbinder oder Stützteil zu befestigen.
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Andere Gegenstände und Merkmale der Erfindung werden in der nachstehenden
Beschreibung ausgeführt und sind in den Zeichnungen dargestellt, welche beispielsweise
das Prinzip der Erfindung und die beste Art- der Ausführung derselben veranschaulichen.
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In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines
Verbinders, der gemäß dcrÜrom den Prinzipien der Erfindung ausgebildet ist, im Längsschnitt
eine teilweise schaubildliche Ansicht eines Teils des Verbinders gemäß Fig. 1,
Fig.
3 eine schaubildliche Ansicht des Verbinders gemäß Fig. 1, welche dessen Kupplung
mit einer Vielzahl isolierter Leiter veranschaulicht, Fig. 4 im Längsschnitt einen
teilweisen Aufriß eines Teils des Verbinders gemäß Fig. 3, welcher die Art des Eingriffs
der Rippen desselben mit dem leitenden Teil eines der Leiter veranschaulicht, und
Fig. 5 in größerem Maßstab im Längsschnitt einen teilweisen Aufriß einer Ausführungsform
einer Rippe eines Verbinders, der gemäß den Prinzipien der Erfindung ausgebildet
ist.
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Die Figuren 6, 7, 8, 9 und 10 zeigen im Längsschnitt teilweise Aufrisse
von weiteren Ausführungsformen von Rippen von Verbindern, die gemäß den Prinzipien
der Erfindung ausgebildet sind.
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Die Figuren 11 und 12 sind teilweise Grundrisse von Rippen eines Verbinders,
der gemäß einer weiteren Ausfünrungsform der Erfindung ausgebildet ist.
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Fig. 13 zeigt eine schaubildliche Ansicnt einer weiteren Ausführungsform
eines Verbinders, der gemäß den Prinzipien der Erfindung ausgebildet ist, Fig. 14
eine schaubildliche Ansicht mit einer teilweise weggebrochenen Seitenwand einer
anderen Ausführungsform eines Verbinders, der gemäß den Prinzipien der Erfindung
ausgebildet ist, Fig. 15 eine schaubildliche Ansicht noch einer weiteren Ausfünruqform
eines Verbinders, der gemäß den Prinzipien der Lrfindung ausgebildet ist, und Fig.
1u teilweise im Längsschnitt einen teilweisen Aufriß, welcher
den
Verriegelungseingriff der Rippen gemäß Fig. 9 mit einem typischen isolierten Leiter
veranschaulicht.
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In jeder der Figuren der Zeichnungen sind ännliche Elemente mit den
gleichen bezugsziffern bezeichnet.
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In den Figuren 1, 2, 3 und 4 ist ein Verbinder 20 dargestellt, der
gemäß den Prinzipien der Erfindung ausgebildet ist und der vorzugsweise aus elektrisch
leitendem material geformt werden kann, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminiuill und
den üblicherweise verwendeten Legierungen derselben. Obwohl in Fig. 1 im wesentlichen
eine U-Form gezeigt ist, können andere entsprechende Formen, wie zum ueispiel die
in den Figuren 13, 14 und 15 gezeigten Formen, leicht verwendet werden, ohne den
Rahmen der Erfindung zu verlassen. Der Verbinder 20 besteht aus einem Basisteil
22, welcher gefaltet oder auf andere Art in einer solchen Weise geformt ist, daß
drei im allgemeinen ebene innere Oberflächen 24, 26, 28 gebildet werden, auf welchen
eine Vielzahl von Locheinrichtungen, wie zum Beispiel Rippen 30, angeordnet sind.
Wie aus Fig. 2 deutlicher ersichtlich ist, sind die Rippen 30 in zwei g Gruppen
oder Reinen A und B unterteilt, wobei die Rippen 30 der Reihe A in gleichgerichteter
Anordnung ausgerichtet sind, die zu der Ausrichtung der entgegengesetzt gerichteten
Rippen 30 der Reihe B komplementär ist. Jede der Reihen A und B erstreckt sich im
allgemeinen quer zu den betreffenden inneren Oberflächen 24, 26 und 28 des Basisteils
22, das heißt im allgemeinen senkrecht zu der Längsachse des Leiters 20. Die Ausrichtung
der Rippen 30 relativ zu der Längsachse des Leiters 20 kann selbstverständlich verändert
werden, wenn es notwendig oder wünschenswert -ist, um andere entsprechende Formen
zu erzielen, wie sie beispielsweise in den Figuren 11 und 12 gezeigt sind, in welchen
eine Vielzahl von Rippen 32 dargestellt ist, die in V-Form oder in einem Fischgrätmuster
angeordnet sind bzw. eine Vielzahl von im allgemeinen konzentrisch angeordneten
bogenförmigen Rippen 34. Obwohl die dargestenten Rippen 30 im wesentlichen längs
der ganzen Innenseite des basisteils 22 angeordnet sind, die durch die Oberflächen
24, 26 und 28 begrenzt wird, kann die Anordnung entsprechend
abgeändert
oder modifiziert werden, so daß die Rippen 30 entweder auf einem ausgewählten Teil
oder auf der ganzen Fläche einer oder mehrerer der inneren Oberflächen des Verbinders
20 oder der vorstehend beschriebenen anderen Ausführungsformen desselben angeordnet
werden. Die Rippen können durch eines einer Anzahl von entsprechenden Verfahren,
wie zum Beispiel Fräsen, Walzen, Pressen oder Schleifen, in einem oder mehreren
Arbeitsgängen geformt werden, um den gewünschten Umriß zu erhalten.
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Wie in Fig. 2 genauer gezeigt ist, weist jede Rippe 30 im wesentlichen
ine erste Oberfläche 36 auf, welche die Rdckseite der Hippe 30 bildet. Die Oberfläche
36 erstreckt sich von der angrenzenden inneren Oberfläche 26 im allgemeinen senkrecht
nach außen und endet in einer ersten Kante 38. Eine verhältnismäßig scnmale zweite
Oberfläche 40 erstreckt sich von der ersten Kante 38 und endet in einer zweiten
Kante 42, wobei sie die Oberseite der Hippe 30 bildet. Eine dritte Oberfläche 44,
die sich der zweiten Kante 42 geneigt gegen die innere Oberfläche 20 unu von der
ersten Oberfläcne 36 weO erstreckt, bildet den Hauptteil der Vorderseite der Rippe
30. Die Oberfläche 44 endet an einer dritten Kante 46, welche die obere Kante einer
vierten Oberfläche 44 bildet, welche die dritte Oberfläche 44 und die innere Oberfläche
26 des Basisteils miteinaneder verbindet. Die geneigte dritte Oberfläche 44 kann
im wesentlichen eben sein, wie in Fig. 2 gezeigt ist, oder dieselbe kann entsprechend
geformt werden, um eine im allgemeinen bogenförmige oder gewellte Form zu begrenzen,
wie bei 50 und 52 in den Fitouren 6 bzw bzw. 7 gezeigt ist. Jeder der vorstehend
beschriebenen Umrisse ist für die angegebenen Zwecke und Verwendungen im wesentlicnen
in gleicher Weise wirksam. Die zweite oder obere Oberfläche 40 Kann im allgemeinen
senkrecht zu der ersten oder hinteren Oberfläche 36 gerichtet sein, wie in Fig.
2 gezeigt ist, oder sie kann in einer geneigten Winkel lage zu derselben angeordnet
werden. Ein spitzer Winkel ist bei 54 in Fig. 5 dargestellt. Die vorzugsweise scharfen
Kanten 38, 42 der Rippen 30 zusammen mit der durch dieselben begrenzten oberen Oberfläche
40 dienen zur Bildung einer durch stoßenden Oberfläcjie, welche entsprecnend gemessen
ist, um den Rippen
30 zu ermöglichenß in die verhältnismäßig zähe
Isolierschicht auf den Leitern einzudringen, die mit Isoliermaterialien überzogen
oder bedeckt sind, wie zum beispiel Teflon, Nylon, gebranntem Email oder dergleichen.
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Es soll nunrnehr insbesondere auf Fig. 3 Bezug genommen werden. In
derselben ist der Verbinder 20 in Eingriff mit einer Vielzahl von ; isolierten Leitern
56 dargestellt. Der Verbinder 20 wird durch Biegen oder auf andere Weise einer entsprechend
gerichteten Druckkraft unterworfen, um einen dichten Verschluß rund um die Leiter
56 herzustellen. Die Leiter 56 werden daher gegen die Rippen 30 gedrückt, was bewirkt,
daß die Rippen 30 in die äußere Isolierschicht 58 der Leiter 56 eindringen und sich
in den leitenden Teil 60 derselben erstrecken, wie in Fig. 4 genauer gezeigt ist.
Die geneigte Oberfläche 44 der Rippen 30 ist infolgedessen der Wirkung einer versetzten
Fläche unterworfen, welche die Rippen im allgemeinen in der dargestellten Weise
nach unten gegen die innere Oberfläche 26 zu biegen oder abzulenken trachtet, um
vorteilhaft eine sichere mechanische und elektrische Verriegelungskupplung zwischen
den Rippen 30 und den Leitern 56 zu bewirken. Die keilartige Durchstoßwirkung der
Rippen 30 zusammen mit der Ablenkung derselben bewirkt eine geringe Längsstreckung
der Leiter 56, so daß ein durch die Rippen 30 verdrängter Teil der Leiter 56 in
eine angrenzende Tasche 62 gedrückt wird, welche wahlweise bemessen ist, um das
verdrängte Material aufzunehmen. Die Taschen 62 dienen auch zur Bildung von Kammern,
in welchen sich der leitende Teil 60 der Leiter 56 ausdehnen und zusammenziehen
kann, wenn die Verbindung abwechselnden Erhitzungs- und Abkühlungszyklen unterworfen
wird, so daß der anfänglich zwischen denselben hergestellte positive elektrische
Kontakt bewahrt wird. Die verbreiterte Tasche 64, die zwischen den beiden entgegengesetzt
gerichteten Gruppen A und B der Rippen 30 angeordnet ist, dient zur Aufnahme jenes
Teils 66 der Leiter 56, der durch die Ablenkung der unmittelbar angrenzenden, entgegengesetzt
gerichteten Rippen 30 in ähnlicher Weise verdrängt wird, wie vorstehend hinsichtlich
der Taschen 62 beschrieben wurde.
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Das Ausmaß des Eindringens und der nachfolgenden Ablenkung der Rippen
30 kann wahlweise geregelt werden durch Hodifizierung der Form und der Winkelanordnung
der dritten oder geneigten Oberfläche 44, wie beispielsweise bei 50 und 52 in den
Figuren o bzw. 7 gezeigt ist. Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform weist eine
im allgemeinen konkave dritte Oberfläche 50 auf, die eine schärfer begrenzte Rippe
68 bildet, um ein stärkeres eindringen und eine stärkere Ablenkung innerhalb der
zugehörigen Leiter zu bewirKen, wenn es notwendig oder wünschenswert ist. Eine Kombination
der Eigenschaften einer im allgemeinen ebenen und einer im allgemeinen konkaven
dritten Oberfläche kann durch Verwendung der gewellt geformten Oberfläche 52 erhalten
werden, die in Fig. 7 gezeigt ist.
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In den Figuren 8 und 9 sind andere Anordnunge von Rippen 30 eines
Verbinders dargestellt, der gemäß den Prinzipein der Erfindung ausgebildet ist.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, kann die rinstellung der beiden Gruppen A und B der Rippen
30 der Figur 2 umgekehrt werden, wobei die entgegengesetzt gerichteten dritten Oberflächen
44 der einen Gruppe gegen die dritten Oberflächen 44 der anderen Gruppe gerichtet
sind. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, können die Rippen 30 aber auch in entgegengesetzt
gerichteten Paaren angeordnet werden, und zwar entweder in der gezeigten binstellung,
in welcher die ersten Oberflächen 36 mit/einander zugekehrten und im Abstana voneinander
liegenden Rückseiten angeordnet sind, oder in einer (nicht dargestellten) umgekehrten
Einstellung, in welcher die dritten Oberflächen 44 benachbarter Paare im Abstand
voneinander und einander zugekehrt angeordnet sind.
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Die Art und Weise des Eindringens in den Leiter und der Ablenkung
der Rippe der in Fig. 9 gezeigten Anordnung ist genauer in Fig. 16 dargestellt.
Jedes Paar der Rippen 30 wird veranlaßt, in den Leiter 56 einzudringen und gegeneinander
abgelenkt zu werden, wourcn eine Reihe von Teilen 68 des Leiters 56 zwischen denselben
in einem zangenartigen Griff festgehalten wird, um eine Vielzahl einzelner verriegelter
Elemente zu bilden, sowie ferner die so hergestellte elektrische und mechanische
Verbindung zu verstarken. Es
ist selbstverständlich für den Fachmann
leicht ersichtlich, daß irgendeine der in den Figuren 5, 6 und 7 dargestellten und
vorstehend beschriebenen Rippenformen oder eine Kombination derselben in ähnlicher
Weise verwendet werden kann, ohne den Rahmen der xrfindung zu verlassen. Wenn ein
Paar von mit ihren Rückseiten einander zugekehrten inneren Oberflächen 68, 70 (Fig.
10) gemäß einer Ausführungsform eines Verbinders 72 (Fig. 14) vorgesehen ist, können
die Rippen 30 oder irgendeine der vorstehena erwähnten Veränderungen derselben auf
mindestens einem Teil entweder einer oder beider Oberflächen 68, 70 angeordnet werden,
im allgemeinen wie in Fig. 10 gezeigt ist.
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In den Figuren 13, 14 und 15 sind verschiedene Ausführungsformen von.verbindern-dargestellt,
die gemäß den Prinzipien der Erfindung ausgebildet sind. Fig. 13 zeigt einen mit
einer Ausnehmung versehenen Zungenteil 74, der an einem U-förmigen Eisenbandteil
76 eines Verbinders 78 befestigt ist, um die Kupplung desselben mit einem Klemmenbrett
oder einem anderen, nicht. dargestellten Stützteil zu erleichtern. Die dargestellten
Rippen 30, die im wesentlichen auf den ganzen inneren Oberflächen des Eisenringteils
76 angeordnet sind, können selbstverständlich auf ausgewänlten Teilen derselben
vorgesehen werden. Die in Fig. 14 dargestellte, eine doppelte Kammer bildende, kastenartige
Form des Verbinders 72 kann vorteilhaft verwendet werden, um eine sicnere mechanische
und elektrische Kupplung zwischen mindestens zwei (nicht dargestellten) isolierten,
flachen Leitern zu bewirken. In Fig. 15 ist eine weitere Ausführungsform eines Verbinders
80 dargestellt, welcher eine Vielzahl von Rippen 82 aufweist, die sich quer zur
Innenfläche 88 des einen eines Paares von gelenkig miteinander verbundenen Armen
84, 86 erstrecken. Dieselben können zwischen sich einen oder mehrere Leiter 90 aufnehmen
und mit denselben in Eingriff können, die durcn eine Ausnehmung 92 eingeführt werden,
welche innerhalb des Gelenks 94 der Arme 84; 8b ausgebildet ist. Von jedem der Arme
84, 86 erstreckt sich eine mit einer Ausnehmung versehene Zunge 94, 96 nach außen,
welche einen (nicht dargestellten) Gewindebolzen oder eine andere ßefestigungseinrichtung
aufnehmen kann, um die
Are 84, 8o nach dem Biegen dicht angrenzend
an die Leiter 90 zu halten. Dies ermöglicht, daß weitere Leiter 90 nach belieben
eingeführt werden können oder daß ein oder niehrere Leiter 90,die anlänglich eingeführt
wurden, in einem späteren Vorgang entfernt werden, wobei die Festigkeit der Verbindung
aufrecht ernalten wird.
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P a t e n t a n s p r ü c h e :