DE2422265A1

DE2422265A1 - Elektrischer verbinder

Info

Publication number: DE2422265A1
Application number: DE2422265A
Authority: DE
Inventors: Kenneth C Allison
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-08-31
Filing date: 1974-05-08
Publication date: 1975-03-13
Also published as: CA1012624A; GB1422290A; US4065637A; JPS5050682A

Description

1793

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Kenneth C. Allison 1546 South Shore Drive Crystal Lake, Illinois 60014 / USA

"Elektrischer Verbinder"

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder, bestehend aus einem röhrchenförmigen Körper mit in dessen Mantel angeordneten Verriegelungselementen, welche bei Deformation des röhrchenförmigen Körpers die Isolation von in das Röhrchen eingeschobenen elektrischen Drähten durchdringen, mit den Drähten elektrischen Kontakt herstellen und diese mechanisch verriegeln, aus einem den Körper aufnehmenden Mantel aus verformbarem Material und aus einer den Man—tel umgebenden Hülle aus isolierendem Material.

Es sind elektrische Verbinder bekannt, bei denen ein isolierter Draht in ein Röhrchen eingesetzt wird, welches Verriegelungselemente aufweist, die das isolierende Material bei Verformung des Röhrchens durchdringen und an den elektrischen Leitern angreifen, um gleichzeitig die Drähte mechanisch und elektrisch miteinander zu verbinden. Es gibt eine ganze Reihe von Variationen von solchen Verbindern. Typische Ausführungsbeispiele

509811/0234

für diese elektrischen Verbinder sind in den US-Patentschriften 3 283 061 und 3 372 227 gezeigt. Aus beiden Patentschriften wird deutlich, daß diese elektrischen Verbinder aus drei Grundeinheiten bestehen, nämlich dem Röhrchen, welches eine Vielzahl von Zacken oder dgl. aufweist,die durch das isolierende Material hindurchdringen und an einem Draht angreifen, einem Mantel, der das Röhrchen aufnimmt und der mit dem Röhrchen zusammen verformt wird und das Röhrchen in dem verformten Zustand hält, sowie aus einer Hülle aus isolierendem Material.

Im allgemeinen werden derartige elektrische Verbinder dadurch hergestellt, daß die Röhrchen in der entsprechenden Form ebenso wie die Mäntel in der entsprechenden Form ausgestanzt werden. Die Röhrchen werden dann mit Hilfe von Maschinen in jeweils einen zugehörigen Mantel eingeschoben. Danach werden Röhrchen und Mantel in die isolierende Hülle eingesetzt, welche dann erhitzt wird, um das isolierende Material auf dem Mantel aufzuschrumpfen. Derartige Verbinder sind dann bereit, isolierte Drähte zu deren gegenseitigem Verbinden aufzunehmen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Verbinder der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß beim Zusammenbau die einzelnen Teile besser als bisher miteinander verbunden sind, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich beim Einführen der Drähte der röhrchenförmigen Körper aus dem Mantel herauszieht, und daß weiterhin die Möglichkeit geschaffen wird, die Drähte in die vorbereitete Verbindereinheit leicht einzu-

509811/0234

schieben, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich die Drähte vor dem Verformen des Verbinders aus der Einheit selbständig lösen können. Dadurch soll die Handhabung der Verbinder in automatischen Maschinen wesentlich verbessert und sicherer gestaltet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der röhrchenförmige Körper am Eintrittsende für die Drähte einen nach außen geneigten Rand und der an einem Ende geschlossene Mantel auf der Innenseite des anderen Endes Zahnungen oder Rillen aufweisen, in welche der Rand des röhrchenförmigen Körpers im eingeschobenen Zustand elastisch einrastet. Aufgrund dieser Ausbildung läßt sich der Zusammenbau der Einheit auf automatischen Maschinen wesentlich leichter und zuverlässiger gestalten. Insbesondere läßt sich der röhrchenförmige Körper leichter und zuverlässiger in den Mantel einschieben, ohne daß dfe Gefahr besteht, daß nach dem Einschieben der Körper sich gegenüber dem Mantel verschiebt oder aus diesem herausfällt. Der geneigte Rand greift dazu verriegelnd in die Zahnung oder Rillung des Mantels ein, und zwar elastisch, ohne das leichte Einschieben des röhrchenförmigen Körpers in den Mantel zu erschweren. Gleichzeitig dient der nach außen gebogene Rand zur Erleichterung des Ausrichtens der röhrchenförmigen Körper in einer automatischen Behandlungsmasc-hine, so daß alle Röhrchen ordnungsmäßfe und einfach in Fluchtung gebracht werden können. Neben der Verriegelungseigenschaft bietet der nach außen gebogene Rand eine Öffnung, welche das Einsetzen von zwei isolierten elektrischen Drähten in den Verbindern auf automatischen Maschinen wesentlich

5098 11/0234

erleichtert.

Zweckmäßigerweise besitzen der röhrchenförmige Körper und der Hantel jeweils gerade oder abgeflachte ebene Seiten. Auf den abgeflachten Seiten des röhrchenförmigen Körpers sind dabei zweckmäßigerweise Verriegelungselemente in bestimmter Verteilung angeordnet.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn wenigstens ein Verriegelungselement, vorzugsweise alle Verriegelungselemente, einen Haltezacken als einen von mehreren nach innen ragenden Zacken aufweisen. Die Länge des Haltezackens ist dabei größer als die der anderen Zacken des gleichen Verriegelungselementes. Außerdem ist der Haltezacken gegenüber den anderen Zacken dem nach außen geneigten Rand des röhrchenförmigen Körpers nähergelegen. Zweckmäßigerweise läßt sich der Haltezacken so ausbilden, daß seine Spitze eine abgerundete Kante aufweist, die dem nach außen gebogenen Rand des röhrchenförmigen Körpers zugewandt ist.Aufgrund dieser Ausbildung lassen sich die Isolierten Drähte leicht in den Verbinder einschieben. Ein Zurückziehen der Drähte wird jedoch zuverlässig verhindert, und zwar vor der Verformung des Verbinders, da das isolierende Material dann an der Spitze oder scharfen Kante des Haltezackens angreift, wobei diese spitze Kante von dem nach außen gebogenen Rand des röhrchenförmigen Körpers wegweist. Diese vorläufige Haltefunktion wird noch wesentlich verstärkt, wenn sämtliche Verriegelungselemente des elektrischen Verbinders jeweils einen solchen Haltezacken besitzen. Diese Anordnung «leichtert das automatische Einsetzen der Drähte

509811/0234

in automatisch arbeitende Maschinen wesentlich, da einerseits das Einschieben und Ausrichten der Drähte beim Einschieben erleichtert wird, während andererseits das selbsttätige Herausrutschen der Drähte aus dem noch nicht verformten Verbinder zuverlässig verhindert wird.

Der neue Verbinder läßt sich auf einfache Weise ökonomisch herstellen und leicht zusammenbauen. Er eignet sich besonders für die Handhabung durch automatisch arbeitende Maschinen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen:

Pig. I eine Seitenansicht eines elektrischen Verbinders gemäß der Erfindung nach Einführen von zwei nebeneinanderliegenden isolierten elektrischen Leitungen, wobei Teile der isolierenden Hülle und des Mantels weggebrochen dargestellt sind.

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 2-2 der Fig.l vor dem Verformen des Verbinders.

Fig. 3 einen ähnlichen Querschnitt wie Fig.2 nach dem Verformen des Verbinders und endgültigem Festlegen der elektrischen Leitungen.

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie M-4 der Fig.2. Fig. 5 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 5-5 der Fig.3. Fig. 6 im vergrößerten Maßstabe die Draufsicht auf ein Verri·-

509811/0234

gelungselement des Verbinders.

Pig. 7 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 7-7 der Fig.6. Fig. 8 eine perspektivische Darstellung der auseinandergezogen wiedergegebenen Hauptteile des elektrischen Verbinders

gemäß der Erfindung und
Fig. 9 in Draufsicht eine Anordnung zum Erleichtern des Zuführens des elektrischen Verbinders in eine Verarbeitungsmaschine.

Gemäß den Figuren dient der elektrische Verbinder IO gemäß der Erfindung dazu, zwei übliche isolierte elektrische Drähte 12 und 14 aufzunehmen. Der elektrische Verbinder 10 besteht im wesentlichen aus einem zum Durchdringen der Isolierung dienenden röhrchenförmigen Körper 16 zur Aufnahme der Drähte 12 und 14, einem permanent verformbaren elektrisch leitfähigen röhrchenförmigen Mantel 18 zur Aufnahme des Körpers 16 und einer isolierenden Hülle 20, die zur Aufnahme des Mantels 18 dient. Im dargestellten Beispiel ist die isolierende Hülle aus einem in der Hitze schrumpfbaren Material, z.B. Polyäthylen, hergestellt, obwohl jedes andere entsprechend geeignete Material verwendet werden kann, wie nachfolgend beschrieben wird.

Der röhrchenförmige Körper 16 besteht im wesentlichen aus einer zylindrischen Seitenwand 21 mit einem nach außen aufgebogenen oder aufgeweiteten Mund 22, der integral an einem Ende des Körpers 16 angeformt ist. Die zylindrische Seitenwand weist im wesentlichen gerade oder abgeflachte Seitenwandabschnitte

509811/0234

- 7 auf und besitzt allgemeineinen langgestreckten Querschnitt, wie am besten aus den Fig. 4 und 8 hervorgeht. Die Seitenwand 21 weist zwei sich gegenüberliegende allgemein flache Seitenwandabschnitte 23 und 24 auf, die in wesentlichen parallel zueinander laufen. Der sich erweiternde Hund 22 weist eine sich nach außen erstreckende Lippe 26 auf, die an einem Ende der zylindrischen Seitenwand 21 einstückig angeformt ist.

Mehrere Durchdringungs-Verriegelungselemente 28 sind jeweils in den flachen Seiten· 23 und 24 ausgebildet. Die Verriegelungselemente 28 sind auf entgegengesetzten Seiten der zylindrischen Seitenwand 21 ausgebildet, und zwar aus weiter unten näher erläuterten GrUnden. Die Konstruktion der Verriegelungselemente 28 ist am besten aus den Fig.6 und 7 zu erkennen. Wie man der Fig. 6 entnehmen kann, umfaßt jedes Verriegelungselement 28 vier im wesentlichen in gleichen Winkelabständen angeordnete Durchdringungszacken 30,32,34 und 36» welche jeweils einstückig aus der Seitenwand 21 herausgeformt sind. Die Zacken 30,32,34 und 36 erstrecken sich nach innen von dem röhrchenförmigen Körper 18. Das Ende jedes der Zacken liegt im wesentlichen senkrecht zu dem zugehörigen Seitenwandabschnitt 21.

Die vier Zacken gehen weiterhin von einer gemeinsamen Kreislinie in den Seitenwandabschnitten 23,24 aus. Die Zacke 36 wenigstens eines, vorzugsweise jedes Verriegelungselementes, ist als Haltezacke ausgebildet. Sie weidb zu diesem Zweck eine größere Länge auf als die übrigen drei Zacken des gleichen Verriegelungs-

509811/0234

elementes. Der Haltezacken 36 liegt der mundförmigen Eintrittsöffnung 22 des röhrchenförmigen Körpers 16 jeweils relativ näher als die übrigen drei Zacken des gleichen Verriegelungselementes. Der Haltezacken weist außerdem eine abgerundete Fläche oder Kante 38 auf der Seite auf, die dem Mundabschnitt 22 zugkehrt ist. Diese abgerundete Fläche endet an einer scharfen Spitze 40, so daß die Isolation eines der Drähte leicht an dem Haltezacken nach innen in den hülsenförmigen Körper eingeschoben werden kann, jedoch in dem röhrchenförmigen Körper gegen Herausziehen durch die Haltezacke gesichert ist.

Bei diesem Beispiel ist der röhrchenförmige Körper 16 aus einem relativ dünnen Teil aus Phosphorbronze hergestellt, das abstreifverzinkt ist. Es ist ersichtlich, daß auch jedes andere entsprechend geeignete Material verwendet werden kann. Der röhrchenförmige Körper ist durch Ausstanzen oder dgl. hergestellt und geformt, was sehr leicht, schnell und billig geschehen kann. Die flachen Seitenwände sind außerordentlich dünn. Dementsprechend sind auch die Zacken relativ dünn, um das Eindringen der Zacken in das isolierende Material und die Kontaktgabe mit dem elektrischen Leiter der Drähte zu erleichtern.

Der Mantel 18 ist aus einem einzigen Stück aus Rotmessingblech hergestellt und in eine Form gebracht, so daß er einen allgemein elliptischen Querschnitt besitzt, wie aus Fig. ¹J hervorgeht. Das eine Ende ist geschlossen. Der elliptische Querschnitt ist ähnlich dem äußeren des röhrchenförmigen Körpers 16, so

509811/0234

daß der Mantel das Röhrchen 16 mit engem Sitz aufnehmen kann. Das eine Ende des Mantels ist durch zwei lippenförmige Teile 42 und 44 geschlossen. Das andere Ende des Mantels ist offen. Mehrere Rillen oder Zahnungen 46 sind auf der Innenseite des Mantels nahe dem offenen Ende vorgesehen.

Der röhrchenförmige Körper ist in der allgemein in Fig.8 gezeigtenPorm ausgestanzt. Der erweiterte Mund 22 bildet ein bequemes Mittel, um den röhrchenförmigen Körper in einer Richtung in Pluchtung zu bringen, wenn die Röhrchen in eine automatische Zusammenbauflttschine gebracht werden. Ein röhrchenförmiger Körper wird in einen Mantel 18 eingeschoben. Das Röhrchen wird in den Mantel so weit eingedrückt, bis das Ende des Röhrchens die Lippen 42 und 44 erreicht. Gleichzeitig greift die nach außen gebogene Lippe 26 oder Randzone der Eintrittsöffnung des Röhrchens in die Zähne 46 im Inneren des Mantels schnappartig und elastisch ein. Es wird darauf hingewiesen, daß die Nachgiebigkeit der Lippe 26 es ermöglicht, die Lippe in den Mantel einzudrücken. Die Nachgiebigkeit des Materials des röhrchenförmigen Körpers hält die Lippe in Eingriff nach außen gegen das Innere des Mantels, so daß die Zahnungen oder Rillen 46 den röhrchenförmigen Körper in dem Mantel verriegeln. Der Mantel, in dem das röhrchenförmige Teil montiert ist, wird dann in einen Isolierschlauch aus Polyäthylen eingeschoben. Danach wird die gesamte Anordnung erhitzt, um den Isolierschlauch 20 auf dem Mantel aufzuschrumpfen.

509811/0234

Es ist ersichtlich, daß die elektrischen Verbinder 10 dann von der Zusammenbaumaschine auf eine Belademaschine gebracht werden können, in welcher die Verbinder 10 jeweils in einer Stellung zwischen zwei Klebebändern 48 und 50 montiert werden. Auf diese Weise werden die elektrischen Verbinder in eine ausgerichtete Stellung gebracht und in einem vorbestimmten Abstand für die gewünschte weitere Handhabung gehalten (vgl.Fig.9). Die elektrischen Verbinder, die auf den Klebebändern montiert sind, werden dann in eine Zusammenbaumaschine eingeführt, in der die isolierten Drähte 12 und 14 in den röhrchenförmigen Körper 16 eingeführt werden. Es ist ersichtlich, daß die Drähte 12 und 14 in das Röhrchen eingeschoben werden, wobei die Haltezacken als erstes die Drähte relativ leicht durchlassen. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, daß die Lage der Haltezacken derart ist, daß jede Verformung der Haltezacken dazu führt, daß die Haltezacken nach außen schwingen, was das Einführen der Drähte erleichtert. Sobald jedoch die Drähte in ihrer Stellung in der Lage gemäß Fig.2 sind, wird eine Kraft auf die sich gegenüberliegenden Seiten des elektrischen Verbinders ausgeübt, um den röhrchenförmigen Körper 16 und den Mantel 18 zu verformen. Die Verformung des röhrchenförmigen Körpers führt dazu, daß die Zacken der Verriegelungselemente die Isolation 52 und 54 der Drähte 12 und 15 durchdringen, bis sie an den elektrischen Leitern 56 und 58 der Drähte 12 und 14 angreifen. Da der Mantel aus Messing besteht, ist er leicht verformbar. Er weist auch einen geringen Elastizitätsmodul auf, so daß der Mantel leicht permanent verformbar ist. Der röhrchenförmige Körper, der

509811/0234

gegenüber dem Mantel aus relativ dünnem Material besteht, ist in seiner verformten Stellung selbst dann gehalten, wenn die Kräfte entfernt werden,und zwar von entgegengesetzten Seiten des Verbinders durch den Mantel. Dadurch werden die Zacken in guten Kontakt mit den Drähten gehalten. Es sollte bemerkt werden, daß die Zacken das isolierende Material durchdringn, um die Drähte mechanisch zu halten und die Leiter in den Drähten zu berühren. Der röhrchenförmige Körper ist ein Leiter für die Drähte, so daß ein guter elektrischer Kontakt zwischen den benachbarten isolierten Drähten hergestellt wird. Der Messingmantel dient ebenfalls als Leiter. Die isolierende Hülle liefert eine Isolation, die den Mantel vollständig umgibt. Die Drähte werden dicht nebeneinander mechanisch gehalten und stehen über den elektrischen Verbinder in gegenseitigem elektrischem Kontakt.

50981 1/0234

Claims

- 12 -

Patentansprüche

1} Elektrischer Verbinder, bestehend aus einem röhrchenförmigen Körper und in dessen Mantel angeordneten Verriegelungselementen , die bei Verformung des röhrchenförmigen Körpers die Isolation von eingeschobenen elektrischen Drähten durchdringen, mit den Drähten elektrischen Kontakt herstellen und die Drähte mechanisch verriegeln, aus einem den Körper aufnehmenden Mantel aus verformbarem Material un d aus einer den Mantel umgebenden Hülle aus isolierendem Material, dadurch gekennzeiqhnet, daß der röhrehenförmige Körper (16) am Eintrittsende für die Drähte (12,14) einen nach außen geneigten Rand (26) und der an einem Ende geschlossene Mantel (18) auf der Innenseite des anderen offenen Endes Zahnungen oder Rillen (46) aufweist, in welche der Rand (26) des röhrchenförmigen Körpers (16) im eingeschobenen Zustand schnappartig eingreift.
2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der röhrchenförmige Körper (16) und der Mantel (18) jeweils gerade oder abgeflachte ebene Seiten aufweist.
3. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verriegelungselement (28) einen Halteaacken (36) als einen von mehreren nach innen ragenden Zacken (30 bis 36) aufweist, dessen

509811/0234

Länge größer als die anderen Zacken des gleichen Verriegelungselementes ist und, verglichen mit den anderen Zacken, dem geneigten Rand (26) des röhrchenförmigen Körpers (16) näherliegt.
4. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Haltezacken (36) eine abgerundete Begrenzungsfläche (38) aufweist, die dem geneigten Rand (26) des röhrchenförmigen Körpers (16) zugekehrt ist.
5. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einem gemeinsamen Verriegelungselement (28) gehörenden Zacken von einer gemeinsamen Kreislinie in der Seitenwand (23,24) des röhrchenförmigen Körpers (16) ausgehen und die nach innen ragenden Spitzen einander zugewandt sind.
6. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verriegelungselement vier Zacken (30 bis 36) aufweist, welche in gleichen Winkelabständen auf der Kreislinie verteilt angeordnet sind.
7. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der anderen Zacken (30,32,34) eine der Haltezacke (36) ähnliche Umrißgestalt aufweist.

509811/0234

- IH -
8. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der röhrchenförmige Körper (16) relativ dünne Seitenwandbereiche (23,2¹I) aufweist, aus denen die relativ dünnen Zacken der Verriegelungselemente einstückig ausgeformt sind, während der Mantel (18) relativ dickere Seitenwandbereiche aus permanent verformbarem Material aufweist.
9. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichne t,daß jedes Verriegelungselement (28) einen längeren Haltezacken (36) aufweist.
10. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Hülle (20) aus einem nachgiebigen, den Mantel (18) eng einhüllenden, insbesondere durch Wärme aufschrumpfbaren Material besteht.

50981 1/0234

IS

Le e rs e

ite