DE2456976A1 - Loetfreier anschluss - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen lötfreien Anschluß und insbesondere auf ein lötfreies Anschlußsystem, in dem ein Draht von flügel- oder backenartigen Teilen umschlossen ist, die sowohl die Isolation durchstechen als auch den Draht haltern können.

Sehr verschiedenartige Ausführungsformen und Größen von elektrischen Anschlußsystemen sind bekannt. Im vorliegenden System sind zur Halterung des Drahts zwei gegenüberliegende Flügel oder Backen vorgesehen, die vor dem Einsetzen des Drahts einander berühren oder voneinander abstehen können, Backen

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werden oft zum Pestklemmen eines Drahts und damit zur Erzielung eines mechanischen und elektrischen Kontakts verwendet. Oft wird ein Einführabschnitt vorgesehen, an dem sich d*er Kontaktabschnitt der Backen öffnet, um ein richtiges Einsetzen und allmähliches Festklammen des Drahts zu ermöglichen. Derartige, an sich bekannte Anordnungen erlauben ferner ein Durchstechen der den Draht umgebenden Isolation beim Einsetzen desselben zwischen die !Flügel. Gewöhnlich.werden derartige Anschlußanordnungen für Drahtverbindungen und an den Drahtanschlußenden von Steckern verwendet.

Verschiedene Gesichtspunkte sind in brauchbaren lötfreien Anschlußahordnungen mit Isolationsdurchstechung zu beachten. Einige der hierbei auftretenden Probleme machen sich besonders bemerkbar bei sogenannten Kleinstanschlußsystemen oder Anschlußsystemen mit hohen Anschlußdichten, in denen Teile in räumlich geringen Abständen voneinander angeordnet sind.

Eine der wichtigsten Betriebskenngrößen und möglicherweise sogar die wichtigste ist der Kontaktwiderstand. Gemeint ist hiermit besonders die Veränderung des Kontaktwiderstands zwischen dem angeschlossenen Draht und der Anschlußanordnung bei Alterung und schädlichen Umwelteinflüssen.

Die mechanische Festigkeit und die Dauerhaftigkeit der Verbindungsstelle zwischen dem Draht und dem eigentlichen Anschluß sind ebenfalls von großer Bedeutung.

Weitere Gesichtspunkte ergeben sich aus der möglichen

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Herstellbarkeit und der Zuverlässigkeit von Anschlüssen, die die' verschiedenen Abnahmetests bestehen können. Bei der Massenherstellung soll die Anzahl der fehlerhaften Stücke gering und mit großer Zuverlässigkeit voraussagbar sein. ·

Mit dem im folgenden beschriebenen Anschlußsystem ergaben sich unter sehr verschiedenartigen physikalischen und elektrischen Betriebsbedingungen gute Ergebnisse. Die Anforderungen in Bezug auf einfache Herstellbarkeit wurden erfüllt. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden unter schädlichen tfmweltverhält- " nissen und in Abnutzungstests in Bezug auf den Kontaktwiderstand erhalten.

Bemerkenswert ist, daß die im folgenden beschriebenen Anschlußanordnungen im zivilen sowie im militärischen Sektor verwendet werden können und sich insbesondere für Telephonnetze eignen. Große Mengen lassen sich einerseits leicht herstellen und andrerseits in großem Maßstab benutzen; die vom Benutzer derartiger Anschlußanordnungen gestellten Anforderungen in Bezug auf zuverlässiges Betriebsverhalten sind sehr hoch. In einem bestimmten Pail wird-zur Bedingung gemacht, daß unter bestimmten Prüfverhältnissen höchstens 1 Anschluß aus 10000 Anschlüssen eine Veränderung des Kontaktwiderstands von über 0,25 Milliohm bei einem Zuverlässigkeitsgrad von 95 f° aufweist.

Die Erfindung· umfaßt eine elektrische Anschlußanordnung, in der der den Draht aufnehmende Abschnitt von zwei in Abständen angebrachten Seiten zur Einlage des Drahts und mindestens einem

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Paar in den Seiten ausgebildeten Backen gebildet wird. Die einander gegenüberliegenden Backen ergeben einen engen Zwischenraum. Die Backen sind einstückig mit den Seiten an den seitlichen Verlängerungen ausgeführt. Ein Abschnitt zur Einführung wird erhalten durch Einkerbung der Seiten an den Backen, sodaß ein Winkel an der Oberkante der Backen entsteht, der das Einführen des Drahtes in die Backen erleichtert. Im Kontaktgebiet mit dem Draht hat die Einführungskante einen Übergangsabschnitt mit einer Kante, die eine leicht abgewinkelte Einlaßfläche für den Draht darstellt. Außerdem können die Backen an· ihren unteren Enden freiliegend ausgeführt werden.

Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer vorzugsweisen Aus führungs form des erfindungsgemäßen ,Anschlußsystems.

Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen vorzugsweisen Ausführungsform des erfindüngsgem'äßen Anschlußsystems an einem bandförmigen Kontaktteil.

Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht des in Figur 2 dargestellten Kontaktteils, das in einem Stecker mit hoher Anschlußdichte eingesetzt ist.

Figur 4 ist eine teilweise Aufsicht auf die vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung.

Figur 5 ist ein vergrößerter teilweiser Querschnitt durch das Ende der erfindungsgemäßen Anordnung längs der in Figur 4 mit V-V bezeichneten Linie.

Figur 6 ist ein Querschnitt längs der in Figur 4 mit VI-VI

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bezeichneten linie und zeigt den eingesetzten Draht und gestrichelt den Draht vor dem Einsetzen.

I*igur 7 ist eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Anordnung zum Anschließen paralleler Drähte.

ffigur 8 ist eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Anordnung zur Verbindung von Endstücken von Drähten.

Figur 9 ist eine Mikrophotographie eines in Längsrichtung genommenen Querschnitts durch einen Draht der Standardgröße 24, der in die Anschlußanordnung eingesetzt ist. Die Isolation erscheint nicht in der Mikrophotographie. .

figur 10 ist eine Mikrophotographie eines rechtwinkligen Querschnitts eines Drahtes der Standardgröße 24·, der in die Anschlußanordnung eingesetzt ist, wobei die Isolation nicht im Bild erscheint.

In !Figur 1 ist die'Anschlußanordnung ohne ein bestimmtes Anwendungsbeispiel dargestellt. In "Figuren 7 und 8 ist die Anschlußanordnung dargestellt bei ihrer Verwendung zur Drahtverbindung von parallelen Drähten bzw. von den Endstücken von Leitungsdrähten.

In Figuren 2 und 3 ist die Anordnung als Anschluß oder den Draht aufnehmendes Ende eines bandförmigen Kontaktteils dargestellt. Figur 3 dient zur Erläuterung der Verwendung des Kontaktteils in einem Stecker mit hoher Anschlußdichte.

Die Erfindung kann in verschiedener Weise in Anschlußanordnungen verwirklicht werden. Die größten Vorteile ergeben

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sich, jedoch in miniaturisierten Bauteilen oder .Geräten, in denen mechanische Festigkeit, Zuverlässigkeit und die Herstellbarkeit sehr kleiner Teile aus verhältnismäßig schwachen Materialien unabdingbare Forderungen sind.

Das in Figur 1 dargestellte Anschlußsystem besteht aus zwei parallelen Seiten 2 und einem Boden 3, wodurch ein länglicher , Kanal zur Drahtaufnahme gebildet wird. Paare gegenüberliegender Backen 4 sind eingebogen und einstückig mit den Seiten 2 ausgeführt. Zwei Paare von Backen 4, 4a sind dargestellt, doch kann noch ein weiteres Paar verwendet werden. Bei der Ausformung der Backen wird das Metall der Seiten nicht geschnitten oder in einer anderen Weise unterbrochen, sondern vielmehr gestreckt und/oder gebogen und zu fortlaufend gekrümmten Backen ausgeformt, die sich an den seitlichen Fortsätzen der Seiten 2 einstückig mit denselben anschließen. Die Backen 4, 4a ergeben damit seitlich sanft gesohwungene Flächen mit den dargestellten Andruckpunkten 5, 5a.

Die Einführungsabschnitte 6, 6a der Anschlußanordnung lassen sich am leichtesten anhand des Herstellungsverfahrens der Anordnung beschreiben. Die Anordnung wird durch Stanzen, Biegen und Ausformen aus flachem Blech hergestellt. Die Einführungsabschnitte 6, 6a werden vorzugsweise durch Ausstanzen einer V-förmigen Kerbe vor dem Ausformen der Backen (und vor dem Aufbiegen der Seiten) hergestellt, sodaß nach dem Ausformen der Backen die Oberkanten 7, 7a der Seiten sich abgewinkelt

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nach, unten und nach innen erstrecken, wie besonders aus Figuren 4, 5 und 6 ersichtlich.

Wie in Figur 1 dargestellt, sind Schlitze 8, 8a in den Seiten 2 angebracht, um das untere Ende der Backen 4, 4a von den Seiten abzulösen. Wie aus Figuren 2, 4 und 5 ersichtlich,' handelt es sich bei Schlitz 8, 8a um einen Blechabschnitt, der an der Biegung zum kanalförmigen Abschnitt zwischen den Seiten 2, 2a und dem Boden 3 entfernt wurde. Da in der dargestellten Ausführungsform eine Biegung von 90° verwendet wird und da der Boden 3 sehr nahe dem unteren Ende der Backen liegt, ist es wichtig, daß das untere Ende der Backen frei beweglich ist,

keine sodaß kein übermäßiges Dehnen und/ zufällige Verbiegungen des Metalls möglich sind. Wenn ein größerer Raum unterhalb der Backen verfügbar ist, kann auf die freie Beweglichkeit verzichtet werden, obwohl sie im allgemeinen vorzuziehen ist.

Wie aus den Mikrophotographien der Figuren 9 und 10 ersichtlich, ergibt sich mit dieser Anordnung eine praktisch glatte, kontinuierliche Verformung des Drahtes. Wie insbesondere aus Figur 5 ersichtlich, ist zur Erzielung dieser allmählichen Verformung ein Übergangsgebiet 9, 9a am Einführungsabschnitt vorgesehen, in dem sich der Winkel der Kante ändert, sodaß eine gebogene, erhabene Oberfläche dem Draht an der Oberkante der Backe dargeboten wird. Das Übergangsgebiet kann in einem Prägevorgang ausgebildet werden, in dem der Winkel der Kante 7, 7a geändert wird, um der Form der Einführungsabschnitte

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6, 6a zu entsprechen. Die Bezeichnung "Übergangsgebiet" wird verwendet, da an dieser Stelle ein Übergang von der Berührung eines eingesetzten Drahtes mit der Oberkanten 7, 7a der Backe zur Berührung mit den Andruckflachen 5» 5a stattfindet. Das Übergangsgebiet liegt deshalb im Innengebiet der Backe, in der von den Andruckflächen 5, 5a definierten Zone. Da das Übergangsgebiet eine gebogene, erhabene Oberfläche darstellt, übt es Druckkräfte auf den Draht aus und trägt zur erwünschten allmählichen Verbiegung des Drahtes beim Einsetzen bei. Ohne das Übergangsgebiet würde sich eine scharfe Ecke an der Oberkante der Backen über den Andruckflächen 5, 5a ergeben, was zu einem eventuellen Abscheren und jähen Verformen des Drahts führen würde.

Der Einführungsabschnitt 6, 6a mit dem geprägten Übergangsabschnitt ist zweckmäßigerweise um etwa 45 gegen die Horizontale geneigt. Das Übergangsgebiet kann sogar einen noch größeren Winkel zwischen der Oberkante und der Andruckfläche einem Draht darbieten, um die Übergangswirkung zu erhöhen. Das Übergängsgebiet 9, 9a kann auch mit anderen Verfahren hergestellt werden, z.B. durch Ausförmung einer V-förmigen Kerbe mit einer abgewinkelten Kante statt einer gerade geschnittenen Kante. Aufgabe des Übergangsgebiets ist es, eine glatte Fortsetzung der Oberkante und einen Übergang an die Andruckfläche der Backe zu schaffen.

In vielen \Anwendungsfallen'ist es wichtig, eine Zugent-

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lastung am Anschluß anzubringen. Eine für das vorliegende Anschlußsystem geeignete Zugentlastung 13 ist in Figuren 2 und 3 dargestellt.

In der vorzugsweisen, handelsüblichen Ausführungsform, die in Figuren 2 und 3 für den Fall eines bandförmigen Kontaktteils dargestellt ist, wird der Kontaktabschnitt selbst aus etwa 0,15 mm dickem Kadmiumbronzeblech hergestellt. Der Kontakt wird gewöhnlich entweder ganz oder mindestens teilweise an den eigentlichen Kontaktstellen vergoldet oder versilbert. In Telephonsystemen, in denen isolierter Draht der Standardgrößen 24 und/oder 26 verwendet wird, beträgt der Zwischenraum zwischen den Backen etwa 0,18 mm.

Vorsprung I4 hat zur Aufgabe, den Kontaktabschnitt in seiner Stellung im Körper der isolierenden Steckverbindung zu halten. Ein ähnlicher Vorsprung 15 ist in der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform zur Leitungsverbindung enthalten, wobei Vorsprung 15 das Teil in einem zugeordneten Aufnahmestück festhält.

Figur 3 stellt einen Teil einer Steckverbindung mit 50 Anschlußkontakten dar, die gewöhnlich in Gestellen, Schalttafeln und Kabelverbindungen hoher Anschlußdichte in Telephonsystemen verwendet werden. Beispielsweise sind die Kontaktteile an 2,1 mm dicken Mittelstücken angebracht. Die Kontaktabschnitte 1 sind in zwei parallelen Reihen im Isolator 10 zwischen den Rippen 11 befestigt. Die Kontaktabschnitte 1 ruhen dabei in Aussparungen, die von den Rippen 11 an den Drahtanschlußenden

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gebildet werden. Die Rippen 11 stützen die Seiten 2, 2a des An'schlußsystems, um deren Zurückbiegen beim Einsetzen eines Drantes zu verhindern.

Bei der Verwendung wird die Steckverbindung festgehalten und Drähte werden entweder einzeln oder in Bündeln in jeden Kontaktabschnitt eingesetzt.

Draht 12 wird in der in Figur 6 dargestellten Weise über dem Kanal angebracht und mit einem Spezialwerkzeug gleichmäßig in den Kanal hineingedrückt.

Die sanft abgewinkelten Oberkanten 7, 7a der Backen kommen mit der Isolation des Drahtes in Berührung und zerreißen diese beim Herunterdrücken des Drahts. Beim Herunterdrücken des Drahts kommt das Metall des Drahts mit den Backen hinter dem Übergangsgebiet 9, 9a an den Andruckflächen 5, 5a in Berührung, wobei der Draht deformiert wird und eine innige Berührung mit den Andruckflächen 5, 5a stattfindet. Bei der anfänglichen Verformung des Drahtes wird dieser zusammengedrückt, wobei .einiges Metall nach oben geschoben wird. Die Mikrophotographien der Figuren 9 und 10 zeigen die Stellung der Backen und den Draht in seiner Ruhelage. Ein inniger Kontakt des Drahts mit den Backen durch Berührung ist erkennbar. Wie aus Figur 9 ersichtlich, wird das Metall in Horizontalrichtung nach innen verdrückt, wobei sich eine sanft gekrümmte Form ergibt, die in Achsrichtung die Faserstruktur des Drahtes erhält und die Ansammlung von Zugspannungen an bestimmten Punkten verhindert.

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Obwohl in Vertikalrichtung eine gewisse Verschiebung nach oben stattfindet, handelt es sich bei der Verformung im wesentlichen um eine Art Hohlprägung.

- Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wurden gute Ergebnisse gemäß den Anforderungen in nachrichtentechnischen Anwendungen erzielt, wenn die Anordnung in Versuchsreihen geprüft wurde, in denen die Anordnung verschiedenen ungünstigen XJmweltsbedingungen, iüempera tür Schwankungen, thermischer Abschreckung, thermischen Alterungsbedingungen und mechanischen JPestigkeits- und Dauerhaftigkeitsproben unterworfen wurde.

Die obige Beschreibung bezog sich auf bestimmte, vorzugsweise Ausführungsformen, doch sind dem Fachmann offensichtliche Abänderungen im Rahmen der Erfindung möglich, deren Umfang ausschließlich durch die folgenden Patentansprüche definiert ist.

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Claims (16)

1. O PATENTANSPRÜCHE Lötfreier elektrischer Drahtanschluß, gekennzeichnet durch einen einen Kanal zur Drahtaufnahme bildenden länglichen Körper mit einander gegenüberliegenden Seiten (2, 2a) und mindestens ein Paar den Draht berührender Backen (4, 4a), die einander gegenüberliegend in den Seiten (2, 2a) ausgebildet sind und sich in den Kaum zur Drahtaufnahme erstrecken.
2. 2. Lötfreier Anschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende jeder Backe (4, 4a) von der zugehörigen Seite (2, 2a) abgetrennt ist.
3. 3. Lötfreier Anschluß nach Anspruch'2, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende jeder Backe (4, 4a) von der zugehörigen Seite (2, 2a) durch einen in Achsrichtung verlaufenden Schlitz (8, 8a) im Körper abgetrennt ist.
4. 4. Lötfreier Anschluß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Einführungsabschnitt (6, 6a) an jeder Backe (4, 4a), wobei die Oberkante der Backe von der zugehörigen Seite aus abgewinkelt nach innen und nach unten verläuft.
5. 5. Lötfreier Anschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Innengebiet des Einführungsabschnitts (6, 6a) an jeder Backe (4, 4a) ein Übergangsgebiet (9, 9a) angebracht ist, wobei die Oberkante (7, 7a) unter einem Winkel verläuft, der praktisch so groß ist wie der Winkel des Einführungsabschnitts.
6. 6. Lötfreier Anschluß nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante der Backe im Übergangsgebiet geprägt ist,

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   um das Übergangsgebiet zu bilden.
7. 7. Lötfreier Anschluß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens zwei Paare von Backen (4, 4a).
8. 8. Lötfreier Anschluß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel, die das Aufspreizen der Seiten (2, 2a) verhindern, wenn ein isolierter Draht in den zur Drahtaufnahme bestimmten Kanal eingesetzt wird.
9. 9. Lötfreier Anschluß nach Anspruch 1, mit einem in dem zur Drahtaufnahme bestimmten Kanal eingesetzten isolierten Draht, dadurch gekennzeichnet,· daß der Zwischenraum zwischen den geprägten Backen (4, 4a) geringer ist als die Dicke des leitenden Abschnitts des Drahts vor dessen Einsetzen, und daß die Drahtisolation im Gebiet der Backen (4, 4a) offen ist, sodaß .ein elektrischer Kontakt zwischen dem Draht und den Backen zustande kommt.
10. 10. Lötfreier Anschluß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zwischen den gegenüberliegenden Seiten (2, 2a) angebrachten, dieselben verbindenden Boden (3) im Anschlußkörper.
11. 11. Lötfreier Anschluß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kontaktabschnitt zur Kontaktgabe mit einem entsprechenden Gegenstück, und einen Anschlußabschnitt zum Anschluß eines Drahts, wobei der Anschlußabschnitt den länglichen Körper und mindestens ein Paar den Draht berührender Backen (4, 4a) umfaßt.

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12. 12. Lötfreier Anschluß nach. Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktabschnitt bandförmig ist und aus einem dünnen, elektrisch leitenden Metall geformt ist.
13. 13. Lötfreier "Anschluß nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein isolierendes Seil zur Montage des Kontakts und mehrere Kontaktabschnitte, von denen jeder aus dem Anschlußabschnitt und dem eigentlichen Kontakt besteht und vom isolierenden Teil gehaltert wird.
14. 14. Lötfreier Anschluß nach Anspruch 13_K dadurch gekennzeichnet, daß Abschnitte des isolierenden Teils neben den Seiten des Kontaktabschnitts gelegen sind, um ein Aufspreizen der Seiten beim Einsetzen eines Drahts zu verhindern.
15. 15· Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Drahtanschlusses, gekennzeichnet durch Ausformen eines flachen Metallblechs in einen länglichen Körper zur Drahtaufnahme, der einen Boden und gegenüberliegende Seiten hat und einen Raum zur Drahtaufnahme bildet; Anbringung von Kerben von den Oberkanten her in Gebieten, in denen Backen ausgeformt werden sollen; Ausformung mindestens eines Paares von den Draht berührenden Backen, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und sich bei der Ausformung des Körpers in das Gebiet zur Drahtaufnahme erstrecken, wobei die Kerben einen Einführungsabschnitt an jeder Backe ergeben und die Kanten der Kerben die Oberkante der Backen bilden, die sich von jeder Seite her nach innen und nach unten in das Gebiet zur Drahtaufnahme erstrecken.

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16. 16. Verfahren nach'Anspruch 15, gekennzeichnet durch Abtrennen der Backen von den Seiten an deren unterem Ende durch einen in Achsrichtung verlaufenden Einschnitt vor dem Ausformen der Backen.

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