DE2626592B2

DE2626592B2 - Verbinder für elektrische Leitungen

Info

Publication number: DE2626592B2
Application number: DE2626592A
Authority: DE
Inventors: Louis Donald Creely Charron; Andrew Philip Charles Ottawa Dooley; John Davidson Manotick Lee; Morley Scott Ottawa Mackenzie
Original assignee: Northern Telecom Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1975-07-18
Filing date: 1976-06-14
Publication date: 1979-10-25
Also published as: SE7608058L; JPS5212487A; DE2626592A1; NL7607395A; FR2318517A1; JPS5745033B2; GB1519684A; DE2626592C3; SE406668B; CA1018628A

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbinder für elektrische Leitungen und besonders einen Verbinder, der zwei Drähte ohne Werkzeuggebrauch elektrisch verbindet.

Bei üblichen Verbindern ist es im allgemeinen notwendig, die Isolierung von den Drähten abzuziehen, bevor sie in den Verbinder eingesetzt werden. Es wird auch ein Werkzeug gebraucht, z. B. ein Schraubenzieher, wenn die Schrauben durch Gewindeteile festgeklemmt werden, oder ein Quetschwerkzeug, wenn die Drähte miteinander oder mit einem gemeinsamen Verbindungsteil durch Quetschen verbunden werden.

Erfindungsgemäß wird die elektrische Verbindung mit Drähten in einem Verbindungsstück mit Hilfe einer Feder hergestellt, welche sich bis zur Benutzung in einer Ruhelage befindet. Nachde-::i die Drähte ein-' gesetzt sind, wird die Feder benutzt, um die Energie zur Durchdringung der Drahtisolation zu liefern und den elektrischen Kontakt mit den Leitern herzustellen. Die Nachgiebigkeit der Feder gestattet die Herstellung einer Verbindung über einen weiten Bereich von Materialien und Größen von Leitern und Isolationen. So umfaßt ein erfindungsgemäßer elektrischer Verbinder mit einem Gehäuse, das einen durch ein Grundteil und ein Deckteil gebildeten hohlen Innenraum besitzt, ein Hafteteil in dem Gehäuse, das einen Grundteil und Flanschteile einschließt, die sich von einer den Grundteil enthaltenden Ebene weg erstrekken.und eine Feder, die in dem Halteteil vorgespannt gehalten wird, eine erste Isolationsschneidkante an der Feder und eine zweite Isolationsschneidkante an dem Halteteil, weiche an entgegengesetzten Seiten eines Leiterweges in dem Gehäuse einander gegenüberliegen und so angeordnet sind, daß beim Auslösen der Feder die erste Schneidkante gegen die zweite Schneidkante bewegt wird, wobei die Schneidkante die Isolation eines Leiters durchdringen und in Kontakt mit dem Leiter kommen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht des Verbindergehäuses, in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Halteteil für eine Feder, das in das Gehäuse in Fig. 1 gelegt wird,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Halteteils der Fig. 2,

Fig, 4 eine Draufsicht einer Ausbildungsform der Feder, die im Gehäuse und im Haltetejl der Fig, I, 2 und 3 eingesetzt wird, in ungespannter Form,

Fig. 5 Gehäuse, Halteteil und Feder ineinandergesetzt, in einer Draufsicht,

Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie VI-VI der Fig. 5,

Fig. 7 einen Verbinder mit eingesetzten Drähten, vor dem Auslösen der Feder, in Draufsicht,

Fig. 8 die Anordnung von Fig. 7 nach Auslösen der Feder,

Fig. 9 eine schematische Darstellung, die die an den verschiedenen Teilen der Feder und des Halteteils auftretenden wichtigen Winkel zeigt,

Fig. 10 ein ähnliches Teil wie Fig. 3, im Querschnitt, das eine andere Anordnung für das Auslösen der Feder zeigt,

Fig. 11 eine Draufsicht auf Feder und Halteteil mit einer anderen Art der Kontaktausbildung,

Fig. 12 eine alternative Federform, die so vorgespannt ist, daß sie bei Auslösen nach innen schließt.

Das in Fig. 1 dargestellte Gehäuse 10, d:,s üblicherweise aus halbstarrem Kunststoffmaterial geformt wurde, umfaßt einen Grundteil 11 und einen Deckteil oder einen Deckel 12. Der Deckel ist in dem angeführten Beispiel durch einen dünnen Abschnitt 13 klappbar mit dem Grundteil 11 verbunden.

Der Grundteil 11 besitzt nach oben gehende Flanschteile 14, die sich den Seiten der Grundfläche 16 entlang erstrecken und dem Grundteil einen rinnenförmigen Querschnitt verleihen. Der dünne Abschnitt 13, der das Gelenkteil für den Deckel bildet, ist am oberen Ende eines der Flansche 14 ausgebildet. Der Flansch 15 auf der gegenüberliegenden Seite vom Flansch 14 besitzt eine Rille 17 entlang seiner äußeren Oberfläche zur Aufnahme eines Vorsprungs 18 an der Leiste 19 des Deckels. Das Eingreifen des Vorsprungs 18 in der Rille 17 hält den Deckel geschlossen. Der Deckel kann leicht mit dem Finger geöffnet werden.

An einem Ende des Gehäuseunterteils ist ein geteilter Einlaß 20 ausgebildet. Der Einlaß wird durch eine Trennrippe 21 gebildet, die etwa in der Mitte des Einlasses angebracht ist und sich nach außen erstreckende, nach innen geneigte Wangen 21a besitzt. Die Bodenfläche ist bei 22 abgerundet, und so werden zwei schmale Durchgänge 23 gebildet. Ein wenig nach innen von den Enden der Wangen 21a abgesetzt sind zwei Vorsprünge 24, je einer an jeder Seite des Gehäuseunterteils, angebracht. Diese Vorsprünge dienen als Anschläge für das Federhalteteil, wie später beschrieben wird.

An dem von dem Einlaß 20 entfernten Ende des Gehäuseunterteils ist ein weiterer geteilter Einlaß oder eine weitere geteilte öffnung 25 ausgebildet. In dieser öffnung 25 isl eine weitere Trennrippe 26 angebracht, die sich nach außen erstreckende, nach innen geneigte Wangen 26a besitzt, welche zwei schmale Durchgänge 27 bilden. In der Mitte der Trennrippe 26 ist ein nach innen vorspringendes Gebilde 28 vorhanden, welches als Anschlag für das Federhalteteil dient, wie auch beschrieben wird.

An der Innenfläche des Deckels 12 ist ein Vorsprung 29 vorgesehen. Das vordere Ende des Vorsprungs ist abgeschrägt und so angeordnet, daß es sich ein weniginnerhalbdes inneren Endes der Trennrippe 21 befindet, wenn der Deckel 12 an dem Gehäuseunterteil 11 geschlossen ist. Fbenfalls an der Innenfläche des Deckels 12 befindet sich ein weiterer Vorsprung 30, um die Feder im Halteten 20 niederzuhalten.

Das in den Fi g, 2 und 3 dargestelle Kaltetejl 35 besteht aus Metall und besitzt einen rinnenförmigen Querschnitt mit einer Grundfläche 36 und sich den Seiten entlang nach oben erstreckenden Flanschen 37. Wie in dem Grundriß, Fig. 2, zu sehen, besitzt das Halteteil eine »taillierte« Gestalt, indem an der Stelle 38 in der Nähe des einen Endes die Breite verringert ist. Die Flansche 37 sind an einem Teil der Längserstreckung des Teils unterbrochen, und sie erstrecken sich vom einen Ende 39 nach der Stelle verringerter Breite 38 hin, und bilden einen nach innen zulaufenden Abschnitt 40 mit Flanschteilen 37a. Die Grundfläche verläuft von der Stelle 38 an wieder nach außen bis zur vollen Breite der Grundfläche, und enthält auf diesem Abschnitt keine Flansche 37. Um das Einführen der Drähte zu erleichtern, und um den Abschnitten 37a in Querrichtung Halt zu verleihen, sind die Flanschenden beim Ende 39 der Grundfläche ebenso wie die Enden der Grundfläche 36 se'hst, wie bei 41 zu sehen, gerundet.

An dem vom Ende 39 des Halteteils abgelegenen Ende sind zwei sich nach oben erstreckende Stützen

42 z. B. durch Ausstanzen und Aufbiegen von der Fläche 36 aus ausgebildet. Diese Stützen bilden Anlageflächen für die Feder, wie beschrieben werden wird. An der Stelle, an der die Flansche 37 wieder beginnen

- es ist die Stelle, an der die Grundfläche wieder die volle Breite besitzt, am Ende der »Taille« der Grundfläche - ist an der Mittelachse des Halteteils eine öffnung 43 ausgebildet. Die Grundfläche 36 ist an dem »Taillenabschnitt« bis zum Ende 39 etwas höher gelegt, wobei die Erhöhung an der dem Ende 39 abgewandten Seite der öffnung 43 beginnt. Die Linie, an der die Erhöhung der Grundfläche beginnt, ist mit 44 bezeichnet. Dadurch ist die öffnung 43 in der Grundfläche 36 in etwas höhere Lage als der übrige Teil der Grundfläche, und die Federenden können in dieser öffnung, wie beschrieben werden wird, gehalten werden.

In Fig. 4 ist die Feder 50 mit zwei sich verjüngenden Schenkeln 51 dargestellt. Wie zu sehen, besitzt die Feder eine Gabelform oder Haarnadelform. Die Schenkel 51 besitzen, wie in Fig. 4 zu sehen, einen besonderen Querschnitt und eine besondere Form, um vorausbestimmte Federeigenschaften zu erhalten. So besitzt jeder Schenkel nach Fig. 4 drei Abschnitte

- 51a, 51i> und 51c. Die Verbindungsstellen 52 zwischen den Abschnitten 516 und 51c bilden eine Art Drehpunkte und sorgen für zwei verschiedene Last/ Ablenkungs-Kennlin>en der Feder. Dadurch wird die Bildung eines guten elektrischen Kontaktes bei verschiedenen Drahtgrößen, wie später beschrieben, unters, ützi. in Fig. 4 ist die Feder in ganz entspanntem oder unbelastetem Zustand gezeigt.

Fig. 5 und 6 zeigen die im Halteteil 35 angeordnete Feder 50, mit diesem im Gehäuse eingesetzt. Die Feder 50 wird zuerst mit einem Werkzeug vorgespannt, bis sich die SchenKe¹ 51 bei 51a berühren und dann in das Halteteil eingesetzt. Das gekrümmte oder gebogene Ende 53 liegt an den Anschlägen 42 an, und die Enden 54 der Schenkel 51 sind in d^;e öffnung

43 eingepaßt (deren Seiten gegenüber der Grundfläche 36, auf der die Feder ruht, angehoben sind). Wenn das Spannwerkzeug v( η der Feder entfernt wird, werden die Schenkel durch die öffnung 43 in gespanntem Zustand gehalten. Um sicherzustellen, daß die Feder 50 im Halteteil an ihrem Platz gehalten wird, können

die oberen Enden 55 der Anschläge 42 bis zur Berührung mit der Feder umgebogen werden. In Fig. 6 ist dargestellt, wie die Enden 54 der Schenkel 51 in der öffnung 43 angeordnet sind. Die Stellung des keilförmigen Vorsprungs 29 an der Innenfläche des Deckels bei geschlossenem Deckel ist durch gestrichelte Linien in Fig. 5 angezeigt.

Für den Einsatz wird der Verbinder in der in Fig. 5 dargestellten Form vorgesehen, d. h. mit der im Halteteil 35 angebrachten Feder 50 in gespanntem Zustand, und mit im Gehäuse 10 angebrachtem Halteteil 35. Der Deckel 12 kann mit dem Unterteil 11 geschlossen sein, um das Halteteil in Lage zu halten. Es ist nicht nötig, zum Gebrauch den Deckel 12 zu öffnen. Die Leiter können von beiden Enden des Verbindungsteils aus eingesetzt werden. Auf diese Weise können zwei Leiter am einen oder am anderen Ende eingesetzt werden. Alternativ kann ein Leiter an einer Seite von einem Ende aus und der andere an der anderen Seite vom anderen Ende aus eingesetzt werden. Jede dieser Möglichkeiten ist einer Verbindung zweier Leiter mit ihren Enden gleichwertig. Als weitere Möglichkeit können sich zwei Leiter durch den Verbinder hindurch erstrecken und auf diese Weise kann eine elektrische Verbindung der beiden Leiter an einer von ihren Enden entfernten Stelle hergestellt werden. Schließlich kann sich einer der Leiter durch den Verbinder hindurch erstrecken und der andere Leiter kann von dem einen oder anderen Ende in den Leiter eingesetzt werden, um eine elektrische Verbindung eines Leiters mit einer mittleren Stelle des anderen Leiters herzustellen. Ein Leiter, der sich durch den Verbinder hindurch erstreckt, wird von.obcn bei geöffnetem Gehausedeckel 12 eingesetzt.

Wenn starke Spannungskräfte auf die Drähte einwirken, ist es möglich, daß sie sich in unerwünschter Weise, z. B. nach oben, bewegen. Um das zu vermeiden, ist es möglich, an jedem Ende des Gehäuses, wie durch die gestrichelten Linien 57 in Fig 5 und A angedeutet. Decklaschen anzubringen.

Die in Fig. 7 dargestellte Anordnung zeigt einen elektrischen Leiter 60. der sich durch den Verbinder hindurch erstreckt, und einen anderen elektrischen Leiter 61. der vom Ende 25 aus durch eine Öffnung 27 hindurch eingesetzt ist. Jeder Leiter umfaßt einen mittleren leitenden Kern - bei 62 für den Leiter 61 angezeigt - der von einer Isolationsschicht bedeckt ist. Der Leiter 60. der wie oben bemerkt, von oben eingesetzt wurde, erstreckt sich längs einer Seite des Verbinders und läuft an einer Seite der Feder 50 vorbei.

Wenn die Lei.er in ihrer richtigen Lage sind, wie in Fig. 7, wird der Deckel 12 geschlossen und die Feder 50 wird freigelassen, indem das Gehäuse 10 um eine Querachse gebogen wird, wobei sich gleichzeitig das Halteteil 35 um dieselbe Achse biegt. Ein solches Biegen kann erleichtert werden, wenn Schlitze 63, je einer in jedem Flansch 37 des Halteteils 35, ausgebildet werden. Diese Schlitze sind jedoch nicht unbedingt notwendig. Durch das Biegen des Halteteils 35 werden die Enden 54 der Schenkel 51 der Feder 50 aus der öffnung 43 befreit, und die Schenkel 51 springen, wie in Fig. 8 gezeigt, auseinander.

Die Strecke, um die sich die Schenkel 51 bewegen, wird durch die Abmessung der Leiter bestimmt. Bei Leitern mit relativ großem Durchmesser, wie in Fig. 8, springen nur die Abschnitte 516 der Schenkel 51 auseinander. Bei kleineren Leitern würden sich die Abschnitte 51c ebenfalls öffnen. In dem in Fig. 8 gezeigten Zustand wird auf die Leiter eine größere Kraft ausgeübt, als wenn die Schenkel sich weit öffnen und die Abschnitte 51c beim öffnen beteiligt sind. Es können solche Anordnungen getroffen werden, daß die Schenkel sich an mehr als einer Stelle berühren und einen sich bewegenden Drehpunkt ergeben.

Aus Fig. 8 ist zu ersehen, daß die Enden 54 der Schenkel 51 der Feder 50 schneidende oder durchdringende Kanten 65 und 65a besitzen. In gleicher Weise sind die dem Ende 39 abgewandten Enden der Flanschabschnitte 37a so geformt, daß sich schneidende oder durchdringende Kanten 66 und 66e ergeben. Schließlich sind die den öffnungen 27 abgewandten Endstücke der Hauptabschnitte der Flansche 37 bei 67 und 67a nach innen gebogen und mit schneidenden oder durchdringenden Kanten 68 und 68a versehen.

Die gegenseitige Lage der zusammengehörigen Kanten, z. B. der Kanten 65,66 und 68 und die besonderen Winkel, die die einander schneidenden Flächen, welche diese Kanten bilden, miteinandereinschließen, sind deswegen wichtig, weil das Ausmaß, in dem der Leiter durchdrungen wird, durch diese Parameter bestimmt wird. Das Eindringen in den Leiter beeinflußt den elektrischen Übergangswiderstand und die mechanische Festigkeit der Verbindung.

Fig. 9 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Anordnung von Schneid- oder Durchdringkanten, bei denen verschiedene Parameter angezeigt sind. Der Keilwinkel der Kante 65, dies ist das Ende des Federschenkels 54, ist χ, der Keilwinkel der Kante 66 am Ende des Flanschabschnitts 37a ist α und der Keilwinkel der Schneidkante 68 am Ende des Hauptabschnitts des Flansches 67 ist Θ. Andere Winkel von Inte^resse sind (a) der Winkel Φ, der zwischen dem Ende 67 des Flansches 37 und der Längsachse des der Kante 68 zum Verbinderende 25 hin unmittelbar benachbarten Drahtabschnitts aufgespannt wird, (b) der Winkel ß, der durch die Fläche 72 des Teils 37a und die Längsachse des der Kante 66 zum Ende 20 des Verbinders hin unmittelbar benachbarten Drahtabschnitts aufgespannt wird, (c) der Winkel Ψ, der durch die Fläche 70 des Endes 54 des Teils 50 und den mittleren Weg des Leiters zwischen den Kanten 66 und 68 aufgespannt wird.

Der Abstand der Kante 66 von der Kante 68 ist mit »e« bezeichnet und das Stück, um das die Kante 65 gegen die Kante 68 in Richtung einer zwischen den Kanten 68 und 66 gezogenen Linie versetzt ist. ist mit »ό« bezeichnet, der senkrechte Abstand der Kante 65 von der zwischen den Kanten 68 und 66 gezogenen Linie ist »ζ«.

Die nicht in Fig. 9 gezeigten, verbleibenden Parameter sind (a) die Federkonstante σ der Feder 50, (b) der von der Kante 65 beim Freilassen der Feder zurückgelegte Weg, (c) die kinetische Energie der Schenkel 51 der Feder 50, die sich an der Kante 65 zeigt, wenn diese Kante auf den Leiter auftrifft, (d) , die Änderung des oben erklärten Winkels Ψ mit dem Abstand ζ der Kante 65 von einer zwischen den Kanten 66 und 68 gezogenen Linie, (e) die Härte des Grundmaterials, aus denen die Abschnitte 64 und 67 das Ende des Flansches 37 β bestehen, und die Härte der Beschichtungen, die, wenn überhaupt, auf die Flächen aufgebracht wurden, die den Leiter berühren.

Die Winkel α, θ und χ können durch die Härte des Grundmaterials begrenzt sein, damit wohl be-

stimmte Kanten erhalten bleiben, die unter den angelegten Belastungen nicht verformt werden. Der Winkel Φ, die Summe der Winkel Φ und Θ, der Winkel Ψ und die Sum.ne der Winkel Ψ und χ sind wichtig, weil sie in großem Maß das Eindringen der Kanten 68 und 65 in den Leiter bestimmen. Die benötigte Mindesteindringtiefe hängt teilweise von dem Leitermaterial ab, teilweise von dem notwendigen Widerstand gegen Gleiten des Leiters, wenn in Richtung des Verbinderendes 25 gezogen wird, und teilweise vom geforderten elektrischen Übergangswiderstand zwischen der Kante 65 und dem Leiter und zwischen der Kante 68 und dem Leiter, wenn sie parallel geschlossen sind. Die erwünschte maximale Eindringtiefe hängt teilweise davon ab, ob der Leiter zwischen der Kante 68 und der Fläche 70 oder der Kante 65 getrennt wird Die optimale Eindringtiefe ist erreicht, wenn die elektrischen Uhergangswiderstände Zufriedenstellend sl'VJ Und "ΌΠΠ d^pf I ^p!?^pr C'ⁿ Wiir7ps .Stück rutscht, wenn er nach dem Ende 25 des Verbindes zu gezogen wird und dann bis zur Maximalbelastung festsitzt.

Der Widerstand gegen das Rutschen wird teilweise durch den gewundenen Weg des Leiters zwischen den Kanten vergrößert. Das Biegen des Leiters um die Kanten verursacht dort eine im wesentlichen in radialer Richtung erfolgende Reaktion zwischen dem Leiter und den Kanten, die der Spannung im Leiter proportional ist, wodurch die Kanten weiter in den Leiter eindringen und die Neigung des Leiters, zu gleiten, untf "binden. Die hier beschriebene, sich selbst unterstützende Aktion wird an der Kante 66 benutzt, um ein Herausgezogenwerden des Leiters in Richtung auf das Ende 20 des Verbinders zu unterbinden. Bevor die oben beschriebene Zugkraft auf den Leiter ausgeübt wird, ist es nicht nötig, daß die Kante 66 die den Leiter bedeckende Isolation durchdringt. Die von den Flächen 72 und 73 und von dem der Kante 66 in Richtung auf das VerbinJcrende 20 unmittelbar benachbarten Leiterstück aufgespannte Winkel sind insoweit wichtig, als α so klein wie unter Berücksichtigung der Härte des Materials des Flanschendes 37a und der Herstellung der Kante möglich ist, so daß die Kante 66 ohne unzulässiges Gleiten des Leiters an dieser Kante in den Draht eindringt. Der optimale Wert des Winkels β liegt zwischen einem Kleinstwert, bei welchem die Reaktion zwischen dem Leiter oder der Isolation des Leiters und der Fleohe 72 die Kante 66 vom Eindringen in den Leiter abhält, und einem Maximalwert, bei welchem die Surime \on β und cc die Schrägstellung der Fläche 73 verkleinert und der Leiter an der Kante 66 vorheistroifen kann.

In gleicher Weise sind bei der Kante 68 die Winkel χ und Ψ wichtig, χ sollte in einer Mindestübereinstimmung mit der Fähigkeit des Materials der Feder 50 gehalten werden, eine saubere Kante zu behalten und diese Kante leicht herstellen zu lassen. Der optimale Wert des Winkels Ψ liegt über einem Mindestwert, bei welchem die Druckkraft der Isolation des Leiters oder des Leiters selbst gegen die Fläche 70 die Kante 65 daran hindert, in den Leiter einzudringen, um das Vorbeigleiten des Leiters zu verhindern, wenn er in Richtung auf das Verbinderende 25 gezogen wird. Der optimale Wert von Ψ liegt unter einem Maximalwert, bei welchem die Summe von χ und Ψ die Schrägsteilung der Fläche 71 dem Leiter gegenüber so vermindert, daß die Kante 65 über den Leiter hinwegrutscht.

Die Enden 67 der Flansche 37 sind im wesentlichen keilförmig. Diese Form erfordert wenig Kraft, um irgendeine Isolation oder eine Isolierschicht auf dem Leiter zu durchdringen und hat den zusätzlichen Vor- - teil, daß sich die Berührungsfläche zwischen dem Kontakt und dem Leiter vergrößert, wenn der Kontakt in den Leiter eindringt. Diese Flächenvergrößerung vergrößert den Widerstand gegen das Eindringen und hilft die Eindringtiefe zu regulieren.
ι» Die Winkel Θ, Φ, ν und Ψ sind alle für die Kontaktherstellung wichtig. Der Winkel θ wird so gewählt, daß er bei geringstem Kraftaufwand einen guten elektrischen Kontakt ergibt. Die Winkel Ψ, ν und Φ werden so gewählt, daß die Halbierende des Win- : ■> kels Θ annähernd senkrecht auf der Oberfläche des Leiters in der Nähe der Kante 68 und auf der Fläche 70 des Teils 50 steht, und annähernd parallel zu dem Weg ist, den die Kante 65 beschreibt, wenn das Teil 50 ausgelöst wird. Auf diese Weise ist

7₂~Θ+Λ+ν < 90°< V₂ Θ + +ν+Ψ
Die'Abmessungen ε und ö sind wichtig in Beziehung zu den verschiedenen Reaktionskräften zwischen den einzelnen Kontakten und dem Leiter. Sie sind auch wichtig, um beim Freilassen der Feder die gewundene Gestalt des Leiters zu erhalten.

Die Abmessung ζ hängt in erster Linie vom Durchmesser des Leiters ab.

Die Federkonstante σ und der Freiraum oder die

Überschneidung zwischen den Enden 54 der Feder

im 50 und den Enden 68 der Flansche 37 sind wichtig, weil sie das Ausmaß bestimmten, um den die Kontakte in den Leiter eindringen.

Der von der Kante 65 beim Loslassen der Feder beschriebene Weg sollte bei der Berührung mit dem r, Leiter annähernd senkrecht auf dem Leiter bei der Kante 65 stehen, so, daß die Axialbewegung des Leiters während dieser Verbindung so klein wie möglich ist und daß eine von außen auf den Leiter aufgebrachte Axialbelastung die Feder nicht zum öffnen oder :m Schließen bringt.

Die in den Schenkeln 51 beim Eindringen deKante 54 vorhandene kinetische Energie ist insoweit wichtig, als der augenblickliche Druck zwischen den Kontakten und dem Leiter im Augenblick der Berüh- : -, rung höher ist als während der Lebensdauer des Verbinders. Das erweist sich als nützlich, weil dadurch das Kriechen im Leiter während des Einsatzes reduziert wird.

Im folgenden werden typische Werte für die oben ,, beschriebenen Parameter angegeben. Diese Werte sind bei der Verbindung von Kupferleitern mit Durchmessern von 0,4 bis 0.91 inm (= A. W. G. 26 - L9) oder von Aluminiumkitern mit Durchmessern von 0,81 bis 1,15 mm (= A. W. G. 20-17) geeignet. -,- Der maximale Durchmesser über der Isolierschicht beträgt 1,65 mm (= 0,065 inches). Typische Isolierstoffe sind Polyäthylen, kompakt oder als Schaum; Polypropylen; Papier, als Masse oder als Band.
Winkel: ' α 60^c

β 20^c
κ 60°
Ψ 15=-20°
ν -7° oder 353°
Φ 57°
^ θ 45°

Abmessuneen: ε 4.57 mm (= 0,18")
δ 0^51 mm (= 0,02")
ζ hängt ab von Leiterdurchmesser

und Art und Durchmesser der Isolation

= 0,00 bis 0,127 mm bei einem
Kupferleiter von 0,4 mm Durchmesser

= 0,67 bis 1,02 mm bei einem
Kupferleiter von 0,19 mm
Durchmesser

Andere Parameter: Federkonstante der Feder 50 σ= 105,07 N/cm (= 60 lbf/in). ι

Wenn die Feder ohne eingelegte Leiter im Verbinder freigelassen wird, sollte die statische Kraft zwischen der Fläche 70 und der Kante 68 8,9 N betragen (=2 1bf).

Der von der Kante 65 beim Lösen der Feder beschriebene Weg ist so, daß 0,432 mm<o < 0,89 mm (=0,017"<ό < 0,035").

Für die Feder 50 ist Beryllium-Kupfer CDA 172, nichtrostender Stahl 440 L; oder ^:V₇ K. H. geeignet.

Für die Abschnitte 37 und 67 sind Phosphorbronze C. D. A. 510, Aluminiumbronze C. D. A. 638, die Kupferlegierung C. D. A. 195 oder Berylliumkupferlegierungen geeignet.

In dem bisher beschriebenen Beispiel wird die Feder 50 ausgelöst, indem das Halteteil abgebogen oder verbogen wird. Die Fig. 10 zeigt eine alternative Anbringung der Feder im Halteteil 35. Die Feder wird in vorgespanntem Zustand, wie in Fig. 5 und 6, gehalten, indem die Enden 54 in eine öffnung 43 eingebracht werden. An einer Stelle in der Mitte zwischen der öffnung 43 und den Anschlägen 42 ist ein Vorsprung 75 in der Grundfläche 36 des Halteteils ausgebildet. Die Feder ruht auf dem Vorsprung 75 und ist deshalb, wie in Fig. 10 zu sehen, leicht geneigt. Die Feder 50 wird bei geschlossenem Deckel 12 ausgelöst, indem etwa an der durch den Pfeil A bezeichneten Stelle auf den Deckel gedrückt wird. Dadurch wird das Ende der Feder nach unten gedrückt und die Enden 54 werden von der öffnung 43 frei. Um das Niederdrücken der Feder zu erleichtern, kann in den Deckel 12 ein Knopf eingeformt werden, oder ein Vorsprung kann an die innere Oberfläche des Deckels angeformt werden.

Nach einer weiteren Alternative kann die Feder dadurch betätigt werdf -. daß sie der Längsachse des Halteteils entlang bewegt wird, um die Enden der Feder aus der öffnung zu befreien. Das Bewegen der Feder kann durch einen Knopf geschehen, der sich durch die Grundflächen des Halteteils und des Gehäuses oder durch den Gehäusedeckel erstreckt. Bei einer solchen Anordnung braucht das Gehäuse nicht notwendigerweise biegsam zu sein.

Anstatt der Schneidkanten 68 und 68a können auch Dorne an den Flanschen 37 ausgebildet werden. Dies wird in Fig. 11 dargestellt. Die Dorne 80 und 80a werden durch das Durchstoßen einer vierkantigen Spitze durch die Flansche 37 gebildet. Wenn die Feder 50 betätigt wird, durchdringen die Dorne 80 und 80a die Isolation und stellen den elektrischen Kontakt mit dem Leiter her.

Es ist auch möglich, die Feder für eine Bewegung

nach innen vorzuspannen, statt nach außen, wie es oben beschrieben Ist. Bei einer solchen Anordnung müßten die Schenkel der Feder auseinandergehalten werden, bis sie betätigt werden. Ein ähnliches Halteteil 35 wie in Fig. 2 und 3 könnte benutzt werden, nur, daß zwei in Querrichtung auseinanderliegende öffnungen vorgesehen sind, jeweils eine für einen Federschenkel. Ein Biegen oder Verdrehen des Halteteils läßt die Federschenkel los, welche sich gegeneinander bewegen. An den Enden der Federschenkel müßten nach innen gerichtete Schneidkanten ausgebildet sein. Bei dieser Anordnung ist der Leiter oder sind die Leiter zwischen den Schenkeln der Feder angeordnet.

Bei einer Anordnung mit nach innen vorgespannter Feder können die Federschenkel auch durch andere Mittel getrennt gehalten werden, wie z. B. durch ein Teil, das zwischen die Federschenkel eingesetzt und nach (Jem Einbringen der Leiter entfernt Vr'ird.

Es ist gebräuchlich bei nach innen vorgespannt? η Federn, daß die Schenkel am geschlossenen Ende etwas voneinander getrennt sind. Die Fig. 12 ist eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels, bei dem ein Stift 85 benutzt wird, um die Schenkel getrennt zu halten. In dem in Fig. 12 dargestellten Beispiel sind Dorne 86 an den Innenseiten der Schenkel 87 der Feder 88 angebracht. Das geschlossene Federende kann bei 89 verstärkt sein, um eine größere Federkraft zu erhalten.

Durch die Erfindung wird ein einfacher, wirksamer und wirtschaftlicher Verbinder geschaffen. Zur Herstellung der Verbindung wird kein Werkzeug erfordert, ein leichtes und schnelles Biegen des Verbinders nach dem Einsetzen der Leiter bewirkt die Verbindung. Wenn der Verbinder während des Lagerns und bei der Anwendung geschlossen gehalten wird, gibt es keine lockeren oder verlorengehenden Teile.

Während die Erfindung besonders im Zusammenhang mit Leitern von relativ kleinem Durchmesser beschrieben wurde, wie sie bei Nachrichtenübertragungen benutzt werden, ist die Erfindung gleicMalls mit Leitern größerer Durchmesser, wie sie z. B. bei der Stromversorgung im Haushalt und in der Industrie benutzt werden. Die Erfindung ist ebenso bei geäderten Leitern, wie sie besonders für die Stromversorgung eingesetzt werden, anwendbar.

Die Erfindung betrifft also einen Verbinder zum Herstellen elektrischer Verbindungen bei elektrischen Leitern, welcher ein Gehäuse besitzt, in welchem sich

ι ein Halteteil mit einer darin enthaltenen vorgespannten Feder befindet, wobei auf der Feder und an dem Halteseil Schneidkanten für die Isolation vorgesehen sind, weiche in einander entgegengesetzter Richtung auf einen Leiter einwirken. Ein Freigeben der Feder,

ι wie es durch Biegen des Gehäuses erreicht werden kann, läßt die Schneidkanten durch die Isolation in elektrischen Kontakt mit dem Leiter kommen. Eine gleichartige Anordnung der Schneidkanten ist für jeden Leiter vorgesehen, und ein Stromweg vom einen

ι Leiter zum anderen besteht über die Feder und/oder das Halteteil.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Elektrischer Verbinder mit einem Gehäuse, das einen Grundteil und einen Deckel besitzt, weiche einen hohlen Innenraum bilden, gekennzeichnet durch ein Halteteil (35) in dem Gehäuse (10) mit einer Grundfläche (36) und sich von der Grundfläche weg erstreckenden Flanschteilen (37), durch eine Feder (50), die in dem Halteteil (35) in vorgespanntem Zustand gehalten wird, durch eine erste, die Isolation durchschneidende Kante (65, 65e) an der Feder (50), und durch eine zweite, die Isolation durchschneidende Kante (66, 66a, 80, 80a) an dem Halteteil (35), die einander gegenüber an entgegengesetzten Seiten eines für einen Leiter vorgesehenen Weges in dem Gehäuse (10) angeordnet sind, wodurch nach Auslösen der Feder (50) die erste Schneidkante (65,65a) sicn gegen die zweite Schneidkante (66, 66a, 80, 80a) hin bewegt, die Schneidkanten die Isolation eines Leiters (60, 61) durchdringen und in elektrischen Kontakt mit dem Leiter kommen.

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (50) von gegabelter Form ist und zwei Schenkel (51) umfaßt, die an einem Ende miteinander verbunden sind, daß sie eine Isolation durchschneidende Kante (65, 65a) am von der Verbindungsstelle zwischen den Schenkeln abgewandten Ende jedes Schenkels besitzt, und dnß Schneidkanten (66,66a, 80,80a) an dein Halteteil (35) so angebracht sind, daß eine Schneidkante (66, 66a, 80, 80a) gegenüber jeder der Schneidkanten (65, 65a) an den Schenkeln (51) angebracht ist, und daß ein Weg für einen Leiter sich entlang jeder Seite der Feder (50) erstreckt.

3. Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) einen Einlaß (20,25) an jedem Ende umfaßt, daß jeder Einlaß geteilt ist, um Zutritt zu den Wegen für die Leiter zu gewähren, daß die Verbindungsstelle zwischen den Schenkeln (51) der Feder (50) einem Einlaß (25) benachbart ist, und daß weitere Schneidkanten (68, 68a) an dem Halteteil (35), je eine für jeden Weg, vorhanden sind, welche zwischen den anderen Einlassen (20) und den einander gegenüberliegenden Schneidkanten (65, 65a, 66, 66a, 80, 80a) an den Enden der Schenkel (51) und an dem Gehäuse (10) angeordnet sind.

4. Verbinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten (65, 65a) an den Enden der Schenkel (51) der Feder (50) in einer öffnung (43) in dem Halteteil (35) gehalten werden, und daß die Feder (50) durch Ablenken der Schneidkanten (65,65a) aus der öffnung (43) ausgelöst wird.

5. Verbinder nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (51) der Feder (50) im ausgelösten Zustand von gebogener Form sind, und daß die Schenkel an von der Verbindungsstelle zwischen den Schenkeln aus aufeinanderfolgenden Stellen in Berührung kommen, wenn die Schenkel fortschreitend vorgespannt werden.

6. Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aus biegsamem Material besteht, und daß die Feder (50)

ausgelöst wird, wenn das Gehäuse, um das Halteteil (35) zu verformen, verbogen wird,

7. Verbinder nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (12) mit dem Gehäuse (10) entlang einer Seite des Grundteils klappbar verbunden ist.

8. Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (35) Einrichtungen (55) umfaßt, welche an der Feder (50) an der Verbindungsstelle zwischen den Schenkeln (51) angreifen, um die Feder (50) in dem Halteteil (35) festzuhalten.

9. Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich nach innen erstreckende Abschnitte (67, 67a) an den Flanschteilen (37) des Halteteils (35) vorhanden sind, an denen die weiteren Schneidkanten (68, 68a) ausgebildet sind.