DE2852599A1

DE2852599A1 - Elektrische verbinderanordnung

Info

Publication number: DE2852599A1
Application number: DE19782852599
Authority: DE
Inventors: Luciano Obert
Original assignee: Burndy Electra SpA
Current assignee: Burndy Electra SpA
Priority date: 1977-12-05
Filing date: 1978-12-05
Publication date: 1979-06-07
Also published as: GB2011191A; ES249560U; ES249560Y; FR2410889B3; NL7811686A; IT1117144B; FR2410889A1; SE7812364L

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. WF<:ct van-j, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LrsKA _α 2852599

SOOO MÜNCHEN 86, DEN - Ej

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

DXV · -

BURNDY ELECTRA S.p.A.
Strada del Francese, 137
Turin, Italien

Elektrische Verbinderanordnung

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbinderanordnung, enthaltend einen hohlen Trägerkörper, ein Kontaktelement, das mit seinem einen Ende (erstes Ende) im Hohlraum des Trägerkörpers gelagert ist, und ein in den Hohlraum des Trägerkörpers einschiebbares Trägerstück (Kabelträger), das eine Vertiefung zur Aufnahme mindestens eines mit einem isolierenden Mantel versehenen Kabels hat, mit dem das Kontaktelement bei eingeschobenem Kabelträger in elektrischem Kontakt steht.

Heutzutage besteht vielfach Bedarf an einer Möglichkeit, die Enden mehrerer Kabel mit gleicher Länge und verschiedenen Durchmessern mit Vielfachverbindern zu kontaktieren, um mit Hilfe solcher Kabel rasch eine Verbindung zwischen verschiedenen elektrischen Schaltkreisen herstellen zu können.

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Ein erstes elektrisches Mehrfach-Verbindersystem enthält einen mit metallischen Ansätzen versehenen Verbinder. Bei diesem System ist es allgemein erforderlich, den Endabschnitt des isolierenden Kabelmantels zu entfernen. Die elektrische Verbindung wird dabei durch kräftige Umwicklung des Kabels mit den Iletallansätzen hergestellt. Ein solches System liefert einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Verbinder und dem Kabel, verlangt jedoch Verbinder mit unterschiedlichen Längen, deren Wert vom Durchmesser des zu verbindenden Leiters abhängt. Deshalb erlaubt die geschilderte Anordnung keine Verbindernormierimg und ist somit in ihrer praktischen Verwendungsbreite erheblich eingeschränkt.-

In einem zweiten Verbindersystem ist ein Verbinder mit innen geschärften V-förmigen Polschuhen vorgesehen. Zwischen diese Polschuhe wird ein Ende des Kabels, das noch immer mit dem Isolatormantel umhüllt ist, eingedrückt. Der Mantel v/ird in radialer Richtung perforiert, so daß zwischen den Polschuhen und dem Kabelinneren ein elektrischer Kontakt zustande kommt. Diese Verbinderversion verlangt keine Mantelentfernung und läßt sich außerdem für Drähte anwenden, deren Durchmesser in recht weiten Grenzen variieren können. Nachteilig ist allerdings, daß die Polschuhe nur einen relativ kleinflächigen Kontakt mit dem Kabel haben, ein Umstand-, der die Leistungsfähigkeit des Verbinders beeinträchtigt.

Die vorliegende Erfindung steht vor der Aufgabe, einen Verbinder zu schaffen, der von den Mangeln der geschilderten bekannten Ausführungen frei ist und vor allem eine elektrische Verbindung mit großflächigem Kontakt ermöglicht, die Kontaktierung von Leitern mit erheblich voneinander differierenden Durchmessern erlaubt und schließlich so beschaffen ist, daß man eine elektrische Mehrfachverbindung zwischen einer Vielzahl von Leitern in einer im wesentlichen automatischen und besonders einfachen Technik erreichen kann=

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer elektrische Verbinderanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß das erste Ende des Kontaktelements ein plattenförmiges Teil. ("Messer") enthält, das beim Einschieben des Kabelträgers in den Hohlraum des Trägerkörpers die elektrische Verbindung schafft, indem es den isolierenden Kabelmantel axial durchschneidet und in das Innere des Kabels eindringt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand zusätzlicher Ansprüche.

Der Lösungsvorschlag wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Fig;. 1 in einer perspektivischen Ansicht das Kontaktelement eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbinderanordnung;

Fig. 2 in der gleichen Darstellungsweise wie in Fig. 1 das Kontaktelement eines zweiten Ausführungsbeispie'ls";

Fig. 3 in einer ebenfalls perspektivischen Ansicht ein Beispiel, wie mehrere Kabel mit Hilfe von Kontaktelementen gemäß Fig. 2 miteinander verbunden werden können;

Fig. 4 in einem Seitenschnitt ein Beispiel, wie sich mit Hilfe eines in Fig. 2 dargestellten Kontaktelements eine elektrische Verbindung herstellen läßt; .

Fig. 5 in der gleichen Darstellungsweise wie Fig. 4 ein Beispiel, wie sich mit Hilfe eines Kontaktelements

eine elektrische Verbindung herstellen läßt; 9823/0870

Fig. 6 in einem teilweise weggebrochenen Querschnitt zwei AusführungsbeispieIe einer in Fig. 3 enthaltenen Einzelheit; und

Fig. 7 die wesentlichen Schritte eines Verfahrens, mit dem sich über mehrere Kontaktelemente einer erfindungsgemäßen Verbinderanordnung eine elektrische Mehrfachverbindung herstellen läßt.

Das Kontaktelement der Fig. 1 ist insgesamt mit der Bezugsziffer 1 versehen. Dieses Element enthält eine im wesentlichen dreieckig geformte Seitenwand 2, die nahe der Dreiecksspitze auf-der einen Seite in einen gekrümmten Abschnitt 3 ausläuft und am Umfang der anderen Seite eine scharfe Kante 4 hat. Der Abschnitt 3 steht senkrecht auf der Wand und hat eine rechteckige Form.Die Wand 2 erstreckt sich über ihre Dreiecksbasis hinaus in einen Trägerabschnitt 7. Dieser Abschnitt besteht aus zwei plattenförmigen Vorsprüngen 8 und 9> die eine rechteckige Grundfläche haben, rechtwinkelig von der ¥and 2 abgeknickt sind und die gegenüberliegenden Seiten des Trägerabschnitts 2 bilden. Dadurch entsteht eine Aufnahme 10 für ein weiteres Kontaktelement 11 (vgl. Fig· 5), das ebenfalls plattenartig ausgebildet ist. Schließlich enthält das Kontaktelement 1 noch eine Ausnehmung 12-zwischen dem gebogenen Abschnitt 3 und dem plattenartigen Vorsprung 8.

Das in Fig. 2 dargestellte Kontaktelement ist insgesamt mit der Bezugsziffer 15 versehen. Dieses Element hat eine im wesentlichen rechteckige obere Wand 16, die an ihrem einen Ende in eine Seitenwand 18 ausläuft. Die Seitenwand ist um einen rechten Winkel gegen die Wand 16 geknickt und weist eine im wesentlichen dreieckige Grundfläche mit einer schärfen Kante 19 auf. An ihrem anderen Ende hat die Wand 16 ein U-förmiges Profil. Dabei bildet der freie U-Schenkel

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einen plattenartigen Abschnitt 20, der ein Kontaktelement einer bekannten Ausführung ergibt. Ein solches Element ist so anzuordnen, daß es mit einem entsprechend plattenförmigen Kontaktelement 21 in einem Druckkontakt steht (vgl. hierzu Fig. 4). Schließlich ist der Wand 16, und zwar an ihrer dem abgeknickten Abschnitt 20 abgewandten Seite, eine Zunge 23 angeformt. Diese Zunge weist mit ihrem γοη der Wand 16 abstehenden Ende zu dem dem Abschnitt 20 abgewandten Ende der Wand 16 hin.

Bei der in Fig. 3 eingezeichneten Verbinderanordnung ist mit 25 ein keilförmiges Trägerstück (Kabelträger) eingezeichnet. Der Kabelträger hat eine geneigte Trägerfläche 26, in die mehrere Vertiefungen 27 eingebracht sind. Jede dieser Vertiefungen enthält Kabel 28 _t die aus einem Leiterdraht 29 und einem den Draht umhüllenden Isolatormantel 30 bestehen. Der Kabelträger 25 trägt an seinen zwei Seitenflächen außerdem jeweils einen Zahn 33, der nach außen weist und so geformt ist, daß er mit einem entsprechenden Element 34, das sich elastisch formen läßt und ebenfalls einen entsprechenden Verschlußzahn 35 enthält, eine Einrast-Verbindung eingehen kann. Die Elemente 34 sind fest an einem Trägerkörper

37 angebracht, der mehrere Kontaktelemente 15 enthält. Diese Elemente sind so angeordnet, daß ihre Wände 18 parallel "zueinander verlaufen und mit dem Trägerkörper 37 über eine Deckplatte 38 verbunden sind» Schließlich zeigt Fig. 3 noch einen weiteren Trägerkörper 40, in dem mehrere Kabel 41 mit den einzelnen Kontaktelementen 21 verbunden sind.

Fig. 4 zeigt im Seitenschnitt ein Beispiel, wie das Kontaktelement 15 innerhalb des·Trägerkörpers 37 und der Deckplatte

38 untergebracht werden kann. Im vorliegenden Fall wirken eine senkrechte Wand 44 des Körpers und ein Verriegelungselement 45 der Deckplatte mit der Basis der Wandung 18 und der Zunge 23 zusammen, derart, daß sich das Kontaktelement

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in axialer Richtung nicht verschieben kann. In der Figur ist außerdem noch ein Beispiel dafür eingezeichnet, wie das Kabel 28 und.die Kabel 41 über Kontaktelemente 15 und 21 miteinander verbunden werden können. Im vorliegenden Fall enthält die Deckplatte 38 noch einen zur Platteninnenseite hin weisenden Zahn 46, der mit der Oberkante der Trägerfläche 26 des Kabelträgers 25 (Fig. 3) so zusammenwirkt, daß die Kabel 28 festgehalten werden und sich nicht in axialer Richtung nach außen .verschieben können.

Fig. 5 zeigt in einem Seitenschnitt ein Beispiel, wie das Kontaktelement 1 innerhalb des Blocks 37 und der Deckplatte 38 untergebracht werden kann. Im vorliegenden Fall wirken eine senkrechte Wand 48 und ein Verriegelungselement 49 derart mit der Ausnehmung 12 (Fig. 1) des Kontaktelements 1 zusammen, daß sich das Kontaktelement in axialer Richtung nicht bewegen kann. In der Figur ist außerdem ein Beispiel für eine Verbindung zwischen den Kabeln 28 und den Kabeln 41 über die Kontaktelemente 1 und 11 eingezeichnet.

Die Fig. 6a und 6b zeigen zwei mögliche Ausführungsbeispiele für die in Fig. 3 dargestellten Vertiefungen. In beiden Beispielen haben die Vertiefungen zwei abgeschrägte obere Flächen 52, die dazu dienen, die Einführung der Kabel 28 zu erleichtern. In beiden Fällen laufen die Vertiefungen an ihrem Boden in Nuten 53 aus, die als Führung für die Kanten 4 bzw. 19 der Kontaktelemente 1 bzw. 15 fungieren.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Vertiefung 27 der Fig. 6b eine im wesentlichen halbzylindrische Form hat, während die in Fig. 6a dargestellte Vertiefung 27 winkelig zueinander verlaufende Flächen aufweist. Bei der letztgenannten Variante müssen die Kabel 28 unter Druck eingebracht werden, ein Um- · stand, der für eine bessere mechanische Verbindung zwischen den Kabeln und dem keilförmigen Kabelträger 25 sorgt.

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Fig. 7 zeigt die aufeinander folgenden Schritte "a" bis "d" eines Verfahrens, mit dem sich die Kabel 28 über die keilförmigen Kabelträger 25 mit den Trägerkörpern 37 verbinden lassen. Bei diesem Verfahren treten Kabel" 28, die auf Trommeln 60 aufgewickelt sind, durch Positionier- und Zugorgane, die an sich bereits bekannt sind und in der Figur die Bezugsziffer 61 bzw'. 62 erhalten haben.

Im Rahmen der dargestellten Methode werden die Kabel 28 im Schritt "a" in die Vertiefungen 27 des Kabelträgers 25 eingelegt (vgl. hierzu Fig. 6). Während der Phase "b" wird der Trägerkörper 37 unter Kraftausübung in Kontakt mit dem Kabelträger 25 gebracht. Dabei schneiden die geschärften Kanten bzw. 19 der Kontaktelemente 1 bzw. 15 mehr und mehr in die Isolatormäntel 30 der Kabel 28 ein, bis sie axial in die Leiterdrähte 29 eindringen. Während dieses Prozesses wirken die Kanten 4 bzw. 19 zeitweilig mit der Nut 53 der Vertiefung 27 zusammen und verhindern dadurch, daß das Kabel 28 einen fehlerhaften Einschnitt erfährt und dadurch ein nicht vollkommen zuverlässiger elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktelement und dem Kabel entsteht. Wenn der Kabelträger 25 ganz in den Trägerkörper 37 eingeschoben ist und die Kontaktelemente 1 bzw. 15 die erforderlichen elektrischen Verbindungen mit den entsprechenden Kabeln 28"hergestellt haben, rastet der Zahn 25 des Elements 34 vom Trägerkörper 37 in den entsprechenden Zahn 33 des Kabelträgers 25 ein, so daß die Träger 25 und 37 mechanisch fest miteinander verbunden sind.

Während des folgenden Schrittes "c" werden die Kabel 28 durch die Einheit 62 so lange von ihren Trommeln gezogen, bis sie eine vorgegebene Länge erreicht haben. Dann schneidet man die Kabel ab und legt sie in entsprechende Vertiefungen 27 von anderen keilförmigen Kabelträgern 25.

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Schließlich führt man während der Verfahrensphase "d" Arbeiten aus, die "denen des Schrittes ^Ifb" entsprechen und verbindet das zweite Ende des besagten Abschnitts und das erste Ende eines anderen Abschnitts der Kabel 28 miteinander.

Hiernach kann man den Zyklus periodisch und automatisch wiederholen, indem man im wesentlichen die Prozesse "b", "c" und "d" der Fig. 7 ausführt. ■

Aus der bisherigen Beschreibung wird ersichtlich, daß die im Rahmen der Erfindung vorgesehenen Kontaktelemente 'auf einfache und zuverlässige Weise die Probleme lösen, die ein Verfahren zur elektrischen Mehrfachverbindung mit sich bringt. In der Tat liefert die Verwendung einer plattenartigen Wand, die in axialer Richtung in das entsprechende Kabel eindringt, eine optimale elektrische Verbindung, da die Seitenflächen der Wände 2 bzw. 18 die Leiterdrähte 29 fast vollständig kontaktieren» Davon abgesehen ermöglicht diese Schnitttechnik auch einen zuverlässigen Kontakt mit Leitern, die in ihrem Durchmesser erheblich voneinander abweichen.

Die spezielle Gestaltung der Innenwandung der in Fig. 6a dargestellten Vertiefung 27 gestattet es, mehrere Kabel in axiala?Lage unterzubringen. Somit lassen sich auch diese Kabel über die Seitenwände 2 bzw. 18 der Kontaktelemente bzw. 15 untereinander elektrisch verbinden.

Der Trägerkörper 40 aus Fig. 3, der die Kontaktelemente trägt, kann durch eine feste oder flexible gedruckte Schaltung oder durch mehrere zueinander parallele Leiterdrähte ersetzt werden. In diesen Fällen, sind die Endabschnitte der Leiterpfade bzw. die Drahtenden mit dem Ende des Kontaktelementabschnitts 20 elektrisch verbunden und zugleich mechanisch so fest verankert, daß diese Verbindung erheblichen Zugbeanspruchungen standhält.

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Ein Vorteil ist nicht zuletzt darin zu sehen, daß die Verfahrensschritte zur Herstellung einer elektrischen MehrfachverMndung vollständig auf Automaten durchgeführt werden können, ein Umstand, der die Gesamtkosten-erheblich reduziert.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kommt es beispielsweise nicht darauf an, ob die Kontaktelemente 1 oder 15.im Trägerkörper 37 durch die Zunge 23 oder durch die Ausnehmung 12 verankert werden. So kann auch die Position dieser Verankerungselemente-auf der oberen Wand des Kontaktelements in Längsrichtung in weiten Grenzen variiert werden. Darüber hinaus ist ohne Belang, welcher von den beiden Trägern 25 und 37 eine keilförmige Grundform hat. Dementsprechend könnte man auch zu einem quaderförmigen Kabelträger 25 übergehen, wobei dann die Fläche des Trägerkörpers 37, an der der Kabelträger anschlägt, eine Neigung erhalten müßte.

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Claims

Patentansprüche

^Λ 'Elektrische Verbinderanordnimg, enthaltend einen hohlen Trägerkörper,- ein Kontaktelement, das mit seinem einen Ende (erstes Ende) in Hohlraum des Trägerkörpers gelagert ist, und ein in den Hohlraum des Trägerkörpers einschiebbares Trägerstück (Kabelträger), das■ eine Vertiefung zur Aufnahme mindestens eines mit einem isolierenden Mantel versehenen Kabels hat, mit dem das Kontaktelement bei eingeschobenem Kabelträger in elektrischem Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ende des Kontaktelements (1, 15) ein plattenförmiges Teil ("Messer" 2, 18) enthält, das beim Einschieben des Kabelträgers (25) in den Hohlraum des Trägerkörpers (37) die elektrische Verbindung schafft, indem es den isolierenden Kabelmantel (30) axial durchschneidet und in das Innere des Kabels (28) eindringt.
2. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (2, 18) des Kontaktelements (1, 15) eine mit einer scharfen Kante (4, 19) versehene Grundfläche hat, die sich zu einer Spitze hin verjüngt,- derart, daß das Durchschneiden des isolierenden Mantels (30) und das fortschreitende Eindringen in das Innere des Kabels (28) erleichtert wird.
3. Verbinderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (1, 15) in der Mitte ein Verankerungselement enthält, mit dem sich das Kontaktelement (1, 15) im Trägerkörper (37) befestigen läßt.
4. Verbinderanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungselement eine Ausnehmung (12) enthält, die so angeordnet ist, daß sie in einen Verriegelungszahn 1-453 vdes irlgerlcörpers J[37) eingreift.

ORIGJNAL INSPECTED
5. Verbinderanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ve ranke rungs element eine Zunge (23) enthält, die so angeordnet ist, daß sie mit einer Anschlagschulter (49) im Trägerkörper (37) zusammenwirkt.
6. Verbinderanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (15) an einem dsm ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende in einen U-fürmigen plattenartigen Abschnitt ausläuft, der so angeordnet ist, daß er mit einem ihm zugeordneten äußeren elektrischen Kontaktelement (21) zusammenwirkt.
7. Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (1) an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende mindestens zv/ei platteni'örmige Vorsprünge (8, 9) enthält, die einander gegenüberliegen und eine Aufnahme (10) für ein dem Kontaktelement (1) zugeordnetes äußeres elektrisches Kontaktelenent (21) bilden.
8. Verbinderanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelträger (25) keilförmig ausgebildet ist und daß die Vertiefung (27) für die Kabel (28) in die geneigte Oberfläche (26). des Kabelträgers (25) eingebracht ist.
9. Verbinderanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (27) eine Führungsnut (43) für die Messer (2, 18) enthält.
10. Verbinderanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (37) und der Kabelträger (25) durch einen Einrast-Ver- Schluß miteinander verbunden 'werden können.
11. Verbinderanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gleichartige Kontaktelemente (1bzw, 15) in den Trägerkörper (37) untergebracht sind, derart, daß die I-lesser (2, 18) in zueinander parallelen Sirenen verlaufen und mit Kabeln (28) verbunden werden Lcnnen, die in den Kontaktelementen (1 bzw. 15) jeweils zugeordneten Vertiefungen (27) des Kabelträgers (25. aufgenommen sind.

12» Kontaktelement einer Verbiiiderancv dnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.

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