DE3783733T2

DE3783733T2 - Geloeteter kabeluebergangsstecker.

Info

Publication number: DE3783733T2
Application number: DE8787310322T
Authority: DE
Inventors: David Francis Fusselman; Timothy Allen Lemke
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1986-11-26
Filing date: 1987-11-23
Publication date: 1993-05-27
Anticipated expiration: 2007-11-24
Also published as: US4735582A; AU8167087A; CA1285040C; DE3783733D1; JPS63141275A; ATE84919T1; JP2513741B2; EP0269403A2; EP0269403A3; KR880006968A; AU591437B2; EP0269403B1; KR910000971B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verbinder, welcher derart ausgelegt ist, daß er zur Unterstützung der Bildung einer Lötverbindung zwischen einzelnen Drähten eines Mehrleiterkabels und zugeordneten Befestigungskontaktflecken auf einer planaren Schaltungsplatte dient.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Anbringung eines Kabels an einer Schaltungsplatte, oder genauer gesagt bei der Anbringung der einzelnen Drähte eines Mehrleiterkabels an zugeordneten Befestigungskontaktflecken, welche entlang des Randes eines planaren Substrates vorgesehen sind, mittels Löten oder anderen thermischen Schmelzverfahren ist in der geeigneten Positionierung der einzelnen Drähte bezüglich den Kontaktflecken zu sehen. Der einzelne Draht muß genau auf dem zugeordneten, leitenden Kontaktfleck angeordnet werden und sollte in bevorzugter Weise durch eine gewisse Vorbelastungskraft gegen die Kontaktflecken während des Schmelzvorganges vorbelastet sein. Dies ist insbesondere wichtig bei Lötvorgängen, bei denen der einzelne Draht "schwimmen" kann, wenn das Lötmittel erschmolzen ist, vorausgesetzt, daß keine geeignete Vorbelastung gegen die Kontaktflecken vorhanden ist. Das Schwimmen des Drahtes kann zu einer Fehlausrichtung zwischen dem Draht und dem Kontaktfleck führen und kann zu einer schlechten oder unvollständig ausgebildeten Lötverbindung zwischen dem Draht und dem Kontaktfleck führen. Eine solche Erscheinung wird als unzweckmäßig erachtet.
Zusätzlich sollte jeder Draht eines Mehrleiterkabels, welcher direkt an den Rand eines Substrats angelötet wird, mit einer gewissen Zugentlastungseinrichtung versehen sein, um einen Schutz vor einer unbeabsichtigten Verschiebung des Drahtes von dem zugeordneten Kontaktfleck weg zu haben. Ferner muß bei einigen Anwendungsfällen, bei denen abgeschirmte Kabel eingesetzt werden, eine wirksame Verbindung zu der Erdungsschaltung auf der Platte ebenfalls hergestellt werden.
Üblicherweise erfolgt die Befestigung des Drahtes mit Hilfe einer wiedereinsetzbaren, metallischen Spanneinrichtung, welche die einzelnen Leiter relativ zum Substrat positioniert. Eine derartige Spanneinrichtung ist sperrig, muß in der Montagestraße umlaufen und sie muß sorgfältig gewartet werden. Wenn das Kabel direkt an dem Substrat angebracht ist, weist die Zugentlastungseinrichtung üblicherweise metallische Bänder oder Kabelschellen auf, welche aber nicht als besonders effektiv angesehen werden. Die Anbringung der Abschirmung hängt von der Erfahrung des Arbeiters im Hinblick auf eine Qualitätsverbindung ab, und wenn die Verbindung zwischen der Kabelabschirmung und dem Substrat zu lang ist, wird der Abschirmungseffekt am Kabel vermindert.
Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen wird es als zweckmäßig angenommen, eine Verbinderanordnung bereitzustellen, welche in geeigneter Weise die einzelnen Drähte eines Mehrleiterkabels bezüglich ihren zugeordneten Kontaktflecken ausrichtet und zugleich eine Einrichtung bereitstellt, welche eine Vorbelastungskraft auf die Drähte aufbringt, und diese in Kontakt mit einer schmelzflüssigen Lötmittelmasse auf den Kontaktflecken hält. Eine solche Einrichtung, welche für Flachkabel vorgesehen ist, und welche die Drähte auf die Kontaktpunkte drückt, ist in US-A-4 254 392 angegeben. Ferner wird es als zweckmäßig erachtet, einen Verbinder bereitzustellen, welcher einen Zugentlastungsschutz für die einzelnen Drähte bietet sowie einen effektiven und zuverlässigen Abschirmungsanschluß im Falle eines abgeschirmten Kabels bereitstellt, wenn mit einem solchen die Verbindung hergestellt werden soll.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Nach der Erfindung weist ein Mehrleiterkabel-Verbinder eine Basis und eine zugeordnete, komplementäre Abdeckung auf. Die Basis hat eine Ausnehmung, welche an einem vorderen Rand endet. Die Ausnehmung ist derart bemessen, daß sie eine aufgefächerte Anordnung von Leitern von dem Mehrleiterkabel aufnimmt, wobei jeder Leiter auf freitragende Weise an dem vorderen Rand der Basis vorbeigeführt ist. Eine Anordnung von Positionierausnehmungen ist in der Basis ausgebildet. Jede Ausnehmung ist derart ausgelegt, daß sie einen einzelnen Draht bzw. Leiter des Mehrleiterkabels aufnimmt. Die komplementäre Abdeckung ist derart bemessen, daß sie auf der Basis aufgenommen wird. Die Abdeckung hat eine Anordnung von federnd nachgiebigen Fingern, welche sich um eine vorbestimmte Strecke über den vorderen Rand der Basis hinaus erstrecken, wenn die Abdeckung auf demselben aufgenommen ist. Die Finger haben zugeordnete Ausnehmungen, welche zu den Ausnehmungen in der Basis fluchten. Die Ausnehmungen in der Abdeckung und der Basis arbeiten zur Begrenzung von Kanälen zusammen, welcher in paralleler Zuordnung die einzelnen Drähte positionieren, welche in denselben aufgenommen sind. Die Abdeckung umfaßt ferner eine Unterteilung, welche in einem Abstand von den Fingern in Richtung nach hinten angeordnet ist. Die Unterteilung hat Ausnehmungen, welche entlang des unteren Randes derselben ausgebildet sind. Die Ausnehmungen in der Unterteilung fluchten axial mit den Ausnehmungen in den Fingern und dienen dazu, die Leiter in der Ausnehmung abzustützen.
Es sind Einrichtungen zum Zusammenziehen der Anordnung aus Substrat, Basis und Abdeckung vorgesehen. Hierdurch werden die nach vorne vorspringenden, federnd nachgiebigen Finger gebogen und bringen eine Vorbelastungskraft auf die einzelnen Leiter auf, welche diese in Kontakt mit den Lötmittelflecken drückt, welche auf einem planaren Substrat vorgesehen sind. Wenn somit die Abdeckung fest mit der Basis verbunden ist, werden die Drähte der Leiter gegen die Oberfläche des Substrats vorbelastet, um zu verhindern, daß diese bezüglich der Lötmittelflecken schwimmen, wodurch somit sichergestellt wird, daß der Draht des Leiters sicher und direkt mit dem Kontaktfleck verbunden ist.
Der Verbinder umfaßt auch ein Erdungskontaktelement, welches in typischer Weise als eine die Isolierung verschiebende Bauart ausgelegt ist, und welche mit der Einrichtung zum Zusammenziehen zusammenarbeitet, und auf diese anspricht, um eine Zwischenverbindung mit einer Erdungsabschirmung im Kabel herzustellen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung ist deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung zu erfassen, welche in Verbindung mit den Zeichnungen erfolgt, welche einen Teil dieser Anmeldung darstellt. Darin zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische, auseinandergezogene Ansicht eines Verbinders nach der Erfindung;
Fig. 2 eine Vorderansicht des Verbinders nach der Erfindung im zusammengesetzten Zustand; und
Fig. 3 eine Seitenansicht als Gesamtschnittansicht des zusammengesetzten Verbinders längs der Schnittlinie 3-3 in Fig. 2.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung sind für gleiche oder ähnliche Teile in allen Figuren der Zeichnung dieselben Bezugszeichen verwendet.
Unter Bezugnahme auf die Figuren ist ein Verbinder insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehen, wodurch die einzelnen Drähte 12 der einzelnen ummantelten Leiter 14 eines Mehrleiterkabels 16 effektiv und sicher an den Leiterkontaktflecken 18 befestigt werden können, welche in zweckmäßiger Weise auf einem planaren Substrat 22, beispielsweise entlang des Randes desselben liegen. Das Substrat 22 hat Öffnungen 24a und 24b, welche darin für einen nachstehend noch näher beschriebenen Zweck vorgesehen sind. Das Kabel 16 kann irgendein geeignetes schraubenlinienförmig oder spiralförmig gewundenes Kabel sein, welches eine leitende Abschirmung 26 (Fig. 3) hat, welche von einem äußeren Isoliermantel 163 umgeben ist. Der Mantel 163 wird über eine vorbestimmte Strecke ausgehend vom Ende des Kabels 16 hinweg entfernt, so daß die einzelnen Leiter 14 darin in eine im wesentlichen planare Ausrichtung aufgefächert werden können, wie dies in den Figuren gezeigt ist. Ein leitender Ring 27 ist zwischen den Leitern 14 und der Abschirmung 26 angeordnet, um das Kabel 16 in diesem Bereich zu versteifen. Die Mäntel 143 der einzelnen Leiter 14 werden um eine vorbestimmte Strecke ausgehend von den Enden der einzelnen Leiter 14 entfernt, um eine gewisse vorbestimmte Länge des Drahtes 12 freizulegen, welcher darin angeordnet ist.
Der Verbinder 10 umfaßt eine Basis 32 und eine komplementäre Abdeckung 34. Sowohl die Basis 32 als auch die Abdeckung 34 sind vorzugsweise mittels Gießen aus einem geeigneten isolierenden Material, wie Kunststoff, hergestellt. Die Basis 32 umfaßt ein vorspringendes Teil 36, welches einen Zugangsdurchgang 38 hat, welcher sich durch dasselbe erstreckt. Schlitze 40a und 40b und Bohrungen 42a, 42b sind in jeder Seite des Durchgangs 38 jeweils zu einem nachstehend noch näher beschriebenen Zweck vorgesehen. Der Durchgang 38 steht mit einer offenen Ausnehmung 44 in Verbindung, welche von einem Boden 46 und zwei hochstehenden Seitenwänden 48a, 48b begrenzt wird, welche einteilig an dem vorspringenden Teil 36 ausgebildet sind. Der vordere Rand 50 des Bodens 46 der Basis 32 ist mit Ausnehmungen 52 versehen, welche sich um eine vorbestimmte Strecke von dem vorderen Rand 50 nach hinten erstrecken. In Fig. 1 sind einige der Leiter 14 zur Verdeutlichung der Ausnehmungen 52 weggelassen. Abstandsteile 54 (Fig. 3) halten die Basis 32 oberhalb des Substrats 22.
Wie in den Figuren gezeigt ist, ist die Ausnehmung 44 derart bemessen, daß sie die aufgefächerte Anordnung von Leitern 14 aufnimmt. Die ummantelten Abschnitte der Leiter 14 sind in den einzelnen Ausnehmungen 52 aufgenommen, so daß die Leiter 14 in einer im wesentlichen parallelen Zuordnung zueinander gehalten sind. Die Leiter 14 erstrecken sich freitragend über den vorderen Rand 50 der Basis 32 hinaus.
Die Abdeckung 34 ist derart gestaltet, daß in überlappender Weise an der Basis aufgenommen ist. Die Abdeckung 34 umfaßt ein Hauptteil 56, welches nach unten weisende Ränder 57, 58 hat, welche im zusammengesetzten Zustand in engem Kontakt mit dem äußeren der Seitenwände 48a, 48b und den Seiten und der Rückseite des Vorsprunges 36 jeweils sind. Das hintere Teil des Randes 58 liegt über dem Kabel 16, welches in den Verbinder 10 eintritt. Der Durchgang 38 in der Basis 32 ist derart gestaltet, daß er an die äußere Formgebung des Kabels 16 angepaßt ist. Für ein rundes Kabel ist daher der Durchgang 38 im wesentlichen kreisförmig ausgelegt. Wenn das Kabel planar (flach) ist, ist der Durchgang 38 entsprechend ausgebildet. Das hintere Teil des Randes 58 kann ebenfalls auch wie bei 59 angedeutet konturiert sein (Fig. 3), um eine Anpassung an das äußere des Kabels zu ermöglichen. Die konturierten Öffnungen 38, 59 in der Basis 32 und der Abdeckung 34 arbeiten jeweils zusammen, um eine Zugangsöffnung zu bilden, über die das Kabel 16 (mit beliebiger Gestalt) in den Verbinder 10 eintreten kann.
Eine Mehrzahl von Fingern 60 erstreckt sich von dem Hauptteil 56 der Abdeckung 34 in Richtung nach vorne. Die Finger 60 sind flexibel und stehen auf freitragende Weise über den vorderen Rand 50 der Basis 32 hinaus, wenn die Abdeckung 34 fest an dieser angebracht ist. Die Unterseite der jeweiligen freitragenden Finger 60 ist mit Ausnehmungen 62 versehen, welche hinsichtlich der Anzahl und der Position den Ausnehmungen 52 zugeordnet sind, die in der Basis 32 ausgebildet sind. Wenn somit die Abdeckung 34 fest mit der Basis auf die beschriebene Weise verbunden ist, arbeiten die Ausnehmungen 52, 62, welche jeweils in der Basis 32 und der damit verbundenen Abdeckung 34 vorgesehen sind, zusammen, um Führungskanäle zu bilden, welche die einzelnen Leiter 14 in einer beabstandeten parallelen und benachbarten Anordnung über die Breite der Basis 32 hinweg aufnehmen. In einem Abstand von den Fingern 60 nach hinten von der Unterseite des Hauptteils 56 der Abdeckung 34 hängend, ist eine Unterteilung 64 vorgesehen. Der untere Rand der Unterteilung 64 hat Ausnehmungen 66 (Fig. 3). Die Ausnehmungen 66 sind axial zu den Kanälen ausgerichtet, von den fluchtenden Ausnehmungen 52, 62 gebildet werden, um die Leiter 14 zu klemmen und um diese bei der Abstützung in der Ausnehmung 46 der Basis 32 zu unterstützen.
Das Hauptteil 56 der Abdeckung 34 umfaßt einen Ausschnitt 68 darauf. Ein Schlitz 70 und zwei Bohrungen 72a, 72b gehen durch die Abdeckung 34. Die Bohrungen 72a, 72b sind zu den Bohrungen 42a, 42b jeweils in der Basis 32 ausgerichtet, während der Schlitz 70 zu den Schlitzen 40 in dem vorspringenden Teil 36 der Basis 32 ausgerichtet ist.
Beim Arbeiten werden die einzelnen Drähte 12 des jeweiligen Leiters 14, welche um eine vorbestimmte Strecke ausgehend von den Enden des Kabels 16 freigelegt ist, durch die Zugangsöffnung, welche von der Abdeckung 34 und der Basis 32 gebildet wird, eingeführt. Die Leiter 14 sind in einer aufgefächerten Anordnung vorgesehen, wobei die Leiter 14 in den Ausnehmungen 52 in der Nähe des vorderen Rands 50 der Basis 32 aufgenommen sind. Die Leiter 14 gehen freitragend über den Rand 50 hinaus.
Die Abdeckung 34 wird anschließend darüber derart positioniert, daß die Ränder 57, 58 auf der Abdeckung 34 eng anliegend über den Seitenwänden 48 und dem vorspringen Teil 36 jeweils auf der Basis 32 liegen, sowie in einer solchen Weise, daß die Ausnehmungen 62 auf den Fingern 60 die freitragenden Leitern 14 aufnehmen. Die Leiter 14 sind in den Ausnehmungen 66 am unteren Rand der Unterteilung 64 aufgenommen. Einrichtungen 76 in Form von Schrauben 78a, 78b gehen durch die fluchtenden Öffnungen 24, 42 und 72, welche jeweils im Substrat 22, der Basis 32 und der Abdeckung 34 vorgesehen sind. Die Schrauben 78 sind mittels Gewindeeingriff fest mit der Basis 32, der Abdeckung 34 und dem Substrat 22 verbunden, um diese Teile zusammenzuziehen, wodurch die Finger 60 gebogen werden.
In Wirklichkeit erstreckt sich eine Klemme 82, welche einen plattenähnlichen Abschnitt 84 mit Gewindeöffnungen 86 und Isolierabstreifzinken 88 daran hat, durch die fluchtenden Schlitze 70, 42 in der Abdeckung 34 und der Basis 32 jeweils. Die Schrauben 78 sind in die Klemme 82 eingeschraubt, wenn das Substrat 20, die Basis 32, die Abdeckung 34 und die Klemme zusammengezogen werden. Wie vorstehend angegeben ist, werden somit die nach vorne vorspringenden Finger 60 der Abdeckung 34 federnd nachgiebig verformt. Diese Verformung bewirkt, daß die Finger 60 eine Vorbelastungskraft in Richtung des Pfeils 90 auf den verlängerten Abschnitt der Leiter 14 aufbringen, welche die freigelegten Drähte 12 derselben nach unten in Kontakt mit den Kontaktflecken 18 drückt.
Wenn ferner die Klemme 82 durch die Wirkung der Schrauben 78 nach unten gezogen wird, trennen die Zinken 88 den Mantel 163 des Kabels 16 durch und stellen elektrisch eine Verbindung der Erdungsabschirmung 26 des Kabels 16 mit der Klemme 82 her. Eine der Schrauben 78 kann mit einer Erdungsspur (nicht gezeigt) auf dem Substrat 22 verbunden sein, um die Abschirmung 26 mit der Erdungsspur zu verbinden.
Der Isolierungsverschiebungseingriff von den Zinken 88 der Klemme 82 mit dem Kabel 16 begrenzt auf die axiale Drehbewegung des Kabels 16. Die Klemmwirkung von der Basis 32 und der Abdeckung 34 auf dem Kabel 16 begrenzt die vertikale und seitliche Bewegung des Kabels 16 und bildet eine Zugentlastung für das gesamte Kabelsystem.

Claims

1. Verbinder (10) zum Verbinden der einzelnen Drähte (12) eines Mehrleiterkabels (16) mit einem zugeordneten Befestigungskontaktfleck (18), welcher auf einem Substrat (22) vorgesehen ist, wobei der Verbinder aufweist:

eine Basis (32), welche auf dem Substrat anbringbar ist, wobei die Basis eine Ausnehmung (44) darin zur Aufnahme der Leiter (14) des Kabels (16) und eine Abdeckung (34) zum Anbringen auf der Basis (32) hat;

dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (44) derart ausgelegt ist, daß sie eine aufgefächerte Anordnung von Leitern (14) derart aufnimmt, daß die Enden der Leiter freitragend über den vorderen Rand (50) der Basis (32) hinausgehen, wobei die Drähte (12) jedes Leiters im wesentlichen vertikal ausgerichtet zu den Kontaktflächen (18) verlaufen;

die Abdeckung mit einer Anordnung von Fingern (60) versehen ist, deren Unterseiten mit den dort verlaufenden Leitern zusammenarbeiten; und

eine Einrichtung (76) vorgesehen ist, welche das Substrat, die Basis und die Abdeckung zusammenzieht, um die Finger zu biegen und eine Vorbelastungskraft auf die Leiter aufzubringen, um hierdurch die Drähte in Kontakt mit den Kontaktflecken zu drücken.

2. Verbinder nach Anspruch 1, bei dem die Abdeckung (34) und die Basis (32) derart zusammenarbeiten, daß eine Eintrittsöffnung gebildet wird, welche mit der Ausnehmung in Verbindung steht, über die das Kabel in die Ausnehmung eintritt, die Eintrittsöffnung derart bemessen und ausgelegt ist, daß sie eng an die Außengestalt des Kabels angepaßt ist.

3. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, welcher ferner aufweist: ein Erdungskontaktelement (82), welches mit der Zugeinrichtung zusammenarbeiten kann und auf diese anspricht, um eine Verbindung mit einem Erdungsleiter (26) des Kabels herzustellen, wenn die Abdeckung, die Basis und das Substrat zusammengezogen werden.

4. Verbinder nach Anspruch 3, bei dem das Erdungskontaktelement eine Klemme ist, welche in Schlitzen (70, 42) in der Abdeckung und der Basis in Eingriff ist und bei dem die Klemme Zinken (88) hat, welche einen Isoliermantel (165) des Kabels (16) durchtrennen, um eine Verbindung mit dem Erdungsleiter herzustellen, wenn die Abdeckung, die Basis und das Substrat zusammengezogen werden.

5. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Zugeinrichtung mit Schraubgewinden versehene Bolzen (78) aufweist, welche mit der Abdeckung, der Basis und dem Substrat zusammenarbeiten.

6. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Basis (32) eine Anordnung von Ausnehmungen (52) in der Nähe des vorderen Randes (50) derselben hat, und bei der jede Ausnehmung derart bemessen ist, daß einer der Leiter (14) aufgenommen wird und dieser in paralleler Zuordnung zu einer benachbarten Leiter gestützt wird.

7. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem jeder Finger (60) eine Ausnehmung (62) auf der Unterseite hiervon hat, welche derart ausgelegt ist, daß ein Teil des zugeordneten Leiters aufgenommen wird, welcher über den vorderen Rand der Basis hinaus geht.

8. Verbinder nach Anspruch 6, bei dem jeder Finger (60) eine Ausnehmung (62) auf der Unterseite hiervon hat, welche derart ausgelegt ist, daß ein Teil des zugeordneten Leiters aufgenommen wird, welcher über den vorderen Rand der Basis hinausgeht, wobei die Ausnehmungen in den Fingern axial zu den zugeordneten Ausnehmungen in der Basis ausgerichtet sind.

9. Verbinder nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Abdeckung ferner eine Unterteilung (64) aufweist, welche an einem Abstand hinter den Fingern angeordnet ist, wobei die Unterteilung eine Anordnung von Ausnehmungen (66) darin hat, die Ausnehmungen in der Unterteilung axial zu den Ausnehmungen in den Fingern ausgerichtet sind und wobei jede Ausnehmung in der Unterteilung einen der Leiter aufnimmt, um dieselben bei der Unterstützung in der Basis zu unterstützen.