DE3920367A1 - Vorrichtung zum verbinden einer vielzahl von draehten mit elektrischen kontakten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden einer Vielzahl von mit einer Isolation versehenen, in einer Ebene dicht nebeneinanderliegenden Drähten eines Flachkabels oder von Einzeldrähten mit zwei oder mehreren Reihen elektrischer Kontakte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 oder 2.

Vor allem in der Mikroelektronik besteht die Notwendigkeit, bei zunehmender Miniaturisierung eine Vielzahl von Drähten oder Lei­ tern in dichter Anordnung nebeneinander zuverlässig mit elektri­ schen Kontakten zu verbinden, wobei die Drähte als diskrete Ein­ zeldrähte oder als sogenannte Flachkabel vorliegen können. Die Kontakte haben üblicherweise einen Kontaktstift oder eine Fassung an einem Ende und sind in zwei oder mehr Reihen am Träger­ körper angeordnet, um die Steckerstifte eines angepaßten Steckers aufnehmen. Die Abstände der Fassungen bzw. der Steckerstifte sind standardisiert.

Es ist bekannt, den elektrischen Kontakt mit einer Viel­ zahl von Drähten dadurch herzustellen, daß Schneidklemm­ kontakte zur gleichen Zeit mit den Drähten in Eingriff treten. Um zu gewährleisten, daß die Schneidklemmkontakte lagerichtig mit den zugeordneten Drähten zusammenwirken, ist bekannt, die Drähte mittels eines Preßkörpers gegen die Schneidklemmkontakte im Trägerkörper anzupressen. Der Preßkörper weist Ausnehmungen auf, in die die freien Enden der Schneidklemmkontakte hineingreifen. Es ist ferner be­ kannt, zu diesem Zweck Nuten oder Kanäle in den Preßkörper einzuformen, durch welche die Drähte über die Breite des Preßkörpers hinweggeführt sind, um die Drähte bezüglich der Kontaktelemente festzulegen. Um zu gewährleisten, daß die Drähte in den Führungen beim Verbinden von Träger- und Preßkörper auch verbleiben, ist ferner bekannt, die Drähte mit dem Preßkörper zu verkleben.

Man ist bestrebt, eine möglichst große Anzahl von nahe nebeneinanderliegenden Drähten mit kleinem Durchmesser mit einer Federkontakt- oder einer Messerkontaktanordnung zu verbinden. Der Abstand zwischen den Mitten der Kontakt­ elemente ist standardisiert; er beträgt 2,54 mm. Ist eine größere Anzahl von Drähten zu verbinden, kann eine zweite Reihe von Kontaktelementen vorgesehen werden, die jeweils auf Lücke zu den Kontaktelementen der ersten Reihe angeord­ net sind. Die mit den Kontaktelementen der zweiten Reihe zu verbindenden Drähte werden dann zwischen den Kontakt­ elementen der ersten Reihe hindurchgeführt. Dies ist bei den gegebenen Durchmessern der Drähte und der notwendigen Mindestbreite der Kontaktelemente ohne weiteres noch mög­ lich. Die Breite der Kontaktelemente läßt sich nicht weiter verkleinern, da andernfalls die für eine verläßliche Kon­ taktierung erforderliche Kontaktkraft nicht mehr erreicht wird. Wird jedoch die Anzahl der zu verbindenden Drähte noch weiter erhöht, so daß eine weitere Reihe von Kontakt­ elementen vorzusehen ist, reicht der beschriebene Abstand zwischen benachbarten Kontaktelementen einer Reihe nicht aus, zwei nebeneinanderliegende Drähte in herkömmlicher Weise im Preßkörper zu führen. Dies gilt für Drähte von Flachkabeln im besonderen, aber auch für Einzeldrähte. Dies gilt ferner für herkömmliche Drähte, deren Außendurchmesser wegen der geforderten Isoliereigenschaften nicht beliebig klein gewählt werden kann.

Vor allen Dingen besteht Gefahr, daß benachbarte Kabel außen angeschnitten werden. Es kommt zu einer Fehlkon­ taktierung und der Beeinträchtigung der Isolationsfestig­ keit.

Es ist eine Vorrichtung zum Verbinden einer Vielzahl von einzelnen Drähten bekanntgeworden, die durch Öffnungen eines Preß- oder Abdeckungskörpers hindurchgefädelt und in unterschiedlichen Ebenen mit Klemmkontakten verbunden wer­ den. Die Herstellung der elektrischen Kontakte ist jedoch außerordentlich zeitaufwendig. Außerdem ist die bekannte Vorrichtung nur für Einzeldrähte und nicht für Flachkabel geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verbinden einer Vielzahl von mit einer Isolation ver­ sehenen Drähten mit elektrischen Kontakten zu schaffen,die eine einwandfreie Kontaktierung mittels Schneidklemmkon­ takten auch dann gewährleistet, wenn sich die Kontakte von zwei oder mehr parallelen Reihen von Kontakten in Querrich­ tung des Trägerkörpers mehr oder weniger stark überdecken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merk­ male des Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird bewußt auf eine durchgehende Führung der Drähte im Preßkörper verzichtet. Vielmehr werden kanalartige Führungsabschnitte vorgesehen, die im Verhältnis zur Breite des Preßkörpers kurz sind. Die kanalartigen Führungsabschnitte grenzen an die je­ weiligen Ausnehmungen für die Schneidklemmkontakte an und sorgen dafür, daß im Bereich der Kontaktierung die Drähte im Hinblick auf die Schneidklemmkontakte exakt ausgerichtet sind. Außerhalb des Bereichs der Führungsabschnitte können sich die Drähte begrenzt seitlich bewegen und damit beim Zusammenpressen von Trägerkörper und Preßkörper seitlich ausweichen. Dadurch können zwei und mehr Reihen von Schneid­ klemmkontakten mit einer Vielzahl von eng aneinanderlie­ genden Drähten von kleinem Durchmesser in Kontakt gebracht werden. Dabei ist sichergestellt, daß sie in dem Bereich, in dem die Schneidklemmkontakte die Isolierung des zugeord­ neten Drahtes durchschneiden, exakt zu diesem ausgerichtet sind. War bisher nur möglich, bei herkömmlichen Abmessun­ gen einer Steckeranordnung 64 elektrische Kontakte gleich­ zeitig herzustellen bei zwei Reihen von Klemmkontakten, können mit Hilfe der Erfindung 96 Kontakte hergestellt werden bei sonst gleichen Außenabmessungen der Steckeran­ ordnung, indem die Schneidklemmkontakte in drei Reihen parallel und einander überdeckend angeordnet werden. Das Zusammenpressen von Trägerkörper und Preßkörper zur Her­ stellung der Verbindung erfordert keine Spezialwerkzeuge und auch keine besondere Ausbildung der Bedienungsperson. Die Schneidklemmkontakte sind bekanntlich gegabelt und so bemessen, daß sie die Isolierung verdrängen und federnd mit dem Leiter in Eingriff treten. Auch der Zeitaufwand ist gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen nicht erhöht.

Die beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung ist für Flachkabel geeignet. Bei Einzeldrähten werden die Führungen erfindungsgemäß nur im Bereich zwischen benachbarten Aus­ nehmungen unterbrochen, um ein vorübergehendes Ausweichen der Drähte zu ermöglichen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die kanalarti­ gen Führungsabschnitte von parallelen Stegen des Preßkör­ pers gebildet. Die Stege bilden zwischen sich nutenartige Kanäle, wobei der Boden zwischen den Stegen nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung im Querschnitt kreis­ bogenförmig sein kann zwecks Anpassung an die Außenkontur der Isolation der Drähte. Die Außenseite der Stege bildet vorzugsweise einen stumpfen Winkel zur Bodenfläche des Preßkörpers, um möglichst viel Platz für die Drähte zwi­ schen den Führungsabschnitten zu bilden, andererseits jedoch ausreichend Material stehen zu lassen, damit eine Spritzformung aus Kunststoff noch möglich ist.

Die Breite der Stege nimmt nach einer weiteren Ausgestal­ tung der Erfindung nach oben ab zur Bildung einer Führungs­ kante am Scheitel der Stege. Beim Auflegen zum Beispiel eines Flachkabels auf den Preßkörper greifen die Kanten der Stege in die Zwickel ein, die zwischen nebeneinander­ liegenden Drähten gebildet sind, um die Drähte innerhalb der Führungsabschnitte sicher festzulegen.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weisen die Schenkel der Schneidklemmkontakte am freien Ende auf der Außenseite eine Anschrägung auf. Diese Anschrägung trägt dazu bei, daß der Schneidklemmkontakt mittig mit dem Draht in Eingriff gelangt, indem die benachbarten Drähte mit den Anschrägungen zusammenwirken und den Schneidklemmkontakt mittig führen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch eine Vorrichtung nach der Er­ findung in Explosionsdarstellung, wobei ein Teil des Bereiches des Flachkabels ausgeschnitten ist.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Preßkörper, von dem Fig. 1 einen Teil zeigt.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Darstellung nach Fig. 2 in Richtung Pfeil 3.

Fig. 4 zeigt perspektivisch eine Einzelheit 4 der Darstel­ lung nach den Fig. 2 und 3.

Fig. 5 zeigt die Anordnung der Schneidklemmkontakte des Trägerkörpers nach Fig. 1 sowie den Verlauf der Drähte, nachdem Trägerkörper und Preßkörper der Vorrichtung nach Fig. 1 zusammengepreßt worden sind; Trägerkörper und Preßkörper sind jedoch nicht dar­ gestellt.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 1 entlang der Linie 6-6, wobei zusätzlich zwei Schneidklemmkontakte des Trägerkörpers nach Fig. 1 dargestellt sind.

Fig. 7 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2, wobei jedoch der dargestellte Preßkörper für die Führung von Einzeldrähten vorgesehen ist.

In Fig. 1 ist ein länglicher Trägerkörper 10 dargestellt, dessen Gehäuse aus Kunststoffmaterial besteht. An den Enden weist er eine nach unten stehende Steckzunge 11 bzw. 12 auf. Der Trägerkörper 10 weist drei parallele Reihen von Federkontakten 14 auf. Diese nehmen Steckstifte einer Steckeranordnung auf (nicht gezeigt). Jedem Federkontakt 14 ist ein U-förmiger Schneidklemmkontakt zugeordnet, die in Fig. 1 nicht zu sehen sind. Die Schneidklemmkontakte sind ebenfalls in drei Reihen an der Unterseite des Träger­ körpers 10 angebracht.

Ein länglicher Preßkörper 20 weist eine ähnliche Gestalt auf wie der Trägerkörper 10. An den Enden sind etwas ver­ breiterte Ansätze 21, 22 vorgesehen mit einer Einsteck­ öffnung 24 bzw. 25a zur Aufnahme der Steckzungen 11 bzw. 12 des Trägerkörpers 10. Ein Flachkabel 25 besteht aus einer Vielzahl von im Durchmesser kleinen, eng aneinanderliegen­ den Drähten, die über ihre Isolierung seitlich miteinander verbunden sind (siehe Fig. 6). Das Flachkabel 25 ist von oben auf die Oberseite des Preßkörpers 20 aufgelegt, wobei ein Bereich 29 zu Darstellungszwecken ausgeschnitten ist. Dieser Bereich wird anhand der Fig. 2 bis 4 und 6 näher erläutert.

Der Preßkörper 20 weist drei parallele Reihen von Ausneh­ mungen 26 oder Taschen auf, die sich in Querrichtung des Preßkörpers 20 teilweise überdecken. Die Anordnung der Aus­ nehmungen 26 entspricht der Anordnung der Schneidklemmen im Trägerkörper 20. In Fig. 5 ist diese Anordnung der Schneidklemmen perspektivisch dargestellt. Die Schneidklem­ men tragen die Bezeichnung 27. Jeder Ausnehmung 26 ist ein kanalförmiger Führungsabschnitt 28 zugeordnet, der sich nur über einen Teil der Breite des Preßkörpers 20 erstreckt. Bei den beiden äußeren Reihen der Ausnehmungen 26 erstrecken sich die Führungsabschnitte 28 von der Ausnehmung 26 zur Außenseite des Preßkörpers 20. Für die mittlere Reihe der Ausnehmungen 26 erstreckt sich der Führungsabschnitt bis zu derjenigen Reihe der Ausnehmungen 26, die einen größeren Abstand zur mittleren Reihe aufweist.Die Führungsabschnitte 28 werden von parallelen Stegen 30, 31 gebildet, die ein­ teilig mit dem aus Kunststoff geformten Preßkörper 20 ge­ bildet sind. Wie aus den Fig. 3, 4 und 6 hervorgeht, sind die Stege an den einander zugekehrten Seiten gerundet zur Anpassung an die Außenkontur eines Drahtes 32 des Flachkabels 25 (siehe insbesondere Fig. 6). Die Außenseite der Stege 30, 31 bildet mit der benachbarten Fläche des Preßkörpers 20 einen stumpfen Winkel. Die Stege sind im übrigen im Querschnitt annähernd dreieckig und bilden am Scheitel eine relativ scharfe Kante. Wie aus Fig. 6 hervor­ geht, greifen die Stege 30, 31 in die Zwickel ein, die zwischen benachbarten Drähten 32 gebildet sind.

In Fig. 6 sind zwei U-förmige Schneidklemmen 27 dargestellt, die in herkömmlicher Weise zwei Schenkel 33, 34 aufweisen, deren einander zugekehrte Seiten als Schneiden geformt sind. Zwischen den Schenkeln 33, 34 bzw. den Schneiden ist ein dreieckiger Eingangsbereich 35 für einen verhältnis­ mäßig schmalen Schlitz 36 gebildet. Zur Herstellung einer elektrischen Verbindung werden die mit dem Trägerkörper 10 verbundenen Schneidklemmen gegen die Drähte 32 an den Preßkörper 20 gepreßt. Die Drähte 32 weisen einen Leiter 37 und eine den Leiter umgebende Isolierung 38 auf. Bei dem beschriebenen Vorgang durchschneiden die Schneiden der Schenkel 33, 34 die Isolierung 38 und treten mit dem Leiter 37, der in den Schlitz gepreßt wird, in Kontakt. Dies ist jedoch an sich bekannt. Die gezeigten Schneidklemmen 27 weisen an der Außenseite der Schenkel 33, 34 am freien Ende eine Anschrägung 40 auf. Diese Anschrägung 40 gleitet an der Isolierung des benachbarten Drahtes und verbessert mithin die Zentrierung der Scneidklemmen 27 relativ zum Draht 32, mit dem sie in Kontakt gebracht werden sollen.

In Fig. 6 sind einige Maßangaben in Millimeter angegeben. Der Abstand A der Schneidklemmen 27, der 2,54 mm beträgt, ist standardisiert. Es versteht sich, daß bei einem Flach­ kabel 20 dieser Abstand ein Vielfaches des Abstandes B be­ nachbarter Drähte 32 sein muß. Dieser Abstand B ist mit 0,847 mm angegeben. Die Breite C einer Schneidklemme 27, die hier mit 1,08 mm angegeben ist, ergibt sich aus Festig­ keitsgründen und aus der Tatsache, daß benachbarte Drähte nach Möglichkeit nicht in ihrer Isolation beschädigt werden. Der Abstand D zwischen den einander zugekehrten Kanten der Schneidklemmen 27 ergibt sich aus den übrigen Abmessungen. Der Abstand C ist der normale Abstand zwischen den Stegen 30, 31 von benachbarten Ausnehmungen 26 jeder Reihe.

Wie aus den Fig. 2 und 6 hervorgeht, sind die Drähte 32 des Flachkabels 25 nur in einem relativ kurzen Bereich nahe der Ausnehmungen 26 präzise geführt. Dazwischen ist Platz geschaffen, damit die Drähte seitlich ausweichen können, wenn Trägerkörper 10 und Preßkörper 20 gegenein­ andergepreßt werden und die Schneidklemmkontakte 27 mit den Drähten 32 in Kontakt treten. Zwischen zwei benach­ barten Führungsabschnitten 28 ist daher Raum (E = 1,694 mm) geschaffen jeweils für die Aufnahme von zwei benachbar­ ten Drähten, wie aus Fig. 6 hervorgeht. Da die Schneid­ klemmen in Querrichtung des Preßkörpers 20 einander jedoch überdecken, müssen die jeweils nicht geführten zwei Drähte im Bereich der Schneidklemmkontakte bzw. der Ausnehmungen 26 um diese herumgeführt werden. Dies ist aus der Darstel­ lung in Fig. 5 gut zu erkennen, in der jedoch weder der Trägerkörper für die Schneidklemmkontakte noch der Preß­ körper mit den Ausnehmungen und den Führungsabschnitten 28 dargestellt ist.

Die Art der Führung der Drähte 32 des Flachkabels 25 durch den Preßkörper 20 ermöglicht mithin die Anordnung von Schneidklemmkontakten in mehr als zwei Reihen mit starker Überdeckung der Klemmkontakte. Eine Steckbuchsenanordnung, wie sie der Trägerkörper 10 aufweist, kann daher bei vor­ gegebenen Außenabmessungen eine maximale Anzahl von Steck­ buchsen aufnehmen bzw. elektrische Verbindungen enthalten.

Der Preßkörper 20a nach Fig. 7 weist drei parallele Reihen von Ausnehmungen 26a auf, die sich in Querrichtung des Preßkörpers 20a teilweise überdecken. Die Anordnung der Ausnehmungen 26a entspricht der Anordnung der Ausnehmungen 26 in der Ausführungsform nach den Fig. 2 bis 4 und 6. Der Preßkörper 20a weist eng benachbarte Führungskanäle oder -nuten 28a auf, deren Querschnitt ähnlich den Füh­ rungsabschnitten 28 der vorstehend beschriebenen Ausfüh­ rungsform ist. Jeweils eine Führungsnut 28a ist zu einer Ausnehmung 26a ausgerichtet. Die seitlichen Stege oder Wände der Führungsnuten 28a sind jeweils im Bereich zwi­ schen zwei benachbarten Ausnehmungen 26a einer Reihe mit einer Unterbrechung 40a versehen.

Der gezeigte Preßkörper 20a ist für eng aneinanderliegende Einzeldrähte gedacht, die im Bereich der Ausnehmungen 26a, in die die Kontaktelemente beim Verbinden des Preßkörpers mit dem Träger eintauchen, seitlich ausweichen.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Verbinden einer Vielzahl von mit einer Isolation versehenen Drähten eines eine Vielzahl von eng nebeneinander angeordneten Leitern aufweisenden Flach­ kabels mit elektrischen Kontakten, mit einem Trägerkör­ per für Schneidklemmkontakte, die in zwei oder mehr parallelen Reihen angeordnet sind, wobei die Schneid­ klemmkontakte einer Reihe gegenüber denen der anderen Reihen versetzt angeordnet sind, und einem Preßkörper, der auf der dem Trägerkörper abgewandten Seite der Drähte angeordnet ist und die Drähte in Führungen fest­ legt, wenn Trägerkörper und Preßkörper gegeneinanderge­ preßt werden, wobei die Schneidklemmkontakte die Isolie­ rung durchschneidend mit den Leitern in Kontakt treten und in entsprechend angeordnete Ausnehmungen des Preß­ körpers eintauchen, dadurch gekennzeichnet, daß im Ver­ hältnis zur Breite des Preßkörpers (20) nur kurze kanal­ artige Führungsäbschnitte (28) an die jeweiligen Ausneh­ mungen (26) angrenzen, während die Drähte (32) außerhalb der Führungsabschnitte (28) beim Zusammenpressen von Trägerkörper (10) und Preßkörper (20) seitlich auswei­ chen können.

2. Vorrichtung zum Verbinden einer Vielzahl von einzelnen mit einer Isolation versehenen Einzeldrähten mit elek­ trischen Kontakten, mit einem Trägerkörper für Schneid­ klemmkontakte, die in zwei oder mehr parallelen Reihen angeordnet sind, wobei die Schneidklemmkontakte einer Reihe gegenüber denen der anderen Reihe versetzt ange­ ordnet sind, und einem Preßkörper, der auf der dem Trägerkörper abgewandten Seite der Drähte angeordnet ist und die Drähte in Führungen festlegt, wenn Träger­ körper und Preßkörper gegeneinandergepreßt werden, wobei die Schneidklemmkontakte die Isolierung durchschneidend mit den Leitern in Kontakt treten und in entsprechend angeordnete Ausnehmungen des Preßkörpers eintauchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der sich im wesent­ lichen über die Breite des Preßkörpers (20a) erstrecken­ den kanalartigen Führungen (28a) jeweils zwischen be­ nachbarten Ausnehmungen (26a) einer Ausnehmungsreihe eine Unterbrechung (40a) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die kanalartigen Führungsabschnitte (28) von parallelen Stegen (30, 31) des Preßkörpers (20) gebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führungen oder Führungsabschnitte von Nuten des Preßkörpers gebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß der Boden zwischen den Stegen (30, 31) im Querschnitt kreisbogenförmig ist zur Anpassung an die Außenkontur der Isolation der Drähte (32) .

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Außenseite der Stege (30, 31) mit der be­ nachbarten Bodenfläche des Preßkörpers (20) einen stumpfen Winkel bildet.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Stege (30, 31) nach oben abnimmt zur Bildung einer Führungskante am Scheitel der Stege.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Schneidklemmkontakte (27) U-förmig sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schenkel (33, 34) der Schneid­ klemmkontakte (27) am freien Ende auf der Außenseite eine Anschrägung (40) aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die kanalartigen Führungsabschnitte (28) jeweils auf einer Seite einer Reihe von zugeordneten Ausnehmungen (26) angeordnet sind.