DE4225544C1 - Kabelsteckverbinder für Flachbandkabel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Kabelsteckverbinder für Flachbandkabel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es sind bereits Kabelsteckverbinder dieser Art bekannt (z. B. aus DE 35 43 257 A1, DE 80 31 845 U1, EP 03 63 806 A1, bei denen die als parallele, im Querschnitt halbkreisförmige Nuten ausgeführten Kanäle in einem Gehäuseteil (z. B. Bodenteil) und die mit Schneidklemmen ausgebildeten Kontaktelemente in einem zweiten Gehäuseteil (z. B. Deckel) angeordnet sind, wobei die Kontaktierung und zugleich Halterung der Kabeladern durch das Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile erfolgt.

Bei all diesen Kabelsteckverbindern entspricht das Kontaktelementeraster genau dem Raster der Kabeladern im Flachbandkabel. Dabei ist dieses Raster zumeist ein Zollraster, z. B. 1/20′′=1,27 mm oder 1/10′′=2,54 mm. Das bedeutet, daß für jedes Kontaktelementeraster ein besonderes Kabel benötigt wird (und umgekehrt) und in den meisten Fällen nur Kontaktelementabstände im Zollraster möglich sind. Dies bedingt nicht nur einen hohen Aufwand, sondern steht auch der zumindest in Europa angestrebten Vereinheitlichung durch das metrische Maßsystem entgegen. Mit der Zeit werden zwar immer mehr Flachbandkabel mit metrischem Raster der Kabeladern zur Verfügung gestellt werden, der hohe Aufwand durch die Gleichheit der Raster von Kabel und Konaktelementen wird dadurch jedoch nicht vermieden.

Es ist weiterhin bekannt, die zusammengespritzten Kabeladern von Hand zu vereinzeln und in Führungsnuten einzulegen, deren gegenseitiger Abstand dem vorgesehenen Raster der Kontaktelemente entspricht. Dieses Herstellungsverfahren ist ebenfalls aufwendig und nicht ohne weiteres einer Automatisierung zugänglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kabelsteckverbinder der eingangs genannten Art auf einfache und kostengünstige Weise derart weiterzubilden, daß mit einem Flachbandkabel innerhalb eines möglichst großen Bereiches beliebige Rasterabstände der Steckkontaktelemente in einem automatisierten Fertigungsverfahren realisierbar sind. Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Bei der Konfektionierung des Kabelsteckverbinders wird das Flachbandkabel z. B. durch aneinanderliegende, alternierend einem Steg und einem Kanal zugeordnete Einzelstempel in den höhengestuften Spreizkamm eingedrückt. Dabei werden die Kabeladern durch die gegen die Längsmittellinien der gespritzten Adernverbindungsstege gepreßten Trennkanten vereinzelt, durch die Gleitflächen an die Einführungsöffnung der zugehörigen Kanäle transportiert und mit den jeweiligen Einzelstempeln in diese eingedrückt. Dadurch ist es auf einfache Weise ermöglicht, bei automatischer maschineller Konfektionierung von Kabelsteckverbindern den im Flachbandkabel vorgegebenen Rasterabstand der Kabeladern (z. B. 1/20′′) innerhalb eines bestimmten Bereichs in ein beliebiges größeres Zoll- oder metrisches Raster (z. B 2 mm) zu überführen. Mit nur einem Flachbandkabeltyp können also Kabelsteckverbinder mit unterschiedlichem Kontaktelementeraster konfektioniert werden. Umgekehrt sind Kabelsteckverbinder ohne Änderung verwendbar, sofern eine Umstellung von Flachbandkabeln mit Zollraster auf solche mit metrischem Raster erfolgt.

Außerdem können Lagerbestände von Flachbandkabeln mit Zollraster auch für Kabelsteckverbinder mit metrischem Kontaktelementeraster aufgebraucht werden, so daß insgesamt der Aufwand im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich verringert ist.

Der Bereich der möglichen Rastervergrößerung wird bei gegebenen Abmessungen der vereinzelten Kabeladern und deren Rasterabstand durch die maximale Stegbreite sowie die Gleitflächenneigung bestimmt, bei der die Kabeladern noch von den Stempeln erfaßt und durch deren Druck auf den Gleitflächen transportiert und nicht gequetscht werden.

Durch die präzise Rastereinteilung des Flachbandkabels kann die Aufspreizung zur direkten Kontaktierung bei Schneidklemmtechnik verwendet werden.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungen bzw. Ausgestaltungen des Kabelsteckverbinders gemäß dem Hauptanspruch angegeben.

Bei dem in Anspruch 2 angeführten maximalen Neigungsswinkel der Gleitflächen liegt der Mittelpunkt einer Einzelader bereits mit 20% ihres Durchmessers in der Zone des zugehörigen Kanals. Bei diesem Wert ist für einen größtmöglichen Bereich von Aderndurchmessern noch sichergestellt, daß die Einzelader von dem dem Kanal zugeordneten Stempel nicht gegen die Gleitfläche gequetscht, sondern entlang der Gleitfläche verschoben und in die Kammer eingedrückt wird. Bei einem Durchmesser der isolierten Einzelader von z. B. 1,05 mm, einem Adernabstand im Flachbandkanal von 1/20′′ und einem Steckkontaktelementeraster von 2 mm beträgt dieser maximale Neigungswinkel α etwa 54°. Der minimale Neigungswinkel, bei dem durch die Kraftwirkung der Stempel noch ein Entlanggleiten der Einzeladern auf den Gleitflächen möglich ist, ist von den Materialeigenschaften der Kabelisolierung und des Spreizkammes sowie dem Durchmesser der Einzeladern abhängig. Besteht der Spreizkamm aus Kunststoff, so beträgt dieser Neigungswinkel, bei dem noch Einzeladern mit 0,8 mm Durchmesser gleiten können, etwa 30°.

Zwischen dem angegebenen minimalen und maximalen Winkel können die Neigungswinkel der Gleitflächen gewählt werden. Soll die Höhe des Spreizkammes und damit des Kabelsteckverbinders gering sein - eine bei Steckverbindern häufig gestellte Forderung - so wird der Winkel zweckmäßigerweise in der Nähe des Minimums, z. B. bei 35° gewählt.

Die Höhe der Stege sollte mindestens so groß sein, daß die Kabeladern sicher in den Kanälen liegen. Durch eine Ausbildung gemäß Anspruch 3 ist darüber hinaus erreicht, daß ein exaktes Auftreffen der Längsmittellinien der Verbindungsstege der Kabeladern auf die Trennkanten der Stege und damit auch ein sicheres Einführen der Einzeladern in die zugehörigen Kanäle gewährleistet ist. Überdies ist durch diese Gestaltung die Bauhöhe des gesamten Spreizkammes und damit des Steckverbindergehäuses weiter verkleinerbar, ein Vorteil, der insbesondere beim Einsatz vieladriger Flachbandkabel u. U. von ausschlaggebender Bedeutung sein kann.

Eine Ausbildung der Kanäle nach Anspruch 4 sorgt auf einfachste Weise und ohne Mehrkosten für eine saubere Führung und Klemmhalterung der Kabeladern in den Kanälen und damit für eine problemlose Montage der Gehäuseteile ohne zusätzliche Hilfsmittel.

Bei einer Realisierung der Kanalverengung gemäß Anspruch 5 ist zusätzlich eine noch leichtere Einführbarkeit und saubere Zentrierung der Kabeladern in den Kanälen erreicht.

Durch die zusätzliche Klemmung mit Hilfe einer Verengung der Kanäle gemäß Anspruch 6 ist absolut sichergestellt, daß alle Kabeladern unabhängig von der Lage des Spreizkammes an der für die gleichzeitige Kontaktierung, z. B. durch Schneidklemmen, vorgesehenen Stelle angeordnet sind.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, die Endteile der Stege nach Anspruch 7 federnd auszubilden, weil damit sowohl eine gute Einführbarkeit der Einzeladern in die Kanäle als auch eine hohe Klemmkraft erreicht ist.

Eine Ausführung des Kabelsteckverbinders gemäß Anspruch 8 ermöglicht es auf ebenso einfache wie kostengünstige Weise, auch zwei- und mehrreihige mit Kontaktelementen versehene Kabelsteckverbinder erfindungsgemäß zu konfektionieren.

Die in Anspruch 9 beschriebene Ausführung des erfindungsgemäßen Kabelsteckverbinders ist besonders kostengünstig z. B. im Spritzgußverfahren herstellbar. Sollte in Einzelfällen trotz eines Aufbaus nach den Ansprüchen 2 und 3 die Höhe des Spreizkammes noch zu groß sein, so kann dieser selbstverständlich auch Teil eines Fertigungswerkzeuges sein.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Kabelsteckverbinders sind der folgenden Beschreibung eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles entnehmbar. Es zeigt

Fig. 1a bis c drei Fertigungsstufen beim Eindrücken eines fünfadrigen Flachbandkabels in den im Schnitt dargestellten Spreizkkamm,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Deckelteil des Kabelsteckverbinders mit montiertem Flachbandkabel und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den vollständigen Kabelsteckverbinder.

Der Kabelsteckverbinder 1 besteht aus einem Gehäusegrundteil 2 mit Kontaktkammern 3, in die als Kastenfedern mit zwei federnden Kontaktschenkeln 4 ausgebildete Steckbuchsen 5 in einem Rasterabstand von 2 mm eingeführt und darin mittels einer Rasteinrichtung 6 gehalten sind, sowie einem Gehäusedeckel 7, der auf seiner Innenseite einen damit einstückigen Spreizkamm 8 zur Aufnahme der Einzeladern 9 des Flachbandkabels 10 aufweist. Die Steckbuchsen 5 tragen anschlußseitig jeweils 2 Schneidklemmen 11 zur Kontaktierung und Zugentlastung der als Litzen 12 ausgeführten Adernseelen.

Der Rasterabstand R₂ der Einzeladern 9 im Flachbandkabel 10 beträgt 1,27 mm entsprechend 1/20′′. Der Spreizkamm 8 ist dazu vorgesehen, dieses Kabelraster in das Steckraster von 2 mm überzuführen. Er weist dazu fünf im Rasterabstand R₁ von 2 mm parallel zueinander verlaufende Kanäle 13 auf, die durch Stege 14 voneinander getrennt sind. Die Stege 14 besitzen am freien Ende jeweils eine in Kanalrichtung verlaufende Trennkante 15 und eine von dieser zum nächstäußeren Kanal hin abfallende Gleitfläche 16 auf, deren Neigungswinkel α 35° zur Bodenkante 17 des Spreizkammes 8 beträgt. Die Trennkante 15 jedes nächstniedrigeren Steges 14 liegt auf der Höhe der Unterkante 18 der Gleitfläche 16 des nächsthöheren Steges 14.

Die Breite der Kanäle 13 ist im Bereich der eingeführten Einzeladern 9 geringer als an der Einführungsöffnung 19, deren Breite dem Rasterabstand R₂ der Kabeladern entspricht.

Die maschinelle Konfektionierung des Kabelsteckverbinders verläuft in folgender Weise:
Zunächst wird das Flachbandkabel 10 abgelängt und im gleichen Arbeitsgang durch adernparallele Messer entlang den Längsmittellinien 20 der zwischen den Einzeladern 9 liegenden Isolierstege 21 auf der innerhalb des Gehäuses 2, 7 befindlichen Länge eingeschlitzt.

Anschließend wird das Flachbandkabel 10 von der Stirnfläche eines aus aneinanderliegenden Einzelplattenstempeln 22, 23 aufgebauten Formstempels 24 gegen den Spreizkamm 8 gedrückt, wobei die Einzelplattenstempel 22, 23 alternierend einer Kammer 13 sowie einem Steg 14 zugeordnet sind und wobei weiterhin die Breite der Stirnflächen der Einzelplattenstempel 22 derjenigen der Kanäle 13 im Bereich der eingeführten Einzeladern 9 und die Breite der gefederten Einzelplattenstempel 23 derjenigen der Stege 14 entspricht. Das Flachbandkabel 10 ist hierbei so exakt geführt, daß die Längemittellinien 20 der beiden benachbarten isolierstege genau auf die zugehörigen Trennkanten 15 treffen (Fig. 1a).

Beim weiteren Vorschub des Formstempels 24, bei dem zunächst die Stirnflächen aller Einzelplattenstempel 22, 23 in einer Ebene liegen, wird als erste die mittlere Einzelader an den zugehörigen Trennkanten 15 abgetrennt und vom zugehörigen Einzelplattenstempel in die Einführungsöffnung 19 hineingedrückt. Zugleich gleiten die benachbarten Einzeladern (zusammen mit den damit benachbarten äußeren Einzeladern) an den Gleitflächen 16 der benachbarten Stege 14 entlang, bis sie exakt über den benachbarten Kanälen 13 liegen (Fig. 2a).

Der gleiche Vorgang wiederholt sich für die äußeren Einzeladern 9. Beim weiteren Vorrücken des Formstempels 24 drücken schließlich die Einzelplattenstempel 22 die mittlere und die beiden äußeren Einzeladern 9 vollständig in die zugehörigen Kanäle 13 hinein, während die gefederten Einzelplattenstempel 23 an den Trennkanten 15 der zugehörigen Stege 14 anliegen (Fig. 1c).

Durch diese Aufspreizung der Einzeladern 9 am Spreizkamm 10 ist deren Rasterabstand auf den gewünschten Rasterabstand der Steckbuchsen 5 (2 mm) vergrößert.

Auf Grund der beschriebenen Abmessung der Kanalbreite werden die seitlichen Stutzen 25 der Verbindungsstege 21 der abgetrennten Einzeladern 9 an schrägen Einführungsflächen 26 derart verformt, daß die Einzeladern 9 bereits auf der gesamten Kanallänge geklemmt werden. Zusätzlich sind die Stege 14 durch jeweils einen Schlitz 27 im steckseitigen Endbereich in zwei federnde Endteile 28 getrennt, die unter Druck an den Einzeladern 9 anliegen. Dadurch ist es ohne irgendwelche Hilfsmittel möglich, den Gehäusedeckel 7 nach dem Zurückziehen des Formstempels 24 mit den in seinen Spreizkamm 8 eingedrückten Einzeladern 9 von oben her auf das Gehäusegrundteil 2 aufzusetzen, ohne daß die Gefahr einer unerwünschten Lageänderung der Einzeladern 9 besteht. Bei diesem Vorgang erfolgt zugleich die Verrastung des Gehäusedeckels 7 im Gehäusegrundteil 2 und das Einpressen jeder Einzelader 9 in die beiden zugeordneten Schneidklemmen 11 zur Kontaktierung und Zugentlastung.

Insgesamt ist durch den erfindungsgemäßen Spreizkamm 8 eine äußerst einfache und kostengünstige maschinelle Konfektionierung des Kabelsteckverbinders und dabei die Vergrößerung des Kabelrasters auf ein gewünschtes Steckkontaktraster ermöglicht. Durch die getroffene Wahl des Neigungswinkels α sowie der Höhe der Trennkanten ist überdies eine für Steckverbinder häufig sehr wichtige geringe Bauhöhe erreicht.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die hier beschriebene Ausführungsform beschränkt. Vielmehr können beispielsweise die Trennkanten durch eine Ausbildung als Schneidkanten auch den Fertigungsschritt des Einschlitzes des Flachbandkanals entlang den Längssmittellinien 20 mitübernehmen.

Desgleichen ist es möglich, durch unterschiedliche Abstände des Bodens der einzelnen Kanäle von der Bodenkante des Spreizkammes zwei- oder mehrreihige Kabelsteckverbinder herzustellen, wobei dann auch die den höherliegenden Kanälen zugeordneten Einzelplattenstempel gefedert sein müssen.

Der Spreizkamm muß auch nicht unbedingt Teil des Steckverbindergehäuses sein, obgleich dies bei im Spritzgußverfahren hergestelltem Gehäuse praktisch keine Mehrkosten verursacht, sondern könnte auch Teil einer Fertigungseinrichtung sein.

Schließlich ist der erfindungsgemäße Spreizkamm nicht nur bei Kabelsteckverbindern, sondern ganz allgemein für die Klemmführung von Einzeladern mit gegenüber dem Kabelraster vergrößerten Einzeladernraster einsetzbar.

Claims (9)

1. Mehrpoliger Kabelsteckverbinder für Flachbandkabel, mit in einem Gehäuseteil angeordneten Kanälen zur Aufnahme der Kabeladern, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Kanälen (13) liegenden Stege (14) jeweils eine am freien Ende in Kanalrichtung verlaufende Trennkante (15) zum Auftrennen des dagegengedrückten Flachbandkabels (10) in seine isolierten Einzeladern (9) sowie eine von jeder Trennkante (15) zum nächstäußeren Kanal hin abfallende Gleitfläche (16) aufweisen, und daß die Breite aller Stege (14) des so gebildeten Speizkammes (8) gleich groß ist und diejenige der Einführungsöffnungen (19) aller Kanäle (13) dem Rasterabstand der Einzeladern (9) im Flachbandkanal (10) entspricht.

2. Kabelsteckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Neigungswinkel (α) der Gleitflächen (16) wenigstens annähernd der Beziehung genügt, wobei
D der Durchmesser der isolierten Einzeladern (9),
R₁ der Rasterabstand der Kanäle (13) voneinander und
R₂ der Rasterabstand der Einzeladern (9) im Flachbandkabel (10) ist.

3. Kabelsteckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe jedes nächstniedrigeren Steges (14) an der Trennkante (15) etwa derjenigen der Unterkante (18) der Gleitfläche (16) des nächsthöheren Steges (14) entspricht.

4. Kabelsteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite jedes Kanals (13) im Bereich der eingeführten Kabelader (9) geringer ist als an der Einführungsöffnung (19).

5. Kabelsteckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalbreite durch schräge Einführungsflächen (26) der Kammerwände symmetrisch verringert ist.

6. Kabelsteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Kanäle (13) im steckseitigen Endbereich durch verbreiterte Endabschnitte der Stege (14) verringert ist.

7. Kabelsteckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verbreiterten Endabschnitte der Stege (14) jeweils durch einen Schlitz (27) in zwei federnde Endteile (28) getrennt sind.

8. Kabelsteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalböden unterschiedliche Abstände von der Bodenfläche des Spreizkammes aufweisen.

9. Kabelsteckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkamm (8) mit dem zugehörigen Gehäuseteil (7) einstückig ist.