DE69033300T2 - Einfügungskraftfreier Verbinder für Anwendungen von Kabel zu Leiterplatte - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder der Ausführung, die im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definiert wird.
• In der Elektronikindustrie gibt es elektrische Verbinder, die die Fähigkeit aufweisen, einzelne Leiter eines Mehrleiterflachkabels mit Leiterbahnen von Leiterplatten zu verbinden. Diese Verbinder werden auf die Platte montiert, die elektrische Anschlußklemmen aufweist, die an deren einem unteren Rand freigelegt sind, die einen elektrischen Kontakt mit den Leiterbahnen auf der Leiterplatte bewirken. Die elektrischen Verbinder weisen ebenfalls elektrische Anschlußklemmen auf, die die Leiter in einer elektrisch leitenden Weise aufnehmen.
• Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Konstruktion eines elektrischen Verbinders, der einen Bereich von Drahtgrößen aufnehmen kann.
• Dieses Ziel wurde erreicht, indem ein elektrischer Verbinder konstruiert wurde, der die charakteristischen Merkmale des Patentanspruches 1 aufweist.
• Bevorzugte Ausführungen werden in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
• Da sich die weiteren Flächen nach innen vom Krümmungsradius der bogenförmigen Abschnitte erstrecken, werden die Leiter in Richtung der Mitte des Durchganges durch die weiteren Flächen ausgerichtet.
• Die bevorzugte Ausführung des elektrischen Verbinders wird jetzt mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
• Fig. 1 eine vordere Draufsicht des Verbinders des Gegenstandes der Erfindung;
• Fig. 2 eine obere Draufsicht des in Fig. 1 gezeigten Verbinders;
• Fig. 3 eine Schnittdarstellung längs der Linien 3-3 in Fig. 2;
• Fig. 4 eine seitliche Draufsicht der in Fig. 3 gezeigten elektrischen Anschlußklemme;
• Fig. 5 gleichermaßen die Schnittdarstellung aus Fig. 3, bei der die elektrische Anschlußklemme fehlt;
• Fig. 6 eine Stirnseitenansicht des elektrischen Verbinders;
• Fig. 7 eine Schnittdarstellung längs der Linien 7-7 in Fig. 3, die einen angeschlossenen Draht mit großem Durchmesser zeigt; und
• Fig. 8 eine Schnittdarstellung gleich der aus Fig. 6, die einen wahlweisen Draht mit kleinerem Durchmesser zeigt, der an den gleichen elektrischen Verbinder angeschlossen ist;
• Fig. 9 eine Schnittdarstellung, die eine alternative Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Zuerst mit Bezugnahme auf Fig. 1 ist der elektrische Verbinder der vorliegenden Erfindung für Anwendungen konstruiert, wo der elektrische Verbinder auf Durchgangslöcher in einer Leiterplatte für eine elektrische Verbindung mit einer Vielzahl von Leiterbahnen auf einer Leiterplatte montiert wird. Der elektrische Verbinder bewirkt eine leichte Installation eines Mehrleiterflachkabels, indem ein Ende der Isolierung, die die Leiter des Kabels bedeckt, abisoliert wird, und die abisolierten Enden des Kabels können in die Drahtaufnahmeöffnungen des elektrischen Verbinders eingesetzt werden.
• Der Verbinder, der Gegenstand der Erfindung ist, und der im allgemeinen in Figur mit 2 gezeigt wird, umfaßt ein isolierendes Gehäuse 4 mit Seitenwänden 6 und 8 (Fig. 3) und Stirnwänden 10 und 12. Der elektrische Verbinder 2 weist außerdem eine Betätigungseinrichtung 50 (Fig. 2) auf, die in einer Abwärtsrichtung beweglich ist, um die elektrischen Kontakte für ein Einsetzen der Kabelleiter zu öffnen. Der elektrische Verbinder 2 umfaßt außerdem eine Vielzahl von elektrischen Anschlußklemmen 70 (Fig. 3), die Abschnitte aufweisen, die sich unter die untere Fläche 34 des Verbinders für ein Verbinden mit Leiterplatten erstrecken.
• Zuerst mit Bezugnahme auf Fig. 5 wird das Gehäuse 4 detaillierter beschrieben. Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung längs der Linien 3-3 in Fig. 2, wobei die elektrische Anschlußklemme 70 ausgeschlossen ist. Das Gehäuse 4 umfaßt eine Vielzahl von Drahtaufnahmeöffnungen 20, die sich von der oberen Drahtaufnahmefläche 16 aus erstrecken, und die sich in die Klemmenaufnahmehohlräume 24 hinein erstrecken. In Fig. 5 wird ebenfalls die Tatsache gezeigt, daß sich die Leiteraufnahmeöffnung 20 mit einem Leiterausrichtungskanal 22 vereinigt.
• Jetzt mit Bezugnahme auf Fig. 7 werden das Detail des Klemmenaufnahmehohlraumes 24 und des Drahtausrichtungskanals 22 detaillierter beschrieben, wobei man sich daran erinnern muß, daß Fig. 7 eine Schnittdarstellung längs der Linien 7-7 in Fig. 3 ist. Der Klemmenaufnahmekanal wird im allgemeinen durch gegenüberliegende Flächen 24a und 24b begrenzt, während der Drahtaufnahmedurchgang durch Bogen 22b und planare Flächen 22a begrenzt wird. Es muß beachtet werden, daß die planaren Flächen 22a innerhalb des Krümmungsradiusses liegen, der durch die bogenförmigen Flächen 22b gebildet wird.
• Jetzt mit Bezugnahme auf Fig. 4 umfaßt die elektrische Anschlußklemme einen horizontalen Basisabschnitt 72, der mit einem vertikalen Basisabschnitt 74 kontinuierlich ist. Vom vertikalen Basisabschnitt 74 aus erstreckt sich ein erster Schenkel 76, der einen oberen Kontaktabschnitt 78 bildet. Der Schenkelabschnitt 76 ist mittels eines Krümmungsabschnittes 77 mit einem zweiten Schenkelabschnitt 80 kontinuierlich, der sich nach oben erstreckt, um einen gegenüberliegenden und zweiten Kontaktabschnitt 82 zu bilden. Vom zweiten Schenkelabschnitt 80 aus erstreckt sich ein Hebelabschnitt 84. Vom horizontalen Basisabschnitt 72 aus erstreckt sich ein Leiterplattenstift 86.
• Schließlich mit Bezugnahme auf Fig. 5 und 6 umfaßt die Betätigungseinrichtung einen horizontalen Abschnitt 52 und Armabschnitte 62, die sich nach unten vom horizontalen Abschnitt 52 aus erstrecken. Eine Öffnung 58 erstreckt sich von der oberen Fläche 52 der Betätigungseinrichtung, und sie erstreckt sich nach unten, um eine Anschlagfläche 64 zu bilden (Fig. 6). Mit Bezugnahme auf Fig. 1 umfassen die Gehäusestirnflächen 10 und 12 jeweils einen ausgesparten Abschnitt 36, der eine nach unten liegende Klinke 38 längs einer vertikalen Mittellinie des ausgesparten Abschnittes 36 aufweist. Die Klinken 64 und wirken zusammen, um eine obere Anschlagposition des Betätigungselementes 50 zu bilden. Die untere Fläche 54 der Betätigungseinrichtung in Verbindung mit dem oberen Rand 32 des Gehäuses (Fig. 5) bewirkt eine maximale Durchbiegung für die Kontakte, was eine Überbeanspruchung der Kontakte verhindert.
• Um den Verbinder der vorliegenden Erfindung zu montieren, wird die Vielzahl der Anschlußklemmen innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet, wobei sie durch die Klemmenaufnahmehohlräume 24 von der unteren Fläche zum Verbindergehäuse eingesetzt werden. Die Betätigungseinrichtung 50 kann danach am Verbindergehäuse montiert werden, wobei die Arme 62 in die Aussparungen 36 in jeder Stirnwand 10 und 12 eingesetzt werden, bis sich die Anschlagfläche 64 nach oben über die Klinke bewegt, um an den nach unten liegenden Vorsprung der Abschrägung 38 anzustoßen. Es muß beachtet werden, daß, wenn sie sich in dieser Position befindet, die Nockenfläche 56 (Fig. 5) in der Nähe des Hebelabschnittes 84 (Fig. 3) ist, so daß die Abwärtsbewegung der Betätigungseinrichtung 50 eine Durchbiegung des Hebelabschnittes 84 auf der Nockenfläche 56 nach außen bewirkt, wodurch die gegenüberliegenden Kontaktabschnitte 78 und 82 für ein Einsetzen der abisolierten Leiter gespreizt werden.
• Es muß bemerkt werden, daß sich die Betätigungseinrichtung 50 relativ zum Gehäuse und relativ zu den Drahtaufnahmeöffnungen 20 bewegt. Anders gesagt, die Drahtaufnahmeöffnungen sind nicht mit der Betätigungseinrichtung zusammenhängend, so daß sich die Drahtaufnahmeöffnungen mit der Betätigungseinrichtung nach oben und nach unten bewegen. Bei einigen Verbindern nach dem bisherigen Stand der Technik sind die Drahtaufnahmeöffnungen mit der Betätigungseinrichtung zusammenhängend, und, wenn die Betätigungseinrichtung nach unten durchgebogen und das Kabel in die Drahtaufnahmeöffnungen eingesetzt wird, neigt die Freigabe der Betätigungseinrichtung dazu, daß das Kabel außer Kontakt mit den elektrischen Kontakten zurückgedrückt wird.
• Die vorliegende Erfindung wurde konstruiert, um einen Bereich von Drahtgrößen aufzunehmen. Die Drahtaufnahmekanäle 22 sind so profiliert, daß sie Leiter mit verschiedenen Durchmessern aufnehmen und ausrichten, wie in Fig. 7 und 8 gezeigt wird. Das wurde bewirkt, indem ein Drahtaufnahmekanal 22 bereitgestellt wird, der sich vertikal innerhalb der Seitenwände 24a. 24b des Klemmenaufnahmehohlraumes 22 erstreckt, wie in Fig. 5 und 7 gezeigt wird. Der Drahtaufnahmekanal 22 umfaßt zuerst abgerundete Abschnitte 22b, die mit planaren Flächen 22a kontinuierlich sind. Wie in Fig. 7 gezeigt wird, wird der schlechteste Zustand des Anschlusses gezeigt, wo die elektrische Anschlußklemme 70 rechts innerhalb des Klemmenaufnahmehohlraumes 24 justiert wird, wohingegen der Leiter C&sub1; innerhalb des Leiteraufnahmekanals 22 links justiert wird. Die planare Fläche 22a positioniert jedoch den Leiter durch Bereitstellen einer Tangentenfläche am Leiter C&sub1;, um zu verhindern, daß sich der Leiter C&sub1; weiter nach links bewegt. Außerdem stellen die planaren Flächen 22a Tangentenflächen bereit, die innerhalb des Krümmungsradiusses des Weges liegen, der durch die Bogen 22b gebildet wird. Wie in Fig. 7 gezeigt wird, selbst im schlechtesten Zustand, weist die elektrische Anschlußklemme weiterhin eine Überlappung vom Rand der Anschlußklemme zur Mitte des Leiters über einen Abstand L&sub1; auf. Da eine Versetzung L&sub1; zu verzeichnen ist, wird der Leiter C&sub1; hauptsächlich zwischen den zwei gegenüberliegenden Kontakten 82. 78 erfaßt; eher als daß man sich auf den Kunststoff des Gehäuses betreffs einer Kontaktkraft verläßt. Die planaren Flächen 22a werden nur für eine Ausrichtung benutzt.
• Wie in Fig. 8 gezeigt wird, kann ebenfalls ein kleiner Leiter C&sub2; mit einem Durchmesser D&sub2; innerhalb des Verbinders angeschlossen werden, indem wiederum die Fläche 22a den Leiter innerhalb des Drahtaufnahmekanals 22 mit der Überlappung des Randes der Anschlußklemme und der Mitte des Leiters über einen Abstand L&sub2; anordnet.
• Weitere Vorteile der vorangehend erwähnten Konstruktion sollten leicht sichtbar werden. Beispielsweise kann dieser elektrische Verbinder elektrische Leiter mit Durchmessern anschließen, die größer sind als die Dicke der elektrischen Anschlußklemmen (t), was ein sehr dichtes Verbindungssystem mit sehr dichten Mittellinien gestattet. Da die Kontakte ebenfalls kantengestanzt sind, im Gegensatz zu den gestanzten und geformten, können die Kontakte auch mit sehr dichten Mittellinien angeordnet werden. Da die Kontakte kantengestanzt sind, ist die Normalkraft viel höher als eine vergleichbar bemessene gestanzte und geformte Anschlußklemme.
• Ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion des elektrischen Verbinders ist, daß die Leiteraufnahmeöffnungen abwechselnd geformt werden können, wie in Fig. 9 gezeigt wird, so daß jede weitere Öffnung ein Spiegel der vorhergehenden ist. Das ordnet benachbarte planare Flächen 22a in einer parallelen Weise an, was gestattet, daß ein dünner Materialsteg die zwei benachbarten Öffnungen verbindet, wodurch ein sehr dichter Abstand nebeneinander gestattet wird.

Claims (9)

1. Elektrischer Verbinder der Ausführung für das Miteinanderverbinden einer Vielzahl von elektrischen Leitern (C) mit weiteren leitenden Elementen, wobei der Verbinder (2) ein isolierendes Gehäuse (4) aufweist, das eine Vielzahl von elektrischen Anschlußklemmen (70) innerhalb von Klemmendurchgängen (24) des Gehäuses (4) hält, wobei das Verbindergehäuse (4) darin Leiteraufnahmeöffnungen (20) enthält, die mit den Klemmendurchgängen (24) in Verbindung und mit Leiteraufnahmeabschnitten (78, 82) der Anschlußklemmen (70) in Ausrichtung sind, worin die Leiteraufnahmeöffnungen (20) axial sich erstreckende Durchgänge aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die axial sich erstreckenden Durchgänge gegenüberliegende Seitenwände mit bogenförmigen Abschnitten (22b), die an weitere Flächen (22a) angrenzen, aufweisen, die sich nach innen vom Krümmungsradius der bogenförmigen Abschnitte (22b) erstrecken, wodurch die Leiter (C) in Richtung der Mitte des Durchganges durch die gegenüberliegenden Wandflächen (22a) ausgerichtet werden.

2. Elektrischer Verbinder (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Flächen (22a) durch planare Flächen (22a) festgelegt werden.

3. Elektrischer Verbinder (2) nach Anspruch 1 für das Verbinden von Leitern (C) eines Mehrleiterkabels mit einer Leiterplatte, wobei das Gehäuse (4) aufweist;

eine untere Fläche (34), die in unmittelbarer Nähe der Leiterplatte montiert wird; und eine obere Fläche (16), die das Mehrleiterkabel aufnimmt;

wobei sich Leiterplattenstifte (86) über die untere Fläche (34) hinaus erstrecken und Leiteraufnahmeabschnitte (78, 82) der Anschlußklemmen (70) in unmittelbarer Nähe der oberen Fläche (16) angeordnet sind; wobei das Gehäuse (4) ebenfalls ein Nockenelement (50) umfaßt, das relativ zum Gehäuse (4) beweglich ist, um die Leiteraufnahmeabschnitte (78, 82) der Anschlußklemmen (70) zu öffnen;

wobei die obere Fläche (16) des Gehäuses (4) relativ zum Nockenelement (50) starr befestigt ist; wobei die Leiteraufnahmeöffnungen (20) innerhalb des Umfanges der oberen Fläche (16) des stationären Gehäuses (4) gebildet werden; wobei die Leiteraufnahmeöffnungen (20) mit den Leiteraufnahmeabschnitten (78, 82) der Anschlußklemmen (70) in Verbindung sind; wobei das Nockenelement (50) einen Abstand von den Öffnungen (20) aufweist und relativ zum Gehäuse (4) und der oberen Fläche (16) beweglich ist, wodurch, wenn das Nockenelement (50) bewegt wird, um die Leiteraufnahmeabschnitte (78, 82) der Anschlußklemmen (70) zu betätigen und freizugeben, die obere Fläche (16) relativ zum Nockenelement (50) stationär bleibt.

4. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußklemmen (70) aus einem Metallstreifen kantengestanzt sind.

5. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußklemmen (70) gegenüberliegende Kontaktabschnitte (78. 82) aufweisen, die durch gescherte Ränder der Kontakte begrenzt werden, wobei die gegenüberliegenden Kontaktabschnitte (78. 82) mit den einzelnen Leiteraufnahmeöffnungen (20) ausgerichtet sind.

6. Elektrischer Verbinder (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der gegenüberliegenden Kontaktabschnitte ein stationärer Kontaktabschnitt (78) und der andere der gegenüberliegenden Kontaktabschnitte ein beweglicher Kontaktabschnitt (82) ist.

7. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontaktabschnitt (82) an einem beweglichen Arm (80) befestigt ist und an seinem oberen Abschnitt einen Hebelabschnitt (84) aufweist, der in unmittelbarer Nähe der oberen Fläche (16) angeordnet ist.

8. Elektrischer Verbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Klemmendurchgang (24) einen Kanal (24a) aufweist, um die einzelnen beweglichen Arme (80) aufzunehmen, wobei die Kanäle (24a) eine obere Fläche (27) aufweisen, die niedriger ist als die Hebelabschnitte (84), was die Hebelabschnitte (84) in einem offenen Kanal (25) im Gehäuse (4) anordnet.

9. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenelement (50) innerhalb des offenen Kanals (25) angeordnet ist, wobei jeder Hebelabschnitt (84) eine zugeordnete Nockenfläche (56) in Kontakt damit aufweist, wobei die einzelnen Nockenflächen (56) durch eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden Wänden (30) getrennt werden, um die Hebelabschnitte (84) zu isolieren.