DE69415091T2

DE69415091T2 - Federklemmverbinder

Info

Publication number: DE69415091T2
Application number: DE69415091T
Authority: DE
Inventors: Rudolf D-64686 Lautertal Kraemer
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1993-06-04
Filing date: 1994-06-01
Publication date: 1999-07-08
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: DE69415091D1; US5679021A; GB9311559D0; EP0632529A2; JPH0714619A; EP0632529A3; EP0632529B1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für das Öffnen einer Federklemme für einen elektrischen Draht, die in einem Verbindergehäuse montiert ist.
Insbesondere betrifft die Erfindung einen elektrischen Verbinder, der eine Betätigungseinrichtung aufweist, ebenso wie ein Verfahren für das elektrische Verbinden eines Drahtes mit Anschlußklemmen eines Verbinders.
Es ist in der Elektroindustrie gut bekannt, daß Federklemmen für das Verbinden elektrischer Drähte mit einer elektrischen Anschlußklemme verwendet werden. Die Federklemmen stellen ein schnelles Verbindungs- und Trennungssystem für elektrische Drähte bereit, wie sie beispielsweise im allgemeinen in großen Einschubsteckverbindern eingesetzt werden, wodurch der Benutzer die Verdrahtung leicht an seine eigenen Erfordernisse anpassen kann. Das Gehäuse- und Montagesystem eines derartigen Einschubsteckverbinders könnte dem gleich sein, das im DE-A-44 10 073 beschrieben wird.
Es ist bekannt, daß ein Einsatz vorhanden ist, der in einem Hohlraum eines Verbinders für das Öffnen einer Federklemme aufnehmbar ist, indem er niedergedrückt wird, wodurch eine Nockenfläche dieses die Federklemme elastisch in einen offenen Zustand für das Aufnehmen eines Drahtes vorspannt. Das Problem bei diesem System ist, daß der Einsatz beispielsweise mit einem Schraubendreher niedergedrückt und niedergedrückt gehalten werden muß, um die Federklemme offen zu halten, so daß der Draht eingesetzt werden kann, wobei der Arbeiter daher beide Hände für diesen Arbeitsgang benötigt. Der Schraubendreher ist ebenfalls im Weg und erhöht die Schwierigkeit des Anordnens des Drahtes im Federklemmenloch. Es wäre daher wünschenswert, eine Betätigungseinrichtung für die Federklemme bereitzustellen, die die Federklemme in einer vollständig offenen Drahtaufnahmeposition hält, ohne daß dafür eine äußere Einrichtung erforderlich ist, und die schnell und einfach freigegeben werden kann, so daß der Draht in der Federklemme für eine elektrische Verbindung damit festgeklemmt wird.
Aus dem Dokument EP 0052767 A1 wurde ein elektrischer Drahtverbinder bekannt. Dieser bekannte Verbinder weist eine Betätigungseinrichtung für das Öffnen einer Federklemme für einen elektrischen Draht auf. In einer ersten Version dieses bekannten Verbinders wird die Federklemme geöffnet und mittels eines beweglichen Stößels, der in einer schraubenartigen Form hergestellt ist, in einer offenen Position gehalten. Eine weitere bekannte Version benutzt einen Keil für das Öffnen und Blockieren der Federklemme.
Es ist daher ein Ziel dieser Erfindung, einen kostenwirksamen und zuverlässigen elektrischen Verbinder, der eine Betätigungseinrichtung für eine Federklemme aufweist, die für das Öffnen und Schließen der Federklemme leicht bedient werden kann, ebenso wie ein damit in Verbindung stehendes Verfahren für das elektrische Verbinden eines Drahtes mit Anschlußklemmen eines Verbinders bereitzustellen.
Es ist ebenfalls ein Ziel dieser Erfindung, einen elektrischen Verbinder bereitzustellen, der eine Betätigungseinrichtung aufweist, die die Federklemme offen halten kann, ohne daß dafür eine äußere Einrichtung erforderlich ist.
Diese Ziele werden entsprechend der Erfindung durch einen elektrischen Verbinder erreicht, der die charakteristischen Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 1 zeigt, ebenso wie mittels eines Verfahrens für das elektrische Verbinden eines Drahtes mit Anschlußklemmen eines Verbinders, das die charakteristischen Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 5 zeigt. Die abhängigen Patentansprüche 2 bis 4 und 6 zeigen weitere Verbesserungen des Gegenstandes der Anmeldung des entsprechenden unabhängigen Patentanspruches, von dem sie abhängen.
Betätigungseinrichtungen weisen eine Nockeneinrichtung auf, die mit einer Federkl emme in Eingriff kommen kann, wobei die Nockeneinrichtung eine erste Fläche für das zunehmende Vorspannen der Federklemme im offenen Zustand und eine zweite Fläche angrenzend an die erste Fläche aufweist, um die Federklemme im vollständig offenen Zustand zu halten, um den Draht aufzunehmen, ohne daß eine äußere Einrichtung erforderlich ist, wobei die Betätigungseinrichtung drehbar ist, während sie sich in der vollständig offenen Position befindet, so daß die Federklemme erneut mit der ersten Fläche in Eingriff kommt, wodurch ermöglicht wird, daß sich die Federklemme schließt.
Die bevorzugte Ausführung dieser Erfindung wird jetzt detaillierter mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch einen Verbinder, der eine Federklemme und eine Betätigungseinrichtung für die Federklemme aufweist, die gerade mittels eines Schraubendrehers niedergedrückt wird:
Fig. 2 eine gleiche Darstellung wie die in Fig. 1, die aber die Betätigungseinrichtung für die Federklemme in einer vollständig niedergedrückten Position und die Federklemme in einem vollständig geöffneten Zustand zeigt und die gerade einen elektrischen leitenden Draht aufnimmt:
Fig. 3 eine gleiche Schnittdarstellung wie jene vorangegangenen, die aber die Betätigungseinrichtung in geneigtem Zustand zeigt, damit die Federklemme freigegeben wird, so daß sie sich auf den Draht klemmen kann;
Fig. 4 eine gleiche Schnittdarstellung wie jene vorangegangenen, die aber die Betätigungseinrichtung in freigegebenem Zustand zeigt und die Federklemme, die den elektrischen Draht festklemmt:
Fig. 5 und 6 eine detaillierte Seiten- und bzw. Vorderansicht der Betätigungseinrichtung.
Mit Bezugnahme auf Fig. 1 und Fig. 2 weist ein elektrischer Verbinder, der im allgemeinen mit 2 gezeigt wird, auf: ein isolierendes Gehäuse 4; darin montierte Anschlußklemmen 6: die Betätigungseinrichtung 8; und eine Abdeckkappe 10 für die Anschlußklemmen und die Betätigungseinrichtung. Ein Schraubendreher 12 wird ebenfalls für das Niederdrücken der Betätigungseinrichtung 8 gezeigt, und in Fig. 2 wird ein elektrisch leitender Draht 14 für die elektrische Leitung zur Anschlußklemme 6 gezeigt.
Die Anschlußklemme 6 weist auf: einen Gegensteckverbinderkontaktabschnitt 16 für das Herstellen eines elektrischen Kontaktes mit Anschlußklemmen eines Gegensteckverbinders: und einen Federklemmenmontageabschnitt 18 mit einer gebogenen Kontaktnase 20 für die elektrische Kontaktherstellung mit dem Draht 14. Das Gehäuse 4 weist auf: einen Klemmenaufnahmehohlraum 22; einen Aufnahmehohlraum 24 für die Betätigungseinrichtung: und, die zwei verbindend, einen Aufnahmehohlraumabschnitt 26 für die Federklemme. Die innere Abdeckkappe 10 weist auf: ein Drahtführungsloch 28 mit einer kegelförmigen Einführungsfläche 30, wobei das Loch über dem Klemmenaufnahmehohlraum 22 ausgerichtet ist; und ein Betätigungseinrichtungsaufnahmeloch 32 über dem Hohlraum 24, wobei das Betätigungseinrichtungsloch 32 Vorsprünge 34 für das Halten der Betätigungseinrichtung 8 aufweist.
Die Betätigungseinrichtung 8 (siehe Fig. 5 und 6) weist einen einteiligen Formkörper auf, der eine Nockenfläche 36 besitzt, die aufweist: eine erste untere Fläche 38 für das zunehmende Öffnen der Federklemme 7 und eine zweite obere Fläche 40 für das Halten der Federklemme im offenen Zustand: eine untere hintere Wandauflagefläche 42: eine geneigte obere hintere Wandfläche 44, angrenzend an die Wand 42; eine Kerbe 46 an einem oberen Ende für das Aufnehmen eines äußeren Werkzeuges: und Aussparungen 48 in einem oberen Abschnitt der Betätigungseinrichtung 8, die Haltevorsprünge 50 bilden.
Die Federklemme 7 weist einen Klemmabschnitt 52 auf, der an einem elastischen Federarmabschnitt 54 befestigt ist, wobei der Klemmabschnitt 52 ein Drahtaufnahmeloch 56 um die Kontaktnase 20 der Anschlußklemme 6 herum aufweist.
Die Konstruktion der Anschlußklemme 6 und der Federklemme 7 sind gut bekannt und werden hierin nicht detailliert beschrieben. Die Federklemme 7 ist ein separates Teil von der Anschlußklemme 6 und sicher daran montiert. Um den Verbinder 2 zu montieren, wird die Anschlußklemme 6 mit der Federklemme 7 entsprechend in die Hohlräume 22 und 26 eingesetzt, bis die elastische Halteeinrichtung der Anschlußklemme 6 mit den Vorsprüngen des Gehäuses 4 in Eingriff kommt. Die Betätigungseinrichtung 8 kann dann in den Hohlraum 24 des Gehäuses eingesetzt werden, so daß ein unterer Abschnitt 60 der Betätigungseinrichtung 8 zwischen dem Federarm 54 der Federklemme 7 und einer Seitenwand 62 des Verbindergehäuses 4 festgeklemmt wird. Die innere Abdeckkappe 10 kann danach über der Anschlußklemme 6 und der Betätigungseinrichtung 8 eingesetzt werden, bis die Vorsprünge 64 der Abdeckkappe 10 in die Fenster 66 des Verbindergehäuses 4 eingreifen, um die Abdeckkappe 10 sicher daran zu befestigen. Die Vorsprünge der Abdeckkappe 10 stoßen gegen die Vorsprünge 50 des Einsatzes 8 für dessen Halten innerhalb des Gehäusehohlraumes 24.
Die Verbindung des Drahtes 14 mit der Anschlußklemme 6 wird jetzt mit Bezugnahme auf Fig. 1-4 erklärt. In Fig. 1 wird die Betätigungseinrichtung 8 außerhalb des Hohlraumes 24 angeordnet, wodurch sich der Federarm 54 in der vollständig geschlossenen Position befindet und am unteren Abschnitt 60 der Betätigungseinrichtung liegt. Ein Werkzeug, wie beispielsweise der Schraubendreher 12, kann danach in der Kerbe 46 angeordnet werden, und die Betätigungseinrichtung wird damit so niedergedrückt, daß sie vollständig in den Hohlraum 24 eingesetzt wird, wie in Fig. 2 zu sehen ist; wodurch der Federarm 54, der an einem oberen Ende davon einen ausgebauchten Abschnitt 68 aufweist, zunehmend elastisch durch die kegelförmige erste Nockenfläche 38 in Richtung der Anschlußklemme 6 vorgespannt wird. In der vollständig eingesetzten oder offenen Position, wie in Fig. 2 gezeigt wird, wird der ausgebauchte Abschnitt 68 des. Federarmes 54 elastisch gegen die zweite Nockenfläche 40 vorgespannt, die parallel zur Verbinderseitenwand 62 verläuft, wodurch die untere hintere Wand 42 der Betätigungseinrichtung gegen die Seitenwand 62 gepreßt wird. Das Werkzeug 12 kann daher aus der Kerbe 46 entfernt werden, da dort keine Kraftkomponente vorhanden ist, die dazu neigt, die Betätigungseinrichtung 8 nach außerhalb des Hohlraumes 24 zu drücken.
Die Schnittlinie zwischen der unteren hinteren Wand 42 und der geneigten oberen angrenzenden Wand 44 der Betätigungseinrichtung 8 definiert eine Drehlinie 70, und die Schnittlinie zwischen der ersten Nockenfläche 38 und der zweiten Fläche 40 definiert eine Übergangslinie 72, wodurch der ausgebauchte Abschnitt 68 des Federarmes 54 in der vollständig eingesetzten Position die zweite Fläche 40 in der Position über der Übergangslinie 72 aber unter der Drehlinie 70 berührt, so daß die Betätigungseinrichtung 8 gegen die Verbinderwand 62 beständig vorgespannt bleibt, ohne daß ein Drehen um die Drehlinie 70 erfolgt. Der Draht 14 kann auf diese Weise in das Federklemmendrahtaufnahmeloch 56 in einer Position eingesetzt werden, wie in Fig. 3 gezeigt wird.
Um den Draht im Kontaktabschnitt 20 der Anschlußklemme 6 festzuklemmen, muß die Betätigungseinrichtung 8 daher aus dem Hohlraum 24 herausgehoben werden, um zu gestatten, daß sich die Feder 54 von der Anschlußklemme 6 weg vorspannt, wodurch der Draht festgeklemmt wird. Letzteres erfolgt durch Neigen der Betätigungseinrichtung um die Drehlinie 70, so daß sich die untere hintere Wand 42 von der Verbinderseitenwand 62 weg dreht. Das wird beispielsweise durch Einsetzen des Schraubendrehers 12 zwischen die Betätigungseinrichtung und eine Wand der inneren Abdeckkappe 10 und danach Drehen des Schraubendrehers so bewirkt, daß er an einen oberen Abschnitt 74 der Betätigungseinrichtung 8 drückt, der über der Drehlinie 70 ist. Durch Neigen der Betätigungseinrichtung wird die Übergangslinie 72 am ausgebauchten Abschnitt 68 des Federarmes vorbei gedreht, so daß der ausgebauchte Abschnitt des Federarmes elastisch gegen die erste Nockenfläche 38 vorgespannt wird, wie in Fig. 3 gezeigt wird. Infolge der kegelförmigen Neigung der Nockenfläche 38 ist eine Kraftkomponente vorhanden, die dazu neigt, die Betätigungseinrichtung 8 nach außen vom Hohlraum 24 zu drücken, wobei sich die Betätigungseinrichtung daher nach außerhalb des Hohlraumes 24 bewegt, während der Federarm 54 gegen die kegelförmige Nockenfläche 38 drückt: und der Federarm 54 wird von der Anschlußklemme 6 weg vorgespannt, wodurch gestattet wird, daß der Klemmabschnitt 52 den Draht 14 gegen den Klemmenkontaktabschnitt 20 klemmt, wie in Fig. 4 gezeigt wird.
Vorteilhafterweise kann daher die Federklemme für das Aufnehmen eines Drahtes 14 offen sein und in der offenen Position gehalten werden, ohne daß die Benutzung eines äußeren Werkzeuges erforderlich ist, indem die Betätigungseinrichtung bereitgestellt wird, die vorangehend beschrieben wird. Der Draht 14 kann danach in der Anschlußklemme 6 lediglich durch Neigen der Betätigungseinrichtung 8 in schneller und einfacher Weise mit dem Werkzeug 12 festgeklemmt werden. Die Betätigungseinrichtung 8 kann aus einem einzelnen Formteil aus Kunststoff mit einfacher Geometrie hergestellt werden und ebenfalls eine Kerbe 46 aufweisen, die das Positionieren eines Werkzeuges 12 während des Einsetzens der Betätigungseinrichtung 8 in den Gehäusehohlraum 24 unterstützt. Der Verbinder 2 kann eine große Anzahl von Anschlußklemmen 6 darin aufweisen, und die schnelle Art und Weise, in der die Betätigungseinrichtung 8 niedergedrückt werden kann, wodurch die Federklemme geöffnet wird, was nacheinander für alle Anschlußklemmen 6 erfolgen kann, die Drähte 14 in die Löcher 56 eingesetzt und danach lediglich durch Neigen der Betätigungseinrichtung 8 festgekl emmt werden, spart eine beträchtliche Menge an Zeit und Bemühungen, verglichen mit Lösungen nach dem bisherigen Stand der Technik.

Claims

1. Elektrischer Verbinder, der aufweist: ein Gehäuse (4): eine Federklemme (7), die im Gehäuse (4) montiert ist, wobei das Gehäuse (4) einen Hohlraum (24) aufweist, der eine Betätigungseinrichtung (8) angrenzend an die Federklemme (7) aufnimmt, um einen elektrischen Draht (14) mit der Federklemme (7) zu verbinden oder davon zu trennen, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (8) verschiebbar im Hohlraum (24) aufgenommen wird und eine Nockeneinrichtung (36) aufweist, die an der Federklemme (7) in Eingriff kommen kann, und die aufweist: eine erste Fläche (38) für das zunehmende Vorspannen der Federklemme (7) im offenen Zustand durch Drücken der Betätigungseinrichtung (8) weiter in den Hohlraum (24) mittels äußerer Einrichtung (12): und eine zweite Fläche (40) angrenzend an die erste Fläche (38), um die Federklemme (7) im vollständig offenen Zustand zu halten, um den Draht (14) aufzunehmen, ohne daß die äußere Einrichtung (12) erforderlich ist, wodurch die Federklemme (7) gegen die zweite Fläche (40) drückt und die Betätigungseinrichtung (8) gegen eine Seitenwand (62) des Hohlraumes (24) vorspannt, wodurch die Betätigungseinrichtung (8) in der vollständig offenen Position gehalten wird, wobei die Betätigungseinrichtung (8) drehbar ist, während sie sich in der vollständig offenen Position befindet, so daß die Federklemme (7) erneut mit der ersten Fläche (38) in Eingriff kommt und die Betätigungseinrichtung (8) nach außen vom Hohlraum (24) drückt, wodurch ermöglicht wird, daß die Federklemme (7) den Draht (14) festklemmt.

2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (8) ein einzelnes Formteil aufweist.

3. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (8) eine Kerbe (46) für das Positionieren der äußeren Einrichtung (12) aufweist.

4. Elektrischer Verbinder nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (8) aufweist: eine untere hintere Fläche (42), angrenzend daran, eine obere geneigte hintere Fläche (44): und eine Drehlinie (70), die durch den Schnitt dazwischen begrenzt wird; daß die untere hintere Wand (42) im wesentlichen parallel zur zweiten Nockenfläche (40) verläuft und gegen die Seitenwand (62) des Verbindergehäuses (4) vorgespannt wird, wenn sich die Betätigungseinrichtung (8) in der vollständig offenen Position befindet, wodurch die Betätigungseinrichtung (8) um die Drehlinie (70) herum so drehbar ist, daß sich die geneigte obere Fläche (44) in Richtung der Verbinderseitenwand (62) dreht und die erste Nockenfläche (38) mit der Federklemme (7) in Eingriff kommt.

5. Verfahren für das elektrische Verbinden eines Drahtes (14) mit Anschlußklemmen (6) eines Verbinders (2), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Bereitstellen einer Verbinderanordnung, die aufweist: ein Verbindergehäuse (4); Anschlußklemmen (6), die darin an eine Federklemmverbindungseinrichtung (7) befestigt montiert sind: eine Betätigungseinrichtung (8), die in Längsrichtung längs eines Hohlraumes (24) im Verbindergehäuse (4) in unmittelbarer Nähe der Federklemme (7) verschiebbar montiert ist, wobei die Betätigungseinrichtung (8) so ausgeführt ist, daß sie durch die Federklemme (7) in ihrer geöffneten Position gegen eine Wand (62) des Hohlraumes (24) gedrückt wird und eine Drehlinie (70) aufweist, die bei Betätigung der Betätigungseinrichtung (8) mit der Hohlraumwand (62) zusammenwirkt, worauf die Betätigungseinrichtung (8) durch die Federklemme (7) nach außen vom Hohlraum (24) vorgespannt wird;

b) Drücken der Betätigungseinrichtung (8) mittels äußerer Einrichtung (12), bis sie sich in einer vollständig eingesetzten Position befindet;

c) Entfernen der äußeren Einrichtung (12) und Einsetzen des Drahtes (14) in die Federklemme (7);

d) Drehen der Betätigungseinrichtung (8) mittels äußerer Einrichtung (12), so daß die Federklemme (7) freigegeben wird, und dadurch der Draht (14) an der Anschlußklemme (6) für eine elektrische Verbindung damit festgeklemmt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bereitgestellt wird.