DE69523839T2 - Elektrische Buchse - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft elektrische Buchsenklemmen, die mehrere Eingriffspunkte mit einem passenden Flachkontakt erfordern.
• In vielen Fällen ist es erforderlich, daß man mehrere Eingriffspunkte zwischen den Kontaktflächen einer Buchsenklemme und eines darin eingesetzten Flachkontaktes zur Verfügung hat. Die mehreren Kontaktpunkte sichern, daß eine angemessene Verbindung für das Übertragen des Signals dazwischen eingerichtet wird. Beispiele dafür, wo mehrere Kontaktpunkte vorteilhaft sind, sind Hochleistungsanwendungen, wo die mehreren Kontaktpunkte erforderlich sind, um die Energie zu übertragen, oder wo die Verbindung zwischen den passenden Anschlußklemmen wahrscheinlich so versetzt wird, daß nicht alle Kontaktpunkte für jedes Einsetzen eingerichtet sind; in diesem Fall liefern die mehreren Kontaktpunkte eine ausreichende Redundanz, um eine angemessene Signalübertragung zu sichern.
• In Umgebungen mit starker Schwingung, wie beispielsweise in Fahrzeugen oder Maschinen, ist es erforderlich, daß die Buchsenklemme eine ausreichende Normalkraft auf den Flachkontakt ausübt, um die elektrische Verbindung aufrechtzuerhalten. Es ist jedoch ebenfalls wünschenswert, daß die Einsetzkräfte minimiert werden, die erforderlich sind, um den Flachkontakt und die Buchsenklemme in Eingriff zu bringen, da es immer alltäglicher wird, daß mehrere Verbindungen in einer einzelnen Verbindereinheit eingeschlossen werden. Außerdem ist es schwierig zu sichern, daß alle Kontaktpunkte infolge der großtechnischen Ungenauigkeiten bei der Fertigung und der Möglichkeit der Versetzung während der Montage eingerichtet werden.
• Das US 4990110 offenbart eine elektrische Buchsenklemme für einen Eingriff mit einem Flachkontakt, die die Merkmale des vorbeschreibenden Abschnittes des Patentanspruches 1 aufweist. Speziell werden mehrere Paare von Kontaktarmen mit Kontaktflächen bereitgestellt, die von einem Paar der Kontaktarme zum anderen Paar der Kontaktarme in der Einsetzrichtung eines Flachkontaktes mit Abstand angeordnet sind.
• Was benötigt wird, ist eine elektrische Buchsenklemme mit Einrichtungen für mehrere Kontaktpunkte mit einem passenden Flachkontakt, was einen zuverlässigen Eingriff einer ausreichenden Anzahl von Kontaktpunkten sichert, um das gewünschte elektrische Signal zu übertragen. Was ebenfalls benötigt wird, ist eine elektrische Buchsenklemme, die eine ausreichende Normalkraft an den Kontaktpunkten ausübt, um den passenden Flachkontakt darin festzuhalten. Was außerdem benötigt wird, ist, daß die Buchsenklemme nicht so viel Einsetzkraft erfordert, daß die Verbindung hierin schwierig wird. Schließlich muß die Buchsenklemme wirtschaftlich herzustellen sein.
• Diese und weitere Ziele werden erreicht, indem eine elektrische Buchsenklemme bereitgestellt wird, die aufweist: ein Leitereingriffsende für ein Verbinden mit einem elektrischen Leiter; und einen Kontaktabschnitt, der damit verbunden ist, wobei der Kontaktabschnitt eine Vielzahl von Kontaktarmen mit Kontaktflächen darauf für einen elektrischen Eingriff mit einem passenden Flachkontakt aufweist, wobei die Buchse dadurch gekennzeichnet ist, daß benachbarte Kontaktarme eine unterschiedliche Steifigkeit aufweisen.
• Es ist ein Vorteil dieser Erfindung, daß eine ausreichende Anzahl von Kontaktpunkten zwischen der Buchsenklemme und dem passenden Flachkontakt eingerichtet werden kann, um das gewünschte Signal trotz einer Versetzung und/oder dimensionaler Abweichungen zu übertragen. Es ist ein weiterer Vorteil dieser Erfindung, daß ausreichende Normalkräfte an einigen der Kontaktpunkte ausgeübt werden, um den Flachkontakt darin festzuhalten, ohne daß die Buchse übermäßige Einsetzkräfte erfordert, um mit dem Flachkontakt in Eingriff zu kommen. Es ist ein noch weiterer Vorteil dieser Erfindung, daß diese elektrische Buchsenklemme einfach herzustellen ist.
• Die Erfindung wird jetzt als Beispiel mit Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
• Fig. 1 eine Seitenansicht einer elektrischen Buchsenklemme entsprechend der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 2 eine Stirnseitenansicht der Anschlußklemme aus Fig. 1;
• Fig. 3 eine Schnittdarstellung der elektrischen Buchsenklemme aus Fig. 1 längs der Linie 3-3 in Fig. 2; und
• Fig. 4 eine weitere Schnittdarstellung der elektrischen Buchsenklemme aus Fig. 1 längs der Linie 4-4 in Fig. 2.
• Mit Bezugnahme auf Fig. 1 wird ein elektrischer Verbinder entsprechend der vorliegenden Erfindung im allgemeinen mit 2 gezeigt. Der elektrische Verbinder 2 umfaßt ein Leitereingriffsende 4 und ein Kontaktende 6, die durch einen Zwischenabschnitt 8 verbunden sind. Das Leitereingriffsende 4 der vorliegenden Ausführung ist für einen Crimpeingriff eines isolierten Leiters ausgelegt, was im allgemeinen als eine F-Crimpverbindung bekannt ist. Das Leitereingriffsende 4 könnte irgendeine gewünschte Konfiguration in Abhängigkeit von der Art des Leiters, mit dem ein Eingriff erfolgen soll, und den physikalischen Eigenschaften, die durch den Eingriff erforderlich sind, annehmen. Mögliche Konfigurationen würden für den Draht einen Schneidklemmkontakt (IDC) für einen Eingriff mit einem isolierten Draht, unterschiedliche Crimpverbindungskonstruktionen oder Lötkonstruktionen umfassen, während es ebenfalls möglich wäre, eine Konstruktion für einen direkten Eingriff der Anschlußflächen auf einer Leiterplatte oder einer anderen Verbinderkonstruktion einzubauen.
• Das Kontaktende 6 umfaßt ein Außengehäuse 10, das im allgemeinen einen inneren Kontakt 12 umgibt. Das Außengehäuse 10 ist aus einem Blechteil gestanzt und geformt, das mittels konventioneller Verfahren, wie beispielsweise des Laserschweißens, längs der Naht 14 verbunden wird, um einen Schutzkasten um den inneren Kontakt 12 herum zu bilden. Am vorderen Ende des Außengehäuses 10 erstreckt sich nach vorn ein Paar gegenüberliegende Führungsnasen 16, die nach hinten und nach innen gebogen sind, um eine Öffnung 18 dazwischen für das Aufnehmen des passenden Flachkontaktes (nicht gezeigt) zu definieren. Die Führungsnasen 16 wirken, um beim Blindeingriff zu unterstützen und den inneren Kontakt 12 während des Einsetzens des Flachkontaktes (nicht gezeigt) zu schützen. Am entgegengesetzten Ende des Außengehäuses von der Führungsnase 16 befindet sich ein hinteres Ende 20, das sich über den Zwischenabschnitt 8 heraus erstreckt, um Seitenaufnahmebereiche 22 zu definieren. Diese Seitenaufnahmebereiche 22 können ein sekundäres Sperrelement (nicht gezeigt) eines Verbindergehäuses (nicht gezeigt) aufnehmen, um ein zwangläufiges Arretieren der Anschlußklemme innerhalb des Gehäuses zu bewirken, wie es im Fachgebiet gut bekannt ist. Außerdem kann es wünschenswert sein, daß eine Einrastzunge eingebaut wird, die nach außen vom Außengehäuse 10 gebogen ist, die mit dem Verbindergehäuse in Eingriff kommen würde, um eine primäre Klemmenarretierung zu bewirken.
• Außerdem wäre es ebenfalls möglich, die elektrische Buchsenklemme entsprechend der vorliegenden Erfindung ohne ein Außengehäuse 12 herzustellen.
• Mit Bezugnahme auf Fig. 2 umfaßt der innere Kontakt 12 drei Paare von gegenüberliegenden Kontaktarmen bei 24a,b; 26a,b; 28a,b, die entsprechend darauf Kontaktflächen 30a,b; 32a,b; 34a,b umfassen. Entsprechend angeordnete Kontaktarme der äußeren Paare 24a, 28a; 24b, 28b sind vorteilhafterweise, obgleich nicht notwendigerweise, an ihrem vorderen Ende durch einen Zugstab 36a, 36b entsprechend verbunden. Jeder Zugstab 36a, 36b ist zusammenhängend mit gegenüberliegenden Seitenschienen 38a, 38b geformt, die dahingegenend wirken, daß sie die entsprechenden Kontaktarme 24a,b; 28a,b versteifen, wie es nachfolgend beschrieben wird.
• Mit Bezugnahme auf Fig. 3 wird eine Seite der Anschlußklemme 2 detailliert beschrieben, und die Beschreibung ist außerdem für die gegenüberliegende Seite infolge der Symmetrie der Anschlußklemme 2 anwendbar. Es ist wichtig zu bemerken, daß die Buchsenklemme nicht aus gegenüberliegenden Paaren von Kontaktarmen geformt werden muß, und man stellt sich vor, daß die Buchsenkonstruktion eine gegenüberliegende Seite umfassen könnte, die eine Auflagefläche mit Kontaktflächen darauf ist, die keine oder unterschiedliche Federungseigenschaften als die Seite aufweisen, die hier in Fig. 3 veranschaulicht wird, die die vorliegende Erfindung einschließt. Die Kontaktarme 24b, 26b, 28b und die entgegengesetzt gegenüberliegenden Seitenschienen 38b erstrecken sich von einem gemeinsamen Grundkörperabschnitt 40b aus. Die äußeren Kontaktarme 24b, 28b und die gegenüberliegenden Seitenschienen 38b sind am Zugstab 36b verbunden. Die Seitenschienen 38 sind senkrecht zu der Ebene umgebogen, aus der die Kontaktarme 24b, 28b gebildet werden, quer angeordnet, damit sie als Versteifungselemente für das Verstärken der freistehenden Beschaffenheit der Kontaktarme 24b, 28b wirken. Die Seitenschienen 38b liefern eine zusätzliche Steifigkeit über die hinaus, die realisiert würde, wenn die Kontaktarme 24b, 28b einfach aus dem Grundkörper 40 heraus freistehend wären. Da der Zugstab 36b die entspechenden Kontaktarme 24b, 28b verbindet, wenn Kräfte, die aus dem Einsetzen eines Flachkontaktes resultieren, auf einen der Kontaktarme 24b, 28b ausgeübt werden, überträgt der Zugstab 36b außerdem mindestens einen Teil der Reaktionskräfte durch den gegenüberliegenden Kontaktarm 24b, 28b und die Seitenschiene 38b.
• Der mittlere Kontaktarm 26b ist zwischen den äußeren Kontaktarmen 24b, 28b in einer freistehenden Weise angeordnet, wobei er sich nach vorn aus dem Grundkörper 40 erstreckt. Dieser Kontaktarm 26 wird durch eine U-förmige Öffnung 42 definiert, die ein freies Ende 43 des Kontaktarmes 26b definiert.
• Mit Bezugnahme auf Fig. 4 erstrecken sich die äußeren Kontaktarme 24a,b; 28a,b vom Grundkörper 40 aus nach vom und konvergieren in Richtung des gegenüberliegenden Armes des Paares, um einen ersten Aufnahmebereich 44 zwischen den gegenüberliegenden Kontaktflächen 30a,b und 34a,b der entsprechenden Kontaktarme zu definieren, bevor sie nach außen divergieren. Der erste Kontaktaufnahmebereich 44 befindet sich vor einem zweiten Aufnahmebereich 46, der durch die Kontaktflächen 32a,b des mittleren Paares der Kontaktarme 26a,b definiert wird, die in einer Weise gleich der konvergieren und divergieren, die mit Bezugnahme auf die äußeren Kontaktarme beschrieben wird. Zusätzlich sind die Kontaktflächen 30a,b; 34a,b der äußeren Paare von Kontaktarmen 24a,b; 28a,b weiter mit Abstand voneinander angeordnet, wodurch ein größerer erster Aufnahmebereich als die Kontaktflächen 32a,b der mittleren Kontaktarme definiert wird. In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, daß die gegenüberliegenden Kontaktflächen 30a,b; 34a,b und 32a,b, die den ersten und bzw. zweiten Aufnahmebereich 44, 46 definieren, vor dem Einsetzen des passenden Flachkontaktes miteinander in Kontakt sind.
• Wenn ein Flachkontakt (nicht gezeigt) in die Öffnung 18 eingesetzt wird, wird der Flachkontakt in den ersten Aufnahmebereich 44 gelangen und mit den äußeren Paaren der Kontaktarme 24a,b; 28a,b in Kontakt kommen. Beim weiteren Einsetzen wirkt der Flachkontakt gegen die Kontaktarme 24a,b; 28a,b, die durch ihre entsprechenden Seitenschienen 38a,b gestützt werden. Die Einsetzkraft muß die Steifigkeit der Kontaktarme 24, 28 und die Reibungskräfte überwinden, die darauf ausgeübt werden. Sobald die Kontaktarme 24, 28 vollständig getrennt sind, so daß der Flachkontakt vollständig in den ersten Aufnahmebereich 44 eingesetzt ist, zeigen nur die Reibungskräfte beim weiteren Einsetzen einen Widerstand, bis der Flachkontakt mit dem mittleren Paar der Kontaktarme 26 im zweiten Aufnahmebereich 46 in Kontakt kommt. An dieser Stelle führt ein weiteres Einsetzen zum Trennen der mittleren Kontaktarme 26a,b, die freistehend sind, so daß sie weniger Widerstand leisten, da sie weniger steif sind, so daß sie sich leichter trennen, was das Einsetzen des Flachkontaktes ermöglicht. Der Flachkontakt wird jetzt nur einen Gleitreibungswiderstand erfahren, während er in seine endgültige Position eingesetzt wird.
• Wie außerdem in Fig. 4 zu sehen ist, kann, indem der zweite Aufnahmebereich 46 etwas kleiner ist als der erste Aufnahmebereich 44, gesichert werden, daß diese Kontaktarme 26 mit dem Flachkontakt in Eingriff kommen werden und die Größe der erzeugten Normalkräfte erzeugt wird. Da das mittlere Paar der Kontaktarme 26 freistehend ist, können sie außerdem einen größeren elastischen Bereich aufweisen, der diese Arme in die Lage versetzt, eine Versetzung des passenden Flachkontaktes auszugleichen. Vorteilhafterweise sind bei dieser Ausführung diese Arme in der mittleren Position angeordnet, wo die minimale Größe einer Verschiebung auftritt, wenn der Flachkontakt versetzt wird, wodurch gesichert wird, daß mindestens zwei Kontaktpunkte auf jeder Seite des Flachkontaktes gebildet werden.
• Während bei der in den Figur gezeigten Ausführung die steiferen äußeren Kontaktarme 24a,b; 28a,b durch Seitenschienen verstärkt werden, stellt man sich vor, daß eine andere Versteifungskonstruktion zur Anwendung gebracht werden könnte, beispielsweise: eine Hilfsfeder; Formgebungsverfahren, wie beispielsweise Prägen oder Stanzen; oder alternative konstruktive Konfigurationen, die eine Versteifung eines Kontaktarmes ermöglichen würde, ausgehend von seiner freistehenden Steifigkeitscharakteristik. Außerdem kann es bei bestimmten Anwendungen wünschenswert sein, mehr oder weniger Kontaktarme einzubauen oder die steiferen Kontaktarme unterschiedlich mit Bezugnahme auf die elastischeren Kontaktarme auszurichten, wie beispielsweise, daß das mittlere Paar die steifen Arme und die äußeren Paare die elastischeren sind.
• Vorteilhafterweise wird eine Buchsenklemme hergestellt, die besonders für das Sichern derart geeignet ist, daß mehrere Kontaktpunkte mit einem passenden Flachkontakt eingerichtet werden, um eine angemessene Signalübertragung zu ermöglichen, selbst wo der passende Flachkontakt versetzt ist. Die Buchsenklemme weist gute Einsetzkrafteigenschaften in Beziehung zur Anzahl der Kontaktpunkte auf. Die Buchsenklemme erzeugt eine ausreichende Normalkraft, um den darin in Eingriff gebrachten Flachkontakt festzuhalten.

Claims (10)

1. Elektrische Buchsenklemme (2) für einen Eingriff mit einem Flachkontakt, die aufweist: ein Leitereingriffsende (4) für ein Verbinden mit einem elektrischen Leiter; und einen Kontaktabschnitt (6), der damit verbunden ist, wobei der Kontaktabschnitt (6) eine Vielzahl von Kontaktarmen (24a, b; 26a, b; 28a, b) mit Kontaktflächen (30a, b; 32a, b; 34a, b) darauf für einen elektrischen Eingriff mit dem passenden Flachkontakt aufweist, wobei die Buchse dadurch gekennzeichnet ist, daß benachbarte Kontaktarme eine unterschiedliche Steifigkeit aufweisen.

2. Elektrische Buchsenklemme nach Anspruch 1, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktabschnitt drei Kontaktarme (24a, b; 26a, b; 28a, b) umfaßt und der mittlere Kontaktarm (26a, b) weniger steif ist als mindestens einer der äußeren Kontaktarme (24a, b; 28a, b).

3. Elektrische Buchsenklemme nach Anspruch 2, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Kontakt (26a, b) weniger steif ist als beide äußeren Kontaktarme (24a, b; 28a, b).

4. Elektrische Buchsenklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktabschnitt gegenüberliegende Paare von Kontaktarmen umfaßt.

5. Elektrische Buchsenklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die steiferen Kontaktarme verbunden sind und durch eine Seitenschiene (38a, b) gehalten werden.

6. Elektrische Buchsenklemme nach Anspruch 2, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Kontaktarme (24a, b; 28a, b) durch einen Zugstab (36a, b) verbunden sind.

7. Elektrische Buchsenklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die steiferen Kontaktarme durch ihre Kontaktflächen einen ersten Kontaktaufnahmebereich (44) definieren, während der weniger steife Kontaktarm (26a, b) einen zweiten Kontaktaufnahmebereich (46) definiert und der zweite Kontaktaufnahmebereich (46) kleiner ist als der erste Kontaktaufnahmebereich.

8. Elektrische Buchsenklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß der weniger steife Kontaktarm (26) beim Eingriff des Flachkontaktes eine stärkere Durchbiegung erträgt.

9. Elektrische Buchsenklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die steiferen Kontaktarme (24a, b; 28a, b) durch ihre Kontaktflächen einen ersten Kontaktaufnahmebereich (44) definieren, während die weniger steifen Kontaktarme (26a, b) einen zweiten Kontaktaufnahmebereich (46) definieren, der in der Richtung des Einsetzens der passenden Kontaktnase vom ersten Kontaktbereich (44) versetzt ist.

10. Elektrische Buchsenklemme nach Anspruch 9, außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsenklemme zwei gegenüberliegende Paare von steifen Kontaktarmen (24a, b; 28a, b) mit einem dazwischen angeordneten Paar von weniger steifen Armen (26a, b) umfaßt.