DE69719706T2

DE69719706T2 - Einstückiger elektrischer Kontakt für abgedichteten Verbinder

Info

Publication number: DE69719706T2
Application number: DE69719706T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Joly
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: US5997363A; DE69719706D1

Description

Diese Erfindung betrifft eine gestanzte und geformte einteilige elektrische Anschlußklemme für eine Verwendung in abgedichteten elektrischen Verbindern, insbesondere elektrischen Verbindern mit Gruppendichtungen.
Einteilige gestanzte und geformte elektrische Buchsenklemmen werden oftmals bereitgestellt, wo kompakte und kostenwirksame elektrische Anschlußklemmen gefordert werden. Beispielsweise wird im Europäischen Patent 178102 eine einteilige gestanzte und geformte elektrische Buchsenklemme in einer im wesentlichen Kastenform bereitgestellt, die eine untere Wand, Seitenwände und eine obere Wand aufweist, die einen Hohlraum für das Aufnehmen einer komplementären Anschlußklemme darin definieren. Die Seitenwände weisen Kontaktvorsprünge auf, die nach innen für ein elastisches Anstoßen an die passende Stiftklemme gestanzt sind, wobei die Seitenwände außerdem mit nach außen vorgespannten elastischen Einrastzungen für einen Eingriff eines komplementären Vorsprunges in einem Hohlraum eines Verbindergehäuses versehen sind. Bei Verbindern mit einer hohen Dichte von Anschlußklemmen (d. h., einem kleinen Abstand zwischen benachbarten Anschlußklemmen) ist es typisch, daß sie mit einem einzelnen Dichtungselement am Drahtaufnahmeende des Gehäuses versehen sind. Ein derartiges Dichtungselement besteht typischerweise aus einem Elastomer und weist eine Vielzahl von Löchern auf, durch die die Anschlußklemmen eingesetzt werden, während sie in ihre entsprechenden Hohlräume des Gehäuses montiert werden. Scharfe Ränder des Kontaktes können die Dichtung während des Einsetzens beschädigen. Ein spezielles Problem ergibt sich, wenn eine oder mehrere der Anschlußklemmen während einer Wartung oder Reparatur entnommen werden muß. Bei der Konstruktion entsprechend EP 178102 würde die elastische Einrastzunge beschädigt und kann ebenfalls die Dichtung während der Entnahme beschädigen. Es ist bekannt, daß bei größeren zweiteiligen Anschlußklemmen eine Einrichtung (Vorsprünge) angrenzend an die Einrastzungen für deren Schutz bereitgestellt werden, wie im DE 41 31 470 gezeigt wird. Für einteilige Miniaturklemmen, wie sie im EP 178102 gezeigt werden, ist das infolge der kompakten Abmessung der Anschlußklemme und des Fehlens von ausreichendem Material angrenzend an die Einrastzunge schwierig zu realisieren. Das Problem ist besonders akut, wo die Miniaturklemme als eine im wesentlichen einen quadratischen Querschnitt aufweisende profilierte Kastenform bereitgestellt wird. Die Seitenwände längs der die Zungen bereitgestellt werden, sind in Beziehung zur Einrastzunge angemessen schmal, d. h., die Zunge erstreckt sich über einen wesentlichen Teil der Breite der Seitenwand infolge der Forderung nach einer bestimmten Mindestfestigkeit. Zylindrische Anschlußklemmen sehen sich einem gleichen Problem gegenüber.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, eine verbesserte einteilige elektrische Anschlußklemme für ein Einsetzen und Entnehmen durch ein Dichtungselement bereitzustellen. Es wäre wünschenswert, eine derartige verbesserte Anschlußklemme in der Form einer kastenförmigen Buchsenklemme bereitzustellen, insbesondere für Miniaturbuchsenklemmen mit einem im wesentlichen quadratischen oder zylindrischen Querschnittsprofil.
Ziele dieser Erfindung wurden erreicht, indem die Erfindung entsprechend dem Patentanspruch 1 bereitgestellt wird. Insbesondere wird eine einteilige elektrische Buchsenklemme bereitgestellt, die aufweist: einen Verbindungsabschnitt; und einen Kontaktabschnitt mit einem Eingriffsabschnitt für ein Kontaktieren einer passenden Anschlußklemme in einer axialen Richtung und einem Basisabschnitt mit einer unteren Wand, einer gegenüberliegenden oberen Wand und Seitenwänden, die eine Kastenform bilden, wobei die Anschlußklemme außerdem mindestens eine elastische Einrastzunge aufweist, die aus mindestens einer der Seitenwände ausgestanzt ist und sich von einem Befestigungsende zu einem freien Ende schräg weg von der Seitenwand erstreckt, worin der Basisabschnitt außerdem Dichtungsentnahmeführungen aufweist, die axial hinter dem freien Ende der Einrastzunge in der Richtung des Verbindungsabschnittes angeordnet sind, um ein gleichmäßiges Entnehmen der Anschlußklemme durch einen Dichtungselementdurchgang zu ermöglichen, wobei die Entnahmeführungen in der Form von Vorsprüngen vorliegen, die aus dem Basisabschnitt über eine Entfernung im wesentlichen am freien Ende der Einrastzunge oder darüber hinaus, mit Bezugnahme auf die Seitenwand, ausgestanzt sind.
Vorteilhafterweise wird daher eine einteilige elektrische Anschlußklemme für ein Entnehmen und Einsetzen durch eine Dichtung ohne deren Beschädigung bereitgestellt. Besonders vorteilhaft ist die Fähigkeit, eine derartige Anschlußklemme in einer Miniaturform bereitzustellen, insbesondere eine im wesentlichen quadratisch profilierte oder zylindrische elektrische Buchsenklemme.
Ein weiteres vorteilhaftes charakteristisches Merkmal ist die Bereitstellung von seitlichen Verlängerungen in unmittelbarer Nähe des freien Endes der Einrastzunge, was eine gleichmäßigere Führung einer Dichtung über die Dichtungsführungsvorsprünge während des Einsetzens der Anschlußklemme durch die Dichtung ermöglicht.
Weitere vorteilhafte charakteristische Merkmale dieser Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, den Patentansprüchen und Zeichnungen ersichtlich.
Ausführungen dieser Erfindung werden jetzt als Beispiel mit Bezugnahme auf die Figur beschrieben, die zeigen:
Fig. 1 eine isometrische Darstellung einer Anschlußklemme entsprechend dieser Erfindung;
Fig. 2 eine isometrische Darstellung von einem vorderen Ende der Anschlußklemme aus Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht der Anschlußklemme aus Fig. 1 und 2;
Fig. 4 eine isometrische Vorderansicht einer zweiten Ausführung dieser Erfindung;
Fig. 5 eine weitere isometrische Darstellung der Anschlußklemme aus Fig. 4; und
Fig. 6 eine weitere isometrische Darstellung von einem Drahtverbindungsende der Anschlußklemme aus Fig. 4 und 5.
Mit Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 weist eine elektrische Anschlußklemme 2 auf: einen Verbindungsabschnitt 4 in der Form von Crimparmen für eine Verbindung mit einem leitenden Draht; einen Kontaktabschnitt 6; und einen Übergangsabschnitt 8 dazwischen. Der Verbindungsabschnitt könnte ebenfalls in der Form von Schneidklemm- oder Isolierungsdurchdringungskontakten bereitgestellt werden oder mit irgendeiner anderen konventionellen Verbindungseinrichtung für ein Kontaktieren eines Drahtes, einer Leiterplatte oder eines anderen Bauelementes.
Der Kontaktabschnitt 6 weist eine untere Wand 10, Seitenwände 12, 14 und eine obere Wand 16 auf, die einen passenden Klemmenaufnahmehohlraum 18 definieren, der durch die Wände umgeben wird. Bei dieser Ausführung weisen die obere, die untere und die Seitenwände im wesentlichen die gleiche Länge auf, so daß ein im wesentlichen quadratisches Querschnittsprofil geliefert wird. Die obere Wand 16 weist einen Falz 20 auf, der aus dem Zusammenfalzen des Bleches resultiert, aus dem die Anschlußklemme gestanzt und geformt wird, wobei der Falz durch die Schweißverbindungen 22, 23 in einem Abschnitt der oberen Wand angrenzend an den oder in Richtung des Verbindungsabschnittes 4 starr zusammengehalten wird. Der Falz 20 kann durch andere Einrichtungen zusammengehalten werden, wie beispielsweise ineinandergreifende Crimpnasen oder dergleichen, wie es bei gestanzten und geformten Anschlußklemmen konventionell ist. Die sichere Befestigung des Falzes sichert einen starren Basisabschnitt 24 des Kontaktabschnittes 6 für eine relativ starre Auflage eines Klemmenaufnahmeabschnittes 26 des Kontaktabschnittes 6.
Der Kontaktabschnitt 6 erstreckt sich von einem Eingriffsende 28, wo die passende Anschlußklemme aufgenommen wird, zu einem Verbindungsende 30 in unmittelbarer Nähe und gegenüberliegend zum Verbindungsabschnitt 4. Die obere und die untere Wand sind außerdem mit sich axial erstreckenden Schlitzen 32, 34 versehen, die im wesentlichen mittig zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden 12, 14 positioniert sind und sich vom Eingriffsende 28 zum Basisabschnitt 24 erstrecken. Die axiale Richtung (A) wird als die Richtung des Einsetzens oder Eingreifens eines komplementären Flachkontaktes oder einer Stiftklemme im Hohlraum 18 des Kontaktabschnittes 6 definiert. Die obere und die untere Wand sind mit den Seitenwänden 12, 14 durch bogenförmige Eckenabschnitte 36 zusammenhängend verbunden. Angesichts ihrer quer verlaufenden, oder im wesentlichen orthogonalen Ausrichtung mit Bezugnahme auf die Seitenwände versteifen die obere und die untere Wand die Seitenwände 12, 14 mit Bezugnahme auf eine Kraft, die die Seitenwände voneinander weglenkt. Die Seitenwände 12, 14 sind mit Kontaktvorsprüngen 38 in unmittelbarer Nähe des Eingriffsendes 28 für ein elastisches Eingreifen einer passenden Nase versehen, die dazwischen eingesetzt wird. Die Seitenwände 12, 14 wirken als elastische Kragträgerkontaktarme, die dadurch versteift werden, daß sie sich zusammenhängend durch die Ecken 36 in die obere und die untere Wand erstrecken. Die Schlitze 32 sind vorhanden, um die Biegsamkeit der Kontaktarme zu steuern, um eine ausreichende elastische Verformung der Arme während des Eingriffes zu ermöglichen. Die obere, die untere und die Seitenwände sind mit einer äußeren Abschrägung 40 am Eingriffsende 28 versehen, um ein gleichmäßiges Einsetzen der Anschlußklemme durch eine Dichtung zu ermöglichen. Große Radien 36 zwischen der oberen, der unteren und den Seitenwänden sichern außerdem ein besonders gleichmäßiges Einsetzen des kastenförmigen Kontaktabschnittes durch eine Dichtung, die typischerweise mit zylindrischen Durchgängen versehen ist.
Die Kontaktvorsprünge 36 sind bei dieser Ausführung aus den Seitenwänden 12 in einer im wesentlichen zylindrischen Form herausgeprägt, die sich orthogonal zur axialen Richtung (A) erstrecken. Die Bereitstellung der Vorsprünge in unmittelbarer Nähe des Eingriffsendes 28 sichert einerseits einen frühzeitigen Kontakt mit einer passenden Anschlußklemme und wirkt andererseits, wo die Biegsamkeit der Kontaktarme am größten ist. Der Linienkontakt der zylindrisch profilierten Vorsprünge 38 (die beispielsweise ebenfalls ein elektrisches oder V-förmiges Profil aufweisen können, das sich quer erstreckt) verringert die spezifische Abnutzung an einem Gegenkontakt im Vergleich zur Bereitstellung von Kontaktpunkten. Infolge der hohen Kontaktkraft, die durch die Verbindung der Seitenwände und der oberen und der unteren Wand bewirkt werden kann, wird ein hoher Kontaktdruck erzeugt, der vorteilhafterweise über die Kontakt"linie" des Vorsprunges 38 verteilt werden kann.
Die Seitenwände 12, 14 sind außerdem mit elastischen Einrastzungen 42 in der Form von Kragträgern versehen, die an einem Befestigungsende 43 befestigt sind, die annähernd mittig zwischen dem Eingriffs- und bzw. Verbindungsende 28, 30 positioniert sind und sich von dort aus schräg nach außen zu den freien Enden 45 erstrecken, die zum Verbindungsabschnitt 4 gerichtet sind. Die Zungen 42 sind elastisch nach innen für ein Passieren an den Arretiervorsprüngen vorbei in einen Hohlraum eines Verbindergehäuses und für das Verriegeln dahinter in der vollständig montierten Position vorspannbar. Die Zunge 42 ist mit einem Dichtungsdurchgang in der Abschnittsführung 46 in der Form von Verlängerungen 48 versehen, die sich seitlich von den seitlichen Rändern 50 der Zunge 42 aus erstrecken, d. h., die sich quer zur axialen Richtung (A) von den seitlichen Rändern 50 in unmittelbarer Nähe des freien Endes 45 erstrecken. Die Verlängerungen 48 sind so abgerundet, daß sie sich von einer Ebene im wesentlichen parallel zur Seitenwand 12 in eine Ebene biegen, die im wesentlichen parallel zur Ebene der oberen und der unteren Wand verläuft oder sich dieser nähert. Mit anderen Worten, die Verlängerungen 48 bilden abgerundete Ecken gleich den Kastenecken 36 für ein gleichmäßiges Einsetzen durch einen Dichtungshohlraum. Der Zweck der Verlängerungen 48 ist hauptsächlich das Unterstützen eines gleichmäßigen Einsetzens des Klemmenkontaktabschnittes 6 durch einen Dichtungsdurchgang, insbesondere, um den Dichtungsdurchgang gleichmäßig über wulstartige (abgerundete) Entnahmeführungen 52 zu führen, die von der Zunge in der Richtung des Verbindungsabschnittes 4 axial beabstandet positioniert sind.
Es ist eine Entnahmeführung 52 vorhanden, die sich von jeder Ecke des Basisabschnittes 24 so erstreckt, daß jede Dichtungsführung teilweise von den Seitenwänden 12, 14 und bzw. der oberen und der unteren Wand 16, 10 gebildet wird. Die Dichtungsentnahmeführungen 52 erstrecken sich von den Seitenwänden 12, 14 über eine Entfernung von der Seitenwand im wesentlichen in der Entfernung des freien Endes 45 der Einrastzunge oder darüber hinaus, damit die Dichtungswand über das freie Ende 45 der Einrastzunge während des Entnehmens der Klemme aus dem Verbinder gelangen kann. Auf diese Weise kann die Dichtung gleichmäßig über die Einrastzunge ohne Beschädigung an der Dichtung oder der Einrastzunge gelangen. Da die Entnahmeführungen 52 an den Ecken hinter dem freien Ende 45 der Einrastzunge vorhanden sind, sichern sie eine Führung der Dichtung über die Ecken 47 des freien Endes 45 der Einrastzunge. Letzteres ist besonders wichtig, da die Ecken meistens die aggressivsten Teile der Einrastzunge in Form des Eingreifens oder Eingrabens in die Dichtung sind.
Während des Einsetzens sichern die Verlängerungen 48, daß die Dichtung gleichmäßig über die Entnahmedichtungsführungen 52 gelangt, die hinter dem freien Ende 45 angeordnet sind. Die Verlängerungen 48 können mit abgeschrägten vorderen Enden 43 versehen sein, die zum Eingriffsende hin liegen, um die Dichtung gleichmäßig darüber zu führen.
Mit Bezugnahme auf Fig. 4 bis 6 wird jetzt eine weitere Ausführung entsprechend dieser Erfindung gezeigt, wobei die Zungen 42 ohne seitliche Dichtungseinsetzführungen im Vergleich zur Ausführung der Fig. 1 bis 3 bereitgestellt werden. In beiden Ausführungen wird die gleiche Nummerierung für im wesentlichen identische charakteristische Merkmale verwendet, wobei die charakteristischen Merkmale, die die hauptsächlichen Unterschiede aufweisen, einen Strich erhalten. Die Dichtungsentnahmeführungen 52' zeigen eine wulstartige geprägte Form gleich der Ausführunng in Fig. 1 bis 3 und sind mit abgerundeten Ecken 55' versehen. Die Ecken 55, 55' der beiden Ausführungen verbinden die gescherte Oberfläche 57, die zum Eingriffsende 28 hin liegt, mit der gescherten Oberfläche 59, die zur gegenüberliegenden gescherten Oberfläche der Führung 52, 52' auf der gegenüberliegenden Seite der Einrastzunge 42 hin liegt, wobei die gescherte Seite 59 aus der Seitenwand 12 geschert ist. Die abgerundete Ecke 55' liefert eine gleichmäßigere Ecke/Rand, um zu verhindern, daß die Entnahmeführungen 52' die Dichtung während des Einsetzens der Anschlußklemme durch diese beschädigen. Die Ausführung in Fig. 1 bis 3 könnte ebenfalls mit der abgerundeten Ecke 55' der Ausführung aus Fig. 4 bis 6 versehen werden.
Die Bereitstellung der Dichtungsentnahmeführungen 52, 52' der beiden Ausführungen, die axial hinter dem Ende 45 der Einrastzunge 42 positioniert sind, ermöglicht die Bereitstellung einer besonders kompakten einteiligen elektrischen Anschlußklemme für ein sicheres Einsetzen und Entnehmen durch eine Dichtung. Die gegenüberliegenden Ränder 59 des Paares der Entnahmeführungen 52, 52' auf beiden Seitenwänden können ebenfalls benutzt werden, um den Arretiervorsprung aufzunehmen, der in einem Gehäusehohlraum bereitgestellt wird, um ein Eingreifen der Einrastzunge 42 zu bewirken, was die sichere Anordnung und den Sitz der Anschlußklemme innerhalb eines Gehäusehohlraumes ermöglicht. Die Dichtungsentnahmeführungen 52, 52' können vorteilhafterweise aus der Ecke 36 geschert werden, die die Seitenwände und die obere oder bzw. untere Wand verbindet, die mit einer abgerundeten Form bereitgestellt wird, so daß die Führungen ebenfalls vorteilhafterweise mit der abgerundeten Radiusform bereitgestellt werden. Die gleichen charakteristischen Merkmale für das Entnehmen/Einsetzen der Dichtung, die hierin vorangehend beschrieben werden, könnten vorteilhafterweise bei im wesentlichen zylindrisch geformten Kontaktabschnitten zur Anwendung gebracht werden, die sich ähnlichen Problemen des Schutzes der Einrastzunge gegenübersehen. Mit Bezugnahme auf die vorangegangene Beschreibung eines quadratisch profilierten Kontaktabschnittes kann die eines im wesentlichen kreisförmig profilierten Kontaktabschnittes vorgenommen werden, indem man sich vorstellt, daß die Radien der Ecken 36 groß genug sind, um sich miteinander zu verbinden, um einen Zylinder zu bilden.

Claims

1. Einteilige elektrische Anschlußklemme (2), die aus Blech gestanzt und geformt ist, und die aufweist: einen Verbindungsabschnitt (4); und einen Kontaktabschnitt (6) mit einem Eingriffsabschnitt (26) für ein Kontaktieren einer passenden Anschlußklemme in einer axialen Richtung (A) und einem Basisabschnitt (24) mit einer unteren Wand (10), einer gegenüberliegenden oberen Wand (16) und Seitenwänden (12, I4), die eine Kastenform bilden, wobei die Anschlußklemme außerdem mindestens eine elastische Einrastzunge (42) aufweist, die aus einer der Seitenwände ausgestanzt ist und sich von einem Befestigungsende (43) zu einem freien Ende (45) schräg weg von der Seitenwand (12) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisabschnitt (24) außerdem Dichtungsentnahmeführungen (52, 52') aufweist, die axial hinter dem freien Ende (45) der Einrastzunge in der Richtung des Verbindungsabschnittes (4) angeordnet sind, um ein gleichmäßiges Entnehmen der Anschlußklemme durch einen Dichtungselementdurchgang zu ermöglichen, wobei die Entnahmeführungen in der Form von Vorsprüngen vorliegen, die aus dem Basisabschnitt über eine Entfernung im wesentlichen am freien Ende der Einrastzunge oder darüber hinaus, mit Bezugnahme auf die Seitenwand, ausgestanzt sind.

2. Anschlußklemme nach Anspruch 1, bei der ein Paar Dichtungsentnahmeführungen für jede Zunge vorhanden ist, wobei eine Dichtungsentnahmeführung (52, 52') in unmittelbarer Nähe einer jeden Ecke (46, 47) des freien Endes (45) der Zunge vorhanden ist, wobei die Ecken durch das Verbinden des freien Endes (45) der Zunge mit entsprechenden Seitenrändern (50) der Zunge definiert werden.

3. Anschlußklemme nach Anspruch 1 oder 2, bei der sich die obere Wand und die untere Wand der Anschlußklemme in die Seitenwände über abgerundete Ecken (36) erstrecken, wobei die Dichtungsentnahmeführungen aus den Ecken heraus geprägt sind.

4. Anschlußklemme nach Anspruch 2 oder 3, bei der ein Paar Dichtungsentnahmeführungen (52, 52') gegenüberliegende gescherte Ränder (59) aufweisen, die einen Schlitz dazwischen für das Aufnehmen eines Gehäusevorsprunges dort hindurch für einen Eingriff mit der Zunge bilden.

5. Anschlußklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Einrastzunge mit seitlichen Verlängerungen (48) an dem freien Ende (45) versehen ist, die sich von seitlichen Rändern (50) der Zunge aus erstrecken, um eine Dichtungsdurchgangswand über die Entnahmeführungen (52), die dahinter mit Bezugnahme auf die axiale Richtung (A) vorhanden sind, während des Einsetzens einer Anschlußklemme durch eine Dichtung zu führen.

6. Anschlußklemme nach Anspruch 5, bei der sich die seitlichen Verlängerungen (48) durch eine Ecke von einer Richtung im wesentlichen parallel zur Seitenwand zu einer Richtung, die sich an die obere oder bzw. untere Wand annähert oder im wesentlichen parallel dazu verläuft, erstrecken.

7. Anschlußklemme nach Anspruch 5 oder 6, bei der die seitlichen Verlängerungen (48) konisch verlaufende Ecken (53), die zu einem Eingriffsende (28) des Kontaktabschnittes (6) hin liegen, für ein gleichmäßiges Passieren einer Dichtung daran vorbei während des Einsetzens der Anschlußklemme durch ein Dichtungselement aufweisen.

8. Anschlußklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Eingriffsabschnitt (26) des Kontaktabschnittes (6) ein im wesentlichen quadratisches Querschnittsprofil aufweist, wo der Querschnitt orthogonal zur axialen Richtung (A) aufgenommen wird.

9. Anschlußklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Kontaktabschnitt im wesentlichen zylindrisch ist, d. h., das Querschnittsprofil, das orthogonal zur axialen Richtung (A) aufgenommen wird, im wesentlichen kreisförmig ist.

10. Anschlußklemme nach Anspruch 8 oder 9, bei der der Kontaktabschnitt sich axial erstreckende Schlitze (32, 34) aufweist, die im wesentlichen mittig zwischen gegenüberliegenden Seitenwänden (12, 14) in der oberen und bzw. der unteren Wand (16, 10) angeordnet sind, wobei sich die Schlitze von einem Eingriffsende (28) des Eingriffsabschnittes, wo die passende Anschlußklemme aufgenommen wird, bis zu einer Position in unmittelbarer Nähe des Basisabschnittes (24) erstrecken, um die Biegsamkeit der Seitenwände (12, 14) mit Bezugnahme auf deren elastisches Voneinanderweglenken zu vergrößern.

11. Anschlußklemme nach Anspruch 8 oder 10, bei der die Seitenwände (12, 14) geprägte Kontaktvorsprünge (38) in unmittelbarer Nähe des Eingriffsendes (28) aufweisen, wobei die Kontaktvorsprünge im wesentlichen über die gesamte Breite der Seitenwände (12, 14) zwischen der oberen und der unteren Wand (16, 10) geprägt sind.