EP0469349A2 - Elektrischer Verbinder - Google Patents
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- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
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- H01R4/4821—Single-blade spring
Definitions
- the invention relates to an electrical connector for the connection of electrical conductors, in particular of raster web cables, with an insulating housing for a number of contact elements corresponding to the number of poles, each of which has at least one connecting leg, which can be firmly anchored to a connector carrier such as a circuit board, the insulating housing on a bearing section of the contact element is displaceably mounted between a first and a second setting, and the contact element has at least one spring-elastic clamping leg with a clamping zone that interacts with the conductor.
- An electrical connector of this type has become known for example from DE-PS 31 18 057.
- the contact element is bent essentially in a U-shape, an elongated U-leg being soldered as a connecting leg in a printed circuit board.
- the cranked extension of this leg serves as a bearing section for the insulating housing, which can be moved along this.
- a clamping zone arranged in the U-apex of the contact element is open for the insertion of a conductor. After inserting the conductor, the insulating housing is moved into its position close to the circuit board, i.e. against the circuit board.
- a contact piece of the insulating material housing acts on the resilient free leg of the contact element, presses the U-loop together, so that the clamping zone closes around the conductor and holds it in place. If you want to remove the conductor from the connector, you pull the insulating housing back from the circuit board to the position remote from the circuit board, which relieves the clamping zone and the conductor can be removed.
- the electrical connector according to DE-PS 31 18 057 is very advantageous in itself. It allows a slim, but high construction. However, the arrangement and design find their limits with increasing miniaturization, which in the meantime tends towards grid dimensions, that is to say distances between two adjacent contact elements, which are 1.25 or even 1 mm pitch.
- the object of the present invention is to provide an electrical connector of the type required in the preamble of claim 1, which is particularly suitable for the fixed but releasable connection of electrical conductors in a strongly miniaturized design. It is also important that the conductors can be connected quickly and easily.
- the invention solves this problem primarily and essentially in that the clamping leg is received between two housing sections of the insulating material housing, one of which is set back essentially by the spring deflection path of the clamping leg, and the opposite of which forms a first clamping abutment section and a second free space section and the Clamping zone of the clamping leg in the setting of the insulating material near the connector carrier, the clamping abutment section and in the setting away from the connector carrier, the free space section is opposite.
- the conductor insertion opening arranged in the insulating material housing is preferably arranged with reference to the clamping leg and to the free space section such that when the insulating material housing is set close to the connector carrier, pushing the clamping leg to the side, it can be plugged into the clamping zone and essentially without bending if the setting is remote from the connector carrier the clamping zone can be pivoted out into the free space.
- the relative mobility of the insulating material housing to the contact element is no longer primarily used to close the contact zone by bending the contact element in its area.
- the electrical conductors are primarily connected by simply inserting the stripped conductor ends into the conductor insertion opening in the insulating material housing.
- the stripped conductor ends can push the clamping leg to the side against its spring restoring force and are clamped in the clamping zone when the end position is reached. Because of this arrangement and configuration, the clamping zone can be assigned to the free end of the resilient clamping leg, so that there is no need for a U-shaped spring structure which takes up space in the clamping area.
- a particular advantage is that the insulating housing for the conductor connection does not have to be pushed first into a first end setting and into a second locking position after the conductor has been inserted.
- the displaceable arrangement of the insulating material housing on the bearing section of the contact element has the advantage in the invention that the clamping zone is completely released in the corresponding setting of the insulating material housing remote from the connector carrier, so that the stripped conductor end can be detached from the connector without damage. This is particularly important when the clamping is force-locking, that is, with a certain clawing of the clamping zone in the stripped conductor end.
- the electrical connector designated in its entirety by 10, has an insulating material housing 11 and a number of contact elements 12 corresponding to the number of poles.
- the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 is a four-pole electrical connector with an insulating housing 11 and four contact elements 12 of the same type, which, as shown in FIGS. 2 and 3, are arranged in parallel one behind the other.
- Each contact element 12 is essentially fork-shaped and has a connecting leg 13 for attachment to a connector carrier 14.
- the connecting leg 13 is a solder leg of the contact element 12 and the connector carrier 14 is a printed circuit board.
- a fork leg forms a clamping leg 15 which is resiliently movable in the plane of the drawing in FIG.
- the second fork leg serves as a bearing section 16 for holding and movably guiding the insulating material housing 11.
- This bearing section 16 is again fork-like in design; it has the two fork legs 17 and 18, of which, in the exemplary embodiment, the fork leg 18 is designed to be resilient with respect to the opposite fork leg 17.
- the fork leg 18 has a locking trough 19 and the facing inner wall of the insulating material housing 11 has a corresponding locking cam 20 which - in mutual engagement according to FIG.
- the connecting leg 13 is arranged centrally below, that is to say in the extension of the bearing section 16, so that the thrust forces which, during the movement of the insulating material housing 11, can be transmitted without bending moment to the contact element 12 held on the connector carrier 14 and its fastening zone. This is advantageous for reasons of stability.
- the insulating housing 11 has two chamber-like receiving spaces 21 and 22 for each contact element 12, which are divided by a wall or rib 23.
- the receiving space 22 also forms the slideway for the movement of the insulating material housing 11 along the bearing section 16 on the contact element side, while the receiving space 21 accommodates the clamping leg 15.
- the clamping leg 15 has in the region of its free end a sharp clamping lug 24 which forms a clamping zone K and is arranged with respect to the conductor insertion opening 25 on the insulating material housing in such a way that the stripped end 26 of an electrical conductor 27 inserted through the opening 25 presses against the clamping lug 24 and the Clamping leg 25 presses outward against its spring restoring force.
- the housing section 28 of the insulating material housing 11 is displaced outwards or forms a gap 29 between it and the unloaded clamping leg 15.
- the clamping lug is located 24 located at the front in the plug-in direction at the end of a slide bevel 30. Opposite the slide bevel 30 there is a clamping abutment section 31.
- the inserted conductor 26, as illustrated in FIG. 4 is securely held.
- the illustrated conductor 26, 27 is part of a ribbon cable in the exemplary embodiment, in which the insulations 33 of all individual conductors lying parallel next to one another are usually in a material connection.
- the electrical connector shown and described is particularly suitable for connecting such ribbon cables.
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- Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Verbinder zum Anschluß elektrischer Leiter, insbesondere von Rasterstegleitungen, mit einem Isolierstoffgehäuse für eine der Polzahl entsprechende Anzahl von Kontaktelementen, die jeweils mindestens einen Anschlußschenkel aufweisen, der an einem Verbinderträger wie Schaltungsplatte fest verankerbar ist, wobei das Isolierstoffgehäuse auf einem Lagerabschnitt des Kontaktelements zwischen einer ersten und einer zweiten Einstellung verschieblich gelagert ist und wobei das Kontaktelement wenigstens einen mit dem Leiter zusammenwirkenden, federelastischen Klemmschenkel mit Klemmzone aufweist.
- Ein elektrischer Verbinder dieser Art ist beispielsweise aus der DE-PS 31 18 057 bekanntgeworden. dort ist das Kontaktelement im wesentlichen U-förmig gebogen, wobei ein verlängerter U-Schenkel als Anschlußschenkel in einer Leiterplatte verlötet ist. Die abgekröpfte Verlängerung dieses Schenkels dient als Lagerabschnitt für das Isolierstoffgehäuse, welches an diesem entlang verschoben werden kann. In der leiterplattenfernen Einstellung des Isolierstoffgehäuses ist eine im U-Scheitel des Kontaktelementes angeordnete Klemmzone für das Einstecken eines Leiters geöffnet. Nach dem Einstecken des Leiters wird das Isolierstoffgehäuse in seine leiterplattennahe Einstellung, also gegen die Leiterplatte bewegt. Dabei wirkt ein Schaltstück des Isolierstoffgehäuses auf den federbaren freien Schenkel des Kontaktelementes ein, drückt die U-Schlaufe zusammen, so daß sich die Klemmzone um den Leiter schließt und ihn festhält. Will man den Leiter wieder aus dem Verbinder entfernen, zieht man das Isolierstoffgehäuse von der Leiterplatte in die leiterplattenferne Einstellung zurück, wodurch die Klemmzone entlastet wird und der Leiter abgezogen werden kann.
- Der elektrische Verbinder nach der DE-PS 31 18 057 ist an sich sehr vorteilhaft. Er gestattet eine schlanke, allerdings hohe Bauweise. Die Anordnung und Ausgestaltung findet jedoch ihre Grenzen mit zunehmender Miniaturisierung, die inzwischen zu Rastermaßen, also zu Abständen zwischen zwei benachbarten Kontaktelementen, tendiert, die bei 1,25 oder gar 1 mm Teilung liegen.
- Folglich besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen elektrischen Verbinder der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art zu schaffen, der sich insbesondere zum festen, jedoch wiederlösbaren Anschluß elektrischer Leiter bei stark miniaturisierte Bauform eignet. Außerdem wird Wert darauf gelegt, daß der Anschluß der Leiter rasch und einfach vorgenommen werden kann.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe in erster Linie und im wesentlichen dadurch, daß der Klemmschenkel zwischen zwei Gehäuseabschnitten des Isolierstoffgehäuses aufgenommen ist, deren einer im wesentlichen um den Ausfederweg des Klemmschenkels diesem gegenüber zurückversetzt ist und deren gegenüberliegender einen ersten Klemmwiderlagerabschnitt und einen zweiten Freiraumabschnitt ausbildet und der Klemmzone des Klemmschenkels in der verbinderträgernahen Einstellung des Isolierstoffgehäuses der Klemmwiderlagerabschnitt und in der verbinderträgerfernen Einstellung der Freiraumabschnitt gegenüberliegt.
- Dabei ist bevorzugt die im Isolierstoffgehäuse angeordnete Leitereinstecköffnung derart mit Bezug zu dem Klemmschenkel und zu dem Freiraumabschnitt angeordnet ist, daß der Leiter bei verbinderträgernaher Einstellung des Isolierstoffgehäuses, den Klemmschenkel zur Seite drängend, in die Klemmzone steckbar ist und bei verbinderträgerferner Einstellung im wesentlichen ohne Biegung aus der Klemmzone heraus in den Freiraum verschwenkbar ist.
- Weitere Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Im Unterschied zum Stand der Technik dient die Relativbeweglichkeit des Isolierstoffgehäuses zum Kontaktelement in erster Linie nicht mehr zum Schließen der Kontaktzone durch Biegung des Kontaktelementes in deren Bereich. Der Anschluß elektrischer Leiter geschieht vornehmlich durch einfaches Hineinstecken der abisolierten Leiterenden in die Leitereinstecköffnung des Isolierstoffgehäuses. Die abisolierten Leiterenden können dabei den Klemmschenkel entgegen seiner Federrückstellkraft zur Seite drücken und sind bei Erreichen der Endlage in der Klemmzone festgeklemmt. Aufgrund dieser Anordnung und Ausgestaltung kann die Klemmzone dem freien Ende des federnden Klemmschenkels zugeordnet werden, so daß es keines im Klemmbereich raumbeanspruchenden U-förmigen Federgebildes bedarf. Ein besonderer Vorteil besteht auch darin, daß das Isolierstoffgehäuse für den Leiteranschluß nicht zunächst in eine erste Endeinstellung und nach Einstecken der Leiter in eine zweite Verriegelungsstellung geschoben werden muß. Die verschiebliche Anordnung des Isolierstoffgehäuses auf dem Lagerabschnitt des Kontaktelementes hat bei der Erfindung den Vorteil, daß in der entsprechenden verbinderträgerfernen Einstellung des Isolierstoffgehäuses die Klemmzone völlig freigegeben wird, so daß das abisolierte Leiterende beschädigungsfrei wieder aus dem Verbinder gelöst werden kann. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Klemmung kraftformschlüssig erfolgt, also mit einer gewissen Verkrallung der Klemmzone in das abisolierte Leiterende einhergeht.
- Die Erfindung versteht sich im übrigen am besten anhand der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels. In den Zeichnungen zeigen - jeweils in erheblich vergrößertem Maßstab -:
- Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen auf einer Leiterplatte befindlichen elektrischen Verbinder mit noch nicht angeschlossenem Leiter,
- Fig. 2 eine Seitenansicht in Richtung des Ansichtspfeiles 11 der Fig. 1,
- Fig. 3 eine Aufsicht auf den Verbinder nach Fig. 1 entsprechend dem Ansichtspfeil 111 in Fig. 2,
- Fig. 4 den Verbinder nach Fig. 1 mit angeschlossenem Leiter und
- Fig. 5 den Verbinder nach Fig. 4 bzw. Fig. 1 bei einer Einstellung des Isolierstoffkörpers zum leichten Wiederlösen des Leiters.
- Der in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete elektrische Verbinder weist ein Isolierstoffgehäuse 11 und eine der Polzahl entsprechende Anzahl von Kontaktelementen 12 auf. Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen vierpoligen elektrischen Verbinder mit einem Isolierstoffgehäuse 11 und vier gleichgearteten Kontaktelementen 12, die, wie es die Fig. 2 und 3 zeigen, parallel hintereinander angeordnet sind.
- Jedes Kontaktelement 12 ist im wesentlichen gabelförmig ausgebildet und weist einen Anschlußschenkel 13 zur Befestigung an einem Verbinderträger 14 auf. Üblicherweise handelt es sich - wie dargestellt - bei dem Anschlußschenkel 13 um eine Lötbeinchen des Kontaktelements 12 und bei dem Verbinderträger 14 um eine Leiterplatte.
- Betrachtet man den Anschlußschenkel 13 als Stiel einer Gabel, bildet ein Gabelschenkel einen in der Zeichnungsebene der Fig. 1 federelastisch beweglichen Klemmschenkel 15 aus. Der zweite Gabelschenkel dient als Lagerabschnitt 16 zur Halterung und beweglichen Führung des Isolierstoffgehäuses 11. Dieser Lagerabschnitt 16 ist in sich selbst wieder gabelartig gestaltet; er besitzt die beiden Gabelschenkel 17 und 18, von denen beim Ausführungsbeispiel der Gabelschenkel 18 bezüglich des gegenüberliegenden Gabelschenkels 17 federelastisch ausgebildet ist. Der Gabelschenkel 18 weist eine Rastmulde 19 auf und die zugekehrte Innenwand des Isolierstoffgehäuses 11 einen entsprechenden Rastnocken 20, die - in gegenseitigem Eingriff nach Fig. 1 - die verbinderträgernahe Einstellung des Isolierstoffgehäuses 11 bezüglich des Kontaktelementes 12 lösbar arretieren. Eine weitere Rastmulde 19' am Gabelschenkel 18 dient der vorübergehenden Arretierung der verbinderträgerfernen Einstellung des Isolierstoffgehäuses 11 bezüglich des Kontaktelementes 12 entsprechend Fig. 5.
- Beim Ausführungsbeispiel ist der Anschlußschenkel 13 zentral unterhalb, also in Verlängerung des Lagerabschnitts 16 angeordnet, so daß sich die Schubkräfte, die bei der Bewegung des Isolierstoffgehäuses 11 ohne Biegemoment auf das am Verbinderträger 14 festgehaltene Kontaktelement 12 und dessen Befestigungszone übertragen können. Dies ist aus Stabilitätsgründen von vorteilhafter Bedeutung.
- Wie außerdem ersichtlich ist, weist das Isolierstoffgehäuse 11 für jedes Kontaktelement 12 zwei kammerartige Aufnahmeräume 21 und 22 auf, die durch eine Wand oder Rippe 23 unterteilt sind. Der Aufnahmeraum 22 bildet zugleich die Gleitbahn für die Bewegung des Isolierstoffgehäuses 11 entlang dem kontaktelementseitigen Lagerabschnitt 16 aus, während der Aufnahmeraum 21 den Klemmschenkel 15 beherbergt.
- Der Klemmschenkel 15 weist im Bereich seines freien Endes eine eine Klemmzone K ausbildende scharfe Klemmnase 24 auf, die bezüglich der isolierstoffgehäuseseitigen Leitereinstecköffnung 25 so angeordnet ist, daß das durch die Öffnung 25 eingesteckte abisolierte Ende 26 eines elektrischen Leiters 27 gegen die Klemmnase 24 drückt und den Klemmschenkel 25 entgegen seiner Federrückstellkraft nach außen drückt. Um dem Klemmschenkel 15 diese Bewegung zu erlauben, ist der Gehäuseabschnitt 28 des Isolierstoffgehäuses 11 nach auswärts versetzt bzw. bildet zwischen sich und dem unbelasteten Klemmschenkel 15 einen Spalt 29. Zur Begünstigung der beim Einstekken des Leiterendes 26 zwangsweisen Auswärtsbewegung des Klemmschenkels 15 befindet sich die Klemmnase 24 in Steckrichtung vorn gelegen am Ende einer Gleitschräge 30. Der Gleitschräge 30 gegenüberliegend befindet sich ein Klemmwiderlagerabschnitt 31. Hier ist der eingesteckte Leiter 26, wie es Fig. 4 veranschaulicht, sicher festgehalten.
- Geht man davon aus, daß die Klemmnase 24 scharf ist und ein wenig in das Material des abisolierten Leiterendes 26 eintritt, läßt sich der Leiter nicht ohne weiteres wieder aus der stabilen Verbindung herausziehen. Um dennoch auf einfache und schonende Weise den Leiter vom Verbinder 10 lösen zu können, befindet sich auf der zum Verbinderträger 14 weisenden Seite des Klemmwiderlagers 31 eine den Raum 21 zum Verbinderträger 14 hin etwa keilförmig erweiternde schräge Fläche als Freiraumabschnitt 32. Beim Ausführungsbeispiel bildet sie die zum Klemmschenkel 15 weisende Außenfläche der Zwischenwand 23.
- Wenn das Isolierstoffgehäuse 11 aus der Normalposition entsprechend Fig. 4, die dem Anlieferungszustand des Verbinders entspricht, in die verbinderträgerferne Position entsprechend Fig. 5 gezogen, verlagert sich die Klemmnase 24 des Klemmschenkels 15 in den infolge des schrägen Verlaufs des Freiraumabschnitts 32 erweiterten Bereich, wodurch die Verklemmung des Leiters 26 zumindest nachläßt oder freikommt. Nun kann man den Leiter 26, 27 von der lotrechten Stellung nach Fig. 4 in die geneigte entsprechend Fig. 5 schwenken und ihn dann völlig behinderungsfrei aus dem Isolierstoffgehäuse 11 herausziehen, wobei er nicht verbogen oder verknickt wird.
- Der dargestellte Leiter 26, 27 ist beim Ausführungsbeispiel Bestandteil einer Flachbandleitung, bei der die Isolierungen 33 aller parallel nebeneinander liegender Einzelleiter üblicherweise in stoffschlüssiger Verbindung miteinander stehen. Zum Anschluß solcher Flachbandleitungen ist der dargestellte und beschriebene elektrische Verbinder besonders geeignet.
- Grundsätzlich können aber auch andere elektrische Leiter angeschlossen werden. Solche Leiter, deren abisolierte Abschnitte nicht sehr knickempfindlich sind, lassen sich in den Verbinder einstekken, dessen Isolierstoffgehäuse sich entsprechend Fig. 1 in der verbinderträgernahen Einstellung befindet. Verwendet man Leiter mit knickempfindlichen Anschlußenden, die nicht zuverlässig in der Lage sind, den Klemmschenkel 15 des Kontaktelementes 12 zur Seite zu bewegen, läßt sich gleichwohl eine Verbindung vornehmen, indem man nämlich zunächst das Isolierstoffgehäuse 11 in die verbinderträgerferne Einstellung entsprechend Fig. 5 bringt, den Leiter jetzt einsteckt und anschließend Leiter und Isolierstoffgehäuse 11 gleichzeitig gegen den Verbinderträger 14 bewegt.
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