EP0469350B1

EP0469350B1 - Elektrischer Verbinder

Info

Publication number: EP0469350B1
Application number: EP91111451A
Authority: EP
Inventors: Helmut Fuchs; Ulli Marten
Original assignee: Karl Lumberg GmbH and Co; Lumberg Automation Components GmbH and Co KG
Current assignee: Karl Lumberg GmbH and Co; Lumberg Automation Components GmbH and Co KG
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1991-07-10
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2011-07-10
Also published as: EP0469350A2; DE59105229D1; EP0469350A3; DE4023073A1

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 federelastische Klemmschenkel zur Bildung einer Klemmzone mit gegeneinander am Leiter angreifenden Klemmkanten aufweist.
Ein elektrischer Verbinder dieser Art ist beispielsweise aus der DE-A- 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 mit zwei einander gegenüberliegend den Leiter kontaktierenden Klemmkanten 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 federnden freien Schenkel des Kontaktelementes ein und 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-A- 31 18 057 ist an sich sehr vorteilhaft. Er gestattet eine schlanke, allerdings hohe Bauweise. Die bekannte Anordnung und Ausgestaltung findet deshalb ihre Grenzen mit zunehmender Miniaturisierung, die inzwischen zu Rastermaßen, also zu Abständen zwischen zwei benachbarten Kontaktelementen, die bei 1,25 oder gar 1 mm Teilung liegen, tendiert und zu sehr niedrigen Bauhöhen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Verbinder der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art zu schaffen, der besonders raumsparend aufgebaut ist und dessen Lagerabschnitt in besonderer Weise für eine günstige verschiebliche Führung des Isolierstoffgehäuses angeordnet ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß nahe dem Anschlußschenkel des Kontaktelements zwei sich gabelzinkenartig von diesem weg in Richtung zum einzusteckenden Leiter hin erstreckende Federschenkel angeformt sind, deren aufeinanderzu gerichtete freie Endabschnitte die Klemmkanten aufweisende Klemmschenkel ausbilden und den Leiter zangenartig zwischen sich fassen und daß sich der Lagerabschnitt des Kontaktelements als Zentralsteg zwischen den Federschenkeln erstreckt.
Dabei sind bevorzugt die Klemmkanten an in Steckrichtung des Leiters vorn liegenden Enden von mit dem einzusteckenden Leiter zusammenwirkenden Gleitschrägen angebracht, derart, daß der Leiter selbst die Klemmschenkel auseinanderspreizen kann.
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 nicht mehr zum Öffnen und Schließen der Kontaktzone durch deren Biegung. Der Anschluß elektrischer Leiter kann durch einfaches Hineinstecken der abisolierten Leiterenden in die Leitereinstecköffnung des Isolierstoffgehäuses erfolgen. Die abisolierten Leiterenden können dabei die Federschenkel mit ihren zangenartig angeordneten Klemmschenkeln entgegen der Federrückstellkraft auseinanderdrücken und sind bei Erreichen der Endlage in der Klemmzone von beiden Seiten zangenartig festgeklemmt. Die Klemmzone ist den freien Enden der Federschenkel zugeordnet, 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 am Verbindungsträger fixierten Kontaktelementes hat bei der Erfindung den wesentlichen Zweck, daß in der entsprechenden verbinderträgerfernen Einstellung des Isolierstoffgehäuses die Klemmzone völlig freigegeben wird, so daß das abisolierte Leiterende leicht wieder aus dem Verbinder gelöst werden kann.
Bei elektrischen Verbindern anderer Gattung als der entsprechend dem Obergriff des unabhängigen Anspruchs sind Kontaktelemente mit zwei sich gabelzinkenartig von einem Anschlußschenkel des Kontaktelements weg in Richtung zum einzusteckenden Leiter hin erstreckenden Federschenkeln, deren aufeinanderzu gerichtete freie Endabschnitte Klemmkanten aufweisende Klemmschenkel ausbilden und den Leiter zangenartig zwischen sich fassen, grundsätzlich bekannt, wozu auf die Fig. 1 und 2 der EP-A-0 112 144 verwiesen wird. Eine Übertragung der diesbezüglich bekannten Merkmale würde jedoch das der Erfindung zugrundeliegende Problem allein nicht lösen können, denn dann müßte das Isolierstoffgehäuse auf den Außenkanten der beweglichen Gabelschenkel geführt sein. Erst dadurch, daß sich außerdem der Lagerabschnitt des Kontaktelements als Zentralsteg zwischen den Federschenkeln erstreckt, kann die präzise verschiebliche Führung des Isolierstoffgehäuses relativ zum Kontaktelement gewährleistet werden.
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 II der Fig. 1,
Fig. 3 eine Aufsicht auf den Verbinder nach Fig. 1 entsprechend dem Ansichtspfeil III in Fig. 1,
Fig. 4 den Verbinder nach Fig. 1 mit angeschlossenem Leiter,
Fig. 5 den Verbinder nach Fig. 4 bzw. Fig. 1 bei einer Einstellung des Isolierstoffkörpers zum leichten Wiederlösen des Leiters, und
Fig. 6 eine schaubildliche Darstellung eines Kontaktelements.

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 Figuren 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 weit im wesentlichen die Gestalt einer dreizinkigen Gabel auf. Deren Gabelstiel ist von einem Anschlußschenkel 13 zur Befestigung an einem Verbinderträger 14 ausgebildet. Üblicherweise handelt es sich wie dargestellt bei dem Anschlußschenkel 13 um eine Lötbeinchen des Kontaktelements 12 und bei dem Verbinderträger 14 um eine Leiterplatte.
Die beiden äußeren "Gabelzinken" sind von zwei symmetrisch zueinander am Anschlußschenkel 13 angeformten beweglichen Federschenkeln 15 dargestellt. Die dritte, mittig angeordnete Gabelzinke dient als Lagerabschnitt 16 zur Halterung und beweglichen Führung des Isolierstoffgehäuses 11. Dieser Lagerabschnitt 16 wird rittlings von Reiterleisten 17 umgriffen, die ihn seitlich flankieren. Jede Reiterleiste 17 weist in ihrem zum Verbinderträger 14 weisenden Endbereich einen Arretiervorsprung 18 auf, der mit einem nockenartigen Anschlag 19 zusammenwirkt, welcher an der Innenseite jedes Federschenkels 15 angeordnet ist. Dadurch wird die verbinderträgerferne Einstellung des Isolierstoffgehäuses 11 begrenzt bzw. gesichert (Fig. 5).
Beim Ausführungsbeispiel ist der Anschlußschenkel 13 zentral unterhalb, also in gerader Verlängerung des Zentralstegs 16 und damit auch zentral zwischen den beiden Federschenkeln 15 angeordnet, so daß sich die Schubkräfte 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 besonderem Vorteil.
Wie außerdem ersichtlich ist, weist das Isolierstoffgehäuse 11 für jeden Federschenkel 15 des Kontaktelements 12 einen kammerartigen Aufnahmeraum 21 auf, in dessen Mitte die Reiterleisten 17 des Isolierstoffgehäuses 11 angeordnet sind, deren Innenseiten Gleitbahnen für die Bewegung des Isolierstoffgehäuses 11 entlang dem kontaktelementseitigen Lagerabschnitt, dem Zentralsteg 16, darstellen.
Jeder Federschenkel 15 weist im Bereich seines freien Endes einen Klemmschenkel 22 mit scharfer Klemmkante 24 auf. Die beiden Klemmschenkel 22 können einen Leiter 26,27 zangenartig zwischen sich fassen. Die Klemmschenkel 22 sind bezüglich der isolierstoffgehäuseseitigen Leitereinstecköffnung 25 so angeordnet ist, daß das durch die Öffnung 25 eingesteckte abisolierte Ende 26 eines elektrischen Leiters 27 gegen eine zur Klemmkante 24 weisende Gleitschräge 30 drückt und den Klemmschenkel 22 und somit den Federschenkel 15 entgegen seiner Federrückstellkraft nach außen drückt.
Geht man davon aus, daß die Klemmkante 24 scharf ist und ein wenig in das Material des abisolierten Leiterendes 26 eintritt, läßt sich der Leiter 26,27 nicht ohne weiteres wieder aus der stabilen Verbindung herausziehen. Um dennoch auf einfache und schonende Weise den Leiter vom Verbinder 10 lösen zu können, zieht man das Isolierstoffgehäuse 11 aus seiner verbinderträgernahen Einstellung (Fig. 1 oder 4) in seine verbinderträgerferne Einstellung nach Fig. 5. Während dieser Bewegung sorgen mit den nockenförmigen Anschlägen 19 der Federschenkel 15 zusammenwirkende Steuerbahnen 29 an den Reiterleisten 17 des Isolierstoffgehäuses für eine Spreizung der Federschenkel 15. Das hat zur Folge, daß die Klemmschenkel 22 mit ihren Klemmkanten außer Eingriff des Leiters 26 gelangen, der somit kraft- und zerstörungsfrei aus vom Verbinder 10 entnommen werden kann.
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 10 einstecken, dessen Isolierstoffgehäuse 11 sich entsprechend Fig. 1 in der verbinderträgernahen Einstellung befindet. Verwendet man Leiter mit knickempfindlichen Anschlußenden, die nicht zuverlässig in der Lage sind, die Federschenkel 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.
Fig. 6 verdeutlicht die besondere Gestaltung des Kontaktelements 12. Besonders wichtig hierbei ist die ebenenverkröpfte Anordnung der beiden Klemmschenkel 22 gegenüber sämtlichen anderen, in einer Parallelebene angeordneten Abschnitten des Kontaktelements 12. Die Abkröpfung 31 gestattet einerseits die lange Ausbildung des Zentralstegs 16 und gleichzeitig die Verwendung langer, daneben liegender abisolierter Leiterenden 26. Zugleich kommt eine Kontakflächenvergrößerung dadurch zustande, daß das Leiterende 16 auch außerhalb der Klemmzone K elektrisch leitende Verbindung zum Zentralsteg 16 herstellen kann.

Claims

Elektrischer Verbinder (10) zum Anschluß elektrischer Leiter (27), insbesondere von Rasterstegleitungen, mit einem Isolierstoffgehäuse (11) für eine der Polzahl entsprechende Anzahl von Kontaktelementen (12), die jeweils mindestens einen Anschlußschenkel (13) aufweisen, der an einem Verbinderträger (14) wie Schaltungsplatte fest verankerbar ist, wobei das Isolierstoffgehäuse (11) auf einem Lagerabschnitt (16) des Kontaktelements (12) zwischen einer ersten und einer zweiten Einstellung verschieblich gelagert ist und wobei das Kontaktelement (12) federelastische Klemmschenkel (22) zur Bildung einer Klemmzone (K) mit gegeneinander am Leiter (27) angreifenden Klemmkanten (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem Anschlußschenkel (13) des Kontaktelements (12) zwei sich gabelzinkenartig von diesem weg in Richtung zum einzusteckenden Leiter hin erstreckende Federschenkel (15) angeformt sind, deren aufeinanderzu gerichtete freie Endabschnitte die Klemmkanten (24) aufweisende Klemmschenkel (22) ausbilden und den Leiter (26) zangenartig zwischen sich fassen und daß sich der Lagerabschnitt des Kontaktelements (12) als Zentralsteg (16) zwischen den Federschenkeln (15) erstreckt.
Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkanten (24) an in Steckrichtung des Leiters (26) vorn liegenden Enden von mit dem einzusteckenden Leiter (26) zusammenwirkenden Gleitschrägen (30) angebracht sind, derart, daß der Leiter (26) selbst die Klemmschenkel (22) auseinanderspreizen kann.
Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralsteg (16) in Verlängerung des Anschlußschenkels (13) angeordnet ist.
Verbinder nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmschenkel (22) bezüglich des Zentralstegs (16) ebenenverkröpft angeordnet ist.
Verbinder nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffgehäuse (11) mittels den Zentralsteg (16) des Kontaktelements (12) rittlings übergreifenden sowie ihn seitlich flankierenden Reiterleisten (17) auf diesem verschieblich geführt ist.
Verbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reiterleisten (17) Arretiervorsprünge (18) zur Begrenzung der verbinderfernen Einstellung des Isolierstoffgehäuses (11) aufweisen, die mit Anschlägen (19) an den Federschenkeln (15) des Kontaktelements (12) zusammenwirken.
Verbinder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reiterleisten (17) mit Steuerbahnen (29) zur Spreizöffnung der Feder- und Klemmschenkel (15, 22) versehen sind.
Verbinder nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch verbinderlängsmittelebenensymmetrische Ausbildung des insgesamt einstückigen Kontaktelementes (12).