FR2674378A1

FR2674378A1 - Electrical terminal and electrical connector

Info

Publication number: FR2674378A1
Application number: FR9100242A
Authority: FR
Inventors: Lalange Jacques
Original assignee: AMP de France
Current assignee: AMP de France
Priority date: 1991-01-10
Filing date: 1991-01-10
Publication date: 1992-09-25
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: FR2674378B1

Abstract

The invention relates to an insulation-displacement electrical connector. It includes a housing (12) enclosing at least one insulation-displacement terminal (34), including blades intended to receive, strip and terminate an insulated wire (30). A retaining element, including fins (60) in a configuration capable of being bent and disengaged, serves first of all to guide the insertion of a wire into the terminal before being folded under a light force in order to retain the wire in the split blades of the terminal. Field of application: electrical connectors, especially for the motor car, domestic electrical industry, etc.

Description

L'invention concerne un connecteur à déplacement d'isolant (CDI) qui est réalisé d'une seule pièce avec une pièce métallique de soulagement de contraintes pouvant être déformée vers l'intérieur pour maintenir un fil en position, avec une force relativement faible. The invention relates to an insulation displacement connector (CDI) which is made in one piece with a metal stress relieving piece which can be deformed inwardly to maintain a wire in position, with a relatively low force.

Le concept CDI de terminaison de fils isolés a conduit à des économies importantes de coût en permettant une terminaison en masse de fils multiples, simultanément. The CDI concept of terminating isolated wires has led to significant cost savings by enabling mass termination of multiple wires simultaneously.

La raison en est que la force de sertissage pour effectuer une terminaison a été, pour chaque fil et en fonction du diamètre du fil, réduite de plusieurs centaines ou plusieurs milliers de newtons à des forces d'un ordre de grandeur bien au-dessous de 450 newtons, permettant ainsi de terminer simultanément 5 ou 10 fils, le facteur multiplicatif propre à ces fils agissant sur les coûts par heure par terminaison pour donner d'importantes réductions.The reason is that the crimping force for termination has been, for each wire and depending on the diameter of the wire, reduced from several hundred or several thousand newtons to forces of an order of magnitude well below 450 newtons, thus making it possible to terminate 5 or 10 wires simultaneously, the multiplicative factor specific to these wires acting on the costs per hour per termination to give significant reductions.

Des terminaisons CDI consistaient initialement en une terminaison d'un fil rigide comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amerique N 3 320 354 et N 3 410 950 et utilisaient des ailes d'enfoncement pour introduire et maintenir les fils dans des fentes pour la terminaison. Par la suite, on a développé la terminaison de fils torsadés pour des applications dans lesquelles les niveaux de courant et l'environnement, les vibrations, l'humidité et autres étaient minimaux, par exemple dans les terminaisons pour calculateurs.Pour les applications plus exigeantes telles que celles trouvées dans les industries automobiles et de l'électroménager, on a rencontré des problèmes posés par l'intégrité du CDI, dus dans de nombreux cas à un mouvement du fil sous contraintes, à une déformation, une vibration, des excursions de température, de l'humidité et autres.CDI terminations initially consisted of a termination of a rigid wire as described in US Pat. Nos. 3,320,354 and N 3,410,950 and used sinkers to introduce and hold the wires in slots for termination. Subsequently, twisted wire termination was developed for applications in which current levels and the environment, vibrations, humidity and others were minimal, for example in computer terminations. For more demanding applications such as those found in the automotive and home appliance industries, problems have been encountered with the integrity of the CDI, due in many cases to movement of the wire under stress, deformation, vibration, excursions of temperature, humidity and others.

La présente invention a pour objet de fournir une pièce métallique intégrée de soulagement de contraintes pour un connecteur CDI, qui facilite son utilisation dans les environnements plus rigoureux tels que l'industrie automobile ou de l'électroménager. Un autre objet est de fournir un contact de connecteur CDI à soulagement de contraintes, qui est réalisé d'une seule pièce avec une borne et un boîtier de connecteur CDI et qui permet l'utilisation à des entraxes relativement serrés. Un autre objet encore de l'invention est de fournir un soulagement de contraintes à faible force pour bornes et connecteurs
CDI.The object of the present invention is to provide an integrated metal part for relieving stress for a CDI connector, which facilitates its use in harsher environments such as the automotive or household appliance industry. Another object is to provide a stress relief CDI connector contact, which is made in one piece with a terminal and a CDI connector housing and which allows use at relatively tight centers. Yet another object of the invention is to provide stress relief with low force for terminals and connectors
CDI.

La présente invention concerne un contact électrique qui, dans une forme de réalisation, comporte une partie avant conçue pour s'enclencher avec une colonnette ou une broche afin d'établir une connexion avec elle. A l'autre extrémité, une terminaison CDI est constituée de deux lames présentant des fentes et, s'étendant entre elles, une structure conçue pour être sertie sur un fil terminé dans ces fentes afin de maintenir le fil en position.La structure se plie pour se bloquer en prise avec un boîtier en matière plastique dans des fentes situees à l'intérieur de celui-ci. I1 est prévu d'utiliser l'invention avec un fil torsadé qui est isolé et qui peut avoir un diamètre extérieur compris dans une plage importante, le soulagement de contraintes étant-assuré par le métal de la borne et étant place de façon à constituer un entonnoir aidant à l'insertion du fil dans les fentes et dans un état préalablement plié et soulagé pour faciliter un sertissage sous faible force par une surface plate pour replier de façon inélastique et bloquer le fil dans la partie sertie CDI de la borne.L'invention comprend des outils et un boîtier facilitant l'utilisation d'un outil de sertissage du type à lame qui s'ajuste dans des fentes du boîtier pour effectuer la déformation de soulagement de contraintes, ou une forme de réalisation comportant des saillies présentant des surfaces plates pour constituer ainsi un outil de sertissage de soulagement de contraintes à déplacement d'isolant, peu coûteux et fiable. The present invention relates to an electrical contact which, in one embodiment, comprises a front part designed to engage with a baluster or a pin in order to establish a connection with it. At the other end, a CDI termination is made up of two blades having slots and, extending between them, a structure designed to be crimped on a wire terminated in these slots in order to hold the wire in position. to lock into engagement with a plastic housing in slots located therein. I1 is planned to use the invention with a twisted wire which is insulated and which can have an outside diameter included in a large range, the stress relief being-provided by the metal of the terminal and being placed so as to constitute a funnel helping the insertion of the wire into the slots and in a previously folded and relieved state to facilitate crimping under low force by a flat surface to inelastically fold and block the wire in the CDI crimped part of the terminal. invention includes tools and a housing facilitating the use of a blade type crimping tool that fits into slots in the housing to effect stress relief deformation, or an embodiment having projections having surfaces flat to thus constitute a crimping tool for stress relief with insulation displacement, inexpensive and reliable.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexes à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels
la figure 1 est une vue en perspective avec arrachement partiel montrant des détails de la partie arrière d'un connecteur comportant la terminaison de l'invention placé en position avant la déformation du soulagement de contraintes
la figure 2 est une vue partielle en perspective montrant un outil placé en préparation à un enclenchement avec un boîtier conforme à l'invention, les bornes étant retirées pour plus de clarté
la figure 3 est une vue partielle en perspective d'une variante d'outil à utiliser avec une variante de boîtier
la figure 4 est une vue en perspective avec arrachement partiel montrant une cavité unique d'un boîtier de connecteur et le connecteur à déplacement d'isolant et le soulagement de contraintes de l'invention, après sertissage ; et
la figure 5 est une vue en perspective de la borne de l'invention dans une configuration et une géométrie précédant la terminaison sur un fil et la déformation de ses parties de soulagement de contraintes.The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings by way of non-limiting examples and in which
Figure 1 is a perspective view with partial cutaway showing details of the rear part of a connector comprising the termination of the invention placed in position before the deformation of the stress relief
Figure 2 is a partial perspective view showing a tool placed in preparation for engagement with a housing according to the invention, the terminals being removed for clarity
Figure 3 is a partial perspective view of a tool variant to be used with a housing variant
Figure 4 is a perspective view with partial cutaway showing a single cavity of a connector housing and the insulation displacement connector and stress relief of the invention, after crimping; and
FIG. 5 is a perspective view of the terminal of the invention in a configuration and a geometry preceding the termination on a wire and the deformation of its stress relieving parts.

En référence à present à la figure 1, un connecteur 10, situé sur une ligne qui lui est associée, est représenté et comprend un boîtier 12 en matière plastique contenant un fil isolé 30 termine dans une borne 34, la figure 1 ne montrant que des parties du boîtier, du fil et de la borne. Le boîtier 12 comporte deux parois montantes 18 et 20 rainurées intérieurement, par exemple, dans la paroi 18, par une gorge 22 qui est inclinée vers le haut par rapport à la paroi 18 et présente une surface verticale 24 s'étendant sur sa longueur. Le boîtier 12 comprend une base 16 qui est reliée aux parois 18 et 20 afin de former avec elles un canal de forme en U dans lequel la borne est montée.Le fil 30 représenté comprend une âme formée de fils torsadés 32, habituellement étamés, enfermés dans une gaine isolante 33, étant bien entendu que le fil 30 s'détend à partir de la borne pour constituer un circuit transmettant de la puissance ou un signal vers ou à partir de divers dispositifs en fonctionnement desservis par le connecteur. Referring now to Figure 1, a connector 10, located on a line associated therewith, is shown and includes a plastic housing 12 containing an insulated wire 30 terminated in a terminal 34, Figure 1 showing only housing, wire and terminal parts. The housing 12 has two rising walls 18 and 20 internally grooved, for example, in the wall 18, by a groove 22 which is inclined upward relative to the wall 18 and has a vertical surface 24 extending over its length. The housing 12 comprises a base 16 which is connected to the walls 18 and 20 in order to form with them a U-shaped channel in which the terminal is mounted. The wire 30 shown comprises a core formed of twisted wires 32, usually tinned, enclosed in an insulating sheath 33, it being understood that the wire 30 extends from the terminal to form a circuit transmitting power or a signal to or from various operating devices served by the connector.

La figure 5 montre la borne 34 découpée et formée en mince tôle métallique de façon à présenter une ouverture 36 en forme de caisson formee par la matière de la borne qui comprend un joint 38 et qui est destinée à recevoir une broche ou une colonnette insérée axialement dans la borne 34. Un contact à ressort 40 s'étend à l'intérieur de la borne 34 et est conçu pour être engagé par la broche ou colonnette complémentaire. Le ressort 40 est formé à partir d'une saillie 42 pliée sur le dessus de la borne 34 et qui comporte un joint comme indiqué en 44. FIG. 5 shows the terminal 34 cut out and formed in thin metal sheet so as to present an opening 36 in the form of a box formed by the material of the terminal which comprises a seal 38 and which is intended to receive a pin or a column inserted axially in terminal 34. A spring contact 40 extends inside terminal 34 and is designed to be engaged by the complementary pin or baluster. The spring 40 is formed from a projection 42 folded on top of the terminal 34 and which has a seal as indicated at 44.

Deux parois montantes 48, s'étendant vers l'arrière, mènent à une lame montante 50 de déplacement d'isolant qui présente une fente 52 dont la partie supérieure est biseautée de façon à servir de guide pour l'insertion d'un fil dans une borne. A l'arrière de la borne 34 se trouve une autre structure de déplacement d'isolant comprenant des parois latérales 54 menant à et faisant partie d'une lame 56 de déplacement d'isolant qui est fendue comme indiqué en 58 et qui présente aussi une entrée évasée pour servir de guide de fil. Deux éléments 60 de retenue de fil, situés entre les deux lames 50 et 56 de déplacement d'isolant, sont partiellement pliés de la manière montrée sur les figures 1 et 5 afin de présenter des surfaces supérieures 62 qui conduisent à une charnière dégagée 63 de pliage et, ensuite, à une autre charnière 64 de pliage de la manière montrée sur la figure 1. Les bords des éléments de retenue 60 sont biseautés comme indiqué en 68 pour un but à décrire. L'épaisseur et les profilés des éléments 60 de retenue sont conçus pour faciliter une déformation sous faible force comme indiqué aux bords 65.Two rising walls 48, extending rearward, lead to a rising blade 50 for moving insulation which has a slot 52, the upper part of which is bevelled so as to serve as a guide for the insertion of a wire into a terminal. At the rear of terminal 34 is another insulating displacement structure comprising side walls 54 leading to and forming part of an insulating displacement blade 56 which is split as indicated at 58 and which also has a flared entry to serve as a wire guide. Two wire retaining elements 60, located between the two insulating displacement blades 50 and 56, are partially folded as shown in FIGS. 1 and 5 in order to present upper surfaces 62 which lead to a free hinge 63 of folding and then another folding hinge 64 as shown in Figure 1. The edges of the retainers 60 are bevelled as shown at 68 for a purpose to be described. The thickness and the profiles of the retaining elements 60 are designed to facilitate deformation under low force as indicated at edges 65.

Sur la figure 2, il est représenté un boîtier 18 possédant trois positions de bornes (les bornes n'étant pas représentées) par rapport à un outil T ayant un corps 70 et un bord inférieur plat 72. L'outil T habituellement réalisé en acier présente une épaisseur lui permettant de s'ajuster dans les fentes dégagées 26 représentées dans le boîtier 18 de la figure 1. L'invention consiste à charger d'abord des fils 30 dans les bornes, les éléments de retenue 60, placés comme montré sur la figure 1, agissant de façon à canaliser les fils et à les guider jusque dans les fentes 52 et 58 de déplacement d'isolant qui déplacent l'isolant et assurent la terminaison des fils 32 sur la borne 34.La largeur des fentes 52 et 58 est choisie par rapport au diamètre des fils 32 afin d'établir une interface serrée, étanche aux gaz, pour réaliser un trajet conducteur stable, à faible résistance, d'un fil à une borne. Après la terminaison d'un fil 30 dans chacune des bornes, laquelle terminaison peut être considérée comme étant réalisée simultanément par des techniques bien connues dans le concept des connecteurs CDI, l'outil T est alors abaissé pour pénétrer dans les fentes 26 et porter contre le dessus des éléments 60 de retenue de chacune des bornes et déformer inélastiquement les élements de retenue vers le bas jusqu'à la position montrée sur la figure 4, les charnières dégagées 63 et 64 et les profils 65 des bords facilitant une déformation inélastique précise malgré un manque de support par un outillage latéral.Dans la position montree sur la figure 4, les éléments de retenue bloquent essentiellement le fil 30 à l'intérieur des fentes et empêchent son enlèvement ou son déplacement par rapport aux fentes sous l'effet des contraintes exercées sur le fil, des vibrations, des chocs ou autres. In Figure 2, there is shown a housing 18 having three terminal positions (the terminals not being shown) relative to a tool T having a body 70 and a flat bottom edge 72. The tool T usually made of steel has a thickness allowing it to fit into the open slots 26 shown in the housing 18 of FIG. 1. The invention consists in first loading wires 30 into the terminals, the retaining elements 60, placed as shown on FIG. 1, acting so as to channel the wires and to guide them as far as the insulation displacement slots 52 and 58 which move the insulation and ensure the termination of the wires 32 on the terminal 34. The width of the slots 52 and 58 is chosen with respect to the diameter of the wires 32 in order to establish a tight, gas-tight interface, in order to produce a stable conductive path, with low resistance, from a wire to a terminal. After the termination of a wire 30 in each of the terminals, which termination can be considered to be carried out simultaneously by techniques well known in the concept of CDI connectors, the tool T is then lowered to penetrate into the slots 26 and bear against the top of the retaining elements 60 of each of the terminals and inelastically deforming the retaining elements down to the position shown in FIG. 4, the free hinges 63 and 64 and the profiles 65 of the edges facilitating precise inelastic deformation despite a lack of support by a side tool. In the position shown in FIG. 4, the retaining elements essentially block the wire 30 inside the slots and prevent its removal or its displacement relative to the slots under the effect of the stresses. exerted on the wire, vibrations, shocks or others.

La figure 3 montre une variante de réalisation d'un outil qui comprend un corps 70' pourvu de saillies 72' d'une largeur leur permettant de descendre en s'ajustant dans les bornes 34 d'une variante de boîtier qui ne présente pas de fentes 26, mais plutôt des parois latérales droites 18 et 20. Figure 3 shows an alternative embodiment of a tool which comprises a body 70 'provided with projections 72' of a width allowing them to descend by fitting into the terminals 34 of a variant of the housing which does not have slots 26, but rather straight side walls 18 and 20.

Ainsi qu'on peut le discerner sur les figures 1 à 3 et en particulier sur la figure 4, l'intérieur des parois latérales 18 et 20, présentant les gorges 22 qui ont des surfaces 24, reçoit les extrémités 68 des éléments de retenue 60, lesquelles extrémités 68 s'ajustent dans ces gorges et s'y bloquent, les surfaces des extrémités 68 portant contre les surfaces 24 et s'opposant ainsi à tout mouvement vers le haut des éléments de retenue de la borne 34. Les éléments de retenue assurent donc un soulagement de contrainte et une retenue du fil dans les fentes de la borne. En raison de la nature des éléments de retenue et de l'action se produisant à la fermeture, des diamètres de fil relativement grands peuvent être admis et des structures très simples peuvent être utilisées pour l'outillage et le sertissage sous faible force.L'invention consiste en une opération en deux étapes, à savoir, d'abord, l'insertion du fil dans les lames fendues, puis un pliage en position des éléments de retenue. As can be discerned in Figures 1 to 3 and in particular in Figure 4, the interior of the side walls 18 and 20, having the grooves 22 which have surfaces 24, receives the ends 68 of the retaining elements 60 , which ends 68 adjust in these grooves and are blocked there, the surfaces of the ends 68 bearing against the surfaces 24 and thus opposing any upward movement of the retaining elements of the terminal 34. The retaining elements therefore provide stress relief and wire retention in the terminal slots. Due to the nature of the retaining elements and the action occurring upon closure, relatively large wire diameters may be allowed and very simple structures may be used for tooling and crimping under low force. invention consists of a two-step operation, namely, first, the insertion of the wire into the slit blades, then folding in position of the retaining elements.

On a réalisé des connecteurs comportant des boîtiers possédant neuf positions, avec neuf bornes à des entraxes de 3,33 mm, conformement à l'invention et aux particularités précédentes, et ces connecteurs sont convenablement terminés simultanément par un outillage tel que celui représenté, avec une force totale inférieure à celle utilisée pour un seul sertissage dans les premiers brevets précités. L'invention englobe évidemment des boîtiers de connecteurs plus petits et plus grands et, en outre, une terminaison individuelle lorsqu'elle est souhaitable. Connectors have been produced comprising boxes having nine positions, with nine terminals at centers of 3.33 mm, in accordance with the invention and the preceding features, and these connectors are suitably terminated simultaneously by a tool such as that shown, with a total force lower than that used for a single crimp in the aforementioned first patents. The invention obviously encompasses smaller and larger connector housings and, in addition, individual termination when desirable.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la borne et au connecteur électriques décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. It goes without saying that many modifications can be made to the terminal and to the electrical connector described and shown without departing from the scope of the invention.

Claims

1. An electrical terminal (34) of a type designed to terminate a wire (30), comprising two rising blades (50, 56) having slots (52, 58) designed to receive an insulated wire (30) and achieve termination with the wire by a grip of the conductive strands (32) inside the slots, characterized in that two retaining elements (60), formed in the material of the terminal, are provided so as to rise between the blades , the elements having an initial folded configuration having funnel surfaces designed to guide a thread inserted into the slots of the blades, and cleared (63, 64, 65) to lower by folding under the application of a tool on the elements, deforming said retaining elements to close them against a wire placed in the slots of the blades and thereby retain the wire therein.

2. Electrical connector (10) comprising a plastic casing (14) and a terminal body (34) formed from a sheet of metal so as to comprise a wire termination end comprising two spaced split blades (50, 56 ) displacement of insulation intended to receive and terminate a wire (30), characterized by two wire retaining elements (60) formed in the material of the terminal and oriented so as to define in cross section a funnel for guiding a wire inwardly of the slit blades, said retaining elements being released (63, 64, 65) to collapse inelastically between the blades under the effect of a flat surface (72, 72 ') bearing against the elements retaining and pushing them to block and hold them and to achieve stress relief on a finished wire in the slit blades, the terminal comprising means (68) intended to engage means (24) located on the housing to block the retainers in position.

3. Electrical connector (10) comprising a plastic casing (12), characterized by a channel having side walls (18, 20) having internal grooves (22), an electrical terminal (34) housed in the channel and comprising spaced split blades (50, 56) for receiving and terminating a wire (30), a retaining member consisting of folded wings (60) formed in the material of the terminal and released (63, 64, 65) for s '' inelastically collapsing under the force of a flat surface tool to retain a finished wire within the slit blades, said retainers having edges (68) which fit into the grooves in the walls of the housing to hold the wings down and in the housing.

4. Connector according to claim 3, characterized in that the wings (60) have a pre-deformed funnel shape in order to guide the wires for insertion into said terminal.

5. Connector according to claim 3, characterized in that the housing (12) has slots (26) located in the side walls (18, 20), near the location on said terminal (34) of the element to facilitate the insertion of a crimping tool for the retaining element.

6. Connector according to claim 3, characterized in that the housing has several channels containing several terminals, the side walls (18, 20) of the housing having slots (26) close to the terminal retaining elements in order to facilitate use a flat blade tool to crimp the retainers to hold the wires.