NO131013B - - Google Patents

Description

Elektrisk kontaktanordning for flatkabel.

Denne oppfinnelse angår elektriske kontaktanordninger innrettet til bruk på flatkabler av den type som har et flertall ledere innleiret i en bane av isolerende materiale.

Det er alminnelig kjent å anvende elektriske kontaktanordninger for flatkabler med kontaktklemmer av ledningslisstype som gjennombryter kabelen på en slik måte at hver av lederne i kabelen beveges inn i slissen i en av klemmene. Se f.eks. US 3 189 863.

Den foreliggende oppfinnelse omhandler en elektrisk kontaktanordning for en flatkabel av den type som omfatter et flertall ledere som blir fastholdt parallelt, side ved side med innbyrdes avstand av isolerende plastmateriale, hvilken anordning dels omfatter et første huselement med et flertall gjennomgående hull som hver for seg opptar en klemme med en kontaktstift som strekker seg ut fra den ene ende av det samhørende hull og med en ledningsopptagende del som stikker ut fra den andre ende av hullet, hvor den trådopptakende del omfatter to armer i avstand fra hverandre, som. strekker seg vinkelrett ut fra bredsiden av det første huselement hvor den andre ende av hullet befinner seg og. har motstående spisse, frie ender for gjennombrytning av kabelisolasjonen, dels et annet huselement som kan bringes i inngrep med det første og har utsparinger som strekker seg inn i den ene sideflate for å oppta de frie ender av de nevnte to armer og er bredere ved denne side enn den totale bredde over disse, karakterisert ved at

■utsparingene i det annet huselement er utformet som gjennomgående hull som smalner av fra i nærheten av den ene side av dette til et sted innenfor denne side hvor hullets vidde er mindre enn dimensjonene over de to armer.

Da det annet huselement er utformet med gjennomgående hull, kan den innbyrdes forbindelse mellom klemmene og kabellederne inspiseres. Da disse hull har et parti som er smalere enn dimensjonene på tvers av klemmen, blir armene dessuten forspent mot hverandre når det annet huselement anbringes på det første, slik at en frigjøring av den leder som forut er opptatt mellom armene, blir begrenset.

Oppfinnelsen blir nærmere forklart nedenfor under henvisning til de skjematiske figurer, hvor Fig. 1 er et utspilt perspektivriss av en utførelsesform for en kontaktanordning ifølge oppfinnelsen, Fig. 2 denne anordning montert på enden av en flatkabel,

Fig. 3 og 4 snitt etter linjene 3-3 og 4-4 på fig. 2,

Fig. 5 et planriss av kabelen på fig. 2,

Fig. 6 et snitt etter linjen 6-6 på fig. 5^

Fig. 7 et utspilt delriss i perspektiv av et apparat for montering av en kabel på et bunnstykke i anordningen på fig. 1,

Fig. 8 et snitt etter linjen 8-8 på fig. 7,

Fig. 9 et snitt som viser en del av en pressematrise i appa-ratet på fig. 7 og bunnstykket i kontaktanordningen på fig. 1 under innføring av kabellederne i kontaktklemmeslisser, Fig. 10 det samme som fig. 9 etter avslutning av kabelmonteringen, Fig. 11 et perspektivriss av en kontaktklemme for anordningen på fig. 1, og

Fig. 12 denne klemme sett fra den andre siden.

På fig. 5 og 6 ses en meget benyttet flatkabel 4 med et flertall parallelle ledere 2 som kan være én-eller flertrådige og er innleiret i en kontinuerlig bane 6 av plastisolasjon. Den nedre side 8 av kabelen har parallelle, i snitt bueformede overflåtesek-' sjoner som' er symmetrisk plassert i forhold til lederne 2 og skjærer sammen til dannelse av spor eller fordypninger 10. Den øvre overflate 11 er i hovedsaken plan, men kan ha mindre dype spor 12 mellom naboledere på linje med sporene 10. Kabler av den type som er vist på fig. 5 og 6, blir fremstilt med et varierende antall ledere og med ledere i ulike dimensjoner. I en meget anvendt type ligger lederne i- en avstand fra hverandre på ca. 1,25 mm og har en diameter svarende til AWG 28 eller 30. <x>'

En kontaktanordning ifølge oppfinnelsen (fig. 1 og 2) omfatter en dekseldel 16 og et bunnstykke 18 som inneholder et flertall elektriske kontaktklemmer 20 anordnet i to parallelle rekker langs siden av dette. Hver kontaktklemme 20 (fig. 11 og 12) har mellom endene et åkparti 22 som består av to parallelle plateseksjoner 24, 26 som er forbundet med hverandre via en vertikal bukt 25- En monteringsstift 28 strekker seg nedover fra plateseksjonen 26 med økt bredde ved denne, og det er her utformet et lite framspring 30 til å fastholde klemmen 20 i bunnstykket 18, slik det blir beskrevet nedenfor.

To armer 32 strekker seg oppover fra plateseksjonen 26 med innbyrdes avstand for å avgrense en første ledningsopptagende, sliss 36. De øvre partier av de motstående sider i slissen 36 diverge-rer slik at den øvre del av denne får økt bredde. De ytre kanter 38 av armene 32 spisser lett mot hverandre på det midtre parti av disse og relativt skarpt ved de øvre ender som angitt med tallet 39- På denne måte blir de frie ender av armene skarpt spisse for å lette inntrengning i kabelen under montering.

To tilsvarende armer 40 strekker seg oppover fra plateseksjonen 24 og har divergerende, motstående kanter 41 som avgrenser en annen ledningsopptagende sliss 42. De ytre kanter 44 av armene 40 spisser også mot hverandre^ og de frie ender 46 av disse har laterale mothaker med nedad-rettede skuldre.' 43.. Armene 32, 40 er således i hovedsaken ens bortsett fra mothakene på de øvre ender av armene 40. Det må bemerkes at armene 40 heller inn mot armene 32, som er plane forlengelser av plateseksjonen 26, slik at armene 32, 40 ved de frie ender ligger tett ved hverandre av årsaker som vil bli forklart nedenfor.

x) AWG = American wire Gage.

Kontrollklemmer ifølge fig. 11 kan fremstilles i enhver

ønsket dimensjon for ulike lederdimensjoner. Klemmer som passer til AWG 28- eller 30-ledere i den omtalte -flatkabel 4, blir fortrinnsvis fremstilt ut fra metallemner med en tykkelse,.på ca. 0,25 mm.

Det er ønskelig å fremstille kontaktklemmen av et metall med gode fjæringsegenskaper, f.eks. hard fosforbronse nr. 4, for å gjøre det mulig å bruke bare én klemme med spesifikke dimensjoner i forbindelse med et flertall ledningsdimensjoner. Som det vil bli forklart nedenfor, gjør fremgangsmåten ved montering av en kontaktanordning ifølge oppfinnelsen på en kabel og de konstruktive trekk ved kontaktklemmen det mulig å benytte relativt tynn metallplate med gode fjæringsegenskaper, fremfor å anvende forholdsvis tykk plate som er vesentlig sterkere og mindre elastisk enn den nevnte fosforbronse.

Bunnstykket 18 består av en blokk av isolasjonsmateriale med fremspring 51 på undersiden for å understøtte den på en plate med trykte kretser. Kontaktklemmene 20 inneholdes i to rekker hulrom 52, 52' som strekker seg innover fra blokkens øvre side 53 langs kantene av denne. Hulrommene 52 har en skulder 54 som er utspart fra den øvre side av bunnstykket, slik at en relativt smalere åpning 56 strekker seg igjennom til undersiden 58 av dette. Åpningen 56

er forskjøvet i forhold til de øvre partier av hulrommet for å oppta den nevnte stift 28. Som vist på fig. 4, opptar åpningene 56

den bredere øvre del av stiftene 28 med fremspringene 30, og den nedre kant av åket 22 blir understøttet på skulderen 54 i hulrommene. Hulrommene 52' er komplementære med hulrommene 52, men åpningene

56 befinner seg ved den motsatte ende. Dette arrangement lokaliserer klemmenes ledningsopptagende slisser i de to rekker med inter-valler på ca. 2,5 mm, slik at slissene i klemmene i den

ene rekke blir forskjøvet ca. 1,25 mm i forhold til slissene i den andre rekke, og klemmene vil gripe inn på lederne som angitt på fig. 5•

Det er anordnet låsearmer 60,6o' ved begge ender.av bunnstykket med brede frie ender 62. Disse armer er innrettet til å tre

inn i utsparinger 64, 64' i dekselet 16,. hvor det finnes passende oppadrettede skuldre for inngrep med armenes brede ender 62. De øvre ender av låsearmene 60, 60'. befinner seg i kort avstand ovenfor de øvre ender av klemmene 20 i bunnstykket 18, slik at' kabelen 4 kan plasseres mellom disse armer når kontaktanordningen monteres på denne.

Dekselet 16 har to rekker gjennomgående åpninger 66 fra den øvre side 67 til undersiden 68 (fig. 4). Disse åpninger er plassert slik at de opptar klemmenes kontaktarmer 32, 40, og de har hver et konisk parti 70 ved undersiden av dekselet, og et mellomliggende, sylindrisk parti 73 som går over i det koniske parti 70.» samt et ut-videt øvre parti hvis indre ende er avgrenset av en oppad rettet skulder 72. Diameteren av det relativt korte, sylindriske parti 73 er fortrinnsvis litt mindre enn avstanden mellom de motsatt rettede

kanter av armene 40 ved skuldrene 43, slik at disse armer vil bli bøyd litt inn mot hverandre av dekselet.

Dekselet 16 er fortrinnsvis forsynt med en flat,rektangulær utsparing 67' på undersiden (fig. 1). Når bunnstykket 18 og dekselet blir klemt fast på kabelen, blir denne innspent mellom de motstående

sider av disse elementer som omgir utsparingen 67', og det plastiske banemateriale 6 vil da i et visst omfang flyte inn i denne (fig.3). Utsparingen 67' muliggjør på denne måte en fast innspenning av

kabelen 4 mellom bunnstykket 18 og dekselet 16.

Kontaktanordningen monteres fortrinnsvis på kabelen ved hjelp av et apparat 74 (fig. 7) som omfatter en holdeanordning 76 under-støttet mellom motkiler 78 på en bunnplate 80. Denne kan på sin side være fiksert på bordet i en passende benkpresse. Holderen 76

kan fjernes fra bunnplaten 80 slik at det kan benyttes varierende holdere innrettet for kontaktanordninger med varierende dimensjoner. Det er anordnet to rekker relativt små, sirkulære åpninger 82 i den øvre overflate.av holderen 76 til å oppta stiftene 28 på kontaktklemmene i et bunnstykke 18, og det finnes to relativt store åpninger 84 til å oppta fremspringene 51 på undersiden av bunnstykket 18. Det er montert to styretapper 86 på holderen 76 for å sentrere kabelen 4 i forhold til bunnstykket 18 i en kontaktanordning som anbringes i denne. Kabelen blir dessuten sentrert ved hjelp av en stoppeblokk 88 med en flate 90, mot hvilken kabelen bringes i an-

legg under monteringen av kontaktanordningen.. Blokken 88 er juster-bart montert som angitt med tallet 92 på. en bæreblokk 94 som er festet på bunnplaten 80.

Kabelen 4 blir presset nedover på bunnstykket 18 ved hjelp

av en matrise- eller presseblokk 96 på enden av en spindel 98.

Det vil forstås at blokken 96 kan benyttes i forbindelse med enhver passende benkpresse, og den utgjøres av tre ulike seksjoner 100, 100',

(fig. 8). Seksjonene 100, 100<*> har utsparinger 108, 108' på de sider S3m ligger an mot den midtre seksjon 102, og herved avgrenses det rektangulære åpninger som strekker seg gjennom til undersiden av blokken 96. Kantene av utsparingene 108, 108' er skrått avfaset som angitt med tallet 105 til dannelse av styreflater for kantene av klemmene under kabelmonteringsarbeidet. Bredden av utsparingene 108, 108' er i det vesentlige lik og litt større enn avstanden mellom de ytre ender av mothakene på de frie ender 46 av armene 40 (fig. 9). Armene 32, 40 kan således føres fritt inn i utsparingene, men de hindres i en utbøyning når ledningene beveges "inn i slissene. Dessuten har utsparingen 108, 108' en bredde som er litt, men ikke svært meget større enn avstanden mellom de motsatt rettede kanter av armene 32, 40 for å danne understøttelse for disse mot den nevnte utbøyning.

Seksjonene 100, 100', 102 er sammenføyet ved hjelp av passende festeanordninger. I undersiden av blokken 96 finnes det åpninger 104 for låsearmene 60, 60' på bunnstykket 18 samt en utsparing 106 for et frempsring 89 på den nevnte blokk 88.

Når en kabel 4 skal monteres i en kontaktanordning 14, blir bunnstykket 18 først plassert i holderen 76 med klemmestiftene 28

i hullene 82. Enden av kabelen blir deretter sentrert mellom tappene 86 i anlegg mot flaten 90, og pressen aktiveres for å bevege blokken 96 nedover (fig. 9) inntil den når den stilling som er vist på fig. 10. Under denne montering gjennombryter de øvre ender av armene på hver kontaktklemme kabelen -på begge sider av en leder 2 og trer inn'i utsparingene 108, 108' i blokken 96. Idet bevegelsen nedover av blokken 96 fortsetter, blir lederne 2 presset inn i de indre ender av slissene 36, 42 inntil de er plassert i de snevre partier av disse som strekker seg inn i klemmenes åkseksjon 22.

Som omtalt ovenfor, fremstilles kontaktklemmene fortrinnsvis av relativt tynt materiale med gode fjæringsegenskaper og armene 32, 40 bøyes derfor lateralt utover på grunn av kilevirkningen av lederne 2 (fig. 10). I realiteten blir de øvre ender av armene understøttet av veggene i utsparingene 108, 108' mot den utbøyning de ellers ville bli utsatt for. Med andre ord ville kraftpåvirk-ningene på klemmene under innføringen av lederne 2 forårsake en bøyning av armene utover de posisjoner som er vist på fig. 10 hvis disse ikke var innesluttet mellom de nevnte vegger.' På grunn av at armene blir understøttet ved kabelmonteringen,blir de individuelle ledere i høyere grad deformert enn det ellers ville være tilfellet, og det dannes en ren overflate på disse ledere for den elektriske kontaktdannelse med kantene i klemmeslissene. Da lederne er av kobber, gir de etter (dvs. de blir varig deformert) under kabelmonte-rjngen og er ikke i stand til å presse armene fra hverandre når blokken 96 blir fjernet.

Blokken 96 tjener under kabelmonteringen også til å hindre

en forvridning av klemmene eller annen feil på di^se som følge av kompresjons- eller torsjonspåvirkninger som utvikler seg mens leder-

ne presses inn i klemmeslissene. Klemmene behøver derfor ikke å

være av relativt tykt materiale for å hindre forvridning eller torsjonsfeil uten ekstra understøttelse. Den understøttelse som tilveiebringes av utsparingene i blokken 96, gjør det som nevnt mulig å benytte et relativt tynt materiale med gode fjæringsegenskaper.

Etter at lederne er blitt ført helt inn i klemmeslissene,

heves blokken 96, og kabelenden inspiseres for eventuelt uriktig innsatte ledere eller andre mangler. En inspeksjon av de elektriske forbindelser på dette stadie vil avsløre enhver mangel, f.eks. uriktig plasserte eller utilstrekkelig innførte ledere. Mens slike defekter bare sjelden møtes og som regel er en følge av en uriktig monteringsteknikk, f.eks. feilaktig fluktning av kabelen i holderen,

så forekommer de likevel ved sjeldne anledninger, og det forhold at kabelen kan inspiseres, er et fordelaktig trekk.

Dekselet -16 samles heretter med bunnstykket 18 ved bare å

skyve det nedover med blokken 96 inntil låsearmene er plassert i utsparingene 64, 64'. De øvre ender av armene 32, 40 vil bli bøyd innover ved denne montasje, men etter at de frie ender 46 er passert gjennom den snevrere sylindriske del 73 av åpningene 66, vil armene delvis gå tilbake til deres vanlige posisjoner,og skuldrene 43 vil ligge an mot flatene 72 som vist på fig. 4. Som nevnt ovenfor, er diameteren av den sylindriske del 73 av åpningene 66 fortrinnsvis en slik at armene blir bøyd litt innover av dekselet 16.

Flere av de fordelaktige trekk ved en klemmeanordning ifølge oppfinnelsen stammer fra det forhold at kontaktklemmene kan frem - stilles av relativt tynne materialemner med gode fjæringsegenskaper.

I den ferdige kontaktanordning som den er montert på kabelen, har kontaktklemmene forsettlig lagret energi som fjærende presser kantene av deres slisser mot den innførte leder. Bruken av de tynne metallemner som den er beskrevet ovenfor, er på sin side muliggjort ved at klemmenes armer blir understøttet mot feil ved forvridning under under monteringen av kontaktanordningen på kabelen. Dessuten skaper anordningen av to sett kontaktarmer tilstrekkelig kontaktflate til tross for det tynne metall.

En ytterligere fordel ifølge oppfinnelsen er at det er tilveiebrakt fire separate kontaktområder mellom hver klemme og hver leder. Denne rikelige kontakt reduserer muligheten for forbindelser med høy motstand og/eller åpne kretser. Det er dessuten fordelaktig at individuelle kontakiklemmer holdes i bøyd tilstand av dekselet og ligger an mot dette for å holde det inn mot den øvre overflate av kabelen. Det gjensidige inngrep mellom hver kontaktklemme og dekselet hindrer enhver forvridning eller bøyning av dekselet med en ledsa-gende avspenning av mekanisk tilbakeholdelse av kontaktanordningen på kabelen.

Som beskrevet ovenfor, utformes kontaktklemmen 20 fortrinnsvis med armene 40 hellende inn mot armene 32. Denne lette helning av armene 40 er fordelaktig ved at den lokaliserer de motstående kanter i slissen mellom disse armer tett ved de motstående kanter i slissen mellom armene 32, særlig ved de øvre ender. Når lederne presses nedover som vist på fig. 9, må isolasjonen eller banematerialet bli ekstrudert bort fra disse, og den ektruderte isolasjon kan da flyte inn i rommet mellom de motstående overflater av armene 40 og 32. Spalten mellom disse motstående overflater er minst ved armenes

øvre ender og øker mot de nedre ender av disse (ved åket 22). Derfor er det tilveiebrakt et økende større mellomrom inn i hvilket plast-materialet kan flyte idet ekstrusjonen eller strømningen av isolasjonen som omgir lederne, øker under bevegelsen av disse nedover.

Den ekstruderte plast kiler seg følgelig ikke inn mellom de nevnte overflater og presser dem fra hverandre.

Klemmer ifølge oppfinnelsen fremstilles ved utstansning fra plan metallplate, hvoretter det utstansede emne bøyes langs bukten 25 for å bringe armene 32, 40 i hovedsaken på linje med hverandre. Det er en fordel hvis armene ikke flukter perfekt, men er meget lite forskjøvet i forhold til hverandre. Det forskjøvne forhold mellom slissene gir anledning til påføring av strekkpåvirknihger i leder-

ne - jk grunn av 'at de strammes, og disse strekkpåvirkninger bidrar ytterligere til den lagrede energi i systemet ved hjelp av hvilken den elektriske kontakt blir sikret.

I den forutgående beskrivelse blir undersiden av kabelen,

som sett på fig. 6, plassert mot de øvre ender av kontaktklemmene. Det må nevnes at begge sider av kabelen kan plasseres mot disse

ender, slik at sporene 12 i den beskrevne utførelsesform kan tjene til å lokalisere kabelen hvis den øvre side av dette vendes mot klemmene. Visse kommersielt tilgjengelige flatkabler har ikke slike spor, og i så tilfelle blir kabelen lokalisert helt ved hjelp av låsearmene 60, 60' eller av tappene 86 i monteringsapparatet.

Den kontaktanordning som er vist på tegningen, kan monteres på en trykt kretsplate med stiftene 28 loddet til ledere på undersiden av denne, eller disse stifter kan innsettes i kontakthylser i en komplementær kontaktanordning. Hvis det er ønsket, kan stiftene 28 erstattes med alternative former for kontaktkomponenter, f.eks. de nevnte hylser.

Claims (4)

1. Elektrisk kontaktanordning for en flatkabel av den type som omfatter et flertall ledere som blir fast-holdt parallelt, side ved side med innbyrdes avstand av isolerende plastmateriale, hvilken anordning dels omfatter et- første huselement med et flertall gjennomgående hull som hver for seg opptar en klemme med en kontaktstift som strekker seg ut fra den ene ende av det samhørende hull og med en ledningsopptagende del som stikker ut fra den andre ende av hullet, hvor den trådopptagende del omfatter to armer i avstand fra hverandre, som strekker seg vinkelrett ut fra bredsiden av det første huselement, hvor den andre ende av hullet befinner seg og har motstående spisse, frie ender for gjennombryting av kabelisolasjonen, dels et annet huselement som kan bringes i inngrep med det første og har utsparinger som strekker seg inn i den ene sideflate for å' oppta de frie ender av de nevnte to armer og er bredere ved denne side enn den totale bredde over disse, karakterisert ved at utsparingene i det annet huselement (16) er utformet som gjennomgående hull (66) som smalner av fra i-nærheten av den ene side (68) av dette til et sted (73) innenfor denne side hvor hullets vidde er mindre enn dimensjonene over de to armer (40).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det frie endepartier av: armene (40) på hver klemme (20) strekker seg bort fra hverandre for å definere skuldre (4-3) rettet mot det første huselement (18) , og at hullene (66) i det annet huselement (16) har utvidede partier (66) ved den andre side (67) av dette som definerer skuldre (72) som vender mot denne side og kan bringes i inngrep med skuldrene (43) på armene (40).

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved et annet par armer (32) i avstand fra det første par (4-0), hvilke to armpar strekker seg på koplanar måte ut fra to tilhørende plate-seks joner (24, 26) som'er .innbyrdes sammenføyet via en bukt (25) hvis akse er parallell med slissene (36, 42).

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at de to armpar (32, 40) heller mot hverandre i retning mot deres frie kanter.