DE1665163B2 - Verbinder zum herstellen loetfreier elektrischer verbindungen mit leitern eines mehrfach-flachkabels - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbinder zum Herstellen lötfreier elektrischer Verbindungen mit Leitern eines Mehrfach-Fl.ichkahels, mit einem Unterteil mit einer am Kabel angreifenden Oberfläche, mit einem Hauptkörper, der eine Mehrzahl /on leitenden, U-förmigen und mit spitzen Enden versehenen Kontaktelementen trägt zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit den Leitern, mit Einrichtungen an dem Unterteil und dem Hauptkörper zum Ausrichten des Unterteils und des Hauptkörpers aufeinander, mit öffnungen, die sich durch den Hauptkörper hindurch erstrecken und die die Kontaktekmente in Ausrichtung auf die Leiter aufnehmen, mit Schlitzen in dem Unterteil quer über die am Kabel anliegende Fläche des Unterteils, um die spitz zulaufenden Enden der Kontaktelemente aufzunehmen.

Zweck der Erfindung ist die Verbesserung eines Verbinders zur Herstellung lötstellenfreier elektrischer Verbindungen mit den Leitungen eines Mehrfach-Flachkabels, dessen Oberfläche in der Längsrichtung Siege oder Rippen aufweist; jede einzelne Rippe enthält eine Leitung oder einen Draht. Der Verbinder besitzt ein Unterteil, welches sich in der Querrichtung zu dem Kabel erstreckt und dessen Oberfläche in seitlicher Richtung Nuten aufweist, die in ihrer Gesamtheit der gewellten Oberfläche des Kabels entsprechen. Die Vorrichtung besitzt außerdem einen Teil, der sich quer über die andere Seite des Kabels erstreckt, wobei der eine Toil also entweder das Unterteil oder das Oberteil eine Vielzahl U-förmiger Koniaktelemente trägt, von denen jeder eine solche Lage einnimmt, daß er einen bleibenden lötstellenfreien Kontakt mit einem anderen Leiter der Vielzahl von Leitern bildet, sobald das Oberteil und das Unterteil in Ausrichtung mit dem Kabel auseinandergepreßt werden. Außerdem sind Führungsstücke vorgesehen, um eine exakte Ausrichtung zwischen Oberteil und Unterteil herbeizuführen.

Vorrichtungen zur Herstellung von Mehrfachverbindungen mit Flachkabeln mit vielen Einzelleitungen sind

an sich bekannt, so beispielsweise aus der US-PS 32 35 833. Dort werden U-förmige Verbindungselemente, die im wesentlichen die Form scharfer Gabeln mit zwei Zinken haben, durch die Isolation hindurch und über die Verbindungsdrähte gedrückt, wobei das Metall 5 mechanisch beansprucht wird urd einen bleibenden elektrischen Kontakt herbeiführt. Von besonderer Bedeutung sind solche Verbindungen dann, wenn eine große Anzahl sehr dünner Drähte vorhanden ist. In diesen Fällen muß eine ganz exakte Ausrichtung der Drähte und Verbindungsstücke erzielt werden, damit jeder Leiter nur mit seinem ihm zugeordneten Draht Kontakt macht und keine unerwünschten Verwechslungen entstehen. Aus der genannten US-PS ist es ferner bekannt, eine exakte räumliche Ausrichtung mit Hilfe im Abstand voneinander angeordneter öffnungen in dem Kabel und mit Hilfe entsprechender Stifte in dem eigentlichen Körper des Verbindungsstücks zu erzielen.

Bei dem Verbinder in der US-PS 3) 89 863, von der gattungsgemäß ausgegangen wird, werden ebenfalls U-förmige Verbindungseiemente ähnlicher Form wie bei der Vorrichtung nach der zuerst genannten US-PS verwendet, die Ausrichtung der entsprechenden Teile wird aber nur durch die Berührung mit den Außenkanten des Kabels herbeigeführt.

Hiervon ausgehend wird es als die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe angesehen, bei elektrischen Verbindern der gattungsgemäßen Art eine exaktere und zuverlässigere räumliche Ausrichtung zwischen Draht und Anschlußstück herbeizuführen. Insbesondere soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die dann mit Erfolg verwendet werden kann, wenn es sich um Verbindungen mit sehr vielen Drähten handelt, die dicht nebeneinanderliegen und einen kleinen Durchmesser haben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs I gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Flachkabel der geschilderten Art und Verfahren zu deren Herstellung sind ebenfalls an sich bekannt, so beispielsweise aus der I¹S-PS 30 82 292. Bei einer typischen Ausführungsform eines solchen Kabels, welches bei vielen elektronischen Stromkreisen Anwendung finden kann, sind zwei Gruppen dünner, in geringem Abstand parallel zueinander verlaufender Drähte vorhanden. Jede Gruppe besteht aus vierzehn Drähten aus Kupfer, deren Abstand voneinander 1,27 mm beträgt, wobei beide Gruppen getrennt voneinander angeordnet sind und auch einen vorbestimmten Abstand von den Rändern des Flachkabels haben. Die Gesamtbreite des Kabels beträgt in diesem Falle jedoch 4,5 cm, während die Dicke des Kabels über alles gemessen 0,794 mm beträgt.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen näher erläutert werden. In den Zeichnungen ist

Fig. I eine auseinandergezogene schaubildliche Darstellung einer Ausführungsform eines Verbinders nach der Erfindung sowie eines Teils eines Kabels in der Stellung, in der die Teile zwecks Herstellung der elektrischen Verbindungen zusammengeführt werden;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines unbearbeiteten Kontaktelementes;

F i g. 3,4 und 5 jeweils eine Ansicht von der Seite, von vorn bzw. von oben auf ein derartiges Kontaktelement; Fig.6 die Ansicht eines Teilschnitts durch einen zusammengebauten elektrischen Verbinder;

F i g. 7 die Ansicht eines Tcilschnittes mit einem Verbindungsstift, der mit Draht bewickelt ist, in der Stellung, die er einnimmt, bevor er eingeführt wird, und

F i g. 8 und 9 je eine Ansicht von unten bzw. von oben auf einen Teil des Blockes des Anschlußstückes, aus denen man die Form der Eintrittsöffnungen für das Kontaktelement ersieht.

Wie F i g. 1 zeigt, weist aas Kabel 10, von dem lediglich ein Endstück dargestellt ist, zwei Gruppen dicht nebeneinander im Abstand liegender paralleler Drähte 11 auf, die in einen plastischen biegsamen Isolierkörper 12 eingehüllt sind, der seinerseits eine ebene Oberfläche und auf der anderen Seite eine gewellte Oberfläche besitzt, deren Rippen 13 sich der geometrischen Form der Drähte anpassen. Das Ende 14 des Kabels ist rechteckförmig geschnitten, um in das Anschlußstück eingesetzt werden zu können.

Ein Verbinder besteht aus einem Unteneil 15, einem I luuptkörper 22(einschließlich der Kontaktelemente 26, siehe Fig.6) und aus einem Deckel 27. Unterteil, Hauptteil und Deckel bestehen aus einem plastischen Isolierstoff, vorzugsweise aus einem festen, dichten, nachgiebigen thermoplastischen Gießharz in der Modifikation eines Polycarbonates.

Das Umerteil 15 besteht im wesentlichen aus einem länglichen Kunstharzblock mit einer ebenen unteren Fläche, wenn man es in der Stellung betrachtet, die in F i g. 1 gezeichnet ist. Die mit Ausnehmungen versehene Oberfläche zur Aufnahme des Kabels weist eine Reihe nebcneinanderliegender kleiner Rinnen bzw. abgerundeter Nuten 19 auf, deren Form der Form der Rippen 13 des Kabels 10 entspricht. Außerdem sind liefe und enge Schlitze 20 in dem Unterteil vorgesehen, die quer zu den Nuten verlaufen. Die Enden 16 und der rückwärtige Rand 18 des Unterteils ragen etwas über die geschlitzte und mit Nuten versehene Oberfläche /ur Aufnahme des Kabels hinaus und reichen bis zu einer libene, die unmittelbar unter der Ebene der ebenen Oberfläche eines Kabelsegmentes liegt, deren gerippte Oberflächen in festen Kontakl mit der mit Nuten versehenen Oberfläche des Unterteils gepreßt wird. Führungsstifte 17 mit elliptischem Querschnitt ragen in der Mitte der Endstücke 16 nach oben über diese hinaus. Die vordere Kante 21 des Unterteils 15 ist. wie F i g. 1 zeigt, zwischen den Enden 16 ausgespart, um eine glatte Fläche 21 entstehen tu lassen, um welche das Kabel im Bedarfsfalle herumgebogen werden kann.

Der Hauptkörper 22 des Anschlußstücks weist parallel zueinander verlaufende obere und untere Flächen auf und enthält eine Anzahl vcn Bohrungen oder Kanäle. Kanäle 23 mit elliptischem Querschnitt gehen vollständig durch den Hauptkörper hindurch und sind gegen ihre Mittelpunkte leicht verengt, um den Führungsstiften 17 eine Reibungskraft für deren Zurückhaltung zu schaffen. Kanäle 24 mit kreisförmigem Querschnitt zur Aufnahme der Zapfen 28 gehen ebenfalls durch den Hauptkörper hindurch und sind in der Mitte eingeschnürt.

öffnungen 25, die, wie Fig. I zeigt, auf der Oberfläche des Hauptkörpers 22 zu sehen sind, haben im wesentlichen die Form eines L und sind in zwei in der Längsrichtung verlaufenden Reihen angeordnet; der Fuß des L ist gegenüber dem einen Ende in der entfernteren Reihe und gegenüber dem anderen Ende in der benachbarten Reihe versetzt. Die Raumform einer jeden öffnung 25 ist aus F i g. 9 etwas klarer zu ersehen; sie weist einen in der Mitte erweiterten, aber sonst

engen länglichen Schlitz 48 auf, der seinerseits den Fuß des L bildet und ganz durch den Hauptkörper 22 hindurchgeht; die öffnung besitzt außerdem ein Loch 51 mit rechteckförmigem Querschnitt, welches nur zum Teil durch den Körper 22 hindurchgeht und den Schenkel des L bildet. Die Form des Schützes 48, von der Unterfläche des Hauptkörpers aus gesehen, ist aus F i g. 1 zu ersehen. Dieser Schlitz weist einen engen Teil 49 auf sowie einen verbreiterten mittleren Teil 50. Der mittlere Teil ergibt sich tatsächlich nur als Ergebnis der Verstärkung des dünneren, aber sonst nur leicht deformierten abnehmbaren Formteiles, der den Schiit/ 49 während der Herstellung des Stückes im Spritzgußverfahren begrenzt. Eine eigentliche technische oder physikalische Funktion innerhalb des Anschlußstückes erfüllt dieser mittlere Teil nicht.

Die Raumform der öffnung 25 innerhalb des Hauptkörpers 22 ist auch aus den Fig. 6 und 7 zu ersehen. Dort erstreckt sich eine öffnung 51 von der Oberfläche des Hauptkörpers 22 bis zu den innenliegenden Flächen 41,42 und 43.

Ein dünner flacher Deckel oder ein Oberteil 27 liegt über der Oberfläche des Hauptkörpers 22 und wird mit Hilfe von Zapfen 28 an seiner Stelle gehalten, die ihrerseits mit den Bohrungen 24 in dem Hauptkörper 22 fluchten und in diese hineingedrückt werden. Der Deckel 27 weist zwei Reihen von Perforationen 29 mit schrägen Wänden auf, die jeweils mit einer öffnung 51 mit rechteekfömigem Querschnitt eines entsprechenden Kanals 25 ausgerichtet sind. Jede Perforation hat ebenfalls rechteckförmigen Querschnitt, der sich von einem etwas größeren Querschnitt an der Oberfläche zu einem etwas kleineren Querschnitt an der Unterfläche verringert; auf diese Weise stellt jede Zutrittsöffnung eine Öffnung mit schrägen Seitenflächen oder eine Öffnung mit Trichterform dar. Der Hauptkörper 22, die Kontaktclemente 26 und der Deckel 27 stellen nach durchgeführtem Zusammenbau ein einheitliches Anschlußstück dar.

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die Kontaktelemente 26 aus einem ebenen Federstreifen aus Messing od. dgl. im Wege des Stanzens und Faltens herzustellen, und im Bedarfsfall anschließend durch Glühen, Härten, oder ein anderes Verfahren weiterzubehandeln. Ein typischer Rohling 30 ist in F i g. 2 der Zeichnung dargestellt. Er weist einen länglichen Schenkel 31 auf, der in eine Gabel mit zwei Zinken oder in einen gabelähnlichen Teil ausläuft und einen engen Spalt mit geraden Seitenteilen und damit einen offenen Schlitz 32 zwischen zwei spitzen Zinken 33 hat. Der Schenkel 31 weist etwa auf der Hälfte seiner Längsausdehnung und den beiden Spitzen 33 gegenüberliegend eine Verbreiterung auf, so daß eine Schulter 34 entsteht; außerdem ist das Ende des Rohlings noch weiter verbreitert, so daß sich ein Distanzabschnitt 35 ergibt, der zu einem Teil 36 führt, der die Form einer Blattfeder hat und parallel zu dem Schenkel verläuft. Die gegenüberliegende obere Ecke des Rohlings ist zweckmäßigerweise abgenommen, so daß sich eine schräge Kante 40 ergibt und damit ein vergrößerter Abstand zwischen der Kante und dem Distanzstück 35 des benachbarten Elements.

Der Rohling 30 wird nun dadurch in ein Kontaktelement verformt, daß man das Metall längs der Faltlinien 37, 38 und 39 in die Form faltet, die in den F i g. 3 bis einschließlich 5 gezeigt ist Die so geformten Elemente werden in die Kanäle 25 in dem Hauptkörper 22 eingesetzt, wie man es am besten aus den F i g. 6 und 7 ersieht. Die Spitzen 33 gehen durch die schlitzartige öffnung 49 hindurch (siehe Fig.8) und greifen nach unten unter die Unterflächc des Basisteils 22 hindurch, während die Außenränder der Spitzen einen ausreichenden Abstand von den Endflächen des Schlitzes haben, um eine leicht zu vollziehende nachgiebige Trennung der Spitzen zu ermöglichen, wenn man einen Draht zwischen die Spitzen einklemmt Die Schulter 34 legt sich gegen die Fläche 42 und die untere Kante des

ίο Abstandsstückes 35 an die Fläche 41 innerhalb des Kanals 25 an. während der federnde Teil 36 beweglich innerhalb des offenen Teils des Kanals aufgehängt ist. Das gesamte Element wird im Innern des Kanals 25 durch die überlappenden Ränder des Deckels 27

•5 zurückgehalten, der die Perforationen 29 begrenzt.

Die gegenseitige Versetzung, die sich aus der Lage der Kontaktelemente innerhalb der umgekehrt gerichteten L-förmigen Kanäle ergibt, ermöglicht eine Kontaklgabe mit jedem einzelnen der verschiedenen

μ drahtförmigen Leitungen des Kabels 10, während immer noch eine longitudinal und quer gerichtete Ausrichtung zu einer Zugangsöffnung 29 ermöglich wird. Die Kontaktelemente sind zwar an sich fest in ihrer Lage festgehalten, können aber eine ausreichende nachgiebige Bewegung ausführen, um tatsächlich einen wirksamen elektrischen Kontakt in vollem Umfange zu garantieren. Die Schließkraft, die für eine satte Befestigung der nachgiebigen Plastikstifte 17 und 28 vorgesehen ist, führt mit Sicherheit dazu, daß das Anschlußstück, wenn es richtig zusammengebaut ist, ein praktisch einheitliches Ganzes bildet.

Der endgültige Zusammenbau des Anschlußstücks auf dem flachen Kabel erfordert eine kräftige Durchdringung der Kabelisolation mit Hilfe der spitzen Zinken der Kontaktelemente, welche die Drähte zwischen die Spitzen preßt und andererseits die Führungsstifte 17 in die Kanäle 23 hineindrückt. Die exakte Lage des Kabels wird durch den Paßsitz zwischen den Rippen 13 des Kabels und den Nuten 19 des Unterteils 15 erreicht; eine solche Wirkung erreicht man sowohl bei Kabeln, die wie bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel den gesamten Zwischenraum zwischen den Endwänden 16 ausfüllen als auch bei Kabeln geringerer Breite, aber mit ähnlicher Oberflächenwellung. Das Kabel wird fest zwischen dem Unterteil 15 und dem Hauptkörper 22 festgehalten, so daß eine die Kontaktgabe schwächende Bewegung zwischen den Drähten und den Kontaktelementen weitgehend oder sogar vollständig verhindert ist; man erhält daher einer in vollem Umfang wirksamen vollwertigen elektrischer Kontakt.

Anschlüsse von außen an einen oder an sämtlich« Drähte 11 erreicht man mit Hilfe von Stiften 44, die mi Draht umwickelt sind (siehe F i g. 7). Der in dieser Figui dargestellte Stift hat einen Teil 45 mit quadratischen Querschnitt, während darüber der Teil 46 mit de Drahtumwicklung angeordnet ist, der im allgemeine] kreisförmigen Querschnitt hat; der Verbindungsdrah 47 kann angelötet oder auf andere Weise befestigt seir Wird der Stift weiter in den Deckel in dem Hauptkörpe hineingedrückt, dann paßt sich der Schaft mit der quadratischen Querschnitt eng an die öffnung 29 und ai das Oberteil des Kontaktelementes 30 an. Der Stift win mit Hilfe der innenliegenden Fläche 43 auf eine vorbestimmten Tiefe gehalten und bleibt infolge de Vorhandenseins der Blattfeder 36 in ständigem elektr sehen Kontakt mit dem Kontaktelement

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentanspiüche:

1. Verbinder zum Herstellen lötfreier elektrischer Verbindungen mit Leitern eines Mehrfach-Flachkabels, mit einem Unterteil mit einer am Kabel angreifenden Oberfläche, mit einem Hauptkörper, der eine Mehrzahl von leitenden, U-förmigen und mit spitzen Enden versehenen Kontaktelementen trägt zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit den Leitern, mit Einrichtungen an dem Unterteil und dem Hauptkörper zum Ausrichten des Unterteils und des Hauptkörpers aufeinander, mit öffnungen, die sich durch den Hauptkörper hindurch erstrecken und die die Kontaktelemente in Ausrichtung auf die Leiter aufnehmen, mit Schlitzen in dem Unterteil quer über die am Kabel anliegende Fläche des Unterteils, um die spitz zulaufenden Enden der Kontaktelemente aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen auf einer Oberfläche des Hauptkörpers (22) ein im wesentlichen L förmiges Aussehen haben, wobei sie einen Schenkel (51) von im wesentlichen rechteckiger Gestalt, der sich nur teilweise durch den Hauptkörper hindurch erstreckt, und einen sich durch diesen hindurch erstreckenden Fußabschnitt (48) aufweisen, daß die Schenkel in parallelen Längsreihen und in parallelen Querlinien angeordnet sind, wobei die Linien senkrecht zu den Reihen verlaufen und die Fußabschnitte bei wenigstens einem Paar von benachbarten Reihen sich in entgegengesetzte Richtungen entlang der Reihen erstrecken, und daß die Kontaktelemente (26) in den Schenkeln festgehalten werden, um einen äußeren Si iftverbinder (44) aufzunehmen und mit diesem einen elektrischen Kontakt herzustellen, wobei die spitz zulaufenden Enden sich aus den Fußabschnitten (48) heraus erstrecken, um jedes Kontaktelement (26) auf einen Leiter(li) auszurichten.

2. Verbinder nach Anspruch 1 zum Herstellen lötfreier elektrischer Verbindungen mit einem Flachkabel, das mindestens auf einer Seite eine in Längsrichtung gerippte Oberfläche besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (15) eine Anzahl von Nuten (19) in der an dem Kabel anliegenden Oberfläche besitzt, um die an dem Kabel (10) vorhandenen Rippen (13) aufzunehmen.

3. Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die L-förmigen Kanäle (25) in zwei Reihen in Längsrichtung des Hauptkörpers (22) angeordnet sind, wobei die kurzen Schenkel (48) der L's der zwei Reihen in entgegengesetzte Richtungen reigen, und daß die rechtwinklig gestalteten Kanäle (48) der zwei Reihen jeweils gegenüber der entsprechenden der flachen Nuten (19) der genuteten Oberfläche des Unterteils angeordnet sind, wenn das Unterteil und der Hauptkörper aufeinander ausgerichtet sind.

4. Verbinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem mit Nuten versehenen Unterteil (15) eine schmale Rippe gehört, die längs eines Randes (18) sowie beider Endstücke (16) und längs der gewellten Oberfläche verläuft, während eine schmale Rippe eine solche Größe hat, daß sie das rechtwinklig abgeschnittene Kabelende (10) aufnehmen kann und die vordere Kante (21) des Unterteils (15) zwischen den Enden ausgespart ist.

5. Verbinder nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch zwei parallele Schlitze (20) quer zu den Nuten (19) in dem Unterteil (15), das eine rückwärtige Randleiste (18) und seitliche Randleisten (16), die sich bis oberhalb der gerippten Oberfläche bis zu einer Höhe erstrecken, die etwas geringer ist als die Dick.- des Kabels (10), und Führungsstifte (17) besitzt, die in der Mitte der seitlichen Randleisten aufragen, durch mittig eingeschnürte öffnungen (23) an dem Körperteil (22) zum Aufnehmen der Führungsstifte (17), wobei die Kontaktelemente (26), die in die L-förmigen öffnungen (25) hineinpassen, jeweils gegabelte, federnde an den Leitern angreifende Abschnitte, die in den kurzen durchgehenden Teil (49) der öffnung (41) hineinpassen, jeweils einen Schenkel (31), der breiter ist als der gegabelte Abschnitt und eine Schulter aufweist, um das Kontaktelement in der Öffnung anzuordnen, und einen federnden Teil (36) einschließen, der parallel zu dem Schenkel (31) verfäuft und auf diesen zu vorgespannt ist, und durch einen Deckel (27), der auf den Hauptkörper (22) paßt und rechteckige öffnungen (29) besitzt, die auf die L förmigen öffnungen (25) ausgerichtet sind, um einen Zugang zu diesen vorzusehen und um ein Entfernen der dann angebrachten Kontaktelemente (26) zu verhindern.