DE4411187A1 - Stromleitungs-Verbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Stromleitungs-Verbinder und insbesondere auf solche, die Schutz gegen unerwünschte Berührung des menschlichen Körpers mit einem Leitungs­ verbinder bieten.

Man hat erkannt, daß es bei Verbindern, wie sie beispiels­ weise zur elektrischen Verbindung von Platinen, die bei Schaltungskarten verwendet werden, mit Grundplatten erwünscht ist, die Finger beispielsweise eines Monteurs, gegen unerwünschte Berührung mit einem Stromquellenleiter zu schützen.

Es hat sich nun gemäß der Erfindung herausgestellt, daß eine unerwünschte Berührung zwischen dem menschlichen Körper und einer Stromleitung sich einfach und praktikabel dadurch verhindern läßt, daß man bei einem Stromleitungsverbinder in den Leiter mit einer isolationsfreien Fläche einer Dimension überstehen läßt, die kleiner als die angrenzende Dimension des Leiters selbst ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Leitungsverbinder eine Steckergruppe und eine Kupplungs­ gruppe auf, von denen die Steckergruppe eine Metallschneide mit angeformten Stiften und einen Plastikschutz aufweist, der im Preßsitz auf der Schneide sitzt und längs und durch­ gehend drei Nuten aufweist, von denen jede eine geringere Breite als die ihr entlang verlaufende Schneide selbst hat, und von denen die Kupplungsgruppe eine dreizinkige Aufnahme hat, die so ausgebildet ist, daß sie in die Nuten hineinpaßt und durch sie hindurch gegen die Schneide drückt.

Es sei nun eine bevorzugte Ausführungsform erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Verbindersystem mit zwei Stromverbindern gemäß der Erfindung (wobei eine Steckergruppe schematisch gezeichnet ist und die anderen drei Kontaktgruppen nicht dargestellt sind),

Fig. 2 eine teilweise weggebrochene Endansicht des Verbindungssystems nach Fig. 1,

Fig. 3 eine auseinandergezogene Darstellung eines bevor­ zugten Strom-Verbinders, teilweise als Schnittansicht gemäß der Linie 3-3 aus Fig. 1 (die Kupplungsgruppe, die Leitungsplatte und die Grundplatte, wobei die beiden letzteren ebenfalls teilweise dargestellt sind) und teilweise wegen der Lage der Schnittlinie in Seitenansicht (Steckergruppe),

Fig. 4 eine auseinandergezogene Schnittansicht gemäß der Schnittansicht 4-4 in Fig. 1 mit Ausnahme der gegenüber den Darstellungen in den Fig. 1-3 um 180° gedrehten Orientierung des Platinenanschlusses 20, der Versteifungskappe 32 und innerer Teile sowie anderer geringfügiger Darstellungsänderungen,

Fig. 5 einen auseinandergezogenen Schnitt längs der Linie 5-5 aus Fig. 3,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 3,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 1,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 7, und

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung von zwei auf einer Leitungsplatte montierten Steckergruppen.

Es sei nun Aufbau und Betrieb der bevorzugten Ausführung beschrieben.

Der generell in Fig. 1 veranschaulichte Aufbau zeigt ein Verbindersystem 10, welches zwischen einer Platine 12 (Fig. 4) und einer Grundplatte 14 montiert ist. Die Grund­ platte 14 trägt auch zwei Grundplatten-Verbinderelemente 16 und ein Platinenverbinderelement 20, welches sich zur Verbindung über einem Grundplatten-Verbinderelement 16 befindet, von denen in Fig. 1 nur das rechte in Draufsicht gezeigt ist. An der Grundplatte 14 sind vier Reihen von Signalkontaktstiften 18 befestigt, die durch das Grund­ platten-Verbinderelement 16 nach oben ragen, um mit einer entsprechenden Anzahl von Gabelsignalkontakten zusammen­ zuwirken, die in einem Gehäuse 24 montiert sind.

Die Signalkontakte des Platinenverbinderelementes 20 sind an den unteren Enden 26 in Fächern eines Plastikgehäuses 24 gegabelt und ragen nach oben und sind horizontal abgebogen. Die anderen Enden 23 der Kontakte 22 ragen durch eine Plastikführungsleiste 30 und Löcher in der Platine 12, wo sie verlötet sind. Zwischen der Führungsleiste 30 und dem Gehäuse 24 befindet sich eine Aluminiumversteifung 32, welche frei liegende Teile der Kontakte 22 abdeckt und dem Platinenverbinderelement 20 Form gibt. An einer Außenfläche der Seitenwand 34 des Gehäuses 24 befinden sich Masse­ kontakte 36. Diese sind an der Wand 34 des Gehäuses 24 über vertikale Laschen befestigt, die beim Spritzen des Gehäuses 24 an ihrer Stelle befestigt werden, sowie über horizontale Laschen, die nach dem Spritzen nach oben gebogen werden. Die unteren Enden der Kontakte 36 sind geneigt und ergeben Führungsflächen 40. Seitlich wegragende Zinken 38 der Kontakte 36 ragen durch Öffnungen in der Platine 12, wo sie verlötet sind.

Die Signalkontaktstifte 18 des Grundplatten-Verbinder­ elementes 16 sitzen im Preßsitz in der Grundplatte 14, und das Grundplatten-Verbinderelement 16 weist Seitenwand­ kontakte 42 auf, die in Nuten 44 der rechten Seitenwand 46 sitzen und von der Basis 47 nach oben ragen. Jeder Kontakt 42 hat drei Kontaktabschnitte 50, die vom Verbindungs­ abschnitt 53 durch Löcher 51 nach oben in die Nuten 44 ragen. Im Anschluß an die Oberseite der Basis 47 biegen sich die Kontaktabschnitte 50 vom Kontaktbereich oder dem Hohl­ raum 54 zwischen den Seitenwänden 46, 56 weg. Von dort an biegen sie sich zurück und in den Kontaktbereich 54 und an den Kontaktpunkten beginnen sie sich vom Bereich 54 wegzu­ biegen. Es sei an dieser Stelle Bezug genommen auf die US- Patentschrift 4,655,518 (Johnson et al, 7. April 1987).

Auf der Grundplatte 14 ist ferner eine Leiterschiene 60 aus massivem Aluminium montiert, durch die mehrere Löcher 62 verlaufen. Auf der Leiterschiene 60 ist ein Stromverbinder 64 (allgemein in Fig. 3 veranschaulicht) montiert, der eine Steckergruppe 66 und eine Kupplungsgruppe 68 enthält.

In die Leiterschiene 60 ist eine Schraube 63 eingepreßt, die mit einem nicht dargestellten geriffelten Flansch in Reib­ eingriff mit ihr sitzt und durch die ebenfalls nicht dar­ gestellte Grundplatte 14 ragt.

Die Kupplungsgruppe 68 (Fig. 3) weist ein Gehäuse 70 auf, welches einteilig aus Polyester durch Spritzguß gebildet ist. Das Gehäuse 70 hat einen unteren Teil 72, dessen innere und äußere Oberflächen im Horizontalquerschnitt parallele Rechtecke bilden; zwei der inneren Oberflächen sind bei 74 und die beiden anderen bei 76 in Fig. 7 veranschaulicht. Der durch die Wände 74 und 76 definierte Raum ist durch eine einteilig mitgespritzte Wand 78 unterteilt und bildet zwei Aufnahmekammern 80 für Stromleiterkontakte, welche Blatt­ federn 82, 82a aufnehmen, wie dies bei 84 veranschaulicht ist. Die inneren unteren Enden 90 und 92 (Fig. 3 und 7) der das Gehäuse 70 bildenden Wände sind unten nach außen abge­ schrägt.

Die Aufnahmen 84 enthalten Kontakte, die durch die unteren Enden der Stromleiter 86 gebildet werden, von denen jeder oben in seitlich wegragenden angeformten Kontaktstiften 88 endet; die Stromleiter 86 bestehen aus Kupfer, und sie haben einen zwischen den Kontaktabschnitten 86 und 88 befindlichen und mit diesem einteiligen Mittelabschnitt, der im Gehäuse 70 mittels Zähnen 87, 89 befestigt ist, die mit einem Rückhalteabschnitt 91 des Gehäuses 70 zusammen­ wirken.

Jede Steckergruppe, die in den Fig. 3 und 5 allgemein mit 66 bezeichnet ist, hat zwei Schutzelemente, von denen zwei im unteren Teil der auseinandergezogenen Darstellung der Fig. 5 gezeigt sind und von denen jedes zwei Abschnitte 66a und 66b hat, die einteilig aus Polyester gespritzt sind (wie Fig. 9 am besten erkennen läßt). In ihnen sind Sacköffnungen 96 ausgebildet, in welchen Schneidenabschnitte 98 sitzen, die einteilig mit dynamischen Stiftabschnitten 100 ausgebildet sind (siehe U.S. Re. 29,513, Johnson), welche in der Leiter­ schiene 60 sitzen, die ihrerseits durch nicht dargestellte Mittel mit der Grundplatte 14 verbunden sind. Die Ober­ flächen 110a und 110b (Fig. 9) der Abschnitte 66a und 66b verjüngen sich oben nach innen zu, während ihre Oberflächen 112 unten nach außen abgeschrägt sind. Die Nuten 102 und 104 lassen die Blattfedern 82 und 82a hindurchtreten, so daß sie mit dem Schneidenabschnitt 98 in jeder der berührungs­ gestützten Steckergruppe 66 in Eingriff treten, während die Nuten zu schmal sind, um eine Berührung eines menschlichen Fingers mit einem Schneidenabschnitt 98 zu erlauben, oder mit einem Testfinger, der einen generell elliptischen Quer­ schnitt mit einer Hauptachse von 4 mm und einer Nebenachse von 2 mm Länge hat.

Die Blattfedern 82 und 82a und die Schneide 98 bestehen aus Kupfer mit goldplattierten Kontaktbereichen. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erheblich an zu diesem Zweck benötigten Gold gespart.

Im Betrieb führt ein nicht dargestellter Stromleitungsdraht Spannung an die Schraube 63, durch welche Strom in die Leiterschiene 60, die Schneide 98 und die Blattfedern 82 und 82a sowie durch den Leiter 86 und auch die durch die Platine 12 ragenden Kontaktstifte 88 zu auf der Platine befindlichen Stromverbrauchern fließt. Zu diesem Zweck werden die Steckergruppen 66 in die Kupplungsgruppenkammern 80 einge­ führt, wobei die Blattfedern 82, 82a in Eingriff mit der Schneide 98 kommen, wenn sie zu diesem Zweck in die Nuten 102, 104 eintreten, sowie die Blattfeder 82 die Schneide 98 quer in eine Richtung und die Blattfeder 82a die Schneide 98 in die andere Richtung drückt.

Die Nuten 102 und 104 sind zu schmal, um die Berührung eines menschlichen Fingers mit der Schneide 98 zu erlauben.

Für den Fachmann liegen auch andere Ausführungsformen auf der Hand. Der Stromleiter kann durch eine Mehrzahl leitender Elemente anstatt durch eine einzige Schneide gebildet werden. Die Leiterschiene kann auch weggelassen werden, und die Stifte von der Leiterschneide können unmittelbar in der Grundplatte verankert werden. Die zur Schneide führenden Stifte können in Eingriff mit der Grundplatte stehen, indem sie einfach durch die Leiterschiene hindurchragen (wie in Fig. 3) oder sie können mit der Leiterschiene in Eingriff stehen, die in anderer Weise an der Grundplatte befestigt sein kann (beispielsweise wie in Fig. 5, wobei die Befestigungsmittel nicht gezeigt sind). Die Stifte können an ihrer Stelle verlötet sein anstatt dynamisch befestigt zu sein. Die Gehäuseendabschnitte können bei der Kupplungs­ gruppe des Stromverbinders auch abgewandelt werden, wie es etwa ein Vergleich der Fig. 2 und 3 zeigt.

Claims (9)

1. Stromleiter-Verbinder mit einer Kupplungsgruppe (68), die einen Stromleiter (86) und ein Gehäuse (70) enthält, wobei der Stromleiter einen ersten Kontaktabschnitt (88), einen zweiten Kontaktabschnitt (82, 82a) und einen dazwischen befindlichen Hauptabschnitt hat und all diese Abschnitte aus Metall bestehen und einteilig sind und wobei das Gehäuse (70) eine Aufnahmeöffnung für eine Steckergruppe (66) und einen Rückhalteabschnitt (91) zur Aufnahme und Halterung des Hauptabschnittes aufweist.

2. Verbinder nach Anspruch 1, bei welchem der erste Kontakt­ abschnitt eine Mehrzahl von Stiften (88) und der zweite Kontaktabschnitt eine Kontaktaufnahme (82, 82a) enthält.

3. Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktaufnahme eine Mehrzahl von Blattfedern (82, 82a) aufweist, von denen mindestens eine derart angeordnet ist, daß sie auf einen in die Kontaktaufnahme eintretenden Gegenstand (98) eine Kraft ausübt, die Kräften entgegen­ gesetzt gerichtet ist, welche auf den Gegenstand von mindestens einer der anderen Blattfedern ausgeübt werden kann.

4. Verbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktaufnahme (3) Seite an Seite angeordnete Blatt­ federn (82, 82a) aufweist, von denen die mittlere (82) größerflächig als die beiden seitlich von ihr befindlichen Blattfedern (82a) ist und daß die Blattfedern so ausgebildet und angeordnet sind, daß die mittlere auf einen zwischen ihr und den beiden anderen befindlichen Gegenstand (98) eine Kraft in entgegengesetzter Richtung wie die von den beiden anderen auf den Gegenstand ausgeübten Kräfte ausübt.

5. Verbindung nach Anspruch 1, mit ferner einer Stecker­ gruppe (66), die einen Stromzuführungsleiter (98) und einen Berührungsschutz (66a, 66b) für diesen enthält, wobei der Stromzuführungsleiter in dem Berührungsschutz angeordnet ist und dieser in die Aufnahmeöffnung für die Steckergruppe paßt und Öffnungen (102, 104) durch seine Wandungen freiläßt, durch welche die Kontaktabschnitte den Stromzuführungsleiter (98) berühren können und deren Breite schmaler als die Breite des Stromzuführungsleiters (98) ist.

6. Verbinder nach Anspruch 5, bei welchem der Stromzufüh­ rungsleiter als Schneide (98) und der zweite Kontakt­ abschnitt als Kontaktaufnahme (82, 82a) ausgebildet ist.

7. Verbinder nach Anspruch 6, bei welchem der Berührungs­ schutz (66a, b) ein die Schneide (98) umgebendes Isolier­ teil und die Öffnungen als ihn durchsetzende Schlitze (102, 104) ausgewählt sind.

8. Verbinder nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch drei Schlitze (102, 104), von denen zwei eine erste Wandung des Berührungsschutzes (66a, b) und einer eine gegenüberliegende Wand des Berührungsschutzes durchsetzen, und wobei die Kontaktaufnahme (84) dreizinkig mit Blattfedern (82, 82a) ausgebildet ist, welche in einander entgegengesetzten Rich­ tungen gegen die Schneide (98) drücken.

9. Verbinder mit einer Steckergruppe mit einem Berührungs­ schutz (66a, b) und einem Stromleiter (98), wobei der Berührungsschutz aus Isoliermaterial besteht und den Strom­ leiter umgibt und in seinen Wänden Öffnungen (102, 104) freiläßt.