Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet
elektrischer Verbinder und insbesondere ein Verrastungssystem
oder -mittel zum Halten von Kontakten in Kanälen eines
Verbindergehäuses.
Hintergrund der Erfindung
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Eine breite Vielfalt zusammenzufügender elektrischer
Verbinder verwendet Paare von ineinandergreifenden Stift- und
Sockelkontakten zum Verbinden einer Mehrzahl von Schaltungen
oder Drähten über die zusammengefügten Verbinder. Die Stift-
und Sockelkontakte werden oft als Stecker- bzw.
Buchsenkontakte bezeichnet.
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Die Kontakte sind in einer Mehrzahl von
Kontaktaufnahmedurchführungen oder -kanälen in einem
dielektrischen Gehäuse des elektrischen Verbinders montiert.
Die Kontakte sind allgemein länglich und sind entlang der
Längsachsen der Kontakte in die Kanäle eingesetzt.
Normalerweise ist eine Art von Verrastungsmittel vorgesehen,
um die Kontakte gegen ein Herausziehen in den Kanälen zu
halten.
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Verschiedene Arten von Kontaktverrastungsmitteln bieten
anhaltend verschiedene Probleme dar. Beispielsweise sind die
Kontakte oft mit nach außen ragenden, einseitig befestigten
oder freitragenden flexiblen Verrastungsarmen versehen,
welche hinter Schultern in den Kontaktaufnahmekanälen des
Verbindergehäuses schnappen. Die freitragenden
Verrastungsarme haben die Tendenz, sich zu verbiegen, zu
brechen und/oder an anderen Teilen zu schleifen.
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Beispielsweise können die Verrastungsarme vor der Herstellung
des Verbinders auf einem Streifen miteinander verbundener
Anschlüsse während des Transports verbogen oder geknickt
werden. Um wesentliche Verrastungsfähigkeiten aufzuweisen,
müssen die Verrastungsarme außerdem eine ausreichende Breite
besitzen, welche oft die Stromführungskapazität der Kontakte
begrenzt und andererseits eine Überhitzung bewirken kann.
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US 3764960 offenbart eine Clusteranordnung, welche die
Merkmale des Oberbegriffs der Ansprüche 1 und 5 umfasst.
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US 3957337 offenbart einen elektrischen Verbinder mit einem
isolierenden Gehäuse mit einem Kanal zur Aufnahme eines
Kontakts in diesem. Der Kontakt weist einen zylindrischen
Abschnitt auf, an welchem Blattfedern ausgebildet sind, die,
vollständig eingesetzt, nach außen hinter einen Teil des
Kanals schnappen. Das Gehäuse weist jedoch keine Nut auf, die
mit dem Kanal in Verbindung steht, um die Blattfedern zu
führen.
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US 2925577 offenbart einen Kontaktsockel mit einem allgemein
zylindrischen Zusammenfügungsteil mit einer offenen Naht oder
Fuge. Der mittige Teil des Sockels ist jedoch geschnitten und
gebogen, sodass er zwei Verriegelungsnasen bildet, wogegen
der Verrastungsflansch vorliegender Erfindung von dem
Zusammenfügungsteil an jeder oberen Seite der Naht quer
vorsteht.
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US 3753193 offenbart einen Sockelkontakt zum lösbaren
Aufnehmen eines Stiftes, welcher auch einen kanalförmigen
Kontaktabschnitt zur Aufnahme des Stiftes durch eine Öffnung
umfasst. Der kanalförmige Kontaktabschnitt weist einen im
Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf und ragt nicht über
die Zusammenfügungsfläche eines Gehäuses hinaus.
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Um jene Probleme zu vermeiden, bei denen die
Verrastungsmittel durch flexible Verrastungsarme an den
Kontakten vorgesehen sind, sind Verrastungsarme an dem
Verbindergehäuse selbst vorgesehen worden. Das Gehäuse ist
normalerweise aus Kunststoffmaterial geformt, und die
Verrastungsarme sind integral mit diesem geformt und
erstrecken sich von den inneren Gehäusewänden nach innen, in
die Kontaktaufnahmekanäle hinein. Diese Verrastungsarme an
dem Gehäuse weisen eine begrenzte Festigkeit und Haltbarkeit
auf. Sie verursachen außerdem Probleme während der
Herstellung, da das gegossene Kunststoffmaterial über die
gesamte Länge der Arme herunterfließen muss. Die Arme nehmen
auch "Bauplatz" in dem Verbindergehäuse ein und machen es
schwierig, eine geeignete Isolierung zwischen benachbarten
Kontakten bereitzustellen.
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Die vorliegende Erfindung ist auf die Lösung der vorstehend
genannten vielfältigen Probleme ausgerichtet, indem ein
einfaches und zuverlässiges Verrastungssystem für Kontakte in
einem elektrischen Verbinder der beschriebenen Gattung
bereitgestellt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein neues
und verbessertes Verrastungssystem oder -mittel zum Halten
der Kontakte in Kanälen eines elektrischen Verbindergehäuses
bereitzustellen.
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In der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung
beinhaltet ein elektrischer Verbinder einen gestanzten und
geformten Metallblechkontakt mit einem allgemein
zylindrischen Zusammenfügungsteil mit einer offenen Naht oder
Fuge, die sich in Längsrichtung desselben erstreckt. Ein
Verrastungsflansch ragt quer von dem Zusammenfügungsteil an
jeder gegenüberliegenden Seite der Fuge vor. Ein
dielektrisches Gehäuse weist allgemein starre Wandungen auf,
die einen länglichen Kontaktaufnahmekanal zur Aufnahme des
Zusammenfügungsteils des Kontakts bilden. Eine längliche Nut
in der Wandung steht mit dem Kanal in Verbindung, um die
Verrastungsflansche, die von dem Zusammenfügungsteil
vorragen, aufzunehmen. Die Nut weist Seitenwände auf, die von
einem breiten Mündungsende der Nut zu einem schmalen
Verrastungsende derselben zusammenlaufen. Die Seitenwände
sind dazu angepasst, den Zusammenfügungsteil des Kontakts
nachgiebig zusammenzudrücken, wenn die Seitenwände die
Verrastungsflansche während des Einsetzen des Kontakts in das
Gehäuse führen. Das Verrastungsende der Nut weist einen
abrupt verbreiterten Verrastungsabschnitt auf, in welchen die
Verrastungsflansche einschnappend in Eingriff kommen, um den
Kontakt in dem Kanal zu verriegeln.
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Wie vorliegend offenbart, weist der verbreiterte
Verrastungsabschnitt der Nut an jeder gegenüberliegenden
Seite der Nut eine Verrastungsschulter auf, an welchen die
Verrastungsflansche an gegenüberliegenden Seiten der Fuge an
dem Zusammenfügungsteil des Kontakts angreifen. Die
Verrastungsflansche ragen von einer Außenseite des Gehäuses
vor, um einen Zugriff auf die Verrastungsflansche,
beispielsweise mittels eines geeigneten Werkzeugs, zum
Entrasten des Kontakts zu bieten.
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Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich werden,
die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben
wird.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Beziehen wir uns detaillierter auf die Zeichnungen und
zunächst auf Fig. 1, so ist die Erfindung in einem generell
mit 10 bezeichneten elektrischen Verbinder verkörpert,
welcher ein dielektrisches Gehäuse 12 beinhaltet, das eine
Mehrzahl von länglichen Kontaktaufnahmekanälen 14 bestimmt.
In dem Teil des Gehäuses 12 in Fig. 1 sind nur zwei
Kontaktaufnahmekanäle 14 gezeigt, aber es sollte verstanden
werden, dass in dem dielektrischen Gehäuse eine beliebige
Anzahl solcher Kanäle mit im Wesentlichen beliebiger
Anordnung derselben ausgebildet sein kann. Jeder Kanal weist
eine Öffnung am Eintrittsende 14a durch eine rückseitige
Anschlussfläche 12a des Gehäuses 12 und eine Öffnung am
Verrastungsende 14b durch eine Zusammenfügungsfläche 12b des
Gehäuses auf.
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Eine längliche Nut 16 steht mit jedem Kanal 14 entlang dessen
Länge in Verbindung. Die Nut läuft von einem breiten
Mündungsende 16a an dem Eintrittsende 14a des jeweiligen
Kanals zu einem schmalen Verrastungsende 16b an dem
Verrastungsende 14b des jeweiligen Kanals allmählich
zusammen. Das Verrastungsende 16b jeder Nut 16 weist einen
abrupt verbreiterten Verrastungsabschnitt 18 auf, welcher an
jeder gegenüberliegenden Seite der Nut an dem schmalen
Verrastungsende 16b der Nut eine Verrastungsschulter 20
bildet.
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Eine Mehrzahl von generell mit 22 bezeichneten Kontakten ist
in die Kanäle 14 in Richtung des Pfeils "A" (Fig. 1)
einsetzbar. Die Kontakte können auf Drähte gequetscht werden,
was auch als Crimpen bezeichnet wird, oder können direkt an
einer gedruckten Schaltungsplatine (nicht gezeigt) montiert
werden.
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Bei der in den Figuren gezeigten beispielhaften
Ausführungsform sind die Kontakte auf isolierte Drähte
gecrimpt. Jeder Crimpkontakt 22 weist zwei Paare von
Crimparmen 24 und 26 zum Anschließen eines elektrischen
Kabels oder Drahtes 28 auf. Die zwei Crimparme 24 sind dazu
angepasst, auf den Außenmantel oder die Umhüllung des Kabels
gecrimpt zu werden, um für dieses eine Zugentlastung zu
bieten. Die zwei Crimparme 26 sind dazu angepasst, auf den
leitfähigen Kern 30 des Kabels gecrimpt zu werden, um die
Leitfähigkeit zwischen dem Kontakt und dem Kern herzustellen.
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Jeder Kontakt 22 ist aus Blechmaterial gestanzt und geformt
und weist einen allgemein zylindrischen, buchsenartigen
Zusammenfügungsteil 32 mit einer offenen Fuge 34 in
Längsrichtung desselben auf. Die Fuge ergibt sich während des
Formens des Kontakts. Ein Verrastungsflansch 36 ragt an jeder
gegenüberliegenden Seite der Fuge von dem Zusammenfügungsteil
32 quer oder radial nach außen vor. Die Verrastungsflansche
sind aufgrund ihrer Lage an gegenüberliegenden Seiten der
Fuge insoweit flexibel, wie der zylindrische
Zusammenfügungsteil aufgrund der offenen Fuge
zusammengedrückt und aufgeweitet werden kann.
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Beim Zusammenbau und wie zuvor angemerkt, wird jeder Kontakt
32 zusammen mit seinem gecrimpten Kabel 28 in seinen
jeweiligen Kanal 14 in dem Gehäuse 12 in Richtung des Pfeils
"A" (Fig. 1) eingesetzt. Wenn der Kontakt in den Kanal
eingesetzt wird, ragen die radial nach außen vorstehenden
Verrastungsflansche 36 in die zusammenlaufende Nut 16 hinein
und bewegen sich in Längsrichtung derselben. Während der
Kontakt in Richtung seiner vollständig, eingefügten Stellung
bewegt wird, werden die Verrastungsflansche 36 von den
gegenüberliegenden Seitenwände der Nut 16 geführt, was
bewirkt, dass sich die Verrastungsflansche aufeinander zu
bewegen, wobei sie den Zusammenfügungsteil 32
zusammendrücken, da die zusammenlaufende Nut zum
Verrastungsende 16b der Nut hin schmaler wird. Wenn die
Verrastungsflansche 36 von den Verrastungsschultern 20 an dem
Verrastungsende der Nut freikommen, werden die
Verrastungsflansche nach außen, in Anlage hinter den
Verrastungsschultern "schnappen" und dadurch das Entfernen
des Kontakts in entgegengesetzter Richtung zum Pfeil "A"
verhindern.
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Fig. 2 zeigt zwei Kontakte in ihren vollständig eingesetzten
Stellungen, und es ist deutlich zu sehen, wie die
Verrastungsflansche 36 des linken Kontakts hinter den
Verrastungsschultern 20 verriegelt sind. In Fig. 2 ist
außerdem zu sehen, dass die Zusammenfügungsteile 32 und die
Verrastungsflansche 36 über die Zusammenfügungsfläche 12b des
Gehäuses 12 hinaus vorstehen. Daher kann ein Werkzeug wie
etwa eine Zange verwendet werden, um die Verrastungsflansche
32 zu fassen und die Verrastungsflansche zusammenzudrücken,
sodass die Verrastungsflansche erneut von den
Verrastungsschultern 20 freikommen können. Wenn die
Verrastungsflansche von den Verrastungsschultern freigekommen
sind, kann der jeweilige Kontakt aus seinem jeweiligen Kanal
14 entgegengesetzt zu seiner Einfügungsrichtung (d. h.
entgegen der Richtung des Pfeils "A" in Fig. 1)
herausgezogen werden.
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Fig. 3 zeigt vier Kontakte 22, 22a, 22b und 22c in
unterschiedlichen aufeinanderfolgenden Einfügungsstellungen
in ihren jeweiligen Kontaktaufnahmekanälen 14. Der rechte
Kontakt 22 ist vor dem Einsetzen in Richtung des Pfeils "A"
in seinen jeweiligen Kanal 14 am rechten Ende des Gehäuses 12
gezeigt. Wenn der Kontakt in den Kanal eintritt, können die
Verrastungsflansche 36 leicht in die Nut 16 eintreten, da die
Nut an ihrem Mündungsende 16a breiter als der Abstand der
Verrastungsflansche 36 ist.
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Kontakt 22a in Fig. 3 ist teilweise in seinen Kanal 14 bis
zu einem Punkt eingesetzt, an welchem die Verrastungsflansche
36 des Kontakts erstmals in Anlage an die Seitenwände der
zusammenlaufenden Nut 16 kommen. Die Verrastungsflansche
haben jedoch noch nicht begonnen, den Zusammenfügungsteil des
Kontakts zusammenzudrücken.
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Kontakt 22b in Fig. 3 ist bis zu einer Stellung vor dem
Eintritt der Verrastungsflansche 36 in den abrupt
verbreiterten Verrastungsabschnitt 18 an dem Verrastungsende
der zusammenlaufenden Nut 16 eingefügt. Grundsätzlich haben
die Seitenwände der Nut die Verrastungsflansche aufeinander
zu gespannt, was zum Zusammendrücken des zylindrischen
Zusammenfügungsteils des Kontaktes führt, wodurch in diesem
eine Federenergie und die Neigung aufgebaut wird, die
Verrastungsflansche nach außen, in ihren statischen Zustand
zu drücken.
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Der Kontakt 22c in Fig. 3 ist in seiner vollständig
eingesetzten Stellung in seinem jeweiligen Kanal 14 gezeigt.
Es ist zu sehen, dass die Verrastungsflansche 36 zurück nach
außen, in den verbreiterten Verrastungsabschnitt 18 hinein
geschnappt sind, wobei die Verrastungsflansche hinter den
Verrastungsschultern 20 liegen. In dieser vollständig
eingesetzten Stellung kann der Kontakt aufgrund der
gegenseitigen Anlage zwischen den Verrastungsflanschen 36 und
den Verrastungsschultern 20 nicht aus seinem Kanal entfernt
werden (d. h. entgegengesetzt der Richtung des Pfeils "A").
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Schließlich zeigt Fig. 3, wie der vollständig eingesetzte
Kontakt 22c über die Zusammenfügungsfläche 12b des Gehäuses
12 hinausragt. Dies ermöglicht einen Zugriff auf die
Verrastungsflansche 36 mittels eines geeigneten Werkzeugs,
beispielsweise einer Zange. Wenn gewünscht, können die
Verrastungsflansche in Richtung der Pfeile "B" aufeinander zu
gedrückt werden, bis die Verrastungsflansche eng genug
beieinander sind, um von den Verrastungsschultern 20
freizukommen. Sobald er von den Schultern frei ist, kann der
Kontakt aus seinem Kanal in entgegengesetzter Richtung zu der
beim Einfügungsvorgang beschriebenen herausgezogen werden.
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Man wird verstehen, dass die Erfindung in anderen speziellen
Formen verkörpert sein kann, ohne von deren Merkmalen, wie
sie durch den anhängenden Anspruchsatz definiert sind,
abzuweichen. Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen
sind daher in jeglicher Hinsicht als veranschaulichend und
nicht als einschränkend zu betrachten, und die Erfindung ist
nicht auf die vorliegend angegebenen Details beschränkt.