DE2743223A1

DE2743223A1 - Kontakttraeger

Info

Publication number: DE2743223A1
Application number: DE19772743223
Authority: DE
Inventors: Normand C Bourdon; Richard Sanford
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1976-10-01
Filing date: 1977-09-26
Publication date: 1978-04-06
Also published as: DE2743223C2; IT1084778B; JPS5816600B2; FR2366717B1; GB1556116A; JPS5343888A; US4157806A; US4358179A; FR2366717A1

Description

The Bendix Corporation

Executive Offices

Bendix Center 23. September 1977

Southfield, Mich.48075, USA Anwaltsakte M-4360

Kontaktträger

Die Erfindung betrifft elektrische Steckverbinder mit einsetzbaren und entfernbaren Kontakten; sie betrifft genauer gesagt den innerhalb eines elektrischen Steckverbinders angeordneten Kontaktträger und die Einrichtung zum Festhalten eines Kontaktes im Kontaktträger. Diese ist erfindungsgemäß als an den Kontaktträger angeformter Abschnitt ausgebildet.

Elektrische Steckverbinder weisen üblicherweise einen Stecker und eine Steckbuchse auf. Jedes dieser Teile hat einen aus dielektrischem Material gefertigten Kontaktträger, der mit einer Vielzahl von öffnungen versehen ist. Innerhalb der letzteren sind die elektrischen Kontakte festgelegt. Der Kontaktträger wird vom hinteren Ende des metallischen Gehäuses des Steckers oder der Steckbuchse eingeführt und wird durch geeignete Mittel, z.B. eine Mutter, in seiner Stellung fixiert. Bei einigen Steckverbindern können die elektrischen Kontakte von hinten eingesetzt werden und von vorne oder von hinten herausgenommen werden; bei anderen Steckverbindern

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werden die Kontakte von vorne eingesetzt und können von vorne oder von hinten herausgenommen werden. Diese Eigenschaften sind von praktischem Vorteil und erleichtern das Zusammenbauen und die Wartung der Steckverbindung.

Seit vielen Jahren entwickeln und verbessern die Hersteller von Steckverbindern die Einrichtungen zum Festlegen der elektrischen Kontakte in den Steckverbindern derart, daß die Kontakte leicht eingesetzt und entfernt werden können, wobei nur eine kleine oder gar keine Verlagerung des Kontaktes benötigt wird. Diese Entwicklung hat jedoch zu sehr komplizierten und aufwendigen Festlegeinrichtung geführt, die in der Regel zumindest zwei oder mehr Teile aufweisen.

Bei den elektrischen Steckverbindern, die eine aus mehreren Teilen bestehende Halteeinrichtung zum Festlegen der Kontakte aufweisen, kommen häufig elektrische Durchschläge zwischen den Kontakten längs der Grenzfläche zwischen den die Halteeinrichtang für die Kontakte bildenden Teilen vor. Durch die bei der Herstellung und der Montage der elektrischen Steckverbinder erforderlichen zusätzlichen Arbeitsschritte werden darüber hinaus die Kosten der Steckverbinder mit mehrstückigen halteeinrichtungen für die Kontakte vergrößert.

Durch die Erfindung soll daher ein einstückiger Kontaktträger aus dielektrischem Material geschaffen werden, in dem eine Vielzahl elektrischer Kontakte eines Steckverbinders festgelegt werden kann und der bessere elektrische Eigenschaften des unter seiner Verwendung erzeugten elektrischen Steckverbinders garantiert.

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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Kontaktträger mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Kontaktträger sind geringen Widerstand aufweisende Strompfade zwischen den elektrischen Kontakten ausgeräumt .

Der Kontaktträger weist eine Mehrzahl von Bohrungen oder Kanälen auf, die angeformte Halteeinrichtungen für den innerhalb eines Kanales aufzunehmenden elektrischen Kontakt aufweisen. Diese angeformten Kalteeinrichtungen weisen eine Mehrzahl von in radialer Richtung biegbaren Haltefingern auf, die in der Nachbarschaft einer Mehrzahl von ebenfalls an den Kontaktträger angeformter Rippen angeordnet sind. Von den Rippen getragene Schultern und die freien Enden der Haltefinger sind an nach vorne bzw. hinten weisende Schultern eines vergrößerten Abschnittes des Kontaktes anlegbar, wodurch sie diesen Abschnitt und damit den Kontakt im Kontaktträger festlegen. Die in radialer Richtung biegbaren Haltefinger des Kontaktträgers erlauben ein Einsetzen eines Kontaktes und Entnehmen eines Kontaktes von einem Ende des elektrischen Steckverbinders her.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Kontaktträgers, in dem die Halteeinrichtung für einen elektrischen Kontakt gezeigt ist; Fig. 2 einen weiteren Schnitt durch einen Teil eines erfin-

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- 7 dungsgemäßen Kontaktträgers;

Fig. 3 einen transversalen Schnitt durch das in Fig. 2 rechts liegende Ende der Halteeinrichtung;

Fig. 4 einen transversalen Schnitt durch das in Fig. 2 links gelegene Ende der Halteeinrichtung;

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der Halteeinrichtung;

Fig. 6-8 Schnittansichten durch einen Teil eines Kontaktträgers, in denen das Einführen eines Kontaktes in einen Kanal gezeigt ist;

Fig. 9 einen Schnitt durch den Kanal und die zugeordnete

Halteeinrichtung einer weiteren Ausführungsform des Kontaktträgers;

Fig. 10 einen Schnitt durch einen zusammengebauten Steckverbinder mit einem erfindungsgemäßen Kontaktträger;

Fig. 11 einen Kernstift und eine Kernhülse, die bei dem Formen eines erfindungsgemäßen Kontaktträgers Verwendung finden;

Fig. 12 eine vergrößerte Ansicht des bei der Herstellung eines Kontaktträgers verwendeten Kernstiftes;

Fig. 13 eine vergrößerte Ansicht der bei der Herstellung eines Kontaktträgers verwendeten Kernhülse;

Fig. 14 einen Kernstift und eine Kernhülse im in einander eingreifenden Zustand;

Fig. 15-19 Schritte beim Formen des Kontaktträgers; und

Fig. 20,21 schematische Schnitte durch den fertigen Kontaktträger längs der Linien A-A bzw. B-B von Fig. 19.

In Fig. 1 ist ein Teil eines insgesamt mit 10 bezeichneten Kontaktträgers gezeigt. Dieser weist eine Mehrzahl von Kanälen 15 auf, in

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denen eine Mehrzahl von Haltefingern 11 angeordnet sind. Diese bilden zusammen einen rohrförmigen abgeschnittenen Haltekegel für den in den Kanal 15 einzusetzenden elektrischen Kontakt. Die Haltefinger sind an dem Kontaktträger genauso angeformt wie eine Mehrzahl in axialer Richtung verlaufender Rippen 16. Bei herkömmlichen Halteeinrichtungen zum Festlegen der Kontakte im Kontaktträger ist der durch die Haltefinger gebildete Haltekegel kein angeformtes Teil des Kontaktträgers. Die zusammen einen kegelstumpfförmigen Hohlkörper bildenden Haltefinger 11 sind koaxial zur Achse des Kanals 15 angeordnet und laufen nach vorne und radial nach innen von der Wand des Kanals 15 weg bis hin zu einem vorderen freien Ende 12, das eine vorgegebene Strecke vor einer nach hinten weisenden Stirnfläche einer jeden der Rippen 16 endet. Die teilkegelstumpfförmigen Haltefinger 11 sind in radialer Richtung elastisch aufweitbar.

Fig. 2 zeigt eine weitere Querschnittsansicht eines Kontaktträgers 10 aus dielektrischem Material, der eine Mehrzahl von Rippen 16 und Haltefinger 11 aufweist. Die letzteren bilden zusammen einen kegelstumpf förmigen Hohlkörper. Die Rippen 16 und die Haltefinger 11 sind beide an den Kontaktträger 10 angeformt. Das freie Ende 12 der Haltefinger 11 liegt einer Schulter 17 gegenüber, die jeweils durch die Stirnfläche einer der Rippen 16 gebildet ist. Damit begrenzen die freien Enden 12 der Haltefinger und die Schultern 17 einen Halteraum A, der dazu dient, den vergrößerten Abschnitt eines nicht gezeigten elektrischen Kontaktes unverrückbar aufzunehmen.

In Fig. 3 ist schematisch eine Aufsicht auf die in Fig. 2 gezeigten Rippen 16 gezeigt. Bei der hier betrachteten Ausführungsform sind vier Rippen 16 vorgesehen, die sich in radialer Richtung zur Achse

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- 9 des im Kontaktträger 10 ausgebildeten Kanals 15 hin erstrecken.

Fig. 4 zeigt schematisch einen Querschnitt durch die teilkegelstumpf förmigen Haltefinger 11 von Fig. 2. Bei der hier betrachteten Ausführungsform haben die einen nicht gezeigten Kontakt festlegenden Haltefinger zusammen die Form eines kegelstumpfförmigen Hohlkörpers zum Festhalten eines Kontaktes, welcher an den Kontaktträger 10 angeformt ist. Es ist ferner eine Mehrzahl von Nuten 9 vorgesehen, die beim Spritzen des Kontaktkörpers in der Wand des Kanals 15 ausgebildet worden sind.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Kontaktträgers. Bei ihr sind die Rippen 16 durch eine aus dielektrischem Material bestehende zusätzlich vorgesehene Wand 19 miteinander verbunden, die sich in radialer und axialer Richtung erstreckt. Durch diese Anord-

+ nung erhält man innerhalb des Kontaktträgers 10 zum Festhalten eines nicht gezeigten Kontaktes. Zugleich wird ein axiales Bewegen des Kontaktes in Richtung der Rippen 16 verhindert. (+ eine verbesserte axiale Festigkeit)

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6,7 und 3 wird nun das Einsetzen eines elektrischen Kontaktes 20 in den Kontaktträger 10 beschrieben: Der Kontaktträger hat eine vordere Stirnfläche 18, eine hintere Stirnfläche 19' und eine Mehrzahl durch ihn hindurchlaufender Kanäle Der elektrische Kontakt 20 wird von der hinteren Stirnfläche 19' her in den Kanal 15 eingesetzt. Beim Vorwärtsbewegen des Kontaktes in Richtung auf die vordere Stirnfläche 18 zu biegt der vergrößerte Abschnitt 25 des Kontaktes 20 die teilkegelstumpfförmige Haltefinger 11 unter Aufweitung in radialer Richtung nach außen, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Damit kann der vergrößerte Abschnitt 25 des

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Kontaktes 20 in den Halteraura A gelangen. Nachdem der vergrößerte Abschnitt 25 des Kontaktes 20 an den freien Enden 12 der Haltefinger 11 vorbei bewegt worden ist, zieht sich der durch die Haltefinger gebildete Haltekegel hinter der nach hinten weisenden Kontaktschulter 21 des vergrößerten Abschnittes 25 zusammen, so daß der im Kanal 15 befindliche Kontakt nicht nach hinten bewegt werden kann. Zugleich kommen die von jeder der Rippen 16 getragenen, nach hinten weisenden Schultern 17 in Anlage an eine nach vorne weisende Schulter 22 des vergrößerten Abschnittes 25, und hierdurch wird ein weiteres Bewegen des im Kanal 15 befindlichen Kontaktes 20 in Vorwärtsrichtung verhindert. Zum Entfernen des Kontaktes 20 aus dem Kanal 15 wird ein nicht dargestelltes Werkzeug in den Kanal 15 eingeführt, um so die den Kontakt festlegenden Haltefinger 11 nach außen zu biegen. Der vergrößerte Abschnitt 25 des Kontaktes kann dann aus dem Kanal 15 herausgezogen werden.

Fig. 9 zeigt eine andere Ausführungsform des Kontaktträgers 10. Auch dieser hat eine Mehrzahl elastisch in radialer Richtung biegbarer Haltefinger 11. Am Kontaktträger 10 ist ein Ring 30 angeformt, der eine ringförmige Schulter 31 aufweist. Die ringförmige Schulter 31 weist nach hinten und liegt an der nach vorne weisenden Kontaktschulter 22 des vergrößerten Abschnittes 25 des Kontakts 20 an. Der Ring 30 kann durch einen einzigen Ring gebildet sein, der sich über 360° längs der Innenwand des Kanals 15 erstreckt. Der Ring kann aber auch durch eine Mehrzahl von Ringsegmenten gebildet sein, die sich z.B. über einen Winkel von 30° erstrecken und jeweils eine nach hinter weisende Schulter 31 hoben.

Fig. 10 zeigt eine Hälfte einer elektrischen Steckverbindung, mit

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dem darin angeordneten Kontaktträger 10. Diese Figure zeigt deutlich den einfachen Aufbau der Steckverbindung. Bei der hier betrachteten Ausführungsform v/eist die eine Hälfte der Steckverbindung auf: den Kontaktträger 10; eine Mehrzahl im Kontaktträger 10 festgelegter Kontakte 20; einen hinteren Dichtkörper 30a, welcher ein Eindringen von Feuchtigkeit verhindert; einen vorderen Dichtkörper 40; eine Dichtscheibe 110; ein Steckergehäuse 90; eine die Teile zusammenhaltende überwurfmutter 100; schließlich einen hinteren Haltering 120. Die andere Hälfte der Steckverbindung ist
nicht gezeigt. Sie weist im wesentlichen denselben Aufbau auf wie die hier dargestellte Hälfte der Steckverbindung, nur läßt sich
das Gehäuse der Buchse formschlüssig in das Steckergehäuse 90 einführen und die Kontakte der Steckbuchse sind nicht als Stifte sondern als formschlüssig auf die Stifte aufsetzbare Stiftaufnahmen
ausgebildet.

In den Fig. 11-14 ist ein Kernstift und eine Kernhülse dargestellt, die beim Spritzen der bevorzugten Ausführungsform des Kontaktträgers verwendet werden. Der aus dielektrischem Material bestehende Kontaktträger wird vorzugsweise aus einem thermoplastischen Harz
hergestellt, es können jedoch auch andere Materialien verwendet
werden, z.B. bei Wärmeeinwirkung aushärtende Materialien.

In Fig. 11 ist ein Kernstift 50 und eine zu diesem passende Kernhülse 60 gezeigt. Der Kernstift 50 hat einen axialen Vorsprung 52, eine Mehrzahl (drei) von Rippen 54 und einen Abschnitt 55, der so geformt ist, daß die gewünschte Gestalt des Kanals im fertigen Kontaktträger erhalten wird. Die Kernhülse 60 weist eine in axialer
Richtung verlaufende Bohrung 62, eine Mehrzahl (drei) von Schlitzen

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64 und einen Abschnitt 65 auf, wobei der letztere so geformt ist, daß die gewünschte Geometrie der Außenseite der teilkegelstumpfförmigen Haltefinger im fertigen Kontaktträger erhalten wird. Die axiale Bohrung 62 ist in ihrer Form an die des vom Kernstift 50 getragenen Vorsprunges 52 angepaßt, während die Schlitze 64 der Kernhülse formschlüssige mit den Rippen 54 des Kernstiftes 50 zusammenarbeiten können.

Fig. 12 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Kernstiftes 50.

Fig. 13 zeigt eine vergrößerte Ansicht der formschlüssig mit dem Kernstift 50 zusammenarbeitenden Kernhülse 6O, wobei ein Teil weggebrochen ist.

Fig. 14 zeigt den Kernstift 50 und die Kernhülse 60 so formschlüssig zusammengesetzt, wie sie in der Spritzform zur Herstellung der teilkegelstumpfförmigen Haltefinger und der Rippen als angeformte Teile des Kontaktträgers dienen.

Die Fig. 15-19 zeigen verschiedene Schritte beim Spritzgießen einer Ausführungsform des dielektrischen Kontaktträgers 10.

In Fig. 15 ist ein Teil einer Formhälfte 7O gezeigt, in der ein Kernstift 50 angeordnet ist. Es ist ferner ein Teil einer zweiten Formhälfte 80 gezeigt, in der eine Kernhülse 60 angeordnet ist.

Fig. 16 zeigt wie der in axialer Richtung verlaufende Vorsprung 52 des Kernstiftes 50 formschlüssig in die Bohrung 62 der Kernhülse 60 eingeführt wird.

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Fig. 17 zeigt den Kernstift 50 und die Kernhülse 60 in vollem gegenseitigem Eingriff. Auch die beiden Formhälften 70 und 80 der Spritzform sind voll aufeinander zu bewegt, d.h. die Spritzform ist geschlossen. Man erhält somit einen Formhohlraum B, in dem flüssiges thermoplastisches Material eingebracht wird, das man dann erhärten läßt. Der Formhohlraum B ist von einer Vielzahl von in gegenseitigem Eingriff befindlichen Kernstiften und Kernhülsen durchsetzt, und auf diese Weise wird ein Kontaktträger gespritzt, in den eine Vielzahl nicht gezeigter elektrischer Kontakte eingesetzt werden kann. Natürlich ist die Spritzform mit den üblichen Einrichtungen versehen, z.B. mit durch die obere Formhälfte 70 hindurchgeführten und in den Formhohlraum B einmündenden Kanälen zum Füllen des Formhohlraums B mit thermoplastischem Material.

In Fig. 13 ist der fertig gespritzte Kontaktträger 10 mit den angeformten Haltefingern und Rippen 16 gezeigt. Der im Bereich der teilkegelstumpfförmigen Haltefinger liegende Abschnitt des Kanals 15 erhält die Gestalt des Kernstiftes 50.

In Fig. 19 sind die beiden Formhälften 70 und 80 der Spritzform in auseinandergefahrenem Zustand gezeigt; dazwischen liegend ist der im Formhohlraum gespritze Kontaktträger 10 gezeigt.

Fig. 20 zeigt einen Schnitt durch den Kontaktträger 10 längs der Linie A-A von Fig. 19. Man sieht, daß bei der hier betrachteten Ausführungsform vier in radialer Richtung verlaufende Rippen vorgesehen sind, die sich im Kanal 15 in radialer Richtung nach innen erstrecken.

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jFig. 21 zeigt einen Schnitt durch den Kontaktträger 10 längs der jLinie B-B von Fig. 19. Man sieht, daß der zum Festlegen des Kon-

■taktes vorgesehene kegelstumpfförmige Hohlkörper aus vier im Kanal |15 in radialer Richtung nach innen verlaufenden Haltefingern 11 besteht.

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eerseite

Claims

The Bendix Corporation Executive Offices Bendix Center 23. September 1977 Southfield, Mich.48075, USA Anwaltsakte M-436O Patentansprüche

1.)Einstückiger Kontaktträger zur Aufnahme einsetzbarer elektrischer Kontakte, der aus dielektrischem Material geformt ist und eine Vielzahl von seiner Vorderseite zu seiner Rückseite durchlaufender Kanäle aufweist, in denen jeweils ein elektrischer Kontakt Aufnahme findet und festgelegt werden kann, welcher zwei in entgegengesetzte Richtung v/eisende Schultern hat, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der Kanäle (15) eine Mehrzahl an den Kontaktträger angeformter Rippen (16) vorgesehen ist, die jeweils in einer Schulter (17) auslaufen, die in dieselbe Richtung weist wie eine der Stirnflächen (18,19') des Kontaktträgers; daß in jedem Kanal (15) eine Mehrzahl elastisch verformbarer, an den Kontaktträger angeformter Haltefinger (11) vorgesehen ist, die sich in Richtung auf die andere Stirnfläche (18,19*) des Kontaktträgers erstrecken und von der Wand des Kanals radial nach innen verlaufen bis hin zu einem freien Ende, das eine vorgegebene Strecke vor den Schultern (17) der Rippen (16) endet, so daß ein halteraum (A) gebildet wird, in dem der ver-

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größerte Abschnitt (25) des im Kanal (15) aufgenommenen elektrischen Kontaktes festlegbar ist; und daß ein jeder der Haltefinger (11) in radialer Richtung elastisch biegbar ist und in axialer Richtung im wesentlichen starr ist, wenn er in der nicht verformten Geometrie steht.

2. Kontaktträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch biegbaren Haltefinger (11) einen abgeschnittenen, rohrförmigen Haltekegel für den Kontakt bilden, der an den Kontaktträger (10) angeformt ist und koaxial innerhalb des Kanals (15) angeordnet ist; daß der Haltekegel in Richtung auf die andere der Stirnflächen des Kontaktträgers zusammenläuft und in radialer Richtung von der Wand des Kanals (15) bis zu einem vorne gelegenen Ende verläuft, das eine der Schultern (21,22) des Kontaktes berühren kann, während die von den Rippen (16) getragenen Schultern (17) an die andere der Schultern (21,22) des Kontaktes anlegbar sind, wenn der vergrößerte Abschnitt (25) des Kontaktes (20) in dem Halteraum (A) aufgenommen ist.

3. Kontaktträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest drei elastisch biegbare Haltefinger (11) vorgesehen sind und zumindest drei Rippen (16) vorgesehen ist.

4. Kontaktträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Rippen (16) durch ringförmige Abschnitte (19) aus geformtem dielektrischem Material miteinander verbunden sind, wobei d;ese ringförmigen Abschnitte (19) an den Kontaktträger (10) angeformt sind.

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5. Kontaktträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen ringförmigen Abschnitte (19) konzentrisch und unter Abstand zur Achse des Kanals (15) angeordnet sind.

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