DE69807981T2

DE69807981T2 - Elektrischer Steckverbinder

Info

Publication number: DE69807981T2
Application number: DE69807981T
Authority: DE
Inventors: Nigel Stewart Foster; Matthew Wilhite
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1998-05-23
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2018-05-24
Also published as: JPH10335009A; TW377052U; CN1204877A; JP2992689B2; EP0881717B1; DE69807981D1; US5885104A; EP0881717A3; EP0881717A2; CN1104761C

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen das Gebiet elektrischer Verbinder, und insbesondere einen elektrischen Steckverbinder, wie z. B. einen Gleichstrom-(DC)-Steckverbinder für ein mehrpoliges elektrisches Kabel.

Hintergrund der Erfindung

DC-Steckverbinder werden zum Anschließen an mehrpolige elektrische Kabel, wie z. B. ein dreipoliges Kabel verwendet, wobei der Steckverbinder in eine zylindrische DC-Steckbuchse oder Klinkenbuchse einsteckbar ist. Ein typischer DC-Steckverbinder enthält ein Paar äußerer, teleskopartig angeordneter zylindrischer Kontakte, welche einen Mittenkontakt umgeben. Die Kontakte sind herkömmlicherweise mit drei Adern oder Leitern des Kabels verlötet. Eine gewisse Form einer Zugentlastungseinrichtung ist zwischen dem Verbinder und dem Kabel vorgesehen. Dadurch, daß die Kontakte an die Leitern gelötet und der Verbinder zusätzlich an dem Kabel über die Zugentlastungseinrichtung befestigt wird, ist eine automatisierte Fertigung und/oder Montage schwierig und teuer.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Bereitstellung eines extrem einfachen DC-Steckverbinders der beschriebenen Art, wobei alle Anschlußoperationen durch einfache Quetsch- (Crimp)-Prozesse durchgeführt werden können.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Bereitstellung eines neuen und verbesserten zylindrischen Steckverbinders, wie z. B. eines DC-Steckverbinders für ein mehrpoliges elektrisches Kabel.
Im allgemeinen enthält ein elektrisches Kabel mindestens erste und zweite Innenadern oder -leiter, welche von einem äußeren Isoliermantel umgeben sind. Der Verbinder umfaßt ein im allgemeinen zylindrisches dielektrisches Gehäuse, welches mindestens einen äußeren zylindrischen leitenden Kontakt und einen inneren leitenden Kontakt trägt. Der innere leitende Kontakt ist an den ersten oder zweiten Innenleiter des Kabels angeschlossen. Ein Anschluß ist mit einem Körperabschnitt in Eingriff mit dem äußeren zylindrischen leitenden Kontakt vorgesehen. Der Anschluß umfaßt einen ersten Quetscharm, welcher von dem Körperabschnitt für einen Quetschanschluß an dem anderen Innenleiter hervorsteht, und einem zweiten Quetscharm, welcher von dem Körperabschnitt zum Quetschen auf den äußeren isolierenden Mantel des Kabels hervorsteht.
Wie hierin offenbart, ist der Körperabschnitt des Anschlusses im wesentlichen ringförmig, um den äußeren zylindrischen leitenden Kontakt zu umgeben. Der zweite Quetscharm des Anschlusses enthält einen U-förmigen Quetschabschnitt zum Umfassen des äußeren isolierenden Mantels des Kabels. Der erste Quetscharm des Anschlusses enthält einen ringförmigen Quetschabschnitt zum Umfassen des anderen von den ersten und zweiten Innenleitern des Kabels. Der innere leitende Kontakt enthält einen ringförmigen Quetschabschnitt zum Unfassen des einen von den ersten und zweiten Innenleitern des Kabels.
Bei einem Kabel mit drei Adern enthält der Verbinder einen zweiten Anschluß mit einem Quetscharm mit einem ringförmigen Quetschabschnitt für den Anschluß des dritten Leiters. Daher werden alle von den Kontakten und/oder Anschlüssen des Verbinders mit den Leitern des Kabels verbunden und der Verbinder selbst wird an dem Kabel durch eine Zugentlastungseinrichtung mittels Quetschmontageoperationen befestigt.
GB-A-2231450 offenbart einen elektrischen Verbinder, welcher einen ersten rohrförmigen elektrischen Kontakt und ein erstes Verbindungselement zum elektrischen Anquetschen des elektrischen Kontaktes an einen elektrischen Draht aufweist. Ferner weist der Verbinder einen zweiten rohrförmigen elektrischen Kontakt und ein zweites Verbindungselement zum Anquetschen des zweiten elektrischen Kontaktes an einen weiteren elektrischen Draht auf. Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Merkmale dieser Erfindung, welche für neu gehalten werden, sind im Detail in den beigefügten Ansprüchen beschrieben. Die Erfindung zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen wird am besten unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlich, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den Figuren bezeichnen. In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine Seitenaufrißansicht eines Kabels mit einem DC- Steckverbinder an dem einem Ende davon;
Fig. 2 ein vertikaler Querschnitt in einem vergrößerten Maßstab durch den Steckverbinder im wesentlichen entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;
Fig. 3 ein horizontaler Querschnitt durch den Steckverbinderkörper, die Kontakte und Anschlüsse, wobei das Kabel und das darüber gespritzte Gehäuse entfernt sind;
Fig. 4 eine Seitenaufrißansicht der Anordnung von Fig. 3;
Fig. 5 eine Unterseitendraufsicht auf den Mittenkontakt des Verbinders;
Fig. 6 eine Querschnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 6-6 von Fig. 5;
Fig. 7 eine Unterseitendraufsicht auf den Innenanschluß des Verbinders;
Fig. 8 eine Schnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 8-8 von Fig. 7;
Fig. 9 eine Unterseitendraufsicht auf den Außenanschluß des Verbinders;
Fig. 10 eine Seitenaufrißansicht des Außenanschlusses von Fig. 9; und
Fig. 11 eine Schnittansicht durch den Außenanschluß von Fig. 9 und 10, bevor der Anschluß vollständig geformt wird.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Gemäß detaillierterer Bezugnahme auf die Zeichnungen und zuerst auf Fig. 1 ist ein allgemein mit 12 bezeichneter Kabelsatz mit einem elektrischen mehrpoligen oder Mehrleiterkabel 14 mit einem zylindrischen DC-Steckverbinder, allgemein mit 16 bezeichnet, an dem einen Ende des Kabels und mit einem im allgemeinen rechteckigen Buchsenverbinder, allgemein mit 18 bezeichnet, an dem gegenüberliegenden Ende des Kabels angeschlossen. Typischerweise ist das Kabel ein dreipoliges oder Dreileiterkabel. Der Kabelsatz wird mit zusammengefalteten Kabel zusammengebaut und transportiert und ist durch einen Kabelbinder 20 gesichert. Die Erfindung ist in dem zylindrischen DC-Steckverbinder 16 verkörpert.
Gemäß Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 enthält das Kabel 14 erste, zweite und dritte Innenleiter 22a, 22b und 22c, welche von einem äußeren Isoliermantel 24 umgeben sind. Die Leiter selbst weisen innere leitende Kerne 26, umgeben von einer Isolation auf, mittels welcher die (nachstehend beschriebenen) Kontakte/Anschlüsse an die Kerne der Leiter angeschlossen werden. Ein Kunststoff- oder Elastomergehäuse 28 ist über das vordere Ende des Kabels und das hintere Ende des Verbinders aber auch insbesondere über die Anschluß- und Zugentlastungsbereiche des Verbinders spritzgeformt.
Gemäß Fig. 3 und 4 in Verbindung mit Fig. 2 enthält der Verbinder 16 einen im wesentlichen zylindrischen dielektrischen Körper 30, welcher einen Mittenkontakt 32, einen vorderen Kontakt 34 und einen hinteren Kontakt 36 umgibt. Tatsächlich ist der vordere Kontakt 36 im wesentlichen zylindrisch und ein Innenkontakt, welcher teleskopartig innerhalb des hinteren Kontaktes 36 untergebracht ist, welcher als ein äußerer zylindrischer Kontakt betrachtet werden kann. Der innere zylindrische Kontakt 34 wird üblicherweise als der "vordere Kontakt" bezeichnet, da er einen vorderen zylindrischen Kontaktabschnitt 34a aufweist, welcher von einen zylindrischen Kontaktabschnitt 36a des hinteren oder äußeren Kontaktes 36 nach vorne hervorsteht. In Fig. 2 kann man sehen, daß die Kontaktabschnitte 34a und 36a der vorderen und hinteren Kontakte 34 und 36 zur Außenseite des Verbinders vor dem überspritzten Gehäuse 28 hin frei liegen. Während der vordere und der hintere Kontakt 34 bzw. 36 durch ein dielektrisches Gehäuse 30 getrennt werden, werden die vorderen Kontaktabschnitte 34a und 36a der Kontakte durch einen Ringabschnitt 30a des dielektrischen Gehäuses getrennt. Dieses kann man auch in Fig. 1 sehen.
Fig. 5 und 6 zeigen, daß der Mittenkontakt 32 im wesentlichen zylindrisch ist. Der Kontakt ist eine einteilige Struktur, welche aus einem leitenden Metallblechmaterial gestanzt und geformt und in eine zylindrische Konfiguration unter Ausbildung einer Naht 40 gerollt ist. Der hintere oder Mittenkontakt weist einen zylindrischen oder ringförmigen Quetschabschnitt 32a auf, um zuerst den Kern 26 des ersten Leiters 22d des Kabels 14 gemäß Darstellung in Fig. 2 zu halten. Der Quetschabschnitt wird anschließend auf den leitenden Kern geklemmt, um den ersten Leiter des Kabels anzuschließen.
Gemäß Fig. 7 und 8 in Verbindung mit Fig. 2 bis 4 enthält der Steckverbinder einen allgemein mit 42 bezeichneten inneren Anschluß, welcher den vorderen oder inneren Kontakt 34 mit dem zweiten Leiter 22c des Kabels 14 verbindet. Der innere Anschluß ist eine aus einem leitenden Metallblechmaterial gestanzte und geformte Struktur.
Insbesondere enthält der innere Anschluß 42 einen zylindrischen Körperabschnitt 44, welcher den hinteren Bereich des zylindrischen Kontaktes 34 umfaßt und daran angreift, wenn er in dem hinteren Bereich des dielektrischen Körpers 30 eingesetzt wird. Ein Quetscharm 46 ragt rückwärts aus dem Körperabschnitt 44 heraus und weist einen ringförmigen oder zylindrischen Quetschabschnitt 48 auf, um zuerst den leitenden Kern 26 des zweiten Leiters 22c des Kabels 14 gemäß Darstellung in Fig. 2 zu halten und dann festzuquetschen.
Gemäß Fig. 9 und 10 in Verbindung mit Fig. 2 bis 4 enthält der Steckverbinder einen allgemein mit 50 bezeichneten äußeren Anschluß, um den hinteren oder äußeren Kontakt 36 mit einem dritten Leiter 22b des Kabels 14 gemäß Darstellung in Fig. 2 zu verbinden. Insbesondere weist der äußere Anschluß 50 einen zylindrischen Körperabschnitt 52 zum Umfassen und Festhalten des hinteren Bereichs 36b des zylindrischen Kontaktes 36 auf. Der Anschluß 50 weist einen ersten Quetscharm 54 auf, welcher rückwärts aus dem Körperabschnitt 52 hervorsteht und einen ringförmigen oder zylindrischen Quetschabschnitt 46 zuerst für die Unterstützung und danach für die Festquetschung auf den Kern 26 des dritten Leiters 22a des Kabels 14, wie es am besten in Fig. 2 zu sehen ist, aufweist. Der Anschluß weist auch einen zweiten Quetscharm 58 auf, welcher von dem Körperabschnitt 52 · hervorsteht und einen U-förmigen Quetschabschnitt 60 zum Festklemmen auf dem äußeren Isolationsmantel 24 des Kabels aufweist, wie es wiederum am besten in Fig. 2 zu sehen ist.
Der äußere Anschluß 50 ist eine aus einem leitenden Metallblechmaterial gestanzte und geformte einteilige Struktur. Fig. 11 stellt den Anschluß ausgestanzt und teilweise geformt so dar, daß die Quetscharme 54 und 58 im allgemeinen von dem zylindrischen Körperabschnitt 52 radial nach außen, statt von dem Körperabschnitt aus nach hinten in der Endkonfiguration des Anschlusses gemäß Darstellung in Fig. 9 und 10 ragen. Während der Montage wird zuerst der erste Quetscharm 54 mit seinem Quetschabschnitt 56 nach rückwärts gebogen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, so daß sich der Quetschabschnitt in einer Ausrichtung mit dem Quetschabschnitt 32a des Mittenkontaktes 32 und dem Quetschabschnitt 48 des Innenanschlusses 42 befindet. Die Kerne 26 der Leiter 22a, 22b und 22c des Kabels 14 können dann in die zylindrischen Quetschabschnitte 48, 32a und 56 eingeführt und von diesen gehalten werden, und die Quetschabschnitte können gleichzeitig auf die Kerne der Leiter in einem einzigen automatisierten Anschlußvorgang gequetscht werden. Gemäß weiterer Bezugnahme auf Fig. 4 kann der zweite Quetscharm 58 des Außenanschlusses 50 dann in die Richtung des Pfeils "A" aus der in Fig. 4 dargestellten Position in voll durchgezogener Darstellung, in welcher der U-förmige Quetschabschnitt 60 von dem isolierten Mantel 24 abgesetzt angeordnet ist, in die gestrichelt dargestellte Position gebogen oder gefaltet werden, welche die Endposition des Quetscharms ist, so daß der Quetschabschnitt 60 auf den äußeren Isolationsmantel 24 des Kabels 14 gemäß Darstellung in Fig. 2 gequetscht werden kann.
Es dürfte sich verstehen, daß die Erfindung in weiteren spezifischen Ausführungsformen ohne Abweichung ihrer zentralen Eigenschaften verkörpert werden kann. Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen sind daher in jeder Beziehung als veranschaulichend und nicht einschränkend zu betrachten, und die Erfindung ist nicht auf die hierin dargestellten Details beschränkt.

Claims

1. Zylindrischer Steckverbinder (16) für ein elektrisches Kabel (14), welches mindestens erste und zweite Innenleiter (22a, 22b, 22c) enthält, welche von einem äußeren Isoliermantel (24) umgeben sind, mit:

einem im wesentlichen zylindrischen dielektrischen Gehäuse (30), welches mindestens einen äußeren zylindrischen leitfähigen Kontakt (36) und einen inneren leitfähigen Kontakt (32, 34) trägt;

wobei der innere leitfähige Kontakt (32, 34) für einen Anschluß durch Quetschen (Crimpen) an einen (22c) von den ersten und zweiten Innenleitern (22a, 22b, 22c) des Kabels (14) ausgebildet ist; und

einem Anschlußelement (50) mit einem Körperabschnitt (52), welcher mit dem äußeren zylindrischen leitfähigen Kontakt (36) in Kontakt steht, einem ersten Quetscharm (54), welcher von dem Körperabschnitt (52) hervorsteht, und für einen Quetschanschluß an dem anderen (22a) von den ersten und zweiten Innenleitern (22a, 22b, 22c) des Kabels ausgebildet ist, und einem zweiten Quetscharm (58), welcher von dem Körperabschnitt (52) hervorsteht und zum Quetschen auf den äußeren isolierenden Mantel (24) des Kabels (14) ausgebildet ist.

2. Zylindrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, wobei der Körperabschnitt (52) des Anschlusselementes (50) im wesentlichen ringförmig ist, um den äußeren zylindrischen leitfähigen Kontakt (36) zu umfassen.

3. Zylindrischer Steckverbinder nach Anspruch 2, wobei der zweite Quetscharm (58) des Anschlusselementes (50) einen U-förmigen Quetschabschnitt (60) zum Umfassen des äußeren isolierenden Mantels (24) des Kabels (14) enthält.

4. Zylindrischer Steckverbinder nach Anspruch 3, wobei der Quetscharm (58), aus einer Position, in welcher der U-förmige Quetschabschnitt (60) von dem äußeren isolierenden Mantel (24) des Kabels (14) weg angeordnet ist, zu einer Position gebogen werden kann, in welcher der U-förmige Quetschabschnitt (60) in einer Position angeordnet ist, damit er den äußeren isolierenden Mantel (24) umfassen kann.

5. Zylindrischer Steckverbinder nach Anspruch 3, wobei der erste Quetscharm (54) des Anschlusselementes (50) einen ringförmigen Quetschabschnitt (56) zum Umfassen des anderen von den ersten und zweiten Innenleitern (22a, 22b, 22c) des Kabels (14) enthält.

6. Zylindrischer Steckverbinder nach Anspruch 5, wobei der innere leitfähige Kontakt (32, 34) einen ringförmigen Quetschabschnitt (32a, 48) zum Umfassen des einen von den ersten und zweiten Innenleitern des Kabels enthält.

7. Zylindrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, wobei der innere leitfähige Kontakt (32, 34) einen Quetschabschnitt (32a, 48) für einen direkten Anschluß an den einen Innenleiter der ersten und zweiten Innenleiter des Kabels enthält.

8. Zylindrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, mit einem zweiten Anschlusselement (42) mit einem Körperabschnitt (44), der mit dem inneren leitfähigen Kontakt (34) in Kontakt steht, und einem Quetscharm (46), der von dem Körperabschnitt (44) für einen Quetschanschluß mit dem einen (22c) von den ersten und zweiten Innenleitern (22a, 22b, 22c) des Kabels (14) hervorsteht.

9. Zylindrischer Steckverbinder nach Anspruch 8,

wobei der Körperabschnitt (44) des zweiten Anschlusselementes (42) im wesentlichen ringförmig ist, um den inneren zylindrischen Kontakt (34) zu umfassen, und

wobei der Quetscharm (46) einen ringförmigen Abschnitt (48) zum Umfassen des Innenleiters (22c) des Kabels (14) enthält.

10. Zylindrischer Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei das im wesentlichen zylindrische dielektrische Gehäuse (30) ferner einen mittigen leitfähigen Kontakt (32) trägt, welcher für einen Anschluß an einen dritten Innenleiter (22b) des Kabels (14) ausgebildet ist.

11. Zylindrischer Steckverbinder nach Anspruch 10, wobei der mittige leitfähige Kontakt (32) einen Quetschabschnitt (32a) für einen Quetschanschluß direkt mit dem dritten Innenleiter (22b) des Kabels (14) enthält.

12. Zylindrischer Steckabschnitt nach Anspruch 11, wobei der Quetschabschnitt (32a) des mittigen leitfähigen Kontakts (32) ringförmig ist; um den dritten Innenleiter (22b) des Kabels (14) zu umfassen.

13. Zylindrischer Steckverbinder nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei der mittige leitfähige Kontakt (32) und die inneren (42) und äußeren (50) Anschlusselemente alle gleichzeitig an die drei Innenleiter (22a, 22b, 22c) des Kabels durch einen einzigen Quetschvorgang angeschlossen werden können.