DE69301319T2 - Elektrischer Verbinder, versehen mit einer elektrischen Verbindung zwischen den entsprechenden Kontaktteilen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen bei elektrischen Verbindern, die mehrere Kontakte aufweisen, die in entsprechenden Aufnahmen eines Isolierkörpers gehalten sind, der im Inneren eines Verbindergehäuses aufgenommen ist, wobei Verbindungseinrichtungen vorgesehen sind, um elektrisch entsprechende Teilstücke der Kontakte zu verbinden, die elektrisch von den entsprechenden Kontaktkörpern getrennt sind.
• Bei dem Typ des betreffenden Verbinders sind die Kontakte mit einer Hilfskomponente von rohrförmiger Form (beispielsweise einem Filtrierelement, einem Kappelement, einem Varistorelement, etc.) versehen, der in den Kontaktkörper integriert ist, und der mit einem elektrischen Potential verbunden werden soll, das verschieden ist von jenem des Kontaktkörpers (insbesondere Massenpotential). Dieser rohrförmige Bestandteil ist in einer ringförmigen Ausnehmung des Kontaktkörpers derart eingesetzt, daß die Kontinuität der äußeren Oberfläche des Kontaktes sichergestellt ist. In der nachfolgenden Beschreibung, in der der Kontakt nur von einer äußeren Sicht betrachtet wird, wird von einem "Kontaktstift" gesprochen, um diesen besonderen in den Kontakt integrierten Bereich zu bezeichnen.
• Wenn eine elektrische Verbindung zwischen allen entsprechenden Kontaktstücken (beispeilsweise ein Setzen auf Masse) gewünscht wird, wird diese Verbindung mit Hilfe einer metallischen Platte (genannt Massenplatte) erhalten, die von Löchern durchsetzt ist, wobei durch ein jedes ein Kontakt in Eingriff steht. Jedes Loch ist mit mehreren umgebogenen, aus der Seite der Platte hervorstehenden Lamellen begrenzt und definiert einen Durchtrittskanal, der enger ist als der Durchmesser des Kontaktes: Diese Lippen sind also im elastischen Andruck an dem Kontaktstück, das sich durch das Loch erstreckt.
• Diese Lösung hat den Vorteil einer einfachen Herstellung, da die Platte durch einen Vorgang der Schnitt-Prägung erhalten wird, der wenig verteuernd ist.
• Auf jeden Fall weist diese Lösung einen beträchtlichen Nachteil auf, der von der Tatsache herrührt, daß die Lamellen, die in Einführungsrichtung des Kontaktes gekrümmt sind (allgemein von hinten nach vorne), in den Isolierkörper, der sie trägt, bogenförmig elastisch anschlagend gegen den Kontakt sind und dazu tendieren, sich jedem Zurückziehen des Kontaktes (allgemein von vorne nach hinten) aus dem Isolierkörper entgegenzusetzen Wenn es notwendig ist, einen Kontakt herauszuziehen (beispielweise im Hinblick auf sein Ersetzen), ruft dieses Herausziehen eine irreversible Verformung hervor und damit eine nichtheilbare Schädigung der Lippenlamellen, was dazu zwingt, ebenfalls die Platte auszutauschen, die unverwendbar geworden ist. Die Folge ist schließlich, daß das Herausziehen eines einzigen Kontaktes dazu führt, alle Kontakte zu entfernen, die Massenplatte auszutauschen und alle Konakte neu anzubringen, was ein langer, schwieriger und teurer Vorgang ist.
• Die Erfindung hat exakt zum Ziel, eine technische Lösung vorzuschlagen, die erlaubt, den Nachteil der bei der derzeitigen Struktur vorhanden ist, zu vermeiden, unter Schaffen eines zusätzlichen Vorteils, daß die geschaffenen Einrichtungen oder Mittel allgemeine Abmessungen aufweisen, die identisch sind zu jenen der Massenplatte, die bis jetzt verwendet wird, so daß sie deshalb nicht nur in den Verbindern, die gerade hergestellt werden, verwendet werden können, sondern auch in bereits existierende Verbinder an Ort und Stelle der derzeitigen Massenplatte gesetzt werden können.
• Hierzu zeichnet sich ein elektrischer Verbinder vom vorgenannten Typ, der gemäß der Erfindung ausgebildet, im wesentlichen dadurch aus, daß die Verbindungsmittel aufweisen:
• - Kontaktringe, die jeweils die Kontaktstifte umgeben und aus einem elastisch verformbaren elektrisch leitenden Material bestehen, wobei diese Ringe jeweils spiralförmig gewickelt sind und sich mindestens über eine Halbwicklung um die Stifte erstrecken und diese elastisch umspannen,
• - zwei starre Platten, von denen mindestens eine aus einem elektrisch leitenden Material besteht, und die mit einer Vielzahl von Löchern durchbohrt sind, um durch die Kontakte des Verbinders frei gleitend hindurchtreten zu können, wobei die Platten zu beiden Seiten der Kontaktringe angeordnet sind,
• - und Klemmmittel, um die beiden Platten aufeinanderzu zu drücken und die Kontaktringe in Längsrichtung der Kontakte elastisch zu komprimieren.
• Dank dieser Ausgestaltung wird jeder Kontakt keiner Blockierungskraft in der bevorzugten Richtung unterworfen und es ist möglich, den Kontakt (beispielsweise durch herausziehen von diesem nach hinten), herauszuziehen, sodann dort einen neuen einzusetzen, ohne Beschädigung der anderen Bestandteile. Das Ersetzen eines Kontakts, beispielsweise nach Beschädigung von diesem, kann auf einfache und schnelle Weise vorgenommen werden, und die Wartung des Verbinders ist erheblich kostengünstiger.
• Vorteilhafterweise erstreckt sich jeder Kontaktring spiralförmig auf einer Länge zwischen einer Dreiviertelwicklung und einer ganzen Umwicklung, derart, daß er einen auf den Kontaktstift ausreichende Klemmkraft erzeugt und so einen guten elektrischen Kontakt sicherstellt, wobei er gleichzeitig gut in dem Kontakt aufgenommen wird, unabhängig von dem Kompressionszustand.
• Die Erfindung wird besser verständlich beim Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die ausschließlich beispielhaft und nicht einschränkend angegeben wird. In dieser Beschreibung wird auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen, in der:
• - die Figur 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung ist, die einen gemäß der Erfindung ausgebildeten elektrischen Verbinder zeigt; und
• - die Figuren 2A und 2B Ansichten in vergrößertem Maßstab sind, von der Seite bzw. von vorne, eines Bestandteils des Verbinders von Figur 1.
• In der Figur 1 sind die wesentlichen Bestandteile eines elektrischen Verbinders mit einer großen Anzahl von Kontakten gezeigt, der vom Verbindertyp ist, der am besten von den Vorgaben der Erfindung betroffen scheinen soll, obwohl auf dem rein technologischen Gebiet die Maßnahmen ebenfalls in Verbindern mit einer geringen Anzahl von Kontakten vorgenommen werden können.
• Der Verbinder weist ein rechteckförmiges Gehäuse 1 vom Typ Basisgruppe oder Boden auf, das auf einem Träger zu befestigen ist, der so ausgebildet ist, daß er mehrere Aufnahmen 2 aufweist, die dazu dienen, entsprechende Kontaktblöcke 3 aufzunehmen, von denen ein einziger dargestellt ist. Jeder Kontaktblock 3 ist allgemein von parallelepipedischer Form und ist in seiner auf jeden Fall geeigneten Aufnahme 2 gehalten, die dem Durchschnittsfachmann bekannt ist. Die dargestellte Ausbildunsform ist nur beispielhaft zur Festlegung der Ideen angegeben, und die erfindungsgemäßen Maßnahmen, die nunmehr dargestellt werden, können jedoch genau so für elektrische Verbinder Verwendung finden, die von unterschiedlichem Typ sind (insbesondere zylindrische Verbinder).
• Der Kontaktblock 3 weist einen Isolierkörper 4 auf, der von einer Mehrzahl von Aufnahmen 5 durchsetzt ist, die dazu geeignet sind, entsprechende elektrische Kontakte 6 (hier vom männlichen Typ mit aktiven Endstück in Form von Bürsten) aufzunehmen, wobei die Aufnahmen 5 und die Kontakte 6 so konfiguriert sind, daß die Kontakte in die Aufnahmen eingeführt oder nach hinten aus den Aufnahmen herausgezogen werden können. Die Kontakte sind in den Aufnahmen so gehalten, wie es jedenfalls dem Durchschnittsfachmann bekannt ist.
• Der Isolierkörper 4 wird aus zwei Isolierblöcken gebildet, wobei der Isolierblock 4a, der mit Ausnehmungen 5a versehen ist, nach hinten angeordnet ist, und der Isolierblock 4b, der mit Ausnehmungen 5b versehen ist, nach vorne angeordnet ist.
• Darüber hinaus weisen die Kontakte 6 jeweils ein rohrförmiges Stück bzw. einen Kontaktstift 7 auf, der elektrisch vom Kontaktkörper isoliert ist, und der auf ein elektrisches Potential gebracht werden kann, das unterschiedlich ist von jenem des Kontaktkörpers (beispielsweise gefilterter Kontakt, Varistorkontakt, etc.). Der Stift 7 erstreckt sich ungefähr im Bereich des Interface zwischen den beiden Isolierblöcken 4a und 4b in der Montageposition der Kontakte.
• Jeder Kontaktstift 7 ist von einem Kontaktring 8 umgeben, der in vergrößertem Maßstab in den Figuren 2A und 2B dargestellt ist. Jeder Kontaktring 8 ist aus einem elektrisch leitenden, elastisch verformbaren Material (beispielsweise aus Bronze mit behandelten Berillium, oberflächenversilbert, um seine Leitfähigkeit zu steigern) und ist schraubenförmig gerollt, wobei er sich über wenigstens einen halben Schraubengang (bevorzugt zwischen 3/4 einer Umdrehung - wie in den Figuren 2A und 2B dargestellt - und einer ganzen Umdrehung) erstreckt, unter elastischen Einklemmen des Stiftes 7.
• Beiderseits der Kontaktringe 8 sind zwei Klemmplatten 9, die starr sind, angeordnet, von denen wenigstens eine (und vorzugsweise beide) aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist, insbesondere aus einem gut leitenden Material (beispielsweise aus Messing). Die Platten 9 sind mit einer Mehrzahl von Löchern 10 durchsetzt, in Übereinstimmung mit den Löchern 5a, 5b der isolierenden Blöcke, die für den freien Gleithindurchtritt der Kontakte 6 dimensioniert sind, jedoch für das Zurückhalten der Kontaktringe 8.
• Klemmeinrichtungen sind schließlich den Platten 9 zugeordnet, um sie zueinander zu klemmen, derart, daß sie elastisch, jedoch ohne Zerdrücken, die Kontaktringe 8 untereinander komprimieren bzw. zusammendrücken. Hierzu können die Platten 9 Durchbrüche 11 aufweisen (die hier in den Ecken der Platten angeordnet sind), in denen Klemmschrauben eingreifen (schematisiert dargestellt durch die Achsen 12 in strichpunktierter Linie). Vorzugsweise sind die isolierenden Blöcke 5a und 5b mechanisch mit den Platten 9 verbunden; hierzu weist jeder eine isolierende Andrückplatte 13a bzw. 13b auf, die in Kontakt mit den Klemmplatten 9 ist; die Andrückplatte 13b des vorderen Isolierkörpers 4b ist ebenfalls mit Durchbrüchen 14b in ihren Ecken derart versehen, daß sie die Klemmschrauben 12 aufnimmt. In dieser Ausführungsform sind die Klemmschrauben in das Gehäuse 1 eingeschraubt und unter Anlage gegen die Andrückplatte 13b komprimieren und halten sie die Aufschichtung aller Komponenten in der entsprechenden Aufnahme 2.
• Man schafft so eine elektrische Verbindung eines jeden Kontaktrings 8 mit dem zugehörigen Stift 7, einerseits, und mit einer der Platten 9 oder den beiden Platten 9 andererseits; alle Kontaktstifte 7 der Kontakte 6 sind somit mit dem selben elekrischen Potential verbunden, das jenes der einen Platte oder der Platten 9 ist; diese sind durch nicht dargestellte Verbindungseinrichtungen mit einem elektrischen vorbestimmten Potential verbunden, beispielsweise der elektrischen Masse. Diese Verbindung kann beispielsweise durch einen der Kontakte des Blocks 3 geschaffen werden, der ohne Kontaktstift 7 ist, mit dem die eine oder die Platten 9 in elektrischer Verbindung stehen, auf dieselbe Weise, wie mit den Kontaktstiften 7 der anderen Kontakte.
• Dank dieser Anordnung kann jeder Kontakt 6 von dem isolierenden Block 4 herausgezogen werden (hier nach hinten), auf individuelle Weise, ohne daß daraus eine Beschädigung der anderen Komponenten hervorgerufen würde, und ein neuer Kontakt kann auf dieselbe Weise (hier von hinten) eingeführt werden. Der Austauschvorgang eines beschädigten oder defekten Kontakts ist somit einfacher und weniger langwierig als für die Verbinder des Standes der Technik und insbesondere muß nicht mehr eine komplette Demontage des Kontaktblocks und der Austausch der elektrischen Zwischenverbindungsteile vorgenommen werden, wie das im bisherigen Fall notwendig war.
• Schließlich kann die Dicke der Klemmplatten 9 sehr gering (beispielsweise 0,8 mm) und die Dicke eines jeden Kontaktrings 8 in komprimierter Position ebenfalls sehr gering (beispielsweise 0,3 mm) gewählt werden, derart, daß die Dicke der Gesamtanordnung der Verbindungsteile im wesentlichen jene (ungefähr 1,2 mm) einer bisher verwendeten Masseplatte ist. Daraus resultiert, daß die verbindungsgemäßen Einrichtungen in einen vorher existierenden Verbinder eingebracht werden können, anstelle der Masseplatte, mit der er ursprünglich ausgerüstet war.
• Selbstverständlich, und wie es sich übrigens auch schon aus dem Vorhergehenden ergibt, ist die Erfindung nirgends auf jene der Anwendungs- und Ausführungsformen beschränkt, die besonders ins Auge gefaßt wurden; sie umfaßt im Gegenteil alle Varianten. Insbesondere ergibt sich, daß, obwohl in der vorhergehenden Beschreibung der Ring als Schraubenstück von kreisförmiger Projektionsfläche angegeben ist, da es wahrscheinlich ist, daß diese Form die am meisten verwendete ist, es ebenfalls möglich ist, Ringe vorzusehen, die eine in der Projektion unterschiedliche Form aufweisen, entweder eine kontinuierlichen Kurve (beispielsweise Ellipsenform, ovale Form, ...), oder eine polygonale Kontur (insbesondere viereckig, rechteckig, hexagonal, ...).

Claims (8)

1. Elektrischer Verbinder mit mehreren Kontakten (6), die in entsprechenden Lagern (5) eines Isolierkörpers (4) gehaltert sind, der im Inneren eines Verbindergehäuses (1) angeordnet ist, wobei Verbindungsmittel vorgesehen sind, um die jeweiligen Stifte (7) der Kontakte (6) elektrisch zu verbinden, die von den jeweiligen Kontaktkörpern elektrisch isoliert sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel aufweisen:

Kontaktringe (8), die jeweils die Kontaktstifte (7) umgeben und aus einem elastisch verformbaren elektrisch leitenden Material bestehen, wobei die Ringe (8) jeweils spiralförmig gewickelt sind und sich mindestens über eine Halbwicklung um die Stifte erstrecken und diese elastisch umspannen,

- zwei starre Platten (9), von denen mindestens eine aus einem elektrisch leitenden Material besteht und die mit einer Vielzahl von Löchern (10) durchbohrt sind, durch die die Kontakte (6) des Verbinders freigleitend durchtreten, wobei die Platten (9) zu beiden Seiten der Kontaktringe (8) angeordnet sind, und

- Klemmittel (11, 12), um die beiden Platten (9) aufeinander zuzudrücken und die Kontaktringe (8) in Längsrichtung der Kontakte elastisch zu komprimieren,

wodurch sich eine elektrische Verbindung zwischen jedem der obengenannten Kontaktstifte und jeder steifen Leiterplatte über die Ringe bildet und wobei jeder Kontakt einzeln demontiert werden kann, ohne daß es erforderlich ist, die übrigen Kontakte zu berühren.

2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontaktring (8) sich spiralförmig auf einer Länge zwischen einer Dreiviertelwicklung und einer ganzen Umwicklung erstreckt.

3. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktringe (8) aus Metall sind.

4. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Klemmplatte (9) aus Metall ist.

5. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Klemmplatten (9) elektrisch leitend sind.

6. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch elektrische Verbindungsmittel zum elektrischen Verbinden der elektrisch leitenden Platte (9) mit der elektrischen Masse des Verbinders.

7. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (4) aus zwei Isolierblöcken (4a, 4b) besteht, die zu beiden Seiten der Klemmplatten (9) angeordnet sind und dadurch, daß die Klemmmittel (14b, 12) von diesen Isolierblöcken derart getragen werden, daß ein Klemmen der Isolierblöcke ein Klemmen der Platten bewirkt.

8. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Flächen der beiden Isolierblöcke (4a, 4b) als Auflageplatten (13a, 13b) geformt sind, die die benachbarten Klemmplatten gleichmäßig aufeinanderpressen können.