專利名稱：組合接觸件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合式接觸件，特別是用于一種插頭式連接器。
用于電纜接觸的U形絕緣移位接觸件，不必除掉絕緣外皮，其中面對電纜接收槽的腿的刃口穿透該絕緣并替代它，以達到與電纜導(dǎo)線嚙合的各種設(shè)計是公知的。它們廣泛地應(yīng)用無線電通迅系統(tǒng)，僅僅做為一個例證，美國專利4.773.875或5.022.868已經(jīng)揭示了這樣的U形接觸件。
此外，U形絕緣移位接頭與另外的接頭部分結(jié)合的接觸件是已知的，如美國專利4.552.429中披露了這另外的U形接頭。通過美國專利4.564.254將插入部分和U形接頭接合在一起已公知。在這種連接中，通過1989年11月3M“4005完全配對的可插模件技術(shù)報告”(TechnicalReport4005SuperMatepLuggableModule)一種叉形接頭部分和U形接頭相結(jié)合，以及叉形接頭部分相對U形接頭旋轉(zhuǎn)約90°也是公知的。最好是扁平材料制成的這種接觸件，放入接線盒中，例如用于無線電通迅連接。要完成在二連接器部件之間的連接時，叉形接頭部分如與另外連接器部件的針形或桿狀接頭部分共同起作用。公知接觸件的兩個接頭部分的連接常常是這樣的U形接頭的腹板相對于U形接頭的電纜接收槽的軸線是非對稱的。
在U形接觸件中，為刺穿絕緣并有效地與電纜導(dǎo)線嚙合，最根本的是在兩腿之間要產(chǎn)生足夠的力，該接觸力要保持一較長時期。由于電纜插進U形接頭的接收槽，兩個腿發(fā)生彈性變形，重要的是這種變形不能超過彈性限度。因為在不同情況下產(chǎn)生塑性形變，不能提供所必需的彈性接觸力。在U形接觸件帶有不對稱的腹板的實際應(yīng)用中，已經(jīng)查明，在腿和腹板的應(yīng)力分布是不對稱的。特別是在應(yīng)用較大外徑的電纜時，承受較大載荷或力的腿遭受疲勞，和電纜的插入導(dǎo)致塑性變形。這個問題在延長和/或加寬U形接頭的腿時可能會遇到。因為這種接觸件通常用在標(biāo)準(zhǔn)尺寸和間距的連接器中。U形接頭的尺寸不能隨意地擴大。此外，加寬或者延長腿引起較大的接觸力，以致導(dǎo)線可能過度地變形。
從美國專利4.932.893，4.564.254，4.484.791或4.441.779組合式接觸件已公知，其中U形接頭部分都帶有非對稱的腹板。以上所討論這些問題在這些文獻中未加討論。
美國專利Re31.714或美國專利4.988.311描述了接觸件，其中U形接頭的腿是非對稱的。腿有特殊的構(gòu)形，目的是在最終將電纜插入到接收槽中之前，暫時地把電纜保持在其上部。腿的接觸電纜導(dǎo)體的部分是對稱的。
美國專利3.605.072和4.084.877描述了一對U形接觸件，在兩相鄰?fù)乳g所構(gòu)成接收或進入槽的共同平面內(nèi)有三條腿。美國專利4.084.877描述了一個元件，其中，中心腿是剛性的，如果電纜插入槽內(nèi)時，該中心腿不偏移。外部的腿為對稱的，因而應(yīng)力分布也是不對稱的。美國專利3.605.072的元件有一中心腿，中心腿設(shè)有一長形的封閉槽。因而平行的腿部限定為當(dāng)電纜插入接收槽時，它們受到彎曲應(yīng)力。由于腿上載荷種類的不同，在腿和連接它們的腹板中引起不同的應(yīng)力分布。本申請的技術(shù)包括叉形接觸件與U形接頭插在一起，使叉形接觸件的腿從其自由端與U形接頭的腿相結(jié)合(overgrip)。這種接觸安排，例如大都應(yīng)用在無線電通迅技術(shù)中。利用另外的連接器部件，與諸電纜的連接能夠達到，通過U形接觸件依次實現(xiàn)了與第一連接器部件的電連接。通過這種方式能夠建立平行于現(xiàn)存通道的另外導(dǎo)電通道，而不必通過單獨的電纜中斷運行。當(dāng)無線電通迅系統(tǒng)改成數(shù)字系統(tǒng)時，可能使用這種另外的通迅通道。
叉形接觸件在U形接頭上以上述方式的這種插入在過去曾令人滿意。當(dāng)轉(zhuǎn)到數(shù)字系統(tǒng)時有必要使用更大直徑導(dǎo)線和絕緣的電纜，以便獲得使用范圍擴大。但其結(jié)果是連接器部件有相同的間距，使叉形接觸件的腿受到彎曲，這一彎曲是在U形位移接觸里變形電纜絕緣位移引起的。如果絕緣材料較硬，則彎曲效應(yīng)增加。而叉形接觸件的彎曲會降低該電連接的質(zhì)量。
本發(fā)明提供一種組合式接觸件，其中如果電纜插進U形接頭盡管U形接頭的腹板為非對稱形狀，還是產(chǎn)生均勻的彎曲應(yīng)力。
如本發(fā)明適用的接觸件，其中U形接頭的腹板不對稱地連接到一個處于旋轉(zhuǎn)約90°位置的叉形接頭上。
通過計算和實驗意外地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)靠近另一接頭部分的一腿的寬度相對于另一腿的寬度減小時，在非對稱的U形接頭上能夠得到對稱的負(fù)載。正如早已敘述的，U形接頭是這樣設(shè)計的當(dāng)電纜插入時產(chǎn)生足夠的接觸力，以使絕緣被腿刺穿和位移，如果在這種U形接頭中的一個腿的寬度減小，其結(jié)果是使彎曲應(yīng)力對稱的分布在包括腹板在內(nèi)的U形接頭上。特別是在使用較大直徑電纜的情況下，減小了電纜插入時其導(dǎo)線遭受過度變形的危險。
通過數(shù)值計算法(有限元分析法)，和/或?qū)嶒灪?或計算機模擬試驗，U形接頭雙腿寬度的比例關(guān)系可以加以確定，以便達到應(yīng)力分布均勻的要求。
在本發(fā)明中，叉形接觸件的腿的自由端部分有傾斜的表面，最好是直的斜面，從而在兩腿的側(cè)面以倒角做成斜削端，所述的側(cè)面遠(yuǎn)離并對著U形接觸件的腿之間的接收槽?？梢韵氲綄幙喜捎靡粋€彎曲面而不采用直平面。更進一步說可以提供兩個或更多的斜面，以得到腿的斜削端部分。在本發(fā)明的實施例中，斜削端的端部可以為鈍角，鈍角端寬度約為腿厚度的一半或更小的一些。
叉形接觸件的腿的相對銳利的自由端戳入變形的絕緣材料，其處于腿移動方向的情況，從而限制了這些腿可能離開U形接頭的變形。如果腿戳入絕緣材料，各傾斜面或倒角的配置相對于對著電纜的側(cè)面施加一朝向電纜的分力，從而避免了腿的彎曲。所以不管在兩個接觸件的嚙合面密集的絕緣材料或多或少，本發(fā)明都提供了可靠的電連接。
按照本發(fā)明的接觸件有如下優(yōu)點-可避免U形接頭的過度應(yīng)力;
-在接頭使用期限內(nèi)可以保持接觸力;
-不必要附加生產(chǎn)成本;
-按照本發(fā)明的接觸件的生產(chǎn)工具僅需要比較小的變更;
-不會發(fā)生不希望有的電纜過度變形。
-在插入到U形接觸件時，在叉形接觸件上的不希望出現(xiàn)的彎曲力可以避免，對大直徑的電纜亦然;
-按照本發(fā)明的叉形接觸件是由普通技術(shù)就能制成的，它不需要重新設(shè)計元件，加工倒角的附加費用小，特別適用成批生產(chǎn)。
接著對本發(fā)明將參照附圖加以詳述，其中

圖1是一個傳統(tǒng)的帶有兩個U形絕緣移位接觸部分的接觸件的平面圖;
圖2是按照本發(fā)明包括-U形絕緣移位接觸部分和叉形接觸部分的平面圖;
圖3是圖2接觸件旋轉(zhuǎn)約90°的平面圖;
圖4是相應(yīng)于圖2的接觸件的平面圖;
圖5是圖4結(jié)構(gòu)的U形接觸部分試樣的放大視圖;
圖6是帶有兩個連接器的殼體截面圖，其中之一裝有按照本發(fā)明的接觸件。
圖1描繪了一個傳統(tǒng)的接觸件10，如為一扁平材料構(gòu)成。它包括兩個U形絕緣移位接觸部分12、14，接觸部分12、14通過一個共同的腹板相互連接。接觸部分12、14分別包括各自的腿18、20和22、24以及在它們各自之間的接收槽26、28。正如所看到的，接觸部分是完全對稱的，如果電纜插進接收槽26、28，腿18、20和22、24分別對稱地變形(未示出)。
圖2和圖3接觸件包括一U形絕緣移位接觸部分32和一叉形接觸部分34。接觸部分32包括腿36、38以及在其間的接收槽40。腿36、38通過腹板42相互連接，其并與接觸部分34連接在一起。如圖2所見到的，接觸部分34相對U形接觸部分32的軸線相偏離，并旋轉(zhuǎn)約90°，從而得到腹板42不對稱的構(gòu)形。叉形接觸部分34包括腿44、46以及它們之間的接收槽48，且它們?yōu)閷ΨQ結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在的結(jié)果是一電纜插入到U形接觸部分32的接收槽40中，導(dǎo)致應(yīng)力對稱地分布。
圖4接觸件50包括U形絕緣移位接觸部分52，其帶有近似平行的腿54、56，以及在它們之間的接收槽58。腿54、56通過腹板60相互連接在一起，且其以和圖2和3實施例接觸部分34相同的方式與叉形接觸部分62相互連接在一起。接觸部分62的有關(guān)內(nèi)容在下文將做詳細(xì)的說明。例如它可以推進到接觸部分12的腿18之上，以便建立接觸件10、50之間的電連接，而元件10和50處在不同連接器部分的殼體里(未示出)。接觸件10的接收槽26、28和接觸件50的接收槽58可用傳統(tǒng)方式接收電纜(未示出)。由此，可建立諸平行的通迅路線，如在電訊系統(tǒng)中那樣。它消除了例如改變到數(shù)字系統(tǒng)而發(fā)生通訊中斷的必然性。
如所能判斷的那樣，靠近接觸部分62的腿54明顯地比腿56小。腿54有一個平均寬度“a”，其寬度明顯地比腿56的對應(yīng)寬度“b”小。該腿56朝向腹板60的方向?qū)挾仍黾?，?6的外邊緣64為傾斜狀，而腿54的外邊緣66平行于接觸部分52軸線，或平行于槽58的軸線。
腹板60的寬度不是恒定的，其最小寬度C是在槽58下面近似測量的，而它最大寬度d是在接觸部分62的另一邊測量的。如所看到的d比b大，而C近似等于a。此外，下面的尺寸對接觸件50適用總長＝8.1mm，腹板60寬腿54、56的橫向＝3.95mm(transversetolegs54，56)
腿54、56、長＝2.6mma＝1.05mmb＝1.15mmc＝1.05mmd＝1.5mm板材厚＝0.4mm板材材質(zhì)為磷青銅采用這樣一種U形接頭的設(shè)計原在忽視幾何不對稱性，使電纜的插入產(chǎn)生對稱的應(yīng)中分布，載荷的峰值(loadpeaks)和已知的接觸件如圖2和3接觸件30那樣的接觸件一樣在下部。
圖5展示了圖4U形接觸部分的實例，這里用52a來表示。它包括腿54a.56a和它們之間的電纜接收槽58a。腹板60為非對稱形，并且腹板下部70例如可以連接到下面的接觸部分，例如連接到圖4接觸部分62。正如所看到的，腿54a比56a明顯地窄。盡管如此，如果電纜插進58a(未示出)意外地結(jié)果是腿54a比56a橫向偏移少，通過試驗的計算，這一點已為我們所得到。在圖5中，初始狀態(tài)用虛線表示，而變形狀態(tài)用實線表示。在腿54a.56a和腹板60中的彎曲應(yīng)力分布和經(jīng)過試驗和計算的結(jié)果也大致均勻。
在圖2和3中看到的腿44、46在其自由端有倒面44a.46a，倒角44a.46a是這樣產(chǎn)生的即端部朝腿44、46平面(圖3)帶有圓頭的鈍角自由端斜削。在接觸件30的外表面，倒角對著接觸件30中緊接電纜接收槽40的表面。一個表似的倒角63展示在接觸件50的叉形部分62上。
接觸部分34、62例如有0.4毫米的厚度。倒角44a.46a.63相對腿44、46的縱軸線可做成20°角，并且斜削0.2毫米的寬度，即腿44、46厚度的一半。利用在圖2、3和4展示的叉形接觸部分34、62，可以得到對于電纜如對芯線到0.9(mm)直徑，外絕緣到1.95毫米直徑而言令人滿意的電連接。如果對絕緣材料為高密度聚乙烯的通常電纜，其外徑為1.65毫米而芯線的厚度為0.65毫米也是令人滿意的。
圖6描繪了穿過殼體80的剖面圖，比殼體容納一排或多排接觸件，僅僅一個接觸件以50展示在凹口82內(nèi)。元件50的接收槽58以上述方式適于容納導(dǎo)線84。下面的殼體85也展示了提供多個接觸件的剖面圖，以10表示其中之一。它相應(yīng)于圖1里的元件10，其容納電纜90，以及一個腿與伸出殼體80的叉形接觸部分62共同作用。殼體80、86的構(gòu)形和元件10、50的配置通常是公知的。
在圖6里，可以看到叉形接觸部分62與接觸件10的U形接觸部分腿18嚙合。叉形部分62的腿的倒角63分別對著槽58或?qū)Ь€84加以放置。這樣尖削的端部使叉形部分62的腿能夠戳穿環(huán)繞電纜90的絕緣材料88。倒角63所在情況的作用是這樣的，腿不會彎曲離開電纜90，相反，倒角進一步產(chǎn)生朝向電纜90的一分力。
如進一步所看到的，叉形部分62的腿的圓頭端并不防礙所描述的功能。
權(quán)利要求
1.一種組合式接觸件，特別是插頭式連接器，包括U形接頭部分，帶有兩個近似平行的腿(36、38)，其通過腹板(42)連在一起，并且在兩腿間形成一電纜接收槽(40)，在所述電纜插入槽中時，用限定所述槽的所述腿的刃口刺入所述電纜絕緣，并彈性地嚙合該導(dǎo)線，最好是叉形第二接觸部分(34)對著所述腿(36、38)與腹板(42)連接在一起，其特征在于對著所述U形接頭部分的所述腿的所述腹板部分(42)相對于所述電纜接收槽(40)的軸線是非對稱的，使靠近所述第二接頭部分(34；62)的所述U形接頭部分(32、52)的所述一個腿(36、54、54a)比另一腿(38、56、56a)具有減小了的寬度，以便當(dāng)所述的電纜插入到所述的槽(40、58、58a)時，在所述U形接頭部分中的彎曲應(yīng)力分布是近似均勻的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的接觸件，其中所述的第二接頭部分(34、62)是相對U形接頭部分(32、52)旋轉(zhuǎn)的90°的叉形接頭部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸件，其中減小寬度的所述腿(36、54、54a)的邊緣趨于彼此近似平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接觸件，其中減小寬度的所述腿(54)的邊緣趨于彼此近似平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸件，其中在所述接收槽(58)和連接所述腿的所述腹板部分(60)的自由邊緣之間的最短距離(C)近似等于所述較小腿(54)的寬度(a)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸件，其中所述接觸件(30、50)的板材，如果用磷青銅或黃銅的話，對于0.32～0.9毫米直徑的電纜，其厚度在0.35～0.5毫米之間。
7.用于包括連接器部件的插頭型連接的接觸件，其中一個連接器部件為帶有相反兩表面的腹板(42、60)的叉型接觸件(34、62)，并且一自由端帶有形成于其內(nèi)的槽(48)，用以限定兩個分開的腿(44、46)，而另一部件至少有一由腹板(42、60)所限定的U形絕緣位移接觸件(32、52)，其有分開的腿(36、38、54、56)，形成于自由端帶有在其間的電纜接收槽(40、58)，所述的叉形件的所述腿(44、46)適于用來通過其自由端與所述U形接觸件(32、52)的所述腿(36、54)形成緊嚙合，其中所述叉形件的所述腿的所述自由端部帶有在一個側(cè)面上限定倒角(44a.46a.63)的斜面，致使所述叉形接觸件的腿(44、46)朝其自由斜削。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的接觸件，其中是帶有直倒角。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的接觸件，其中腿的端部為鈍角。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的接觸件，其中腿(44、46)的鈍角端的厚度約不大于所述腹板(42、46)厚度的一半。
全文摘要
組合式接觸件，特別是插頭式連接器，包括一U形接觸部分，有由腹板部分相連的近似平行的兩腿，兩腿間有限定為接收電纜用的接收槽，對著該槽有腿的刃口，其適于刺穿電纜的絕緣，并且在腿彈性變形情況下，嚙合電纜導(dǎo)線。最好叉形件第二接觸部分對著第一接觸部分的腿，將對稱地連接到腹板部分上?？拷黆形接觸部分的第二接觸部分的腿具有比另一腿小的寬度，以便于得到近似均勻的對稱應(yīng)力分布。叉形件的腿在對著遠(yuǎn)離U形部分的槽的表面上倒角。
文檔編號H01R4/24GK1094193SQ9312123
公開日1994年10月26日 申請日期1993年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月14日
發(fā)明者尤多·塞德爾, 卡爾·霍克, 瑪麗·鮑姆勒, 維恩·拉德沃爾德 申請人:明尼蘇達州采礦和制造公司