专利名称：组合接触件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种组合式接触件，特别是用于一种插头式连接器。
用于电缆接触的U形绝缘移位接触件，不必除掉绝缘外皮，其中面对电缆接收槽的腿的刃口穿透该绝缘并替代它，以达到与电缆导线啮合的各种设计是公知的。它们广泛地应用无线电通迅系统，仅仅做为一个例证，美国专利4.773.875或5.022.868已经揭示了这样的U形接触件。
此外，U形绝缘移位接头与另外的接头部分结合的接触件是已知的，如美国专利4.552.429中披露了这另外的U形接头。通过美国专利4.564.254将插入部分和U形接头接合在一起已公知。在这种连接中，通过1989年11月3M“4005完全配对的可插模件技术报告”(TechnicalReport4005SuperMatepLuggableModule)一种叉形接头部分和U形接头相结合，以及叉形接头部分相对U形接头旋转约90°也是公知的。最好是扁平材料制成的这种接触件，放入接线盒中，例如用于无线电通迅连接。要完成在二连接器部件之间的连接时，叉形接头部分如与另外连接器部件的针形或杆状接头部分共同起作用。公知接触件的两个接头部分的连接常常是这样的U形接头的腹板相对于U形接头的电缆接收槽的轴线是非对称的。
在U形接触件中，为刺穿绝缘并有效地与电缆导线啮合，最根本的是在两腿之间要产生足够的力，该接触力要保持一较长时期。由于电缆插进U形接头的接收槽，两个腿发生弹性变形，重要的是这种变形不能超过弹性限度。因为在不同情况下产生塑性形变，不能提供所必需的弹性接触力。在U形接触件带有不对称的腹板的实际应用中，已经查明，在腿和腹板的应力分布是不对称的。特别是在应用较大外径的电缆时，承受较大载荷或力的腿遭受疲劳，和电缆的插入导致塑性变形。这个问题在延长和/或加宽U形接头的腿时可能会遇到。因为这种接触件通常用在标准尺寸和间距的连接器中。U形接头的尺寸不能随意地扩大。此外，加宽或者延长腿引起较大的接触力，以致导线可能过度地变形。
从美国专利4.932.893，4.564.254，4.484.791或4.441.779组合式接触件已公知，其中U形接头部分都带有非对称的腹板。以上所讨论这些问题在这些文献中未加讨论。
美国专利Re31.714或美国专利4.988.311描述了接触件，其中U形接头的腿是非对称的。腿有特殊的构形，目的是在最终将电缆插入到接收槽中之前，暂时地把电缆保持在其上部。腿的接触电缆导体的部分是对称的。
美国专利3.605.072和4.084.877描述了一对U形接触件，在两相邻腿间所构成接收或进入槽的共同平面内有三条腿。美国专利4.084.877描述了一个元件，其中，中心腿是刚性的，如果电缆插入槽内时，该中心腿不偏移。外部的腿为对称的，因而应力分布也是不对称的。美国专利3.605.072的元件有一中心腿，中心腿设有一长形的封闭槽。因而平行的腿部限定为当电缆插入接收槽时，它们受到弯曲应力。由于腿上载荷种类的不同，在腿和连接它们的腹板中引起不同的应力分布。本申请的技术包括叉形接触件与U形接头插在一起，使叉形接触件的腿从其自由端与U形接头的腿相结合(overgrip)。这种接触安排，例如大都应用在无线电通迅技术中。利用另外的连接器部件，与诸电缆的连接能够达到，通过U形接触件依次实现了与第一连接器部件的电连接。通过这种方式能够建立平行于现存通道的另外导电通道，而不必通过单独的电缆中断运行。当无线电通迅系统改成数字系统时，可能使用这种另外的通迅通道。
叉形接触件在U形接头上以上述方式的这种插入在过去曾令人满意。当转到数字系统时有必要使用更大直径导线和绝缘的电缆，以便获得使用范围扩大。但其结果是连接器部件有相同的间距，使叉形接触件的腿受到弯曲，这一弯曲是在U形位移接触里变形电缆绝缘位移引起的。如果绝缘材料较硬，则弯曲效应增加。而叉形接触件的弯曲会降低该电连接的质量。
本发明提供一种组合式接触件，其中如果电缆插进U形接头尽管U形接头的腹板为非对称形状，还是产生均匀的弯曲应力。
如本发明适用的接触件，其中U形接头的腹板不对称地连接到一个处于旋转约90°位置的叉形接头上。
通过计算和实验意外地发现，当靠近另一接头部分的一腿的宽度相对于另一腿的宽度减小时，在非对称的U形接头上能够得到对称的负载。正如早已叙述的，U形接头是这样设计的当电缆插入时产生足够的接触力，以使绝缘被腿刺穿和位移，如果在这种U形接头中的一个腿的宽度减小，其结果是使弯曲应力对称的分布在包括腹板在内的U形接头上。特别是在使用较大直径电缆的情况下，减小了电缆插入时其导线遭受过度变形的危险。
通过数值计算法(有限元分析法)，和/或实验和/或计算机模拟试验，U形接头双腿宽度的比例关系可以加以确定，以便达到应力分布均匀的要求。
在本发明中，叉形接触件的腿的自由端部分有倾斜的表面，最好是直的斜面，从而在两腿的侧面以倒角做成斜削端，所述的侧面远离并对着U形接触件的腿之间的接收槽。可以想到宁肯采用一个弯曲面而不采用直平面。更进一步说可以提供两个或更多的斜面，以得到腿的斜削端部分。在本发明的实施例中，斜削端的端部可以为钝角，钝角端宽度约为腿厚度的一半或更小的一些。
叉形接触件的腿的相对锐利的自由端戳入变形的绝缘材料，其处于腿移动方向的情况，从而限制了这些腿可能离开U形接头的变形。如果腿戳入绝缘材料，各倾斜面或倒角的配置相对于对着电缆的侧面施加一朝向电缆的分力，从而避免了腿的弯曲。所以不管在两个接触件的啮合面密集的绝缘材料或多或少，本发明都提供了可靠的电连接。
按照本发明的接触件有如下优点-可避免U形接头的过度应力;
-在接头使用期限内可以保持接触力;
-不必要附加生产成本;
-按照本发明的接触件的生产工具仅需要比较小的变更;
-不会发生不希望有的电缆过度变形。
-在插入到U形接触件时，在叉形接触件上的不希望出现的弯曲力可以避免，对大直径的电缆亦然;
-按照本发明的叉形接触件是由普通技术就能制成的，它不需要重新设计元件，加工倒角的附加费用小，特别适用成批生产。
接着对本发明将参照附图加以详述，其中
图1是一个传统的带有两个U形绝缘移位接触部分的接触件的平面图;
图2是按照本发明包括-U形绝缘移位接触部分和叉形接触部分的平面图;
图3是图2接触件旋转约90°的平面图;
图4是相应于图2的接触件的平面图;
图5是图4结构的U形接触部分试样的放大视图;
图6是带有两个连接器的壳体截面图，其中之一装有按照本发明的接触件。
图1描绘了一个传统的接触件10，如为一扁平材料构成。它包括两个U形绝缘移位接触部分12、14，接触部分12、14通过一个共同的腹板相互连接。接触部分12、14分别包括各自的腿18、20和22、24以及在它们各自之间的接收槽26、28。正如所看到的，接触部分是完全对称的，如果电缆插进接收槽26、28，腿18、20和22、24分别对称地变形(未示出)。
图2和图3接触件包括一U形绝缘移位接触部分32和一叉形接触部分34。接触部分32包括腿36、38以及在其间的接收槽40。腿36、38通过腹板42相互连接，其并与接触部分34连接在一起。如图2所见到的，接触部分34相对U形接触部分32的轴线相偏离，并旋转约90°，从而得到腹板42不对称的构形。叉形接触部分34包括腿44、46以及它们之间的接收槽48，且它们为对称结构。现在的结果是一电缆插入到U形接触部分32的接收槽40中，导致应力对称地分布。
图4接触件50包括U形绝缘移位接触部分52，其带有近似平行的腿54、56，以及在它们之间的接收槽58。腿54、56通过腹板60相互连接在一起，且其以和图2和3实施例接触部分34相同的方式与叉形接触部分62相互连接在一起。接触部分62的有关内容在下文将做详细的说明。例如它可以推进到接触部分12的腿18之上，以便建立接触件10、50之间的电连接，而元件10和50处在不同连接器部分的壳体里(未示出)。接触件10的接收槽26、28和接触件50的接收槽58可用传统方式接收电缆(未示出)。由此，可建立诸平行的通迅路线，如在电讯系统中那样。它消除了例如改变到数字系统而发生通讯中断的必然性。
如所能判断的那样，靠近接触部分62的腿54明显地比腿56小。腿54有一个平均宽度“a”，其宽度明显地比腿56的对应宽度“b”小。该腿56朝向腹板60的方向宽度增加，腿56的外边缘64为倾斜状，而腿54的外边缘66平行于接触部分52轴线，或平行于槽58的轴线。
腹板60的宽度不是恒定的，其最小宽度C是在槽58下面近似测量的，而它最大宽度d是在接触部分62的另一边测量的。如所看到的d比b大，而C近似等于a。此外，下面的尺寸对接触件50适用总长＝8.1mm，腹板60宽腿54、56的横向＝3.95mm(transversetolegs54，56)
腿54、56、长＝2.6mma＝1.05mmb＝1.15mmc＝1.05mmd＝1.5mm板材厚＝0.4mm板材材质为磷青铜采用这样一种U形接头的设计原在忽视几何不对称性，使电缆的插入产生对称的应中分布，载荷的峰值(loadpeaks)和已知的接触件如图2和3接触件30那样的接触件一样在下部。
图5展示了图4U形接触部分的实例，这里用52a来表示。它包括腿54a.56a和它们之间的电缆接收槽58a。腹板60为非对称形，并且腹板下部70例如可以连接到下面的接触部分，例如连接到图4接触部分62。正如所看到的，腿54a比56a明显地窄。尽管如此，如果电缆插进58a(未示出)意外地结果是腿54a比56a横向偏移少，通过试验的计算，这一点已为我们所得到。在图5中，初始状态用虚线表示，而变形状态用实线表示。在腿54a.56a和腹板60中的弯曲应力分布和经过试验和计算的结果也大致均匀。
在图2和3中看到的腿44、46在其自由端有倒面44a.46a，倒角44a.46a是这样产生的即端部朝腿44、46平面(图3)带有圆头的钝角自由端斜削。在接触件30的外表面，倒角对着接触件30中紧接电缆接收槽40的表面。一个表似的倒角63展示在接触件50的叉形部分62上。
接触部分34、62例如有0.4毫米的厚度。倒角44a.46a.63相对腿44、46的纵轴线可做成20°角，并且斜削0.2毫米的宽度，即腿44、46厚度的一半。利用在图2、3和4展示的叉形接触部分34、62，可以得到对于电缆如对芯线到0.9(mm)直径，外绝缘到1.95毫米直径而言令人满意的电连接。如果对绝缘材料为高密度聚乙烯的通常电缆，其外径为1.65毫米而芯线的厚度为0.65毫米也是令人满意的。
图6描绘了穿过壳体80的剖面图，比壳体容纳一排或多排接触件，仅仅一个接触件以50展示在凹口82内。元件50的接收槽58以上述方式适于容纳导线84。下面的壳体85也展示了提供多个接触件的剖面图，以10表示其中之一。它相应于图1里的元件10，其容纳电缆90，以及一个腿与伸出壳体80的叉形接触部分62共同作用。壳体80、86的构形和元件10、50的配置通常是公知的。
在图6里，可以看到叉形接触部分62与接触件10的U形接触部分腿18啮合。叉形部分62的腿的倒角63分别对着槽58或导线84加以放置。这样尖削的端部使叉形部分62的腿能够戳穿环绕电缆90的绝缘材料88。倒角63所在情况的作用是这样的，腿不会弯曲离开电缆90，相反，倒角进一步产生朝向电缆90的一分力。
如进一步所看到的，叉形部分62的腿的圆头端并不防碍所描述的功能。
权利要求
1.一种组合式接触件，特别是插头式连接器，包括U形接头部分，带有两个近似平行的腿(36、38)，其通过腹板(42)连在一起，并且在两腿间形成一电缆接收槽(40)，在所述电缆插入槽中时，用限定所述槽的所述腿的刃口刺入所述电缆绝缘，并弹性地啮合该导线，最好是叉形第二接触部分(34)对着所述腿(36、38)与腹板(42)连接在一起，其特征在于对着所述U形接头部分的所述腿的所述腹板部分(42)相对于所述电缆接收槽(40)的轴线是非对称的，使靠近所述第二接头部分(34；62)的所述U形接头部分(32、52)的所述一个腿(36、54、54a)比另一腿(38、56、56a)具有减小了的宽度，以便当所述的电缆插入到所述的槽(40、58、58a)时，在所述U形接头部分中的弯曲应力分布是近似均匀的。
2.根据权利要求1的接触件，其中所述的第二接头部分(34、62)是相对U形接头部分(32、52)旋转的90°的叉形接头部分。
3.根据权利要求1所述的接触件，其中减小宽度的所述腿(36、54、54a)的边缘趋于彼此近似平行。
4.根据权利要求2所述的接触件，其中减小宽度的所述腿(54)的边缘趋于彼此近似平行。
5.根据权利要求1所述的接触件，其中在所述接收槽(58)和连接所述腿的所述腹板部分(60)的自由边缘之间的最短距离(C)近似等于所述较小腿(54)的宽度(a)。
6.根据权利要求1所述的接触件，其中所述接触件(30、50)的板材，如果用磷青铜或黄铜的话，对于0.32～0.9毫米直径的电缆，其厚度在0.35～0.5毫米之间。
7.用于包括连接器部件的插头型连接的接触件，其中一个连接器部件为带有相反两表面的腹板(42、60)的叉型接触件(34、62)，并且一自由端带有形成于其内的槽(48)，用以限定两个分开的腿(44、46)，而另一部件至少有一由腹板(42、60)所限定的U形绝缘位移接触件(32、52)，其有分开的腿(36、38、54、56)，形成于自由端带有在其间的电缆接收槽(40、58)，所述的叉形件的所述腿(44、46)适于用来通过其自由端与所述U形接触件(32、52)的所述腿(36、54)形成紧啮合，其中所述叉形件的所述腿的所述自由端部带有在一个侧面上限定倒角(44a.46a.63)的斜面，致使所述叉形接触件的腿(44、46)朝其自由斜削。
8.根据权利要求7的接触件，其中是带有直倒角。
9.根据权利要求7的接触件，其中腿的端部为钝角。
10.根据权利要求9的接触件，其中腿(44、46)的钝角端的厚度约不大于所述腹板(42、46)厚度的一半。
全文摘要
组合式接触件，特别是插头式连接器，包括一U形接触部分，有由腹板部分相连的近似平行的两腿，两腿间有限定为接收电缆用的接收槽，对着该槽有腿的刃口，其适于刺穿电缆的绝缘，并且在腿弹性变形情况下，啮合电缆导线。最好叉形件第二接触部分对着第一接触部分的腿，将对称地连接到腹板部分上。靠近U形接触部分的第二接触部分的腿具有比另一腿小的宽度，以便于得到近似均匀的对称应力分布。叉形件的腿在对着远离U形部分的槽的表面上倒角。
文档编号H01R4/24GK1094193SQ9312123
公开日1994年10月26日 申请日期1993年11月13日 优先权日1992年11月14日
发明者尤多·塞德尔, 卡尔·霍克, 玛丽·鲍姆勒, 维恩·拉德沃尔德 申请人:明尼苏达州采矿和制造公司