CN102447182B - 免螺丝接线端子 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及免螺丝接线端子，具有：与导体(2)电连接、具有连接区段(3)和接触面(4)的接触元件(1)；夹持弹簧(5)，使导体(2)夹持在接触元件(1)的接触面(4)上，夹持弹簧(5)具有夹持腿(7)、定位腿(8)和张紧腿(9)，在夹持腿(7)中设有使导体(2)穿过的夹持孔(6)，接触元件(1)贴住夹持弹簧(5)的定位腿(8)，夹持弹簧(5)的张紧腿(9)使定位腿(8)与夹持腿(7)连接；其中，夹持腿(7)具有设有夹持面(11)的导体夹持突起部(10)，夹持面基本平行于接触元件(1)的接触面(4)，待连接导体(2)夹持在导体夹持突起部(10)的夹持面(11)的表面区段和接触元件(1)的接触面(4)之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种免螺丝接线端子，用于连接电导体、特别用于插拔连接器装置。
背景技术
这种类型的免螺丝接线端子通常具有夹持弹簧，夹持弹簧通常还被称为老鼠笼弹簧，这种免螺丝接线端子公知的优点是，待连接电导体在没有螺纹连接件的条件下就可以进行装配。通过使导体导线夹持在接触元件上的原理，实现了各自横截面的自动配合，其中，该导体基本上还可以是单芯或多芯电线，这类电线具有多股绞合导线、高密度金属线或安装在导线端套中的导体。这样实现了，将一个以及这些接线端子用于不同尺寸的挠性导线和电线。另外，这种接线端子还用于嵌入在三相和/或交流电源中的插拔连接器***，这类插拔连接器***由插头和耦合件元件或墙壁插座构成，例如设备插头、法兰设备插头、组装设备插头、附加插座和插座，这方面的要求进一步在标准IEC 60309-1、-2以及EN 60309-1、-2中公开。
文献EP 1 072 067B1公开了一种插拔连接器装置，其具有安装在插头中或耦合件中的免螺丝导体接线端子。大体上呈管状的插头外壳或耦合件外壳由绝缘塑料制成，该插头外壳或耦合件外壳包括内部呈圆柱形的接触元件载体，该接触元件载体使接触元件定位其中。插头外壳的接触元件载体用于容纳接触插销，耦合件外壳的接触元件载体用于容纳接触插座。在导体装配到免螺丝接线端子的过程中，电线的接线端被由绝缘塑料构成的罩体拉伸，该罩体与插头外壳或耦合件外壳连接，并且具有用于电线的耐拉连接器。然后，将导体的待连接的、连接前自由设置的导线端借由夹持弹簧固定夹持在接触元件中，接触元件位于接触元件载体内。这种夹持弹簧具有夹持孔，夹持孔处于偏压的释放位置上，待连接导体以其之前已经去绝缘的导线端***到该释放位置上。当夹持弹簧的夹持孔随后闭合时，该导线端借助于夹持弹簧的夹持腿的横截面相对于接触元件的接触面被拉伸，并且接下来被固定夹持，由此实现电接触。
公知另一种免螺丝导体接线端子，其采用相同结构的夹持弹簧，用以将电导体夹持在接触元件上。EP 1 555 724A1例如提供一种单极或多极导体夹板，该导体夹板设有一个或多个免螺丝导体接线端子，这种免螺丝导体接线端子具有多个相邻设置的如上文所述的夹持弹簧，用以连接多个导体。
由此，这种免螺丝接线端子的在上述夹持方式下的有效夹持面限定在夹持弹簧的横截面结构上，而且仅具有很少的平方毫米。由于这里提供的现有技术的免螺丝接线端子一般情况下具有较大的导电电阻，因此导致较大的热效应。该缺点特别在32A和更高的电流情况下更加明显。即使在其它可行的接触面区段上，导体尽管基本贴靠在该接触面区段上，但是通过接线端子或夹持弹簧的夹持腿的横截面仍没有实现直接作用于导体上的有效夹持力，而是得到相对更大的接触电阻。
根据现有技术，流经免螺丝接线端子的接触电阻的所有电流由此产生并不能忽视的热量，该热量必须经由接触元件排放掉。然而，经由该导体接线端子的强电流的流动除了较大的热效应之外特别还产生较大的电量损失以及较大的危险，诸如熔化或燃烧危险。由此基本上可以确定，基于惯用的免螺丝接线端子的电流负载能力的应用范围在使用中受到限制，在该免螺丝接线端子中这样形成电接触，即，导体借由夹持弹簧的夹持腿横截面实现夹持。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种应用夹持弹簧技术的改善的免螺丝接线端子，该免螺丝接线端子能够简单且有效地制成，以及还能够确保即使在较高的电流负载情况下、在同时降低热效应的条件下还特别实现可靠的机械连接和电连接。
根据本发明，上述目的的解决方案可以通过独立权利要求的技术特征来实现。具有优势的和/或优选的实施方案和扩展方案在从属权利要求中给出。
因而，本发明的主要优势和各个实施方案或扩展方案在于，实现与导体的快速、安全和可控的电连接和机械连接，通过较少的电量损耗提供较大的电接触面，由此基于所测得的电流和电流负载能力使本发明的免螺丝接线端子的使用范围扩大。此外，本发明的免螺丝接线端子由于在电插头或连接装置之中和之上的待连接导体和电接触元件之间的较小的传递电阻而实现了良好的热传递，并且避免了这种装置的过热或损坏的危险。而且，本发明相对于导体在导电装置的接触元件上的机械固定还实现了机械拉伸强度的改善。
具体来说，本发明的免螺丝接线端子具有至少一个接触元件以及至少一个装配在该接触元件上的夹持弹簧。这两个组成元件可以成对地设置在插头装置或连接装置中，诸如设置在插头、耦合件或墙壁插座中，或同理设置在未详述的导体连接板部件中。而且，本发明的免螺丝接线端子可以设置在由任何壳体材料制成的外壳中、特别是金属外壳中，并且应该或必须有效地用于电气设备中，电气设备这方面的要求进一步在标准IEC 60309-1、-2以及EN 60309-1、-2中公开。
免螺丝接线端子的接触元件具有连接区段，该连接区段具有电接触面，该接触面设置用于形成接触，也就是形成与待连接导体的电连接。如果接触元件设置在插头、耦合件或墙壁插座中，那么该接触元件在插头中作为接触插销而形成插销结构，或者在耦合件/墙壁插座中作为接触插座而形成插座结构。在没有其它特别说明的情况下，以下所采用的接触元件的概念对应于接触插销、接触插座或接触板或类似元件。
免螺丝接线端子的夹持弹簧用于将导体可拆卸地固定在接触元件上，即采用夹持固定的方式固定在接触元件的接触面上。该夹持弹簧优选形成为老鼠笼弹簧，并且具有定位腿、夹持腿和张紧腿，该张紧腿使定位腿和夹持腿相连接。定位腿用于将夹持腿固定在接触件上，而张紧腿产生必要的弹簧偏压力。夹持腿设有夹持孔，该夹持孔实现交叉夹持腿与定位腿的交叉，并且使导体导线穿过该夹持孔，从而使导体夹持固定在接触元件上。优选的方式是，使夹持弹簧偏压装配在接触元件上。
与传统的实施例中现有技术的用于免螺丝接线端子的夹持弹簧相反，本发明的夹持弹簧在该夹持弹簧的夹持腿上具有被称为导体夹持突起部的另一部件，在实际应用中，该导体夹持突起部适宜作为板形突起部或板条。这种导体夹持突起部具有限定的夹持面，并且明显改善了传统夹持弹簧的夹持孔中夹持腿横截面的功能，传统的夹持弹簧通常用于将导体的导线夹持在接触元件的接触表面上。在夹持弹簧装配到接触元件上的状态下，夹持面大体上平行于接触元件的接触面延伸，并且在将导体导线***到夹持弹簧的夹持孔中之后，该夹持面用于将导体的导线下压并夹持在接触元件的接触面上。
以具有优势的方式，这种导体夹持突起部实现了在导体具有多个自由导线、诸如具有多股绞合导线的情况下对导线结构的平面式压紧。为实现该目的优选夹持弹簧设有相应重要的弹簧偏压力。通过扩大电接触表面，一方面实现了接触电阻的欧姆电阻的减小，其中，电流部分经由导体夹持突起部传递到夹持弹簧上，并且接下来经由夹持弹簧的定位腿传递到接触元件上。而且，导体的热传递表面和拉伸强度由于摩擦面的扩大而增大。
在将刚性金属丝导体夹持在接线端子上的条件下，那么本发明的导体夹持突起部产生尽可能很小的或甚至不产生对导体导线结构的平面式挤压。然而此外，与传统的免螺丝接线端子的实施方案相比，本发明的到接触元件的接触电阻和热传递电阻由于较大的、通过压力贴靠在导体上的夹持面、以及由此导致的在接触元件上在较大接触面上的夹持力效用同理变小；在传统的免螺丝接线端子中，导体的夹持仅经由夹持弹簧的夹持腿的横截面来实现。
损失热量以具有优势的方式经由接触元件排放掉，该损失热量在运行过程中产生、或在加载电流条件于在两个插拔连接器的连接过程中产生，其中，流经位于导体和接触元件之间的接触电阻的电流产生该损失热量。
为实现本发明目的，在一个优选实施方案中，接触元件设有至少一个冷却面元件，用以改善与外界环境的热传递。在一个特别优选的实施方案中，处于改善热传递目的，接触元件设有单条或多条式沟槽，用于扩大接触元件的表面，例如沟槽形成为环形槽和/或纵向槽，这些沟槽优选通过车削和/或铣削在接触元件上加工而成。此外，导体夹持突起部的贴靠在导线上的夹持面经由夹持弹簧形成到接触元件上的额外的热传递。对此，以特别具有优势的方式，使夹持弹簧的定位腿可以经由接触元件中的凹陷部而与该接触元件形成形状配合式连接。因此，该凹陷部适宜地具有与夹持弹簧的定位腿形成互补的外形轮廓。
为了进一步改善两个待组成对的插拔连接器装置的待彼此连接的接触元件之间的热传递、电接触电阻和/或热交换，其中，这两个接触元件例如为具有接触插销的插头和具有接触插座的耦合件，那么在一个特别优选的实施方案中提供一种插座式接触元件，其设有夹持弹簧环。也就是说，当插头的插销式接触元件、即接触插销***到耦合件的插座式接触元件中时，这种夹持弹簧环用于增大夹持连接力。优选这种夹持弹簧环下沉式安装在接触插座表面的沟槽或环形槽中，并且相对于轴向移动而固定。取代夹持弹簧环，还可以采用所有适用于增大插拔连接器装置的夹持连接力的传统式弹簧或弹性部件。
在本发明的优选扩展方案中，导体夹持突起部的夹持面至少在局部区域具有夹持区段，该夹持区段具有这样的夹持面轮廓，该夹持面轮廓相对于导体夹持突起部的其它夹持面是弯曲或倾斜的，其中，优选使导体夹持突起部的端部区段形成这样的结构。由此进一步改善接线端子的电接触和拉伸强度。然而还实现了，导体夹持突起部沿着待连接导体轴向上的纵向轮廓形成弯曲结构或偏转结构。
偏转或倾斜的轮廓优选在导体、导体夹持突起部或夹持区段的连接方向上实现了：当夹持弹簧的夹持孔在导体***后关闭时，使偏转或倾斜的轮廓还横向相对于表面以一定角度压在导体导线的表面上，其中，电接触电阻和热传递电阻进一步减小。如果在导体或电线上产生轴向拉力，那么将导致导体夹持突起部的端部区段在导线上的进一步压紧，由此还使被夹持导线的变形表面以及抵抗力增大。
以更简单的方式，以下仅使用概念导体夹持突起部，其中，还相应包括安装在该导体夹持突起部上的偏转或弯曲的夹持区段，与此相关的内容不再进一步说明。
接触元件的连接区段、接触元件的接触面和/或本发明免螺丝接线端子中导体夹持突起部以及偏转或弯曲的夹持区段的夹持面的表面优选具有至少局部成型的接触表面。这种表面成型可以具有类似于钳子形状的表面结构，从而使待连接导体以改进的摩擦接触进行设置，由此一方面通过将表面结构压紧在导线中而使电接触电阻和热传递电阻进一步减小，另一方面以较高的拉伸强度实现导体导线和接触元件以及导体夹持突起部之间的特别有效的机械连接。
同理，通过接触表面的表面调质处理、例如采用金属合金可以实现接触电阻的进一步减小和热传递的改善，以及接触表面的耐腐蚀性能的改善。在特别有利的方式中，上述表面调质处理具有塑性或弹性变形性能，从而当导体夹持在接触元件的夹持面和夹持弹簧的导体夹持突起部之间时，增大接触表面和均衡导体轮廓上的接触表面。
此外，导体夹持突起部可以具有相对于待连接导体轴向的、特别优选构成的横截面结构，同时该横截面结构与导体的横截面结构大体上相一致。在此，优选导体夹持突起部的横截面结构大体为半圆形结构，或具有纵向缺口或类似的至少局部包围住导体的外形轮廓，从而在导体***到夹持弹簧的夹持孔之后，使导体的导线置于接触元件的接触面上，并且在夹持孔关闭的情况下，通过使导体夹持元件的夹持面包围住导线，实现经由导体夹持元件来侧面固定导线。
为了使夹持弹簧固定在接触元件上，接触元件可以在其接触区段上优选具有导引槽，夹持弹簧的导体夹持突起部可以轴向咬合在该导引槽中。接触元件的接触面例如通过铣入处理而安装在该导引槽中，其中，接触元件的正端面至少局部随之空出，从而使导体轴向推进到导引槽中，并且能够置放在接触表面上。为了相对于夹持弹簧和导体导线的旋转而侧面固定，导引槽在接触元件的两个轴向侧具有支撑腿。
本发明的用于将导体连接到接触元件上的夹持弹簧优选由适宜的导电带材在冲压-弯曲工艺中制成，通常由金属制成。为了实现本发明的夹持弹簧具有适宜的外形结构，在制造夹持弹簧的过程中采用一个额外的加工步骤，其中，优选同样采用冲压-弯曲工艺。在此，作为下压和夹紧元件的导体夹持突起部和/或夹持区段直接由夹持弹簧的夹持腿的局部区段形成，即该局部区段这样弯曲，以使夹持腿的该局部区段的表面大体上平行于定位腿的表面设置，和/或在装配到接触元件上的状态下大体上平行接触元件的接触面设置。这样构成的导体夹持突起部由此可以形成夹持板的形式。
在另一个优选方法中，导体夹持突起部可以在于夹持弹簧的夹持腿中冲压夹持孔的过程中制成，该夹持孔用于使导体穿过。在此，通过部分撕开，例如经由冲压过程自动剪切出由夹持弹簧的夹持腿形成的局部区段，其中，该局部区段的一侧另外还与夹持腿保持材料配合连接。接下来，该自由切断的局部区段在进一步弯曲过程中从夹持腿开始弯曲，并相应地这样设置或成型，即，使夹持腿的局部区段的表面大体上平行于夹持弹簧定位腿的表面，以及在装配到接触元件的状态下大体上平行于接触元件的接触面设置。以具有优势的方式通过这些加工步骤同时得到的在夹持弹簧夹持腿中的窗口还同样实现了夹持孔的功能，用于在连接到免螺丝接线端子的过程中导体由此穿过。这样构成的导体夹持突起部由此可以形成夹持板的形式。
在可替换的方法中，夹持孔在第一加工步骤中完全冲制在夹持弹簧的夹持腿中。在第二加工步骤中，然后使导体夹持突起部安装在夹持腿上，而且特别采用螺纹连接、铆接或加接，其中，加接还可以是材料配合的连接过程、优选采用焊接或焊料焊接。在此，导体夹持突起部所采用的材料可以与夹持弹簧的材料不同，其中，优选采用金属或具有高导电性能和高导热性能的材料来制成。导体夹持突起部的外部几何形状和/或横截面结构可以与夹持弹簧或其夹持腿不同，而且可以考虑能够实现功能的所有可行的具有优势的横截面结构以及几何形状。
附图说明
接下来，根据附图对本发明进行说明。其中示出了：
图1A至1D为夹持弹簧的正视图、侧视图、俯视图和立体图；
图2A至2E为接触插销的仰视图、侧视图、俯视图、立体图和前视图；
图3A至3E为接触插座的仰视图、侧视图、俯视图、立体图和前视图；
图4A至4D为装配有夹持弹簧和导体夹持突起部的接触插销在夹持孔闭合情况下的俯视图、侧视图、立体图和前视图；
图5A至5D为装配有夹持弹簧和导体夹持突起部的接触插销在夹持孔打开情况下的俯视图、侧视图、立体图和前视图；
图6A至6D为装配有夹持弹簧和导体夹持突起部的接触插座在夹持孔闭合情况下的俯视图、侧视图、立体图和前视图；
图7A至7D为装配有夹持弹簧和导体夹持突起部的接触插座在夹持孔打开情况下的俯视图、侧视图、立体图和前视图；
图8A至8C为具有两个与导体连接的接触元件的导体的俯视图、纵截面图和横截面图；
图9A至9B为具有插头外壳和耦合件外壳的插拔连接器装置在夹持弹簧夹持孔打开和闭合情况下的纵截面图。
附图标记说明
1 接触元件、接触插销、接触插座
2 导体
2b 导线
3 连接区段
4 接触面
5 夹持弹簧
6 夹持孔
7 夹持腿
8 定位腿
8b 定位腿的局部区段
9 张紧腿
10 导体夹持突起部
10b 夹持区段
11 导体夹持突起部的夹持面
11b 夹持区段的夹持面
12 导引片
13 接触元件的正端面
14 支撑腿
15 导引槽
15b 凹陷部
16 导引片的倾斜部
17 插拔连接器机构
18 耦合件外壳、耦合件
19 插头外壳、插头
20 接触元件载体
21 锁止销、接触口
21b 镂空部
22 罩体
23 张紧套
24 可摆动的盖体
25 夹持弹簧环
E 导体的***方向
具体实施方式
图1A至1D示出了免螺丝接线端子的弯曲的金属夹持弹簧5的一个实施例，该金属夹持弹簧5具有夹持腿7和定位腿8。两个弹簧腿7、8经由张紧腿9彼此连接在一起(图1A)。在夹持弹簧5的夹持腿7中空出一个夹持孔6(图1C)，该夹持孔通过定位腿8的部分区段8b实现夹持腿7和定位腿8的交叉(图1D)。夹持弹簧5的夹持孔6实现了导体2的导线沿着方向E的***。夹持腿7还具有导体夹持突起部10，该导体夹持突起部相对于夹持弹簧5的夹持腿7大体上呈90度角度偏转，该导体夹持突起部沿着定位腿8的方向设置，并且该导体夹持突起部的夹持面11大体上以夹持板的形式平行于定位腿的表面定位。因此，该导体夹持突起部10从夹持腿7开始沿着待电连接导体的***方向E延伸。而且，导体夹持突起部10还设有附加的夹持区段10b，该夹持区段的夹持面11b相对于导体夹持突起部10的夹持面11偏转或弯曲(图1A和1D)。
图2A至2E示出了插拔连接器装置的形成为接触插销的接触元件1的一个实施例，其中未示出用于夹持导体所必须的夹持弹簧5。与此类似，图3A至3E示出了插拔连接器装置的形成为接触插座的接触元件1，同样未示出所装配的夹持弹簧5。
图2A至2D和图3A至3D示出了免螺丝接线端子的接触元件1，该接触元件具有连接区段3和设置在该连接区段上的接触面4，待连接导体置于该接触面上，以建立电连接。接触元件1设有导引片12，该导引片具有倾斜部16并且使接触面4扩大。倾斜部16一方面使夹持弹簧在接触元件上的装配简化，另一方面还实现了导体导引功能，从而使所连接的导体可以无危险地、也就是无尖棱或弯折地从接触元件导引开来。此外，接触元件1设有与接触面4相对设置的凹陷部15b，该凹陷部形成为铣槽结构，用以容纳定位腿(图2A、2B和3A、3B)。在接触元件1的连接区段3中铣出的导引槽15用于咬合矩形结构的导体夹持突起部10，同时侧面支撑腿14固定住该导体夹持突起部，其中，夹持弹簧5的夹持腿7贴靠在接触元件1的正端面13上(图2E、3E)。
图4A至4D和图6A至6D示出了形成为接触插销和接触插座的接触元件1，接触元件上设有夹持弹簧，其中，夹持孔6各自闭合并由此不可见(图4C、6C)。可补充地，图5A至5D和图7A至7D示出了形成为接触插销和接触插座的接触元件1，该接触元件具有装配的夹持弹簧，其中，夹持孔6各自打开(图5C、6C)。
夹持弹簧5偏压地装配在接触元件1上。在装配状态下，接触元件1的导引片12***到夹持弹簧5的夹持孔6中，同时，夹持弹簧5的夹持腿7贴靠在接触元件1的正端面13上(图4D、5D、6D、7D)，并且，导体夹持突起部10咬合在导引槽15中(图4A、5A、6A、7A)，而定位腿8咬合在凹陷部15b中(图4B、5B、6B、7B)，由此实现了夹持弹簧5在接触元件1上的力配合连接以及固定。因此，当张紧腿9相对于弹簧偏压力而被压时，仅实现了夹持腿7相对于接触元件1的正端面13的运动，由此使夹持孔6打开，从而使导体连接到接触插销1(图5C)上或接触插座1(图7C)上。
图8A示出了两个免螺丝接线端子的一个实施例的俯视图，这两个免螺丝接线端子分别各具有一个接触元件1，接触元件分别形成为接触插销和接触插座，接触插销和接触插座彼此机械***在一起并形成电连接。两个接触元件1分别具有一个连接区段3，该连接区段具有接触面4，接触面与导体2通过该导体的导线2b形成电连接。图8B示出了该组装结构的纵向截面图，图8C示出了横向截面图。导体2的导线2b通过矩形的导体夹持突起部10平面式地被下压在接触元件1的接触面4上(图8B)，由此，使由导线2b确定的接触面置放在导引槽15中几乎整个可用的电接触面4上(图8C)。
图9A和9B示出了本发明的免螺丝接线端子的一个实施例，该免螺丝接线端子安装在插拔连接器机构17中，该插拔连接器机构由两个组成对的插拔连接器装置构成，也就是说具有一个插头和一个耦合件。在此，插拔连接器机构17用于从两侧连接导体2，其中，图9A示出了夹持弹簧5的夹持腿7的夹持孔6打开时的插拔连接器装置示意图，图9B示出了夹持孔6闭合时的插拔连接器装置示意图。
插拔连接器机构17具有作为一个插拔连接器装置的耦合装置，以及作为另一个组成对的插拔连接器装置的插头装置；其中，该耦合装置具有管状的耦合件外壳18，该插头装置具有插头外壳19；耦合装置和插头装置二者插接在一起，并且二者通过各自互补构成的接触元件1、即相互咬合在一起的接触插座1和接触插销1而彼此形成电连接。值得一提的是，为清楚起见，在图9A和9B的示意图中仅分别示出了在一个插拔连接器装置内的一个接触元件，其中，通常情况下，在插拔连接器装置中还包括其它的接触插销和接触插座。
两个外壳18、19各包括圆柱形接触元件载体20，该接触元件载体设有单独的容纳腔，用以容纳另一个接触元件1，接触元件载体由绝缘材料构成并且与耦合件外壳18以及插头外壳19形成可锁止连接或其它形式的连接。各个用于插销或插座形式的接触元件1的容纳腔在每个接触元件载体20中的数量根据使用目的来确定，例如具有三个容纳腔(两个相线接触和一个地线接触)、或四个容纳腔(三个相线触点和一个地线接触)、或五个容纳腔(三个相线触点、一个零线接触和一个地线接触)。两个外壳18和19具有形成罩体22的保护件，用以导体2的导入，这两个外壳还具有可旋转操作的形成为张紧套23的抗拉装置。在耦合件外壳18上，安装可摆动的盖体24，该盖体罩住接触元件1，并且当耦合件18咬合在插头19外侧时，盖体还防止溅水。
如图9A和9B所示，免螺丝接线端子的接触面4和夹持弹簧5分别到达接触元件载体20各自的容纳腔中。接触元件载体20设有***孔，各个锁止销21延伸穿过各***孔。而且，***孔通到接触元件1的接触面4。锁止销21具有镂空部21b，夹持弹簧5能够咬合在该镂空部中。锁止销21具有下压工具的作用，这样的下压工具可以具有两个位置，类似如图9B所示的夹持弹簧的释放位置以及如图9A所示的夹持弹簧的下压位置；其中，锁止销21中的镂空部21b将夹持弹簧5的张紧腿9下压，并且使夹持孔6打开，从而使自由导线2b能够进入到夹持孔6中。锁止销21的两个所述位置由定位件确定，定位件贴靠在接触元件载体20的各个凸肩上。为了使锁止销21能够在其两个孔之间便于移动而设有操作孔，例如可以使螺丝刀咬合在操作孔上，而且使锁止销能够向前或向后移动。
电线分别在插头和耦合件一侧于插拔连接器机构17上的装配适宜地由此实现：首先，将电线或导体2外套的一块去掉，从而得到各个单独的绝缘导体2。各个导体2的前端分别是非绝缘的，以得到裸导线2b。这样预制的导体2经由罩体22进入到插头外壳19的内部，以及与此类似地进入到耦合件外壳18的内部，直到导线自由端2b分别在夹持弹簧5的范围内贴靠在接触元件载体20中的接触元件1上。
如图9A所示，锁止销21在下压位置上压紧夹持弹簧5，从而使导线2b能够进入到由此打开的夹持孔6中，其中，导线2b然后置于接触元件1的接触面4上。通过将锁止销21移动到夹持弹簧5的释放位置上，借助于导体夹持突起部10来推动被夹的导线2b，并且将导体夹持突起部的夹持面11推向接触面4。接下来，插头外壳19和耦合件外壳18分别与接触元件载体20连接，该连接通过轴向彼此***以及通过锁止来实现，由此使外壳部件18或19通过罩体22水密封地封闭。
总之，因此可以了解到，本发明提供了一种免螺丝接线端子，其可以与用于三相和/或交流电源的电插拔连接器***共同应用，该插拔连接器***由插头和耦合件元件或墙壁插座构成，例如设备插头、法兰设备插头、组装设备插头、附加插座和插座，这方面的要求进一步在标准IEC 60309-1、-2以及EN 60309-1、-2中公开，即使在强电流传输、例如32A和更高电流情况下也适用。
这一点由此实现，即，相对于现有技术中用于免螺丝接线端子的夹持弹簧的传统实施方式，本发明的夹持弹簧的夹持腿具有作为另一元件的导体夹持突起部，该导体夹持突起部优选具有相当于板形突起部或板条的结构。这种导体夹持突起部具有限定的夹持面，并在功能方面明显改善了传统夹持弹簧的夹持孔中夹持腿横截面的功能，传统的夹持弹簧通常用于将导体的导线夹持在接触元件的接触表面上。在夹持弹簧装配到接触元件上的状态下，夹持面大体上平行于接触元件的接触面延伸，并且在将导体导线***到夹持弹簧的夹持孔中之后，该夹持面用于将导体的导线下压并夹持在接触元件的接触面上。
以具有优势的方式，这种导体夹持突起部实现了在导体具有多个自由导线、诸如具有多股绞合导线的情况下对导线结构的平面式压紧，其中，对此夹持弹簧设有相应重要的弹簧偏压力。
在对于所述实施方式的进一步补充方案中，接触元件设有至少一个冷却面元件用于改善向外界的散热，例如设有单条或多条式沟槽、诸如铣出的环形槽和/或纵向槽，用于扩大接触元件的表面积。
此外，导体夹持突起部的贴靠在导线上的夹持面还实现了额外经由夹持弹簧到接触元件上的热传递。对此，夹持弹簧的定位腿能够以特别优选的方式经由接触元件中的凹陷部与接触元件形成形状配合式连接。在此，凹陷部适宜地具有与夹持弹簧的定位腿形成互补的外形轮廓。
为了进一步改善两个待组成对的插拔连接器装置的待彼此连接的接触元件之间的热传递、电接触电阻和/或热交换，其中，这两个接触元件例如为具有接触插销的插头和具有接触插座的耦合件，那么在一个特别优选的实施例中提供一种插座式接触元件，其设有夹持弹簧环25(例如图6A至6D)。也就是说，当插头的插销式接触元件、即接触插销***到耦合件的插座式接触元件中时，这种夹持弹簧环用于增大夹持连接力。优选这种夹持弹簧环下沉式安装在接触插座表面的沟槽或环形槽中，并且相对于轴向移动而固定。取代夹持弹簧环，可以采用所有适用于增大插拔连接器装置的夹持连接力的传统式弹簧或弹性部件。
本发明还公开了这样的优选扩展方案，导体夹持突起部的夹持面至少在局部区域具有夹持区段，该夹持区段具有这样的夹持面轮廓，该夹持面轮廓相对于导体夹持突起部的其它夹持面是弯曲或倾斜的，其中，优选使导体夹持突起部的端部区段形成这样的结构。由此进一步改善接线端子的电接触和拉伸强度。然而还实现了，导体夹持突起部沿着待连接导体轴向上的纵向轮廓形成弯曲结构或偏转结构。
偏转或倾斜的轮廓优选在导体、导体夹持突起部或夹持区段的连接方向上实现了：当夹持弹簧的夹持孔在导体***后关闭时，使偏转或倾斜的轮廓还横向相对于表面以一定角度压在导体导线的表面上，其中，电接触电阻和热传递电阻进一步减小。如果在导体或电线上产生轴向拉力，那么将导致导体夹持突起部的端部区段在导线上的进一步压紧，由此还使被夹持导线的变形表面以及抵抗力增大。
另外，接触元件的连接区段、接触元件的接触面和/或本发明免螺丝接线端子中导体夹持突起部以及偏转或弯曲的夹持区段的夹持面的表面具有至少局部成型的接触表面。这种表面成型可以具有类似于钳子形状的表面结构，从而使待连接导体以改进的摩擦接触进行设置，由此一方面通过将表面结构压紧在导线中而使电接触电阻和热传递电阻进一步减小，另一方面以较高的拉伸强度实现导体导线和接触元件以及导体夹持突起部之间的特别有效的机械连接。
同理，通过接触表面的表面调质处理、例如采用金属合金可以实现接触电阻的进一步减小和热传递的改善，以及接触表面的耐腐蚀性能的改善。在特别有利的方式中，上述表面调质处理具有塑性或弹性变形性能，从而当导体夹持在接触元件的夹持面和夹持弹簧的导体夹持突起部之间时，增大接触表面和均衡导体轮廓上的接触表面。
此外，导体夹持突起部可以具有相对于待连接导体轴向的、特别优选构成的横截面结构，同时该横截面结构与导体的横截面结构大体上相一致。在此，优选导体夹持突起部的横截面结构大体为半圆形结构，或具有纵向缺口或类似的至少局部包围住导体的外形轮廓，从而在导体***到夹持弹簧的夹持孔之后，使导体的导线置于接触元件的接触面上，并且在夹持孔关闭的情况下，通过使导体夹持元件的夹持面包围住导线，实现经由导体夹持元件来侧面固定导线。
为了使夹持弹簧固定在接触元件上，接触元件可以在其接触区段上优选具有导引槽，夹持弹簧的导体夹持突起部可以轴向咬合在该导引槽中。接触元件的接触面例如通过铣入处理而安装在该导引槽中，其中，接触元件的正端面至少局部随之空出，从而使导体轴向推进到导引槽中，并且能够置放在接触表面上。为了相对于夹持弹簧和导体导线的旋转而侧面固定，导引槽在接触元件的两个轴向侧具有支撑腿。
本发明的用于将导体连接到接触元件上的夹持弹簧优选由适宜的导电带材在冲压-弯曲工艺中制成，通常由金属制成。为了实现本发明的夹持弹簧具有适宜的外形结构，在制造夹持弹簧的过程中采用一个额外的加工步骤，其中，优选同样采用冲压-弯曲工艺。在此，作为下压和夹紧元件的导体夹持突起部和/或夹持区段直接由夹持弹簧的夹持腿的局部区段形成，即该局部区段这样弯曲，以使夹持腿的该局部区段的表面大体上平行于定位腿的表面设置，和/或在装配到接触元件上的状态下大体上平行接触元件的接触面设置。这样构成的导体夹持突起部由此可以形成夹持板的形式。
在另一个优选方法中，导体夹持突起部可以在于夹持弹簧的夹持腿中冲压夹持孔的过程中制成，该夹持孔用于使导体穿过。在此，通过部分撕开，例如经由冲压过程自动剪切出由夹持弹簧的夹持腿形成的局部区段，其中，该局部区段的一侧另外还与夹持腿保持材料配合连接。接下来，该自由切断的局部区段在进一步弯曲过程中从夹持腿开始弯曲，并相应地这样设置或成型，即，使夹持腿的局部区段的表面大体上平行于夹持弹簧定位腿的表面，和/或在装配到接触元件的状态下大体上平行于接触元件的接触面设置。以具有优势的方式通过这些加工步骤同时得到的在夹持弹簧夹持腿中的窗口还同样实现了夹持孔的功能，用于在连接到免螺丝接线端子的过程中导体由此穿过。这样构成的导体夹持突起部由此可以形成夹持板的形式。
在可替换的方法中，夹持孔在第一加工步骤中完全冲制在夹持弹簧的夹持腿中。在第二加工步骤中，然后使导体夹持突起部经由特别是材料配合的连接过程、优选采用焊接、加接、螺纹连接、铆接或焊料焊接安装在夹持腿上。在此，导体夹持突起部所采用的材料可以与夹持弹簧的材料不同，其中，优选采用金属或具有高导电性能和高导热性能的材料来制成。导体夹持突起部的外部几何形状和/或横截面结构可以与夹持弹簧或其夹持腿不同，而且可以考虑能够实现功能的所有可行的具有优势的横截面结构以及几何形状。
Claims (28)
1.一种免螺丝接线端子，具有以下特征：
-接触元件(1)，所述接触元件与导体(2)电连接，所述接触元件具有连接区段(3)和用于形成电接触的接触面(4)；
-偏压地固定在所述接触元件(1)上的夹持弹簧(5)，通过该夹持弹簧使所述导体(2)夹持在所述接触元件(1)的接触面(4)上，其中，所述夹持弹簧(5)具有夹持腿(7)、定位腿(8)和张紧腿(9)，其中，在所述夹持腿(7)中形成有夹持孔(6)，使所述导体(2)能够穿过该夹持孔，所述接触元件(1)贴靠住所述夹持弹簧(5)的定位腿(8)，所述夹持弹簧(5)的张紧腿(9)使所述定位腿(8)与所述夹持腿(7)相连接；
-所述夹持腿(7)还具有导体夹持突起部(10)，该导体夹持突起部具有第一夹持面(11)，该第一夹持面大体上平行于所述接触元件(1)的接触面(4)设置，其中，待连接的导体(2)夹持在所述导体夹持突起部(10)的第一夹持面(11)的表面区段和所述接触元件(1)的接触面(4)之间，
其特征在于，所述导体夹持突起部(10)咬合在所述接触元件(1)的导引槽(15)中，所述导引槽设有接触面(4)。
2.根据权利要求1所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述导体夹持突起部成型在所述夹持腿(7)上。
3.根据权利要求1所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述导体夹持突起部(10)相对于所述夹持弹簧(5)的夹持腿大体上呈90度角度偏转。
4.根据权利要求1所述的免螺丝接线端子，其特征在于，至少一部分所述导体夹持突起部(10)具有夹持区段(10b)，该夹持区段具有第二夹持面(11b)，该第二夹持面相对于所述第一夹持面(11)偏转和/或弯曲；或者，所述导体夹持突起部(10)具有沿着待连接导体(2)的轴向偏转和/或弯曲的纵向轮廓。
5.根据权利要求4所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述导体夹持突起部(10)的第一夹持面(11)和/或所述夹持区段(10b)的第二夹持面(11b)具有大体上呈矩形的结构。
6.根据权利要求4所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述导体夹持突起部(10)的第一夹持面(11)和/或所述夹持区段(10b)的第二夹持面(11b)的至少一部分具有倾斜部。
7.根据权利要求4所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述导体夹持突起部(10)的第一夹持面(11)和/或所述夹持区段(10b)的第二夹持面(11b)的至少一部分、和/或所述接触元件(1)的至少一部分接触面(4)具有表面成型结构。
8.根据权利要求4所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述导体夹持突起部(10)和/或所述夹持区段(10b)沿着待连接导体(2)的轴向具有横截面成型结构，该横截面成型结构与所述导体(2)的至少一部分成型横截面相一致。
9.根据权利要求4所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述导体夹持突起部(10)和/或所述夹持区段(10b)具有与所述夹持弹簧(5)相同的材料。
10.根据权利要求4所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述夹持弹簧(5)和/或所述导体夹持突起部(10)和/或所述夹持区段(10b)形成为冲压弯曲件。
11.根据权利要求4所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述导体夹持突起部(10)和/或所述夹持区段(10b)与所述夹持腿(7)一体式连接。
12.根据权利要求4所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述夹持区段(10b)咬合在所述接触元件(1)的导引槽(15)中。
13.根据权利要求12所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述导引槽(15)具有至少一个位于侧面的且用于侧面固定所述导体夹持突起部(10)和/或所述夹持区段(10b)的支撑腿(14)。
14.根据权利要求1所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述接触元件(1)具有导引片(12)，所述导引片经由所述夹持孔(6)引入到所述夹持腿(7)中。
15.根据权利要求14所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述导引片(12)具有形成为所述接触面(4)的扩大部分的平面。
16.根据权利要求15所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述导引片(12)的至少一个区段具有倾斜部(16)。
17.根据权利要求1所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述夹持弹簧(5)的定位腿(8)的至少一部分咬合在所述夹持腿(7)的夹持孔(6)中。
18.根据权利要求1所述的免螺丝接线端子，其特征在于，通过令所述定位腿(8)的至少一个区段咬合在所述接触元件(1)的凹陷部(15b)中，使所述夹持弹簧(5)防止所述接触元件(1)的移动或旋转，所述凹陷部(15b)设置在所述导引槽(15)的相对一侧上。
19.根据权利要求18所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述凹陷部(15b)具有平面式表面，该平面式表面与所述夹持弹簧(5)的定位腿(8)连接。
20.根据权利要求1所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述夹持弹簧(5)的横截面轮廓具有大体上呈矩形的结构。
21.根据权利要求1所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述夹持弹簧(5)的夹持腿(7)的至少一部分贴靠在所述接触元件(13)的正端面上。
22.根据权利要求1所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述接触元件(1)具有至少一个冷却面元件。
23.根据权利要求22所述的免螺丝接线端子，其特征在于，所述冷却面元件在所述接触元件(1)上形成为单条或多条式沟槽、和/或纵向槽。
24.一种插拔连接器装置，其特征在于，所述插拔连接器装置包括至少一个根据权利要求1至23中任意一项所述的免螺丝接线端子。
25.根据权利要求24所述的插拔连接器装置，其特征在于，所述插拔连接器装置形成为具有插头外壳(19)的电插头、和/或形成为具有耦合件外壳(18)的电耦合件、和/或形成为插座，并且所述插拔连接器装置具有接触元件载体(20)，所述免螺丝接线端子安装在该接触元件载体上。
26.一种用于连接一个或多个导体的导体夹板装置，其特征在于，所述导体夹板装置包括至少一个根据权利要求1至23中任意一项所述的免螺丝接线端子。
27.一种用于制造根据权利要求1至23中任意一项所述的免螺丝接线端子的方法，其特征在于，所述导体夹持突起部(10)和/或夹持区段(10b)由所述夹持弹簧(5)的夹持腿(7)的部分区段形成，其中，所述导体夹持突起部(10)和所述夹持孔(6)通过部分撕开所述夹持弹簧(5)的夹持腿(7)的部分区段而形成，并且，通过接下来的弯曲过程，使所述夹持腿(7)的部分区段的表面大体上平行于夹持弹簧(5)的定位腿(8)的表面设置，和大体上平行接触元件(1)的接触面(4)设置。
28.根据权利要求27所述的用于制造免螺丝接线端子的方法，其特征在于，所述夹持弹簧(5)的夹持腿(7)的部分区段通过冲压过程而被撕开。
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