DE102013110436B4 - Contact spring and connector - Google Patents
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist eine Kontaktfeder (1) mit einer Vielzahl von Windungen (2, 2a, 2b), welche in einer Ebene hintereinander angeordnet sind, wobei die Windungen (2, 2a) einen den Innendurchmesser der Kontaktfeder (1) ausbildenden Durchmesser d aufweisen, wobei mindestens eine der Vielzahl der Windungen (2, 2b) einen von dem Durchmesser d unterschiedlichen Durchmesser D aufweist, wobei der Durchmesser D größer ist als der Durchmesser d.The invention relates to a contact spring (1) having a plurality of windings (2, 2a, 2b), which are arranged in a plane one behind the other, wherein the windings (2, 2a) have a diameter d forming the inner diameter of the contact spring (1) wherein at least one of the plurality of turns (2, 2b) has a different diameter D from the diameter d, the diameter D being greater than the diameter d.
Description
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einer Kontaktfeder.The invention relates to a connector with a contact spring.
Aus der
Eine derartige Kontaktfeder weist zwar eine hohe mechanische und thermische Stabilität auf, jedoch ist die Federwirkung einer derartigen Kontaktfeder eingeschränkt, wodurch Nachteile bei dem Einsatz derartiger Kontaktfedern in Steckverbindern entstehen können.Although such a contact spring has a high mechanical and thermal stability, but the spring action of such a contact spring is limited, which can cause disadvantages in the use of such contact springs in connectors.
Aus der
Weiter ist aus der
Weitere Kontaktfedern sind aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Steckverbinder zur Verfügung zu stellen, mittels welchem die oben genannten Nachteile verbessert werden können.The invention is based on the object to provide a connector, by means of which the above-mentioned disadvantages can be improved.
Die oben genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The above object is achieved with the features of the independent claim. Advantageous embodiments and advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder weist ein Isoliergehäuse, innerhalb welchem ein freies Ende eines Kabels einführbar ist, mehrere innerhalb des Isoliergehäuses angeordnete Kontaktelemente, welche mit Adern des Kabels verbindbar sind, und Rastmittel zum Befestigen des Steckverbinders an einer Wand, einen hülsförmigen Körper und eine auf dem hülsenförmigen Körper gelagerte Kontaktfeder aufweist, wobei die Kontaktfeder vorzugsweise zwischen dem hülsenförmigen Körper und den Rastmitteln derart positioniert ist, dass die auf dem hülsenförmigen Körper gelagerte Kontaktfeder mit einer in Richtung des hülsenförmigen Körpers zeigenden Innenfläche der Rastmittel in Kontakt bringbar ist, wobei die Kontaktfeder eine Vielzahl von Windungen aufweist, wobei der Mittelpunkt jeder Windung sowohl im nicht gespannten Zustand als auch im gespannten Zustand der Kontaktfeder auf der Längsachse der Kontaktfeder liegt, wobei eine Mehrzahl der Vielzahl an Windungen einen den Innendurchmesser der Kontaktfeder ausbildenden Durchmesser d aufweisen, wobei mindestens eine der Vielzahl der Windungen einen von dem Durchmesser d unterschiedlichen Durchmesser D aufweist, wobei der Durchmesser D größer ist als der Durchmesser d. The connector according to the invention has an insulating housing within which a free end of a cable is inserted, a plurality of arranged within the insulating housing contact elements which are connectable with wires of the cable, and latching means for securing the connector to a wall, a sleeve-shaped body and on the sleeve-shaped Has body mounted contact spring, wherein the contact spring is preferably positioned between the sleeve-shaped body and the latching means such that the bearing on the sleeve-shaped body contact spring can be brought into contact with an inner surface of the latching means facing in the direction of the sleeve-shaped body, wherein the contact spring is a plurality of Windings, wherein the center of each winding is both in the non-tensioned state and in the tensioned state of the contact spring on the longitudinal axis of the contact spring, wherein a plurality of the plurality of windings on the inside have knife diameter of the contact spring diameter d, wherein at least one of the plurality of windings has a different diameter d from the diameter D, wherein the diameter D is greater than the diameter d.
Die Kontaktfeder weist durch die Anordnung der Vielzahl von Windungen in einer Ebene eine längliche Form und damit keine, wie sonst üblicherweise vorgesehene ringförmige Form auf. Dass die Windungen in einer Ebene hintereinander angeordnet sind bedeutet, dass die jeweiligen Mittelpunkte der Windungen im Wesentlichen auf einer Achse, insbesondere einer Längsachse der Kontaktfeder, und damit im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind. Die einzelnen Windungen sind in einem ungespannten Zustand der Kontaktfeder mit einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet, so dass die Windungen in Längserstreckungsrichtung der Kontaktfeder axial bewegt werden können und damit beim Spannen der Kontaktfeder aufeinander zu bewegt werden können. Die Kontaktfeder weist damit eine axial wirkende Federkraft bzw. Rastkraft auf, wobei die Höhe der axial wirkenden Federkraft bzw. Rastkraft über die Windungen einstellbar ist. Die Mehrzahl der Windungen der Kontaktfeder weisen einen Durchmesser d auf, wobei durch diesen Durchmesser d der Innendurchmesser der Kontaktfeder bestimmt wird. Eine oder mehrere der Windungen weisen jedoch einen davon abweichenden Durchmesser D auf, wobei der Durchmesser D größer ist als der Durchmesser d. Die Anzahl der Windungen mit dem größeren Durchmesser D ist vorzugsweise wesentlich kleiner als die Anzahl der Windungen mit dem kleineren Durchmesser d. Vorzugsweise liegt ein Verhältnis der Anzahl der Windungen mit dem Durchmesser D zu der Anzahl der Windungen mit dem Durchmesser d zwischen 1/10 und 4/10. Dadurch, dass ein oder mehrere Windungen einen größeren Durchmesser D aufweisen als der Rest der Windungen der Kontaktfeder kann die Kontaktfeder zusätzlich zu der axial wirkenden Federkraft bzw. Rastkraft auch eine radial wirkende Federkraft bzw. Rastkraft aufbringen, indem bei einer radial auf die Kontaktfeder wirkenden Druckkraft die Windungen mit dem größeren Durchmesser D diese Druckkraft aufnehmen können, indem die Windungen mit dem größeren Durchmesser D gestaucht und damit nach radial innen gedrückt werden können. Die Kontaktfeder kann dadurch sowohl eine axial als auch eine radial wirkende Federkraft aufweisen, so dass die Federwirkung gegenüber herkömmlichen Kontaktfedern wesentlich verbessert ist.The contact spring has by the arrangement of the plurality of turns in a plane an elongated shape and thus no, as otherwise usually provided annular shape. The fact that the windings are arranged in a plane one behind the other means that the respective center points of the windings are arranged substantially on an axis, in particular a longitudinal axis of the contact spring, and thus substantially in a plane. The individual turns are arranged in a non-tensioned state of the contact spring with a certain distance from each other, so that the windings can be moved axially in the longitudinal direction of the contact spring and thus can be moved towards each other during clamping of the contact spring. The contact spring thus has an axially acting spring force or latching force, wherein the height of the axially acting spring force or latching force on the windings is adjustable. The majority of the turns of the contact spring have a diameter d, wherein the diameter of the contact spring is determined by this diameter d. However, one or more of the turns have a different diameter D, wherein the diameter D is greater than the diameter d. The number of turns with the larger diameter D is preferably substantially smaller than the number of turns with the smaller diameter d. Preferably, a ratio of the number of turns of diameter D to the number of turns of diameter d is between 1/10 and 4/10. Characterized in that one or more turns have a larger diameter D than the rest of the turns of the contact spring, the contact spring in addition to the axially acting spring force or latching force also apply a radially acting spring force or latching force by at a radially on the contact spring acting pressure force the windings with the larger diameter D can absorb this pressure force by the turns with the larger diameter D compressed and thus can be pressed radially inward. The contact spring can thereby have both an axially and a radially acting spring force, so that the spring action is substantially improved over conventional contact springs.
Die Kontaktfeder kann derart in dem Steckverbinder angeordnet sein, dass die Kontaktfeder an eine Stirnfläche des Steckverbinders angrenzt bzw. diese durch ein Ende der Kontaktfeder mit ausbildet. Wird der Steckverbinder mit seiner Stirnfläche beispielsweise an einer Wand, an welcher ein Gegenstecker angeordnet ist, befestigt, so dass der Steckverbinder mit dem Gegenstecker elektrisch verbunden wird, kann in einem befestigten Zustand des Steckverbinders mit der Wand, welche beispielsweise eine Gehäusewand sein kann, die Kontaktfeder mit einer ein Ende der Kontaktfeder ausbildenden Windung flächig an der Wand anliegen. Ist die Wand aus einem Metall ausgebildet, kann die an der Wand anliegende Kontaktfeder als Schirmung dienen, so dass eine Schirmkontaktierung zwischen der Wand und der Kontaktfeder ausgebildet werden kann. Durch die axial wirkende Federkraft der Kontaktfeder kann die Kontaktfeder zudem ein zwischen dem Steckverbinder und der Wand ausgebildetes Spiel ausgleichen. Zum Befestigen des Steckverbinders an der Wand kann der Steckverbinder Rastmittel aufweisen, welche in einem Bereich des hülsenförmigen Körpers angeordnet sein können, welcher in Richtung der Stirnfläche des Steckverbinders gerichtet ist und an welchem die Kontaktfeder gelagert ist, indem die Rastmittel diesen Bereich des hülsenförmigen Körpers radial umschließen, wobei ein Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des hülsenförmigen Körpers in diesem Bereich und der Innenfläche der Rastmittel ausgebildet sein kann, in welchem die Kontaktfeder gelagert sein kann. Der hülsenförmige Körper kann angrenzend zu diesem Bereich eine kranzförmige Verdickung aufweisen, an welcher die Rastmittel angeformt, vorzugsweise einstückig angeformt, sein können. Mittels der Rastmittel kann der Steckverbinder mit einem geringen Aufwand leicht und schnell an der Wand befestigt und auch wieder von der Wand gelöst werden, wobei im befestigten Zustand die Rastmittel die Wand hintergreifen können. Die Rastmittel sind vorzugsweise in Form von einem oder mehreren ringförmig an der Verdickung des hülsenförmigen Körpers ausgebildeten Rasthaken vorgesehen. Die Windungen der Kontaktfeder, welche den kleineren Durchmesser d aufweisen, liegen vorzugsweise über ihre gesamte Innenumfangsfläche auf der Außenumfangsfläche des hülsenförmigen Körpers auf. Die Windungen, welche den größeren Durchmesser D aufweisen, liegen hingegen vorzugsweise nur mit einem Teil ihrer Innenumfangsfläche oder sogar überhaupt nicht auf der Außenumfangsfläche des hülsenförmigen Körpers auf. Die Windungen mit dem größeren Durchmesser D liegen zumindest bereichsweise mit ihrer Außenumfangsfläche, insbesondere im Bereich ihrer halbelliptischen Auswölbungen, an der Innenfläche der Rastmittel an oder sind zumindest beim Betätigen der Rastmittel durch Bewegen der Rastmittel nach radial innen des Steckverbinders mit den Rastmitteln in Kontakt bringbar. Zumindest wenn kein Druck auf die Rastmittel aufgebracht wird und diese damit gerade nicht betätigt werden, sind die Windungen mit dem geringeren Durchmesser d nicht in Kontakt mit den Rastmitteln. Mittels den den größeren Durchmesser D aufweisenden Windungen, insbesondere den zu einer Seite gerichteten halbelliptischen Auswölbungen der Windungen, können die Rastmittel somit radial federnd unterstützt werden.The contact spring may be arranged in the connector such that the contact spring adjoins an end face of the connector or forms it by one end of the contact spring with. If the connector with its end face, for example, on a wall to which a mating connector is arranged, so that the connector is electrically connected to the mating connector, in a fixed state of the connector with the wall, which may be, for example, a housing wall, the Contact spring with a one end of the contact spring forming turn flat against the wall. If the wall is formed from a metal, the contact spring resting against the wall can serve as a shield, so that a shield contact can be formed between the wall and the contact spring. Due to the axially acting spring force of the contact spring, the contact spring can also compensate for a game formed between the connector and the wall game. For attaching the connector to the wall of the connector may comprise locking means which may be arranged in a region of the sleeve-shaped body which is directed in the direction of the end face of the connector and on which the contact spring is mounted by the locking means radially extending this portion of the sleeve-shaped body enclose, wherein a gap between the outer peripheral surface of the sleeve-shaped body can be formed in this area and the inner surface of the locking means, in which the contact spring can be mounted. The sleeve-shaped body may have adjacent to this area a crown-shaped thickening, on which the locking means integrally formed, preferably integrally formed, may be. By means of the locking means, the connector can be easily and quickly attached to the wall with a little effort and also released from the wall again, in the mounted state, the locking means can engage behind the wall. The latching means are preferably provided in the form of one or more latching hooks formed annularly on the thickening of the sleeve-shaped body. The turns of the contact spring, which have the smaller diameter d, are preferably on their entire inner peripheral surface on the outer peripheral surface of the sleeve-shaped body. The turns, which have the larger diameter D, however, are preferably only on a part of its inner peripheral surface or even not on the outer peripheral surface of the sleeve-shaped body. The turns with the larger diameter D are at least partially with their outer peripheral surface, in particular in the region of their semi-elliptical bulges, on the inner surface of the locking means or at least upon actuation of the locking means by moving the locking means radially inwardly of the connector can be brought into contact with the locking means in contact. At least if no pressure is applied to the locking means and they are thus not actuated, the turns with the smaller diameter d are not in contact with the locking means. By means of the larger diameter D having turns, in particular the directed to one side semi-elliptical bulges of the turns, the locking means can thus be radially resiliently supported.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Durchmesser D, d ein Verhältnis zueinander von 1,2 ≤ D/d ≤ 2,5 aufweisen. Hierdurch kann die radial wirkende Federkraft der Kontaktfeder weiter verbessert werden.It is preferably provided that the diameters D, d have a ratio of 1.2 ≦ D / d ≦ 2.5. As a result, the radially acting spring force of the contact spring can be further improved.
Die radial wirkende Federkraft der Kontaktfeder kann auch weiter dadurch verbessert werden, dass die Windung mit dem größeren Durchmesser D der Kontaktfeder vorzugsweise zu einer Seite eine halbelliptische Auswölbung aufweist.The radially acting spring force of the contact spring can also be further improved in that the turn with the larger diameter D of the contact spring preferably has a halbelliptische bulge to one side.
Um eine ausreichend große radial wirkende Federkraft sicher erreichen zu können, kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Windungen den größeren Durchmesser D aufweisen. In order to achieve a sufficiently large radially acting spring force safely, it may preferably be provided that two or more windings have the larger diameter D.
Die zwei oder mehr Windungen mit dem größeren Durchmesser D weisen bevorzugt jeweils zu einer Seite eine halbelliptische Auswölbung auf, wobei die Auswölbungen vorzugsweise in einem Winkel α > 0° versetzt zueinander angeordnet sind. Entlang der Längsachse bzw. der Längserstreckung der Kontaktfeder gesehen sind somit die Auswölbungen um den Umfang der Kontaktfeder vorzugsweise verdreht zueinander angeordnet, so dass diese sich entlang der Längsachse der Kontaktfeder gesehen vorzugsweise nicht überdecken. Die Größe des Winkels α, um welchen die Auswölbungen versetzt bzw. verdreht zueinander angeordnet sind, ist vorzugsweise in Abhängigkeit der Anzahl der Windungen mit einer derartigen Auswölbung gewählt. Vorzugsweise sind die Auswölbungen derart versetzt zueinander in einem Winkel α angeordnet, dass die Auswölbungen gleichmäßig über den Umfang der Kontaktfeder verteilt sind. Vorzugsweise kann der Winkel α eine Größe zwischen 40° und 185°, bevorzugt zwischen 70° und 120°, aufweisen. Sind beispielsweise vier Windungen mit einer derartigen Auswölbung versehen, beträgt der Winkel α zwischen Auswölbungen von jeweils benachbart angeordneten Windungen jeweils 90°.The two or more turns with the larger diameter D preferably have a semi-elliptical bulge each on one side, wherein the bulges are preferably arranged at an angle α> 0 ° offset from one another. Seen along the longitudinal axis or the longitudinal extent of the contact spring thus the bulges are preferably twisted around the circumference of the contact spring arranged to each other, so that they are preferably not seen along the longitudinal axis of the contact spring cover. The size of the angle α, by which the bulges are offset or rotated relative to one another, is preferably selected as a function of the number of turns having such a bulge. Preferably, the bulges are offset from one another at an angle α arranged such that the bulges are distributed uniformly over the circumference of the contact spring. Preferably, the angle α may have a size between 40 ° and 185 °, preferably between 70 ° and 120 °. For example, if four turns provided with such a bulge, the angle α between bulges of each adjacent arranged turns each 90 °.
Weisen zwei oder mehr Windungen den größeren Durchmesser D auf, so sind diese Windungen bevorzugt benachbart zueinander entlang der Längserstreckung der Kontaktfeder angeordnet. Hierdurch kann eine hohe Stabilität bei der radial wirkenden Federkraft der Kontaktfeder erreicht werden.If two or more windings have the larger diameter D, then these windings are preferably arranged adjacent to one another along the longitudinal extension of the contact spring. This allows a high stability in the radially acting spring force of the contact spring can be achieved.
Die jeweils an einem Ende der Kontaktfeder ausgebildeten Windungen weisen vorzugsweise den kleineren Durchmesser d auf. Hierdurch kann die Montage der Kontaktfeder, wenn diese auf einen hülsenförmigen Körper aufgeschoben wird, vereinfacht werden. Zudem kann ein Verkippen der Kontaktfeder bei der Montage, aber auch im montierten bzw. auf den hülsenförmigen Körper aufgeschobenen Zustand vermieden werden, wenn die beiden die Enden der Kontaktfeder ausbildenden Windungen den Innendurchmesser der Kontaktfeder aufweisen. Weiter kann hierdurch erreicht werden, dass die radial wirkende Federkraft der Kontaktfeder nicht an den Enden der Kontaktfeder wirkt, sondern entlang der Längserstreckung der Kontaktfeder, wodurch die Stabilität der radialen Federwirkung der Kontaktfeder erhöht werden kann.The turns formed at one end of the contact spring preferably have the smaller diameter d. As a result, the assembly of the contact spring when it is pushed onto a sleeve-shaped body, be simplified. In addition, a tilting of the contact spring during assembly, but also in the assembled or pushed onto the sleeve-shaped body state can be avoided if the two forming the ends of the contact spring turns have the inner diameter of the contact spring. Further, this can be achieved that the radially acting spring force of the contact spring does not act on the ends of the contact spring, but along the longitudinal extent of the contact spring, whereby the stability of the radial spring action of the contact spring can be increased.
Weiter ist es bevorzugt vorgesehen, dass eine oder mehrere der Windungen an eine der den Innendurchmesser der Kontaktfeder ausbildenden Fläche eben ausgebildet sind. Die eben ausgebildeten Flächen zeichnen sich bevorzugt dadurch aus, dass die Windungen in diesem Bereich keine Rundungen aufweisen, sondern gerade ausgebildet sind, so dass hiermit eine flächige Anlage der Windungen an dem hülsenförmigen Körper ermöglicht werden kann. Hierdurch kann die Positionierung der Kontaktfeder verbessert, insbesondere stabiler und verkipp- bzw. verrutschsicherer, ausgebildet werden.Further, it is preferably provided that one or more of the turns are formed flat on one of the inner diameter of the contact spring forming surface. The flat surfaces are preferably characterized by the fact that the turns in this area have no curves, but are straight, so that hereby a two-dimensional contact of the turns on the sleeve-shaped body can be made possible. As a result, the positioning of the contact spring can be improved, in particular more stable and tilt-proof or slip-proof.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments.
Es zeigenShow it
In
Die Windungen
Die Windung
In
Der hülsenförmige Körper
Ferner ist in
Die Rastmittel
Wie in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kontaktfeder contact spring
- 2, 2a, 2b 2, 2a, 2b
- Windungconvolution
- 33
- Längsachse longitudinal axis
- 44
- Hülsenförmiger Körper Sleeve-shaped body
- 55
- Kranzförmige Verdickung Wreath-shaped thickening
- 66
- Außenumfangsfläche Outer circumferential surface
- 77
- Auswölbung bulge
- 1010
- Steckverbinder Connectors
- 1111
- Isoliergehäuse insulating
- 1212
- Kabel electric wire
- 1313
- Wand wall
- 1414
- Gegenstecker Mating connector
- 1515
- Rastmittel latching means
- 1616
- Stirnfläche face
- 1717
- Innenfläche palm
- 1818
- Spalt gap
Claims (7)
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