-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leiteranschluss für elektrische Steckverbinder. Derartige elektrische Steckverbinder sind üblicherweise an den Enden von elektrischen Leitungen angebracht und dienen zur Verbindung mehrerer Leitungen miteinander oder zur Verbindung einer elektrischen Leitung mit einem elektrischen Gerät. Die Steckverbinder und die Leitungen können vorkonfektioniert sein.
-
Die Steckverbinder bestehen im Wesentlichen aus elektrisch leitenden, mit der elektrischen Leitung verbundenen Kontakten und einem die Kontakte nach außen abschirmenden isolierenden Steckverbindergehäuse. Die Kontakte können als Schraubkontakt, Klemmkontakte oder dergleichen ausgeführt sein. Im Zusammenhang mit der hiesigen Erfindung ist die elektrische Leitung mithilfe von Federkontakten mit den Kontaktelementen des Steckverbinders verbunden.
-
Bei derartigen Federklemmenverbindungen muss einerseits eine hohe Klemmkraft übertragen werden, um die sichere und nachhaltige Kontaktierung des Leiters am Kontakt zu gewährleisten. Zugleich muss der Federkontakt eine ausreichende Elastizität aufweisen, um die Klemmfeder ausreichend öffnen zu können, so dass genug Raum zur Verfügung stehen muss, um den elektrischen Leiter anzuschließen.
-
Bei der modernen Installationstechnik besteht teilweise das Bedürfnis, besonders kleinbauende Steckverbinder einzusetzen. Kleinbauende Steckverbinder werden vor allem zur Verlegung elektrischer Leitungen in Kabelkanälen oder Röhren oder dergleichen benötigt.
-
Hiervon ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Leiteranschluss für einen elektrischen Steckverbinder möglichst platzsparend zu gestalten.
-
Diese Aufgabe ist durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 in erfinderischer Weise gelöst. Die rückbezogenen Ansprüche betreffen teilweise vorteilhafte und teilweise für sich selbst erfinderische Weiterbildungen dieser Erfindung.
-
Die Erfindung basiert auf der Grundüberlegung, das Federelement des Federanschlusses mehrlagig auszugestalten. Auf diese Weise ist es möglich, die Federwirkung der einzelnen Lagen des Federelements additiv auf den Leiter zu übertragen. Zum anderen ermöglicht es die Verwendung von Federelementen mit unterschiedlichen Federeigenschaften für die einzelnen Lagen des mehrlagigen Federelements. Außerdem können die einzelnen Federlagen eine unterschiedliche Umrissgestalt aufweisen, um das Federelement an den knapp bemessenen Einbauraum anpassen zu können. Auch können unterschiedliche Profilquerschnitte für die einzelnen Lagen des Federelements gewählt werden, um die entsprechenden geometrischen Eigenschaften der verschiedenen Querschnittsformen für den Zweck der Kontaktierung des Leiters gut auszunutzen.
-
Der Leiteranschluss weist neben dem Federelement eine Kontaktfläche als Auflage für das anzuschließende Leiterende auf sowie das stets erforderliche Kontaktelement, nämlich den Steckerstift oder die Kontaktbuchse. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kontaktfläche und das Kontaktelement einstückig. Ein derartiges einstückiges Stecker- oder Buchsenteil mit fest daran angeformter Kontaktfläche lässt sich auch gut automatisiert herstellen.
-
Herstellungstechnisch einfach ist es, die übereinander liegend angeordneten Federelemente, welche jedes für sich eine Lage des Federelements bilden, mithilfe eines Spannstifts an der Kontaktfläche vorzuspannen und zu fixieren. Der Spannstift ist dabei platzsparend an dem dem Kontaktelement zugewandten Ende der Kontaktfläche angeordnet. Bei dieser Anordnung steht die gesamte Länge des Kontaktelements als Auskraglänge für das Federelement zur Verfügung. Das Federelement verfügt dadurch über einen langen Hebelarm, was das Öffnen und Schließen des Federelements beim Kontaktieren begünstigt.
-
Anstelle der bevorzugten Befestigung des Federelements mithilfe eines Spannstifts kann auch eine Befestigungsschraube vorgesehen sein. Dies hat den Vorteil, dass das Federelement lösbar fixiert ist und die einzelnen Lagen des Federelements bei Bedarf ausgetauscht werden können. Besonders einfach ist es auch, das Federelement einfach an einem Ende der Kontaktflächen in einem entsprechenden Aufnahmeschlitz zu verstemmen.
-
Geometrisch günstig ist die Verwendung einer rechteckförmigen Blattfeder als unterstes, dem Leiterende zugewandtes Federelement. In vorteilhafter Weiterbildung weist die rechteckförmige Blattfeder ein zentrales freigeschnittenes Fenster als Aufnahmeöffnung für den anzuschließenden Leiter auf. Der Quersteg an dem dem Kontaktelement abgewandtem Ende der Blattfeder dient dann als Klemmkante des Federelements auf dem Leiterende.
-
Zur Verbesserung der Kontaktierung des Leiters an der Kontaktfläche ist am Freiende der Kontaktfläche vorzugsweise ein Kloben ausgebildet. In diesen Kloben ist eine in Längsrichtung verlaufende Führungsnut eingeformt. Im Montage-Endzustand liegt in der Führungsnut das Leiterende ein. Zur weiteren Verbesserung der Kontaktierung ist das Freiende der Blattfeder in Anpassung an die Geometrie des Klobens ausgebogen. Auf diese Weise nutzt die Blattfeder ihren vollständigen Einfederweg bei der Kontaktierung und stellt zugleich sicher, dass sich sowohl das Freiende der Blattfeder, welches vorzugsweise als Quersteg ausgestattet ist und der Kloben mit der Führungsnut gut an das Leiterende anschmiegen.
-
Im Sinne einer Gleichteilfertigung ist es vorteilhaft, zwei oder mehrere identische rechteckförmige Blattfedern übereinandern als Federelement einzusetzen. Um im Bereich des Querstegs am Ende der Blattfeder möglichst platzsparend zu sein, kann bei einer weiteren Ausführungsform die untere rechteckförmige Blattfeder mit einer offenen, gabelartigen Blattfeder kombiniert sein. Die gabelartige Blattfeder ist hierbei U-förmig. Das U-Querjoch dient als Angriffspunkt für die Fixierung der Blattfeder am Kontaktelement beispielsweise mithilfe des oben erwähnten Spannstifts. Die U-Schenkel, welche die Gabelzinken bilden, sind als Federhebel wirksam und beaufschlagen das darunter liegende Federelement zusätzlich mit Ihrem Federdruck. Auf diesen Federdruck kommt es bei mehrlagigen Federelementen in erster Linie an. An der Klemmstelle des Leiters genügt es, an einem einzigen Federelement einen Quersteg vorzusehen.
-
Mit der Erfindung ist es möglich, Steckverbinder mit sehr kleinen Querschnitten zu realisieren, insbesondere mit runden Steckverbindern, deren Außendurchmesser nicht größer als 15 mm ist. In dieser Größe ist es möglich, den Steckverbinder in Rohren oder Hülsen zu verlegen.
-
Anhand von zwei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen ist die Erfindung mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Seitenansicht eines einstückigen Kontaktelements mit einer Kontaktbuchse,
-
2 die Draufsicht auf den Leiteranschluss gemäß 1,
-
3 den Schnitt III-III aus 2,
-
4 die Seitenansicht eines Kontaktelements mit einem zur Kontaktbuchse des Kontaktelements aus 1 steckkompatiblen Kontaktstecker,
-
5 eine Draufsicht auf das Kontaktelement gemäß 4,
-
6 den Schnitt VI-VI aus 5,
-
7 eine Seitenansicht eines einstückigen Kontaktelements mit einer Kontaktbuchse,
-
8 die Draufsicht auf den Leiteranschluss gemäß 7,
-
9 den Schnitt IX-IX aus 8,
-
10 die Seitenansicht eines Kontaktelements mit einem zur Kontaktbuchse des Kontaktelements aus 7 steckkompatiblen Kontaktstecker,
-
11 eine Draufsicht auf das Kontaktelement gemäß 10,
-
12 den Schnitt XII-XII aus 11
-
1 zeigt den sich in Längsrichtung 1 erstreckenden Leiteranschluss 2. Der Leiteranschluss 2 setzt sich einerseits zusammen aus der das Kontaktelement bildenden Kontaktbuchse 3 und dem eigentlichen Anschlusskontakt mit seiner Kontaktfläche 4. Oberhalb der Kontaktfläche erstreckt sich ebenfalls in Längsrichtung 1 das Federelement 5. Das Federelement 5 ist seinerseits zusammengesetzt aus zwei in der zur Längsrichtung 1 senkrecht verlaufenden Vertikalrichtung 6 übereinander angeordneten rechteckförmigen Blattfedern 7, 7'. In 1 schließlich erkennbar ist der am Freiende der Kontaktfläche 4 ausgebildete Kloben 8. In Längsrichtung 7 durch den Kloben 8 verläuft die in 2 erkennbare Führungsnut 9.
-
Die Blattfedern 7, 7' weisen eine rechteckförmige Umrissgestalt auf. Im Zentrum der Blattfedern 7, 7' ist eine fensterartige Ausnehmung 10 freigelassen. Die Ausnehmung 10 dient als Aufnahmeöffnung für das Leiterende des in den Zeichnungsfiguren nicht dargestellten Leiters.
-
Die eigentliche Klemmung des Leiters erfolgt zwischen dem dem Kontaktelement 3 in Längsrichtung 1 abgewandten Freiende der Blattfeder 7, 7' und dem Kloben 8. Das Freiende der Blattfedern 7, 7' weist hierfür einen als Klemmbacke wirksamen Quersteg 11 auf. Der Quersteg 11 verbindet die die beiden langen Rechteckseiten der Blattfeder 7, 7' bildenden Federhebel 12.
-
Die Blattfedern 7, 7' sind mit ihren den Freienden mit dem Quersteg 11 abgewandten Festenden am Leiteranschluss 2 fixiert. Die Freienden der Blattfedern 7, 7' und der Leiteranschluss 2 sind hierfür von dem in Vertikalrichtung 6 verlaufenden Spannstift 13 durchsetzt. Mithilfe des Spannstifts 13 sind die Blattfedern 7, 7' am Leiteranschluss 2 verspannt.
-
4 zeigt einen Leiteranschluss 2 mit einem als Kontaktstift ausgestalteten Kontaktelement 3. Der Kontaktstift aus 4 ist mit der Kontaktbuchse aus 1 steckkompatibel ausgebildet, so dass 1, 2 und 3 einerseits und 4, 5 und 6 andererseits Leiteranschlüsse mit steckkompatiblen Kontaktelementen 3 zeigen. Der Aufbau des in 4 dargestellten Leiteranschlusses gleicht im Übrigen, insbesondere hinsichtlich der Ausgestaltung der Kontaktfläche 4 und der Blattfedern 7, 7' dem Aufbau des in 1. dargestellten Kontaktelements. Identische Teile sind deshalb mit identischen Bezugsziffern versehen.
-
7, 8 und 9 zeigen wiederum eine Ausführung eines Leiteranschlusses 2 mit einem als Kontaktbuchse ausgestaltetem Kontaktelement 3. Allerdings weicht die Ausgestaltung des Federelements 5 vom vorbeschriebenen Federelement mit den Blattfedern 7, 7' ab. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist die untere, dem nicht dargestellten Leiter zugewandte Blattfeder 7 unverändert übernommen. In Vertikalrichtung 6 über der Blattfeder 7 ist eine Gabelfeder 14 angeordnet. Die Gabelfeder 14 weist einen U-förmigen Querschnitt auf. Das U-Querjoch der Gabelfeder 14 ist vom Spannstift 13 durchsetzt und bildet so das Festende der Gabelfeder 14. Die U-Schenkel bilden die als Federhebel 12 wirksamen Gabelzinken der Gabelfeder 14. Mit anderen Worten fehlt bei der Gabelfeder 14 gegenüber der Blattfeder 7 der Quersteg 11 am Freiende. Der Quersteg wird im Montage-Endzustand als Klemmelement für den nicht dargestellten Leiter bei der als Klemmfeder wirksamen Blattfeder 7 benötigt. Bei der als reine Feder wirksamen Gabelfeder 14, welche den Leiter nicht direkt klemmt, kann der Quersteg 11 deshalb fortgelassen werden. Die Gabelfeder 14 kann auch andere Federeigenschaften aufweisen als die Blattfeder 7.
-
Die 10, 11 und 12 zeigen wiederum einen Leiteranschluss 2 mit einem als Kontaktstift ausgestalteten Kontaktelement 3. Dieser Kontaktstift ist wiederum mit dem als Kontaktbuchse ausgestalteten Kontaktelement 3 des Leiteranschlusses 2 gemäß 7, 8 und 9 steckkompatibel.
-
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Steckkompatibiliät der Leiteranschlüsse 2 einzig und allein durch den komplementären Aufbau der Kontaktelemente 3, also der Kontaktbuchsen und der Kontaktstifte determiniert ist. Es können also auch Leiteranschlüsse 2 gemäß 1, 2 und 3 mit Leiteranschlüssen 2 gemäß 10, 11 und 12 miteinander kombiniert werden. Dasselbe gilt für die Leiteranschlüsse gemäß 4, 5 und 6 mit Leiteranschlüssen gemäß 7, 8 und 9. Die Ausgestaltung der Federelemente 5 beeinflusst also die Steckkompatibiltät der Kontaktelemente 3 nicht.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Längsrichtung
- 2
- Leiteranschluss
- 3
- Kontaktelement
- 4
- Kontaktfläche
- 5
- Federelement
- 6
- Vertikalrichtung
- 7, 7'
- Blattfeder
- 8
- Kloben
- 9
- Führungsnut
- 10
- Ausnehmung
- 11
- Quersteg
- 12
- Federhebel
- 13
- Spannstift
- 14
- Gabelfeder
