EP1973202B1 - Kontaktsystem mit mehrfacher Kontaktauflage - Google Patents

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EP1973202B1
EP1973202B1 EP20070005800 EP07005800A EP1973202B1 EP 1973202 B1 EP1973202 B1 EP 1973202B1 EP 20070005800 EP20070005800 EP 20070005800 EP 07005800 A EP07005800 A EP 07005800A EP 1973202 B1 EP1973202 B1 EP 1973202B1
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EP
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contact
spring
points
different
plug
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Peter Donhauser
Werner Engl
Gunter Griessbach
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/10—Sockets for co-operation with pins or blades
    • H01R13/11—Resilient sockets
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R13/22—Contacts for co-operating by abutting
    • H01R13/24—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H01R13/2464—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the contact point
    • H01R13/2492—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the contact point multiple contact points

Definitions

  • the invention relates to a contact spring for producing an electrical contact with a contact surface and / or a contact blade, wherein the contact spring has at least two contact points.
  • contact springs are usually used. These are in modern plug-in systems usually narrow, elongated metal elements, which are arranged within a socket, such as an Ethernet connector. As a rule, a plurality of these contact springs are arranged in parallel in order to allow good contact with the plug to be inserted. On the connector side, a contact surface opposite the contact springs is then attached correspondingly. In general, such contact springs have special places where the contact between the contact spring and the opposite contact surface or the corresponding contact blade is to be formed.
  • the object of the present invention is therefore to further optimize the already known contact elements.
  • a contact spring which at different points special contact points has, can make an improved contact.
  • the contact points on the contact spring are mounted so that they each have different spring travel. That is, the spring geometry is designed so that is contacted at different points of the spring parallel to the contact blade or the contact surface contact as soon as a plug is inserted into the socket.
  • the different spring travel from the attachment point or the origin of the contact spring to the arranged on the contact spring contact points ensure that the contact points behave differently at different frequencies.
  • the two contact points have different resonance frequencies, so that at least one of the contact points remains in contact with the contact surface during a vibration, as a rule.
  • the contact spring can in this case, as shown in the first embodiment, be formed as a continuous contact spring, which has arranged at different distances from its attachment successively arranged contact points for contacting the contact surface. In this case, between the individual contact points in each case a region in which the contact spring receives no contact with the contact surface to be contacted. In this case, a plurality of such contact points can be arranged one behind the other on the contact spring.
  • a further exemplary embodiment is characterized in that the contact spring, starting from its origin, has two limbs which each have a different length and which each have a contact point at their limb end.
  • the different length of the two contact spring legs different resonance characteristics of the two contact points, so that when vibration each one of the two contact points remains on the contact surface.
  • a set of springs designed in this way is, for example, mounted in parallel in a contact socket, as is also the subject of the invention, so that the inserted plug is contacted in many places via the corresponding contact springs.
  • FIG. 1 shows a contact blade 2, which is contacted via a contact spring 1.
  • the contact spring has two legs, which make contact with the contact blade via the contact points 3.
  • the two legs are geometrically uniform, so that they have a uniform behavior when shaken. Both legs would start to vibrate at the same frequency and accordingly the points of contact would lose contact with the contact blade 2.
  • FIG. 2 shows a socket 4 of a plug-in system.
  • a contact spring 1 is arranged, which has a contact point 3, which contacts a contact surface 3b of a plug.
  • the spring is mounted within the sleeve 4 on an abutment 6 and has an origin 7.
  • the contact spring 1 has a contact point 3, which is indeed formed over a longer path of the spring, but overall represents only one contact point.
  • FIG. 3 shows a first embodiment of the present invention.
  • a contact spring 1 is arranged, which leads from an origin 7 to an abutment 6.
  • the contact spring has two contact points 31, 32 on the contact surface 3b opposite a plug 5, which contacts the contact surface 3b as soon as the plug is pushed into the socket.
  • the contact points 31, 32 are located on the continuous or integrally formed spring element 1. However, between the two contact points, a region of the spring which does not contact the contact surface 3b when the plug is inserted. Thus, two separate contact points are formed. It should be noted that the number of consecutive contact points on the spring element need not be limited to two. It can also be realized several consecutive contact points.
  • the two contact points 31, 32 have different spring travel. That is, the contact points are different far away from the spring origin 7. This guarantees that they have a different resonant frequency and, in this respect, begin to vibrate at different vibrations and possibly lose contact with the contact surface. Due to the different spring travel, which come about by the spring geometry, it is ensured in this way that at least one contact point 31, 32 per contact spring has contact at the contact surface.
  • FIG. 4 shows a further embodiment in which the contact spring 1 is divided into two legs 1a and 1b, that is, the spring is not continuous, but in several parts.
  • the two legs 1a and 1b have a different Geometry and a different length.
  • the two legs 1 a and 1 b each have a contact point 31, 32 for contacting the contact surface 3 b of the plug 5 to be inserted.
  • the different lengths of the respective legs of the contact spring, the contact points have different properties again in this case so that they could lose contact with the plug or its contact surface with different vibrations or vibrations.
  • the advantages of the present invention reside in the fact that different resonance frequencies of the individual contact points in the event of vibrations lead to the fact that always a contact is maintained, as well as by the use of multiple contact points generally greater contact reliability.
  • the latter is particularly important in contamination of a contact point or a contact point of importance, as there are still more contact points or points are available and so the contact is ensured.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kontaktfeder zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einer Kontaktfläche und/oder einem Kontaktmesser, wobei die Kontaktfeder mindestens zwei Kontaktpunkte aufweist.
  • Zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes bei Stecksystemen werden in der Regel so genannte Kontaktfedern verwendet. Dies sind bei modernen Stecksystemen in der Regel schmale, längliche metallene Elemente, welche innerhalb einer Buchse, beispielsweise eines Ethernet-Steckers, angeordnet sind. In der Regel sind mehrere dieser Kontaktfedern parallel angeordnet, um gegenüber dem einzuschiebenden Stecker einen guten Kontakt zu ermöglichen. Auf der Steckerseite ist dann entsprechend eine den Kontaktfedern gegenüberliegende Kontaktfläche angebracht. In der Regel weisen derartige Kontaktfedern spezielle Stellen auf, an denen der Kontakt zwischen der Kontaktfeder und der gegenüberliegenden Kontaktfläche bzw. dem entsprechenden Kontaktmesser ausgebildet werden soll.
  • Speziell im industriellen Umfeld ist nun besonders wichtig, dass ein einmal entstandener Kontakt bei Einschieben des Steckers nicht durch eventuelle vorkommende mechanische Beanspruchung gelöst werden kann. Insbesondere ist darauf zu achten, dass bei Erschütterungen der Kontakt bestehen bleibt.
  • Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 390 070 A2 ist eine Kontaktfeder mit zwei unterschiedlichen Kontaktzungen bekannt. Nachteilig an dieser Kontaktfeder ist es, dass ihre Herstellung aufwendig ist und mehr Federmaterial verschlingt.
  • Aus der französischen Patentanmeldung FR 2 568 423 A3 sind Kontaktelemente, welche aus einem Blechstreifen gefertigt werden, bekannt. Für dieses offenbarte Kontaktelement wird ein optimiertes Herstellungsverfahren vorgestellt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die bereits bekannten Kontaktelemente weiter zu optimieren.
  • Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Die Idee hierbei ist insbesondere, dass eine Kontaktfeder, welche an unterschiedlichen Stellen spezielle Kontaktpunkte aufweist, einen verbesserten Kontakt herstellen kann. Hierbei sind die Kontaktpunkte an der Kontaktfeder so angebracht, dass sie jeweils unterschiedliche Federwege aufweisen. Das heißt, die Federgeometrie ist so gestaltet, dass an unterschiedlichen Stellen der Feder parallel zum Kontaktmesser bzw. zur Kontaktfläche Kontakt aufgenommen wird, sobald ein Stecker in die Buchse eingeschoben wird. Die unterschiedlichen Federwege von dem Befestigungspunkt bzw. dem Ursprung der Kontaktfeder zu den an der Kontaktfeder angeordneten Kontaktpunkten sorgen dafür, dass die Kontaktpunkte sich bei unterschiedlichen Frequenzen unterschiedlich verhalten. Die beiden Kontaktpunkte haben unterschiedliche Resonanzfrequenzen, so dass bei einer Erschütterung in der Regel mindestens einer der Kontaktpunkte mit der Kontaktfläche in Berührung bleibt.
  • Die Kontaktfeder kann hierbei, wie im ersten Ausführungsbeispiel dargestellt, als eine durchgängige Kontaktfeder ausgebildet sein, welche an unterschiedlichen Entfernungen von ihrer Befestigung hintereinander angeordnet Kontaktpunkte zur Kontaktierung der Kontaktfläche aufweist. Hierbei ist zwischen den einzelnen Kontaktpunkten jeweils ein Bereich, in dem die Kontaktfeder keine Berührung mit der zu kontaktierenden Kontaktfläche aufnimmt. Es können hierbei mehrere derartige Kontaktpunkte hintereinander auf der Kontaktfeder angeordnet sein.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder ausgehend von ihrem Ursprung zwei Schenkel aufweist, welche jeweils eine unterschiedliche Länge aufweisen und welche jeweils an ihrem Schenkelende einen Kontaktpunkt aufweisen. Hierbei sind durch die unterschiedliche Länge der beiden Kontaktfederschenkel ebenfalls unterschiedliche Resonanzeigenschaften der beiden Kontaktpunkte gegeben, so dass bei Erschütterung jeweils einer der beiden Kontaktpunkte auf der Kontaktfläche anliegen bleibt.
  • Eine Menge derartig ausgestalteter Federn wird beispielsweise in einer Kontaktbuchse, wie sie ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist, parallel angebracht, so dass der eingeschobene Stecker an vielen Stellen über die entsprechenden Kontaktfedern kontaktiert wird.
  • Damit ist ein sicherer Kontakt in einem Stecksystem gewährleistet.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben und erläutert.
  • Es zeigen:
    • FIG 1
    einen Stand der Technik,
    FIG 2
    einen Stand der Technik,
    FIG 3
    ein Ausführungsbeispiel mit durchgängiger Kontaktfeder,
    FIG 4
    ein Ausführungsbeispiel mit nicht durchgängiger Kontaktfeder.
  • FIG 1 zeigt ein Kontaktmesser 2, welches über eine Kontaktfeder 1 kontaktiert wird. Die Kontaktfeder weist zwei Schenkel auf, welche über die Kontaktpunkte 3 mit dem Kontaktmesser Kontakt aufnehmen. Die beiden Schenkel sind geometrisch gleichförmig, so dass sie ein gleichförmiges Verhalten aufweisen bei Erschütterung. Beide Schenkel würden bei der gleichen Frequenz anfangen zu vibrieren und entsprechend würden die Kontaktpunkte den Kontakt zum Kontaktmesser 2 verlieren.
  • FIG 2 zeigt eine Buchse 4 eines Stecksystems. In der Buchse ist eine Kontaktfeder 1 angeordnet, welche einen Kontaktpunkt 3 aufweist, der auf eine Kontaktfläche 3b eines Steckers kontaktiert. Die Feder ist innerhalb der Buchse 4 an einem Widerlager 6 gelagert und besitzt einen Ursprung 7. Die Kontaktfeder 1 weist einen Kontaktpunkt 3 auf, der zwar über einen längeren Weg der Feder ausgebildet ist, jedoch insgesamt nur einen Kontaktpunkt darstellt.
  • FIG 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einer Buchse 4 ist eine Kontaktfeder 1 angeordnet, welche von einem Ursprung 7 an ein Widerlager 6 führt. Die Kontaktfeder weist an der einem Stecker 5 gegenüberliegenden Kontaktfläche 3b jeweils zwei Kontaktpunkte 31, 32 auf, welche mit der Kontaktfläche 3b Kontakt aufnehmen, sobald der Stecker in die Buchse geschoben wird. Die Kontaktpunkte 31, 32 liegen auf dem durchgängig bzw. einteilig ausgebildeten Federelement 1. Hierbei ist zwischen den beiden Kontaktpunkten jedoch ein Bereich der Feder, welche die Kontaktfläche 3b nicht kontaktiert bei eingeschobenem Stecker. Es werden somit zwei getrennte Kontaktpunkte ausgebildet. Hierbei sei bemerkt, dass die Anzahl der auf dem Federelement hintereinander liegenden Kontaktpunkte nicht auf zwei beschränkt sein muss. Es können ebenso mehrere hintereinander liegende Kontaktpunkte realisiert werden.
  • Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist der Aspekt, dass die beiden Kontaktpunkte 31, 32 unterschiedliche Federwege aufweisen. Das heißt, die Kontaktpunkte sind unterschiedlich weit vom Federursprung 7 entfernt. Dies garantiert, dass sie eine unterschiedliche Resonanzfrequenz aufweisen und diesbezüglich bei unterschiedlichen Vibrationen anfangen, entsprechend zu schwingen und gegebenenfalls den Kontakt zur Kontaktfläche zu verlieren. Durch die unterschiedlichen Federwege, welche durch die Federgeometrie zustande kommen, ist auf diese Weise gewährleistet, dass mindestens jeweils ein Kontaktpunkt 31, 32 pro Kontaktfeder an der Kontaktfläche Kontakt hat.
  • FIG 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Kontaktfeder 1 in zwei Schenkel 1a und 1b aufgeteilt ist, d.h. die Feder ist nicht durchgängig ausgebildet, sondern mehrteilig. Die beiden Schenkel 1a und 1b weisen eine unterschiedliche Geometrie und eine unterschiedliche Länge auf. An ihrem Ende haben die beiden Schenkel 1a und 1b jeweils einen Kontaktpunkt 31, 32 zur Kontaktierung der der Feder gegenüber liegenden Kontaktfläche 3b des einzuschiebenden Steckers 5. Durch die unterschiedliche Länge der jeweiligen Schenkel der Kontaktfeder weisen die Kontaktpunkte auch in diesem Fall wieder unterschiedliche Eigenschaften auf, so dass sie bei unterschiedlichen Vibrationen bzw. Erschütterungen den Kontakt zum Stecker bzw. dessen Kontaktfläche verlieren könnten. Somit ist auch in diesem Fall gewährleistet, dass immer einer der Kontaktpunkte 31, 32 Kontakt zur entsprechenden Kontaktfläche aufweist.
  • Zusammenfassend sind die Vorteile der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, dass unterschiedliche Resonanzfrequenzen der einzelnen Kontaktpunkte bei auftretenden Vibrationen dazu führen, dass immer ein Kontakt erhalten bleibt, sowie durch die Verwendung mehrerer Kontaktpunkte allgemein eine größere Kontaktsicherheit. Letzteres ist insbesondere bei Verunreinigung einer Kontaktstelle bzw. eines Kontaktpunktes von Bedeutung, da immer noch weitere Kontaktstellen bzw. -punkte vorhanden sind und so der Kontakt sichergestellt ist.

Claims (2)

  1. Kontaktfeder (1) zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einer Kontaktfläche (3b) und/oder einem Kontaktmesser (2), wobei die Kontaktfeder (1) mindestens zwei Kontaktpunkte (31, 32) aufweist, wobei die Kontaktfeder (1) zwischen den Kontaktpunkten (31, 32) und dem Ursprung (7) der Kontaktfeder jeweils unterschiedliche Federwege aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (1) als eine durchgängige Kontaktfeder (1) ausgebildet ist, welche an unterschiedlichen Entfernungen von ihrer Befestigung hintereinander angeordnete Kontaktpunkte (31, 32) zur Kontaktierung der Kontaktfläche aufweist.
  2. Buchse für ein Stecksystem mit einer oder mehreren Kontaktfedern (1) nach Anspruch 1.
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