CN101317302B - 用于印制电路板的电气端子 - Google Patents
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Abstract
本发明总体上涉及一种基础的导电的物理连接的领域。特别是涉及若干相对绝缘的连接元件的物理连接，特别是构成用于印制电路板，其中物理连接为在两个或多个导电的节段之间的电连接的元件，它们在使用弹簧的情况下具有直接接触。这样的连接，特别是由端子的区域，为电气接线端子。接线端子作为印制电路板连接技术中的接合件，用于可靠地给工业电子元件供电并且在印制电路板上经济地单个绕线。为了快速地且简单地松脱电导体，类似于在插接导体时的plug′n′play方法，根据本发明建议，应用根据图1的夹紧系统，其一方面可以简单地且快速地松开电导体并且另外一方面从接线端子的多个侧面可以接近。夹紧系统的有利的可接近性此外导致，用于操作夹紧系统的工具总是可以垂直于印制电路板的表面应用。
Description
技术领域
本发明总体上涉及一种基础的导电的物理连接(physicalconnections)的领域。特别是涉及若干相对绝缘的连接元件的物理连接，特别是构成用于印制电路板，其中物理连接为在两个或多个导电的节段之间的电连接的元件，它们在使用弹簧的情况下具有直接接触。这样的连接，特别是由端子的区域，为电气接线端子。接线端子作为印制电路板连接技术中的接合件，用于可靠地给工业电子元件供电并且在印制电路板上经济地单个绕线，并且例如称为插接连接器。
背景技术
由现有技术是已知的许多构造方式的插接连接器，例如以单极的或多极的实施方式，以可顺序排列的或以模块式结构设置的绝缘材料壳体，其中绝缘材料壳体具有至少一个由扁平的带材料构成的接触嵌件，在其至少一个端部上设置一个蝶形弹簧形式的弹簧力元件。此外插接连接器配备至少一个插孔触点用于将接线端子插接在一个印制电路板或电气设备的触针上。插接连接器在此用于至少一个电导体的电触点接通以及固定在印制电路板上的印制导线上。通常这样的插接连接器由绝缘材料壳体构成，其优选如此构成，使得单极的单个端子可以彼此顺序排列，从而可以构成多极的接线板。或者绝缘材料壳体以模块式结构构成为两部分的，从而接触嵌件导入第一壳体内并且可以紧接着与第二半壳体通过已知的快速关闭件封闭。
这样形式的插接连接器是一个大规模产品。此外产生的这样的需要，即电导体的连接并且电导体的松开可以快速地且无问题地实现。这是特别合适的，当待连接的电导体，通常情况下每个单个端子输送一个接入的电导体和一个导出的电导体，在一个使用情况下由端子的一个方向并且在另一个使用情况下由另外的方向输送给端子。在此插 接连接器为了具有一个按压元件形式的操作件用于打开夹紧位置，该操作件以一个可轴向运动的推杆形式在壳体内引导，壳体具有至少一个贯通通道用于贯穿电导体。操作件如一个楔子作用，其推入夹紧臂和支座或触轨之间，以便将夹紧臂从支座或从被夹紧的导体上松开。
这样的插接连接器由现有技术已知并且例如由TNR 5169412/31.12.2004-00 der Firma Phoenix Contact GmbH&Co KG的产品分类“Leiterplattenanschluss COMBICON 2005”获悉。在松开电导体时这种连接技术的缺点，每个电导体需要一个操作件并且操作件的操作装置仅仅可以平行于电导体的导入方向操作。如果这样的接线端子插套到在印制电路板内折弯的触针上，那么在操纵操作件时触针会被折弯，因为用于操纵操作件所需要的力，用于从电导体上松开夹紧臂的压紧力，现在不再平行于触针，而是垂直于触针。
由DE 198 38 008已知一个开头所述类型的接线端子，其认为是最接近的现有技术。涉及一个印制端子(Printklemme)用于连接在印制电路板上，其业已包含由一个操作件和一个弹簧力元件构成的夹紧系统的原理。用于电导体的夹紧力在此由在弹簧箱内弯曲的弹性的夹紧臂产生。平移的按压件构造的操作件，其中操作件一体地构成并且用于容纳多个电导体，同时如同楔子用于开启夹紧位置，该楔子推入夹紧臂和支座之间，以便将夹紧臂从支座或从被夹紧的电导体上脱开。已知的设置虽然设置用于两个夹紧位置，但是也存在这样的缺点，即操作件的操作装置同样仅仅可以平行于电导体的插入方向操作。
此外的具有操作件的端子由现有技术已知，例如DE 36 21 369A1、WO 01/47067 A1和DE 102 44 480 A1。在此不详细描述各公开文献的内容。然而所有的实施方式的缺点在于，待施加在按压件上的力仅仅可以在一个方向上实现。由DE 102 44 480 A1的附图可见一个平移的、垂直于插接触点设置的按压件的不利的操作方向。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种开头所述形式的弹簧技术的接线端子，其避免了已知结构的上述缺点并且提供一种技术方案，其使得可以制造便宜的、配备简单的功能几何形状的且可普遍使用的用于印制电路板连接的插接连接器。
根据本发明上述问题通过本发明的接线端子特别是插接连接器解决，其用于至少一个电导体的电触点接通以及在一印制电路板上的安置，包括：一个可顺序排列的或以模块式结构设置的绝缘材料壳体；至少一个接触嵌件，其由扁平的带材料成型，其中带材料与至少一个蝶形弹簧形式的弹簧力元件连接；一个插孔触点，用于将接线端子插套在一个印制电路板或一个电气设备的触针上；一个用于打开夹紧位置的操作件，该操作件具有至少一个用于电导体贯穿的贯通通道。根据本发明规定，操作件为了在绝缘材料壳体内沿着轴向移动，能够在多个位置利用一工具接近。
为了提供一种具有本发明特征的接线端子用于在印制电路板上快速的安全的且通用的印制电路板连接，根据本发明建议，制造一种插接连接器，其一方面确保电接触并且另外一方面可以根据plug′n play方法实现电导体的可快速拆卸的连接，而不会由于操纵操作件使得印制电路板的触针过载。
插接连接器的通用的可应用性涉及插接连接器相对于印制电路板的垂直的以及平行的插接方向。由于可插接的组合多样性也存在这样的可能性，即，将插接连接器围绕导体导入轴线转动180度并且插接在印制电路板或基础板上。在接线端子的所有的插接位置中应当存在简单地且快速地松开电导体的可能性，而不会由于施加松开夹紧连接的力附加地使得印制电路板的触针受载或损坏或者弯曲。
在此开发一种接线端子，其中工具的操作力视接线端子如何插接在印制电路板上而定，总是垂直于印制电路板作用。
另外的需要在于，对于每个插孔触点(即每个极)存在两个夹紧位置用于电导体的连接，所述插孔触点需要用于将接线端子插接在印制电路板的触针上。
连接技术中的快速连接通过两个蝶形弹簧实现，其确保高的夹紧安全性并且根据本发明镜像对称地，对置地且隔开地，安装在触轨上。 这蝶形弹簧技术的优点在于电导体的快速的连接，而无需特殊的工具。实心导体和具有多芯电缆端的细金属丝导体简单地导入夹紧位置内并且被蝶形弹簧压向触轨并且在那儿相应自动地“plug′n play”。
因为在连接技术中不仅在组装时提高的舒适性和较短的绕线时间是重要的因素，而且将电导体由夹紧位置快速且可靠的松开连接也是重要的，所以根据本发明建议，开发一种操作件，其为了在绝缘材料壳体内的轴向移动，可以利用一个工具在多个规定的位置接近和操作。可接近性如此实现，即绝缘材料壳体为此包含多个合适的开口。这些开口如此构成，使得它们适合于用于贯穿工具。有利地，使用一个螺丝刀作为工具。绝缘材料壳体中的开口的其中一个应当通过操作件自身封闭。开口位于绝缘材料壳体的前表面内，其对应于操作者的所面对的侧面并且应当通过设置在操作件上的上部的按压件封闭。
上述目的根据本发明如此实现，即操作件由压铸件制造并且基本上具有一个功能几何形状，其特征在于许多斜的平面。
其中两个斜的平面侧向设置在操作件的上部的按压件上，以便将对称地安装在触轨上的蝶形弹簧的夹紧臂同时打开。
为了同时打开夹紧臂需要的是，利用一个工具操纵操作件。操作件的上部的按压件具有一个槽用于安置工具，该槽位于两个对称设置的贯通通道之间的中间。
操作件的上部的按压件上的操作方向如此选择，使得当所连接的或待导入的电导体垂直于印制电路板的表面延伸时，操作件上的借助于工具待施加的操作力同样垂直于印制电路板的表面作用。当触针垂直地由用于连接插接连接器的印制电路板伸出时，选择在操作件上的操作方向。
如果触针不是垂直地，而是以90度折弯的形状由印制电路板的表面伸出并且插套一个接线端子时，那么所连接的或待导入的电导体水平于印制电路板的表面延伸。
为了待安置的工具，为了避免触针在夹紧臂的开启过程中弯曲，这样选择操作件上的操作方向，使得螺丝刀以其刀刃重新垂直于印制 电路板的表面并且因此操作力不是水平地，如接线端子的连接，而是垂直于印制电路板的表面作用。
为此有利的是，为了轴向移动操作件，这对于开启蝶形弹簧是必需的，使用绝缘材料壳体内的其中一个侧向开口，螺丝刀可以以其刀刃可以插入所述开口内。
在每个漏斗形状的开口的后面，在操作件上存在斜的接条，其由上升的斜的平面构成并且在顶点处通过一个半径彼此连接。两个斜的平面共同构成下部的按压件。斜的平面理解成这样的平面，其相对于水平线倾斜。如果螺丝刀的刀刃导入开口漏斗内，那么螺丝刀刀刃一方面沿着触轨或接触嵌件滑动并且另外一方面沿着与接触嵌件对置的斜的平面滑动。接触嵌件在此构成用于螺丝刀的固定止挡，相反设置在操作件上的斜的接条将操作件在轴向上在绝缘材料壳体内部移动。在螺丝刀运动时，通过螺丝刀朝着斜的平面方向施加的力根据物理原理具有两个作用。一方面这个力将螺丝刀压向底侧，即压向斜的平面，并且另外一方面，这个力是操作件运动的原因。在螺丝刀在斜的平面上的作用点处形成在不同的方向上的力，即斜的平面一方面用作力转换器并且另一方面用于改变力方向。力方向的转向根据本发明在插接连接器中通过在操作件上应用斜的平面实现。工具的垂直于导体导入方向的、用于操纵操作件的侧向推入由于斜的平面具有这样的作用，即，操作件轴向沿着导体导入轴线移动。
操作件平行地朝触针方向移动具有这样的后果，即两个设置在上部的按压件上的斜的平面被拉向夹紧臂。上部的按压件在此用作楔子，因为上部的按压件一体构成并且两个斜的平面对称地对置地设置在按压件上并且同时将蝶形弹簧的夹紧臂从电导体上抬起，以便开启。由两个斜的平面构成的楔子由两个与基础一起倾斜的平面构成。由楔子的侧壁施加的侧向力垂直地位于侧壁上，其中楔子的侧壁力作用在蝶形弹簧的夹紧臂上。即通过螺丝刀在下部的斜的平面上产生的力一方面转换成操作件的运动，并且另外一方面通过楔子上的斜的平面转向到蝶形弹簧。本发明的在操作件上的不同的斜的平面的组合的特殊性 在于，用于开启夹紧臂的力，不同于在可比较的夹紧系统朝导体引入方向(例如见WO 01/470679)，而是平行于导体引入方向作用在夹紧臂上。
通过系统的径向对称可能的是，将螺丝刀由两个方向导入绝缘材料壳体内。此外将操作件在绝缘材料壳体内移动且因此打开蝶形弹簧的夹紧臂的力也可以平行于导体导入方向作用，如开头所述。在本发明的接线端子内可以由三个方向操作夹紧系统。如果接线端子在水平或垂直的插接方向上插接到印制电路板上，那么用于操作夹紧系统的工具尽管如此仍然可以垂直于印制电路板的表面处于嵌接。
附图说明
本发明的实施例在附图中纯示意地示出并且接下来详细描述。其中：
图1电气端子的透视的剖视图，以及印制电路板；
图2夹紧系统的操作件；以及
图3具有打开的夹紧臂的接线端子的透视图；
具体实施方式
在图1中以模块式结构示出一个接线端子1，其也可以称为弹簧力端子或者具有弹簧力元件7的插接连接器2。接线端子1在宽度上构成为用于连接两个电导体13，如由图2可见。在长度上可连接的电导体13的数量可以根据需要变化，例如作为插接连接器块或可顺序排列的构造。在图1的附图中例如示出8个连接的导体13。
接线端子1具有一个由两个半壳体构成的绝缘材料壳体4，其容纳两个接触嵌件5，其由具有各一个弹簧力元件7的带材料6构成，包括一个蝶形弹簧8、一个插孔触点9和一个操作件11，其中操作件11以其按压件20封闭绝缘材料壳体4的前表面19中的开口17。相应地在横截面上基本上矩形的按压件20具有两个用于电导体13的贯通通道12和一个在各贯通通道12之间设置的槽21(其它的构造见图2)，该槽可以利用一个工具18加载，以便将操作件11朝着在绝缘材料壳体4内部设置的蝶形弹簧8推动。绝缘材料壳体4和操作件11由塑料 制成。
此外图1示出，夹紧系统是封闭的。即绝缘材料壳体4中的操作件11以其按压件20封闭前表面19内的开口17。在操作件11的这个位置，蝶形弹簧8的夹紧臂44压向电导体13，其重新贴靠在接触嵌件5上，接触嵌件5由构成为支座23的弯曲的接条22以及带材料构成。两个支座23彼此隔开并且构成一个间隙24。在间隙24内存在操作件11的一个引导元件25。接触嵌件5、弹簧力元件7和插孔触点9为一个预组装的单元。
此外可看到侧面的、在绝缘材料壳体4的纵向方向上设置的开口15、16，用于作用工具18。为了打开夹紧系统或为了操纵操作件，存在这样的可能性，即将工具18导入其中一个开口15、16中或导入槽21内。图3详细示出打开夹紧系统。
在开口15、16下方有第二半壳体43，其利用已知的夹紧件或燕尾槽引导部与上部的半壳体接合成一个固定块。第二半壳体43用于容纳插孔触点9并且可以通过结构化的外部形状插入未示出的基础条(Grundleisten)内。插孔触点9确保与印制电路板3内的触针10的电连接。在图1中示出的印制电路板3中设置折弯的触针10，接线端子插套在所述触针上。插接连接器2和印制电路板3之间的插接连接称为水平连接。在这种水平连接中插接连接器的电导体13平行于印制电路板3的表面延伸。
图2示出本发明的操作件11，用于根据图1和图3的插接连接器2的夹紧系统。操作件11由一个基本上矩形的面状的形状构成，在该表面26上设置两个按压件20、27和一个引导元件25。第一按压件20设置在操作件11的上边缘28上并且构成绝缘材料壳体4的前表面18的开口17内的封闭件29。为了将电导体3导入夹紧位置14内，见图1，设置在操作件11上的上部的按压件20具有两个贯通通道12。贯通通道沿着按压件20的中间轴线32对称地设置并且在两个贯通通道12之间的中间存在一个槽21，用于安置工具18。此外设置在操作件11上的上部的按压件20原则上配备两个斜的平面30，它们位于按压 件20的横向侧31上。两个斜的平面30的通常的顶端以一个半径33延伸，其可以实现蝶形弹簧8的夹紧臂44最佳地滑动。斜的平面30的半径33在方向上向内朝向操作件11的中间轴线32。按压件20的轮廓因此对应于楔子形状。在上部的按压件20下方无缝地且对称地连接一个引导元件25，其以操作件11的中间轴线32为中心设置并且贴靠在表面26上。在操作件11的轴向移动时引导元件25以其纵向的侧面39沿着接触嵌件5的支座23的背面滑动，并且以其自由的端部40限定操作件11在绝缘材料壳体4内的移动行程。
在操作件11的下边缘34上设置一个第二按压件27。下部的按压件27基本上由两个接条35构成，其从侧面的外边缘36开始，朝向操作件11的中心，上升地延伸。两个接条35通过在顶点45处的半径37彼此连接。每个接条35构成一个斜的平面38，工具18在其表面41上滑动。
图3示出图1的本发明的插接连接器2，具有打开的夹紧系统，其例如可以通过其中一个侧面的开口15、16操作。夹紧系统由在绝缘材料壳体4可运动地设置的操作件11和具有连接的弹簧力元件7的接触嵌件5构成。在工具18穿过其中一个开口15推入之后，工具18在下部的按压件27的接条35的斜的平面38上滑动并且轴向推动操作件11，直至操作件11到达其终端位置42。用于打开夹紧系统的移动行程的终端位置42一方面通过引导元件25的止挡并且另外一方面通过下部的按压件27确定，该按压件贴靠在绝缘材料壳体4的下部的半壳体43内。操作件11的移动行程的终端位置，用于夹紧电导体13，通过顶点45确定，该顶点位于下部的按压件27的两个斜的平面38的半径37内。如果达到操作件11的终端位42，用于取出电导体13，夹紧系统也处在位于打开状态下，那么上部的按压件20的两个斜的平面30将蝶形弹簧8的两个夹紧臂44从电导体13抬起，从而电导体13现在可以简单地且快速地取出。为了操作夹紧系统或操作件11，工具18也可以杠杆方式地嵌入开口15、16内。
附图标记清单
1接线端子
2插接连接器
3印制电路板
4绝缘材料壳体
5接触嵌件
6带材料
7弹簧力元件
8蝶形弹簧
9插孔触点
10触针
11操作件
12贯通通道
13电导体
14夹紧位置
15开口(侧面)
16开口(侧面)
17开口(前表面)
18工具
19前表面
20按压件(上部的)
21槽
22接片
23支座
24间隙
25引导元件
26表面
27按压件(下部的)
28上部边缘
29封闭件
30斜的平面
31横向侧
32中间轴线
33半径
34下边缘
35接条
36侧向的外边缘
37半径
38斜的平面
39纵向的侧面
40自由的端部
41滑动面
42终端位置
43半壳体(下部的)
44夹紧臂
45顶点
Claims (18)
1.接线端子(1)，用于至少一个电导体(13)的电触点接通以及在一印制电路板(3)上的安置，包括：
一个可顺序排列的或以模块式结构设置的绝缘材料壳体(4)；
至少一个接触嵌件(5)，其由扁平的带材料(6)成型，其中带材料(6)与至少一个蝶形弹簧(8)形式的弹簧力元件(7)连接；
一个插孔触点(9)，用于将接线端子(1)插套在一个印制电路板(3)或一个电气设备的触针(10)上；
一个用于打开夹紧位置(14)的操作件(11)，该操作件具有至少一个用于电导体(13)贯穿的贯通通道(12)，
其特征在于，操作件(11)为了在绝缘材料壳体(4)内沿着轴向移动，能够在多个位置利用一工具(18)接近。
2.如权利要求1所述的接线端子，其特征在于，绝缘材料壳体(4)包含多个开口(15，16，17)。
3.如权利要求2所述的接线端子，其特征在于，绝缘材料壳体(4)的至少一个侧面的开口(15，16)适合于工具(18)的贯穿。
4.如权利要求1所述的接线端子，其特征在于，绝缘材料壳体(4)的前表面(18)内的开口(17)通过操作件(11)封闭。
5.如权利要求4所述的接线端子，其特征在于，所述绝缘材料壳体的前表面内的开口(17)的封闭件(29)通过设置在操作件(11)上的第一按压件(20)构成。
6.如权利要求1所述的接线端子，其特征在于，操作件(11)由一个基本上矩形的扁平形状构成，在该操作件的表面(26)上设置一个第一按压件(20)、一个第二按压件(27)和一个引导元件(25)。
7.如权利要求6所述的接线端子，其特征在于，第一按压件(20)包含两个贯通通道(12)。
8.如权利要求7所述的接线端子，其特征在于，所述两个贯通通道(12)沿着中间轴线(32)对称地设置。
9.如权利要求8所述的接线端子，其特征在于，在各贯通通道(12)之间的中间在第一按压件(20)内设置一个槽(21)。
10.如上述权利要求5至8之一项所述的接线端子，其特征在于，在第一按压件(20)上构成两个斜的平面(30)，这两个斜的平面位于横向侧(31)上。
11.如上述权利要求5至8之一项所述的接线端子，其特征在于，第一按压件(20)构成为楔子形状。
12.如权利要求1所述的接线端子，其特征在于，一个引导元件(25)围绕操作件(11)的中间轴线(32)对称地设置。
13.如权利要求12所述的接线端子，其特征在于，引导元件(25)限定操作件(11)的轴向移动行程。
14.如上述权利要求6至8之一项所述的接线端子，其特征在于，第二按压件(27)由两个接条(35)构成，这两个接条经由一半径(37)彼此连接。
15.如权利要求14所述的接线端子，其特征在于，所述两个接条(35)构成两个斜的平面(38)。
16.如权利要求15所述的接线端子，其特征在于，所述由接条构成的斜的平面(38)从外边缘(36)朝向中间轴线(32)的方向上升地延伸。
17.如权利要求15或16所述的接线端子，其特征在于，所述由接条构成的斜的平面(38)构成用于工具(18)的滑动面。
18.如权利要求1所述的接线端子，其特征在于，该接线端子是插接连接器。
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