CN102113176A - 电连接装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于连接导体的电连接装置，其具有：由导电材料构成的至少一个接触套筒，其带有用于接触弹簧的切口，以及设置在切口中的接触弹簧，接触弹簧把从插入侧插入到接触套筒中的导体夹持在接触套筒的内壁上，其中，接触弹簧可通过切口向外旋转。
Description
技术领域
本发明涉及电连接装置，具体涉及用于连接电导体的电端子。根据本发明的电连接装置还特别适于连接多个电导体。
背景技术
在先技术中，已知一些适于连接一个或多个电导体的电连接装置和电端子。大部分这些电端子由通过冲压和弯曲制成的部件制造，其中，首先冲压出一基板，然后，该基板沿着提供的弯曲边缘弯曲。接触弹簧由基板的弯曲部分构成并且弯向用于要连接的导体的夹持区，以把要连接的导体夹在电端子的夹持区。
公知在先技术的缺点在于由冲压和弯曲形成的部件的基本形状大致是有角度的，从而在要并排靠近排列多个端子时限制了封装密度。
公知在先技术的另一个缺点是，由于电端子的弯曲形状，至少在一个方向存在方向偏移，所以通常不能提供要连接的导体和连接的接触元件的直线状结构。
因而，基于该公知在先技术背景，本发明的目的是提供一种电连接装置，具体是一种用于连接导体的电端子，其允许高封装密度并支持直线状结构。
发明内容
上述目的是通过具有权利要求1的特征的电连接装置以及具有权利要求17的特征的电连接装置解决的。本发明的优选具体实施例是从属权利要求的主题。可以根据实施例理解本发明的其他益处和特征。
本发明的用于连接导体的电连接装置包括由导电材料构成的至少一个接触套筒，其中接触套筒具有用于接触弹簧的切口或凹口。在切口中设置接触弹簧，用于把从插入侧插入到接触套筒中的导体夹持在接触套筒的内壁上。接触弹簧可通过切口向外旋转，或者接触弹簧可旋转地设置在切口中，这样，在待连接的导体插入时，接触弹簧通过相应的导体横截面向外旋转，同时相应的夹持力施加在导体上。
根据本发明的电连接装置具有许多益处。根据本发明的电连接装置的重要益处在于采用接触套筒使得可提供特别紧凑的电端子，其在基底面积上提供比公知电连接装置高得多的封装密度。
本发明电连接装置的另一个重要益处是接触套筒允许待连接的导体和连接的接触元件的直线状连接。待连接的导体从插入侧直线状地插入接触套筒，在套筒中，导体在夹持点区域被夹持在接触套筒的内壁上，在接触套筒的相对端可提供直线设置的接触元件，以实现整体上轴向对称的结构。
在特别优选的具体实施例中，接触套筒至少在一处的横截面是旋转对称的。接触套筒具体由旋转部件制造，这样，接触套筒的基础部件的形状在成型工艺之前是完全旋转对称的。使用这种接触套筒可以实现特别紧凑的电端子结构，以及用于把多个导体连接到一个连接装置的多连接区域的节省空间的结构。
在特别优选的配置中，连接的接触元件直线状地朝向接触套筒。在接触套筒和接触元件直线状排列的情况下，垂直于连接方向的平面中所需的空间特别小，以实现特别高的封装密度。
基本上可以采用任何希望类型的电接触元件用于接触元件，通过接触元件可以把电连接装置连接到其他部件。例如，优选地采用圆的、平的或者扁平的触针，触针被置于或者插入接触套筒的下部开槽套筒部分。也可以采用其他接触元件来把电连接装置例如连接到电路板。
在所有结构和具体实施例中，接触套筒优选地包括用于容纳导体的中心容纳开口，其中，具体地，容纳开口的直径适配于待容纳的导体的横截面，这样，仅留有小的缝隙。这样可以获得待连接导体的特别高的封装密度。
特别优选的是，接触弹簧是把待连接的导体夹持在接触套筒内壁上的单独部件。具体而言，接触弹簧包括连接部分和至少一个弹簧部分，利用接触弹簧，优选地，连接部分至少部分包围接触套筒。弹簧部分从连接部分直接或间接地沿夹持点方向延伸，在夹持点，弹簧部分把插入的导体夹持在接触套筒的内壁上。
特别优选的具体实施例中，连接部分配置成环形的，可以在一个点包括槽。具体而言，利用环形连接部分，接触弹簧在插入侧被推在接触套筒端部上，在该处，其卡到接触套筒的周缘槽上，以实现接触弹簧和接触套筒在轴向的紧密配合。
在优选的具体实施例中，接触套筒在夹持区包括横向于圆柱形容纳开口的纵向延伸部分的横向开口。接触弹簧的夹持边缘和横向开口配合，以夹持待插入的导体。
具体而言，夹持边缘配置成直的，直线状地把待连接的导体或其导线夹持到横向开口中。优选地，横向开口在待插入的导体的夹持区横向于插入方向延伸。
利用横向开口，在优选地圆柱形的容纳开口上设置被限定的凹陷，从而可在接触弹簧上提供直的夹持边缘，该夹持边缘可靠地以固定方式夹持多个细导线的线束。由于直的夹持边缘，具有多个导线的导体不会散开，而是所有导线直接被推入夹持套筒中。
横向开口使得导线可由接触弹簧推入，这样，导线在横向开口区域可以稍微弯曲，这是由于在该位置接触弹簧的夹持边缘把导线推入配置成横向钻孔、横向槽、或例如凹口的横向开口中。
小毛口倾向于形成在横向开口上，这具有增加大导线和小导线的摩擦系数的附加有益特征。
优选地，接触弹簧配置成至少部分由具有良好甚至是非常好弹性的材料构成。同样地，可以设想采用非导电材料。这样可采用便宜材料，总体上在制造电连接装置时更节约成本。例如接触弹簧可包括弹簧刚，特别是非腐蚀性弹簧刚，或者包括青铜或者弹簧青铜等。
和插入端相对的接触套筒的一端特别设置开槽，以助于放置到触针上。
在上述根据本发明的电连接装置的所有结构和具体实施例中，优选地提供用于释放接触弹簧夹持的释放装置，以助于根据需要把连接的导体取出来。所有结构中，优选地，夹持时接触弹簧和待连接的导体的插入方向成锐角。这种情况下，由于存在方向锁定，所以拉导线会进一步增加夹持力。需要时，为了取出导体可以采用释放装置，可以通过操作装置来致动释放装置，这样，释放对接触套筒内壁上的导体的夹持。
优选实施例中，释放装置邻接接触套筒，被接触套筒和接触弹簧包围。至少接触弹簧的连接部分围绕释放装置。
释放装置可具有圆锥形插入环，以有助于把导体插入接触套筒。
此外，释放装置可具有至少一个啮合元件，在释放装置被插入接触套筒时，啮合元件和接触套筒或接触弹簧啮合，这样，虽然释放装置为了释放夹持而在轴向移动特定距离，但是不能轻易地把释放装置从接触套筒上拿下来。
优选地，在插入侧的某个区域对接触套筒进行处理，以提供半圆柱形。此外，通过释放装置的一部分提供邻接的半圆柱形或类似物，以形成用于待连接的导体的中心圆柱形插入开口。接触套筒在插入侧为半圆柱形，释放装置在该点为半圆柱形，这共同形成被接触弹簧的连接部分围绕的环。
利用释放装置的轴向运动，释放装置沿接触套筒(其形状例如为半圆柱形的)移动，直到释放装置的一部分碰到接触弹簧的弹簧部分，从而，随着运动继续，把接触弹簧向外旋转，由此抵消了夹持力。
在另一个优选具体实施例中，临近设置多个圆柱形接触套筒，从而每个接触套筒容纳一个导体。特别优选的是根据骰子上“5”的结构，其中，四个圆柱形接触套筒设置在矩形的角上，一个接触套筒设置在矩形的中心。通过三个接触套筒的对角直径比一个单一接触套筒的最小直径的四倍小。
这些尺寸是考虑到以下事实以及其他因素得到的，使用矩形接触套筒时，一个单一接触套筒的对角直径大约等于最小直径的1.4倍。现在，对角设置三个这种方形接触套筒，那么，对角线最小大约为一个单一接触套筒的最小直径的4.2倍。
由于使用圆柱形接触套筒，所以一个接触套筒的最小直径直接对应于一个接触套筒的最大直径，从而可以沿对角方向排列三个接触套筒，其中，总尺寸小于一个单一接触套筒直径的四倍。考虑到这些尺寸，可设想并且优选接触套筒之间的某些距离。
所有结构中，接触套筒的一侧可以具有释放装置的操作表面，其例如适于容纳用于操作释放装置的螺丝刀。通常，用接触弹簧把释放装置复位到其原始位置，在拿走螺丝刀后，接触弹簧把释放装置推回到其原始位置。
所有结构中，优选地，接触套筒是黄铜或铜等制成的。也可采用其他金属。接触弹簧可以包括金属，但是也可以由塑料制成。优选地，释放装置用塑料制造。
根据本发明的另一个电连接装置包括至少一个由导电材料构成的接触套筒和设置于其上用于待插入的导体的容纳开口。在接触套筒上横向于导体的插入方向配置夹持槽。
根据本发明的该电连接装置具有许多益处。优选地，夹持槽设置在要横向于插入方向插入的导体的夹持区延伸的横向开口中。利用横向开口，优选地在圆柱形容纳开口处形成设定的夹持槽，在该处，圆柱形容纳开口包括被限定的凹陷。这样可以在接触弹簧的配置成直线的夹持边缘插入，从而实现确定的可靠的多个细导线线束在夹持槽处的夹持。具有多个导线的导体不会散开，而是被直着推入圆柱形容纳开口的夹持区的夹持槽中。
优选地，夹持槽由横向钻孔或横向槽形成，并在接触弹簧的尖端处和夹持边缘相互作用。优选地，接触弹簧的弹簧部分的尖端的夹持边缘是直的。用接触弹簧把夹持边缘偏置到啮合部分。
根据以下参考附图的实施例可以理解本发明的其他益处和特征。
附图说明
附图中：
图1是根据本发明的电端子的整体透视图；
图2是图1的电端子去掉外壳；
图3是根据图1的电端子的侧截面透视图；
图4是带有用于释放夹持的工具的侧截面图；
图5是带有接触弹簧和释放装置的一个接触套筒；
图6是带有接触弹簧和释放装置的接触套筒的分解图；
图7是带有接触弹簧和释放装置的接触套筒的另一个实施例；
图8是带有接触弹簧和释放装置的接触套筒的另一个实施例；
图9是根据图8的实施例的接触套筒和接触弹簧；以及
图10是根据图8的实施例的接触套筒。
具体实施方式
下面参考图1到图6，描述本发明的第一实施例，其中图1示出电端子1或电连接装置的整体透视图。
图1所示的电端子1包括外壳25，在外壳25的顶面上设置五个容纳开口11。用于插入和连接电导体2(参看图3)的四个开口设置在长方形或正方形底部区域上，而第五个开口位于正方形的中心。这样，对角线上设置有三个插入开口11，其中，跨三个插入开口11的对角直径27仅仅比一个单一插入开口11的对角直径28的三倍长一点。此处由于插入开口和设置在下方的接触套筒3被配置为圆形或圆柱形的，所以这是可能的。
图2中，显示图1的电端子去掉了周围的外壳25，以显示各个接触套筒3。在外壳25的顶边缘平面内待连接的导体具有高封装密度，由于各个接触套筒3的特定结构，所以可以增加封装密度。
图5分别示出其上安装有接触弹簧5的接触套筒3和释放装置19。图6示出接触套筒3、接触弹簧5和释放装置19的分解透视图。
图6清楚地示出，最初配置成圆柱形旋转部件的接触套筒3在插入侧6的区域上包括凹口或切口4，在该处，去除接触套筒的半圆柱形部分作为切口4，这样，接触套筒3现在仅配置成插入侧6的半圆柱形部件。
在插入侧6的端部附近，在接触套筒3的外周边上设置槽18，在装配时，配置成单独弹簧部件12的接触弹簧5的连接部分16与槽18啮合。
接触弹簧5的弹簧部分17用于把推入的导体2夹持在切口4区域的内壁8上(具体参看图3和图4)。接触弹簧5的连接部分16可以配置成连续环或者其他形式，如图6所示，其可以在弹簧部分17的相对侧开槽，以助于放置在接触套筒3上。
在安装接触弹簧5之前，或者，可选地，在安装接触弹簧5之后安装释放装置19。安装后，释放装置19在接触弹簧5和接触套筒3之间延伸。释放装置19长度方向的片邻接接触套筒3，接触套筒3在切口4区域配置为半圆柱形的。释放装置19可在接触套筒3的长度方向相对于接触套筒3移动。释放装置19两侧的啮合元件21防止释放装置无意间掉出端子1。
在和插入侧6相对的一端，即在连接侧7，可以通过触针14接触印刷电路板或者类似装置。根据本发明的端子1的显著益处在于可以用直线状线缆把要连接的导体2连接到触针14或者其他接触元件。整体来讲，可以实现连接表面和整体都比较紧凑的端子1。
释放装置19可以具有插入环20，插入环20特别配置成圆锥形的，以助于电导体2的插入。导体通过接触套筒3的畅通管径13进入接触套筒，在被推入时稍稍向外转动接触弹簧的弹簧部分17。作为替代，也可以由外壳形成插入环或者插入漏斗。
本发明端子1的一个显著益处在于，不仅可以连接具有多个导线的导体，而且可以连接刚性导体。刚性导体可以直接插入，而不用操作按钮或者释放装置19。
释放装置19可具有操作槽26，该操作槽26适用于对其应用工具22(参看图4)，以通过压操作槽26沿轴向在接触套筒3的纵向移动释放装置19。释放装置19接触接触弹簧5的弹簧部分17，迫使接触弹簧的弹簧部分17向外，这样，可以取出容纳在接触套筒3中的导体2。
如图2所示，可以实现沿着轴15从插入侧6远至相对连接侧7的导体直线状连接。
靠近设置的端子的连接和示为向外的操作槽26成对排列，以整体上实现高封装密度。
图3示出导体2如何插入根据本发明的端子1、打开接触弹簧5，从而导体2可以被夹持在接触套筒3的内壁8上。
接触弹簧5或其弹簧部分17从外侧进入接触套筒3的切口4。
如图4所示，用插入在释放装置19的操作槽26中的工具22进行操作使释放装置19在轴向沿接触套筒3的纵向方向移动。释放装置19碰到接触弹簧5的弹簧部分17，通过工具22进一步进入而向外转动弹簧部分17，从而释放夹持。
整体而言，实现了结构灵活且需要较少空间的电端子1。接触弹簧5配置成单独的弹簧部件12，因而，可包括弹性良好的另一种材料，但是不需要这种材料具有良好导电特性。
这样可以降低制造成本并增加可靠性。根据本发明的端子可和具有多个导线的导体一起使用，也可用于连接刚性导体，从而实现了灵活应用范围。
参考图7，现在描述另一个实施例，然后参考图8到图10描述本发明电端子1的另一个实施例。相同或类似的部件具有相同参考标号。
图7示出电端子1。在根据图7的实施例中，接触套筒3的夹持区33具有配置成横向钻孔30的横向开口32，这样，在圆柱形容纳开口11中形成横向槽31，其作为夹持槽34。
接触套筒3的夹持区33中的横向开口32的横向于圆柱形容纳开口11的纵向延伸。接触弹簧5的夹持边缘29和夹持槽34配合，以夹持待插入的导体2。
在图7的上部区域，在电端子1的右侧示出接触弹簧5的示意侧视图。在示意侧视图中可以清楚地看到，接触弹簧5的弹簧部分17的底端配置成直的，这样，利用直的夹持边缘把要夹持的导体2直线状地推入容纳开口11的夹持槽34中。
图7中容纳开口11的不可见边缘用虚线表示。可以清楚地看到夹持槽34沿径向靠后。
本实施例中的夹持边缘29配置成直的，而在前一实施例中，夹持边缘是圆形的，以和圆柱形容纳开口11配合。配置成直的夹持边缘29直线状地把待连接的导体2或其导线夹持在横向开口32中。
通过横向钻孔30，在圆柱形容纳开口11上提供被限定的凹陷或夹持槽34，接触弹簧5的直夹持边缘29可以插入在该凹陷或夹持槽34中。这是多个细导线的线束也能可靠地用固定方式夹持的原因。不会出现由于前方为圆形的夹持边缘而造成的散开。
横向钻孔30允许通过接触弹簧5把导线压入，这样，导线在横向开口32区域中可以稍微弯曲，这是由于在该位置接触弹簧5的夹持边缘29把导线压入配置成横向钻孔30、横向槽31或例如凹口的横向开口32中。
制造时，小毛口倾向于在横向开口32上形成，这具有增加要插入的大导体和小导体2的摩擦系数的附加有利特征。
图8到图10所示的根据本发明的电端子1实施例中，横向开口30被配置成横向槽31。横向槽31用作夹持槽34，通过接触弹簧5把要夹持的导体2和其导线压入夹持槽34。
同样的，夹持边缘29配置成直的，这是由于夹持边缘29可在其横缘插入夹持槽34。
虽然根据图7的实施例的接触套筒3具有横向钻孔，但是，此处提供横向槽，以提供配置成直的夹持边缘29所插入的夹持槽34。
横向槽31横向于要插入的导体2的夹持区33的插入方向延伸。通过横向槽31，在圆柱形容纳开口11上提供被限定的夹持槽34，在该处，圆柱形容纳开口11包括限定的凹陷。这使得可在接触弹簧5的夹持边缘29(配置成直的)插入，以在夹持槽34可靠且固定地夹持多个细导线的线束。具有多个导线的导体不会散开，而是直着被推入圆柱形容纳开口11的夹持区33的夹持槽34中。
和所有实施例一样，可以设置释放装置19。
参考标号表
1端子
2导体
3接触套筒
4切口
5接触弹簧
6插入侧
7连接侧端部
8内壁
9位置
10旋转部件
11容纳开口
12弹簧部件
13直径
14触针
15轴
16连接部分
17弹簧部分
18槽
19释放装置
20插入环
21啮合元件
22工具
25外壳
26操作槽
27对角直径
28直径
29夹持边缘
30横向钻孔
31横向槽
32横向开口
33夹持区
34夹持槽
Claims (18)
1.一种用于连接导体(2)的电连接装置(1)，其具有：至少一个由导电材料构成的接触套筒(3)，其带有用于接触弹簧(5)的切口(4)，以及设置在切口中的接触弹簧(5)，接触弹簧(5)把从插入侧(6)插入到接触套筒(3)中的导体(2)夹持在接触套筒(3)的内壁(8)上，其中，接触弹簧(5)可通过切口(4)向外旋转。
2.根据权利要求1所述的电连接装置(1)，其中：接触套筒(3)在至少一处(9)的横截面是旋转对称的，并且具体由旋转部件(10)制造。
3.根据前述任意一项权利要求所述的电连接装置(1)，其中：存在待连接的导体(2)和连接的接触元件(14)的直线状排列。
4.根据前述任意一项权利要求所述的电连接装置(1)，其中：接触套筒(3)包括用于容纳导体(2)的中心容纳开口(11)，其中，容纳开口(11)的直径(13)和待容纳的导体(2)的横截面匹配。
5.根据前述任意一项权利要求所述的电连接装置(1)，其中：接触弹簧(5)是单独部件(12)，其通过连接部分(16)至少部分包围接触套筒(3)，并且包括用于把导体(2)夹持在接触套筒(3)的内壁(8)上的弹簧部分(17)。
6.根据前述任意一项权利要求所述的电连接装置(1)，其中：接触套筒(3)包括在夹持区(33)横向于容纳开口(11)的纵向延伸的横向开口(32)，其中，直夹持边缘(29)设置在接触弹簧(3)上，用于夹持插入的导体(2)。
7.根据前述任意一项权利要求所述的电连接装置(1)，其中：接触套筒(3)在和插入侧(6)相对的一端配置为具有开槽，以助于放置在触针(14)上。
8.根据前述任意一项权利要求所述的电连接装置(1)，其中：接触弹簧(5)至少部分包括非导电材料。
9.根据前述任意一项权利要求所述的电连接装置(1)，其中：接触弹簧(5)的连接部分(16)容纳在接触套筒(3)的槽(18)中。
10.根据前述任意一项权利要求所述的电连接装置(1)，其中：设置用于释放接触弹簧(5)夹持的释放装置(19)。
11.根据前述任意一项权利要求所述的电连接装置(1)，其中：释放装置(19)邻接接触套筒(3)并且被接触套筒(3)和接触弹簧(5)围绕。
12.根据前述任意一项权利要求所述的电连接装置(1)，其中：在释放装置上设置圆锥形插入环(20)。
13.根据前述任意一项权利要求所述的电连接装置(1)，其中：在释放装置(19)上设置至少一个啮合元件(21)。
14.根据前述任意一项权利要求所述的电连接装置(1)，其中：释放装置(19)的横截面是半圆形的，以夹住接触套筒(3)。
15.根据前述任意一项权利要求所述的电连接装置(1)，其中：临近设置多个圆柱形接触套筒(3)，每个接触套筒(3)容纳一个导体(2)。
16.根据前述任意一项权利要求所述的电连接装置(1)，其中：四个圆柱形接触套筒(3)设置在矩形的角上，一个接触套筒(3)设置在矩形的中心，其中，通过三个接触套筒的对角直径(27)比一个单一接触套筒(3)的最小直径(28)的四倍小。
17.一种电连接装置(1)，具有至少一个由导电材料构成的接触套筒(3)和用于待插入的导体(2)的一个容纳开口，其特征在于，在接触套筒(3)上横向于导体(2)的插入方向配置夹持槽(34)。
18.根据前述至少一项权利要求的电连接装置(1)，其中接触弹簧包括直夹持边缘(29)，而且/或者其中夹持槽(34)配置在横向开口(32)处，特别是在横向钻孔(30)或横向槽(31)处。
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