CN109690874A - 连接元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连接元件(1)，其具有接触元件(2)和致动元件(3)以及用于机械地和电地接触导体。在此，接触元件(2)具有至少一个接触臂(4)，该接触臂设计用于，弹簧加载地把导体夹持在接触面(7)处。借助于接触臂(4)处的随动件(5)和致动元件(3)中的引导轮廓(6)能够使连接元件(1)转移至不同的打开或关闭状态中。

Description

连接元件
技术领域
本发明涉及一种连接元件，该连接元件具有接触元件和致动元件，并且用于机械地和电地接触导体。
背景技术
需要这样的连接元件以便优选地机械地和电气地接触电绞合线或导体。在此，电缆的单独绞合线导体或实心导体将连接到设备、插接连接器、电路或其他电气设备。
在此，连接元件是导体或绞合线和设备的、插接连接器的或其他电气设备的另一个电触头之间的连接构件。连接元件提供可逆的接触，其一方面保证导体和设备之间的电连接，以便传输信号和电流，然而连接元件也确保导体与设备的机械连接。长期以来从现有技术中已知，这种连接元件是不可逆连接的替代方案。因此，在没有这种可逆连接元件的情况下，必须焊接或压接导线。在这两种情况下，如果没有相对大量的机械或热输入，就不可能释放导体或绞合线。
DE 10 2007 009 082 C5示出了一种具有弹簧触点的多极电插接连接器，其中对于要连接到插接连接器的每个导体设置第一开口，其设计为用于容纳导体。平行于第一开口延伸的第二开口在此设计成接收致动销，该致动销通过在第二开口中滑动根据其位置作用在插接连接器的弹簧触点上，以便使导体锁定到插接连接器上或从插接连接器释放。通过用于撬开致动销的工具实现从弹簧触点释放导体。
DE 10 2013 108 116 A1公开了一种电连接夹和相关方法。连接端子用于将电导体接触到容纳在保持部中的导电条。为此目的，连接端子具有由关闭槽和夹持槽组成的开槽引导件，以及在开槽引导件中被引导的致动杆。连接端子示出为一种摇臂端子。在此不利的是，导体的连接分两步进行。
DE 20 2011 050 916 U1公开了一种壳体，特别是连接端子等的壳体，该壳体具有轮廓引导的致动元件。在此涉及两件式壳体，该壳体具有控制轮廓和配合轮廓，其中控制轮廓附接在壳体部件上，以及配合轮廓附接在致动腿部上。在此，致动腿部可以三维地移动，但是这不利地导致了磨损更大的后果。
由DE 20 2008 014 469 U1已知一种用于连接导体端部的连接端子。连接端子具有引导控制轮廓的致动元件，该致动元件使得夹持弹簧能够锁定在打开位置以便于插入电导体。在此，致动元件同时被定义为导体穿通开口。
EP 0 365 888 A1公开了一种用于扁平柔性导体的电连接器。在此，电导体的接触通过多臂致动装置实现，该多臂致动装置可插入电连接器的壳体中。这使得多个电导体能够同时接触，但是防止单独接触。此外，排除了不同导体的接触，结果是电连接器仅具有特殊的应用领域。
现有技术中已知的解决方案的缺点在于，在这些解决方案中，大多数仅一个致动过程-打开或关闭-被配置为使用户觉得舒适。对于电缆的使用者或装配者来说符合人体工程学的是，始终有利地通过工具，或者有利地完全不使用工具，仅仅用手执行线性运动。因此，例如按压致动器。相比之下，更复杂的运动序列，例如通过螺丝刀或其他工具进行杠杆操作被认为是笨拙和费力的。
而且对于导体的初次安装来说，简单且快速的安装是有利的。在设备上安装多个导体的情况下，对使用者来说期待的是，不需要进行大量准备工作，而是能够直接连接—理想情况下无需使用工具—多个导体或绞合线。
这利用现有技术中已知的解决方案是不可能实现的。连接元件或者使得用户能够实现导线的快速初次安装，但是在随后的拆卸和重新连接的情况下难以操纵。或者导体的初次连接需要用户进行一定的准备工作，这使得不可能顺利地安装多个导体或绞合线。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供一种既适用于绞合线导体也适用于实心导体的连接元件。连接元件应该让使用者能够实现尽可能简单、快速和无力的初始安装。此外，连接元件应该在事后的拆卸和重新安装的情况下尽可能容易且快速地操作，而不需要专用工具，或者不需要使用者的复杂动作。
该目的通过独立权利要求1的特征部分的特征来实现。
在从属权利要求中规定了本发明的有利设计方案。
本发明涉及一种连接元件，其由接触元件和致动元件组成。接触元件优选形成为电接触元件，并且设置用于电和机械地接触电绞合-或实心导体。
连接元件有利地构造在电气设备、插接连接器、电路或其它电器设备的绝缘体中，该绝缘体必须连接到一个或多个电导体或芯线。因此，连接元件可以形成为这种设备的一部分，并且用于将导体或芯线直接连接到设备上。
为了待接触的导体的电和机械接触，在接触元件上设置可移动的接触臂。根据实施方案，该接触臂可以形成为单独的构件，该构件可以移动地连接到接触元件，或者与接触臂一体地构成。具有接触元件的接触臂的优选的、单部件式实施例允许在冲压和弯曲工艺中价廉的生产。
因此在优选实施方案中，接触元件具有夹持区域，该夹持区域形成在接触臂和接触元件的接触面之间。通过接触臂压在接触面上的导体可以插入夹持区域中。为此如此构造接触臂，使得其在预加载应力的情况下被压到接触面上。
为此接触臂形成自由端部和固定端部。固定端部形成到接触元件的其余部分的过渡部，并且如此设计，使得自由端部是机械柔性的，从而接触臂的自由端部是可移动的。因此，自由端部可以离开接触面弯曲。在弹性变形时在固定端部中产生的弹簧力自动地将接触臂的自由端部弹回，并且压靠在接触面上。
这样产生的接触臂的运动方向形成打开位置和关闭位置，在该打开位置中，接触臂的自由端部反向于弹簧力偏转，在该关闭位置中，接触臂的自由端部通过弹簧力按压在接触面上。
根据本发明，致动元件和接触元件可相对于彼此移动。在此，有利的实施方案规定了，接触元件固定地与绝缘体连接，连接元件容纳在绝缘体中。致动元件布置成可在绝缘体中移动，优选地可线性移动。
一特殊的实施方案规定了，致动元件形成为套筒形式。也就是说，致动元件具有细长的基本形状，其沿着长度具有连续的开口。在该实施方案中，接触元件布置在致动元件的连续开口中。因此，致动元件在四个侧面上围绕接触元件。该实施方案允许连接元件的特别节省空间的结构方式。
根据本发明，在致动元件上形成了引导轮廓。对应于引导轮廓的随动件形成在接触元件的接触臂的自由端部上。通过随动件在引导轮廓中的引导能基于致动元件和接触元件相对于彼此的相对位置来确定接触臂的偏转和运动。根据本发明的连接元件的这种设计方案允许通过致动元件的运动来控制接触臂的位置(打开或关闭)。
优选实施方案规定了，随动件设计为销或栓，其横向于接触臂的运动方向定向。在此，引导轮廓设计为致动元件中的凹槽。因此，当致动元件相对于接触元件移动时，形成为销或栓的随动件可以在引导槽中滑动。
连接元件的一个实施方案规定了，接触臂的自由端部围绕接触臂的固定端部执行扇形运动。因此，接触臂的运动方向同样描述了接触臂在其上移动的圆形路径或至少一个扇形路径。
根据本发明，致动元件中的引导轮廓描述了至少两个区域，接触元件的随动件在该区域中被引导。第一区域，其中随动件保持在接触臂的打开位置。为此，第一区域形成为台阶部，该台阶部横向于接触臂的运动方向定向。在此，接触臂的弹簧力将其压在第一区域的台阶部上。第一区域的特别优选的实施方案规定了，台阶部设置有凹部。因此，随动件可以容纳在凹部中，并且因此致动元件可以锁定在该打开位置中。因此，不会无意地进行致动元件的运动。此外只需要花费小的力，以便通过致动元件的运动使随动件从凹部—反向于弹簧力—运动离开。
引导轮廓的第二区域如此形成，使得在该区域中，随动件可以在打开位置和关闭位置之间以可自由移动的方式移动。第二区域形成为扇形形状，其中该形状对应于接触臂和/或随动件的运动方向和运动过程。在该区域中，接触臂将始终处于关闭位置中，通过接触元件的弹力迫使接触臂进入关闭位置。
根据本发明，第二区域直接连接在引导轮廓的第一区域上。因此可以提供在打开位置中的连接元件，在该打开位置中，致动元件布置成使得随动件位于引导轮廓的第一区域中。由于致动元件的短暂的轻微移动，随动件滑入引导轮廓的第二区域中，并且可以沿着扇形引导件自由地移动到关闭位置中。
本发明的一个特定实施方案规定了，引导轮廓具有第三区域。第三区域形成为斜坡，并且在致动元件移动了第三区域的长度时将接触臂从关闭位置引导至打开位置。在此，描述关闭位置的斜坡的端部与第二区域重合。因此，第三区域设置在第二区域的背离第一区域的侧面上。
由于致动元件具有第一、第二和第三区域的设计方案，连接元件可呈现三种状态：
第一状态，其通过引导轮廓的第一区域定义作为初始(提供)状态。在第一区域中，随动件位于台阶部上，由此连接元件处于打开位置。由于横向于接触臂的运动方向定向的台阶，第一状态是静止的。
第二状态，由引导轮廓的第二区域定义。在这种状态下，接触臂可以从打开位置自由移动到关闭位置并返回。作用在接触臂上的弹簧力总是使该接触臂尽可能地远地进入关闭位置中，从而将插入的导体或绞合线夹持在接触臂和接触面之间。由于接触臂的自由运动和作用在接触臂上的弹簧力，第二状态同样是静止的。
第三状态由引导轮廓的第三区域中的斜坡定义。由于致动元件的运动，接触臂借助于随动件通过斜面从关闭位置移动到打开位置中。然而，这仅在在致动元件上作用有力的情况下才会发生。一旦该力被取消，致动元件就通过接触臂的弹力、随动件和斜坡再次被压回到第二状态。因此第三个状态是动态的。
特定的实施方案规定了，引导轮廓形成了另外的第四区域。在此，第四区域以类似于第一区域的方式形成为台阶部，该台阶部横向于运动方向定向。在此，在打开位置中，第四区域连接到第三区域上。因此，在第三状态下处于最大打开位置的致动元件可以进一步移动，直到随动件滑入第四区域。因此，与第一区域完全相同，第四区域定义了静态的第四状态。第四区域中的台阶部也可以通过凹部来修改，使得致动元件被固定以防止无意地移动到第三区域中。
本发明的另一个特殊实施方案规定了引导轮廓的第五区域。在此，第五区域布置在第一区域上，背离第二区域。在此，第五区域的形状与第三区域相对应，并且形成为斜坡。当安装连接元件时，可以借助于第五区域的该斜面将随动件从其受力的关闭位置引导到打开位置中。由于致动元件被推动到接触元件上，接触臂通过斜面打开，直到随动件位于引导轮廓的第一区域中，并且建立连接元件的第一打开状态。
本发明的一个特别优选的实施方案规定了，引导轮廓仅由第一和第二区域形成。在此，第二区域不是形成为扇形形式，而是形成为斜坡形式。连接元件由此可以通过引导轮廓的第二区域关闭和再次打开。为此，仅需要使致动元件与第二区域相反地移动，使得随动件返回到第一区域中。
由于根据本发明的、接触臂上的随动件和致动元件中的引导轮廓的组合，可以以特别有利的方式定义连接元件的状态。由此可以定义对使用者有利的初始状态，该初始状态可以允许快速安装大量的连接元件。此外，可实现简单、快速和无需特殊工具的拆卸。因此特别有利地完成了本发明的所有任务。
附图说明
附图中示出了并且在下文中更详细地解释了本发明的实施例。
附图示出：
图1a，b以透视图以及剖视图示出第一状态中的连接元件；
图2a，b以透视图以及剖视图示出处于第二状态的连接元件；
图3a，b以透视图以及剖视图示出处于第三状态的连接元件；以及
图4示出引导轮廓。
附图包括部分简化的、示意的视图。部分地，对于相同的元件但是必要时不一致的元件也使用相同的附图标记。相同元件的不同视图可能以不同的比例示出。
具体实施方式
图1以透视图(图1b)和剖视图(图1a)示出了根据本发明的连接元件1，其中图1a中连接元件1布置在绝缘体10中。
连接元件1由套筒形的致动元件3和容纳在其中的接触元件2形成。致动元件3是细长的，并且具有基本上矩形的基本形状。一开口沿长度延伸穿过该基本形状。接触元件2布置在开口中。在致动元件3的上部区域中示出了电缆，该电缆插入连接元件1中以便接触。因此，致动元件3的开口还用作连接元件1的导体容纳开口。
在致动元件3的上部区域中形成进入到致动元件3中的两个致动凹部3.1、3.2。还设置了该致动凹部用于致动元件3的致动。在该致动凹部3.1、3.2上例如可以利用螺丝刀从上部按压或从侧面撬动致动元件3，以便使致动元件继续向绝缘体10中运动或者从该绝缘体离开。
与致动元件3不同，接触元件2以不可移动的方式容纳在绝缘体10中。接触元件2牢固地固定在绝缘体10中。因此可实现致动元件3和接触元件2之间的相对运动。
接触元件2形成接触面7和与接触面7对置的接触臂4。接触臂4在接触元件2上弹性地一体形成。由接触元件2的材料特性定义了弹簧刚度，并进而定义了接触力，利用该接触力沿接触面7的方向按压接触臂4。在接触臂4和接触面7之间形成夹持区域8，该夹持区域用于夹持并接触插入的电缆。因此，电缆的自由芯线端部可以在接触臂4和接触面7之间被夹持，并且机械地和电地被接触。
接触臂4描述(限定)固定端部和自由端部4.1。固定端部是一区域，在该区域处接触臂4保持在接触元件2上并与接触元件2整体连接。可以在接触面7的方向上自由弹动的自由端部4.1配备有两个随动件5。接触臂4的随动件5侧向设置，并且接合在致动元件3中。在致动元件3中形成了相应的引导轮廓6，随动件5接合在该引导轮廓中。引导轮廓6在两侧相同地设置到致动元件3中。
根据接触元件2和致动元件3相对于彼此的相对位置，随动件5位于引导轮廓6的另一个区域中。相应地根据位置对接触臂4的自由端部4.1进行定向。因此可以设定接触臂4的打开位置以及关闭位置。还提供了接触元件2和致动元件3相对于彼此的一个位置，在该位置中随动件5可以自由地移动。在该位置(见图2)中，接触臂4的位置可以灵活地针对插入的电缆的强度进行调节。
图1中示出的第一状态定义了连接元件1的初始状态。在该位置中，连接元件1尽可能地大程度地打开。接触臂4最大程度地偏转。随动件5位于引导轮廓6的第一区域6.1中。
图2示出了处于第二状态的图1中的连接元件2。在所示的关闭状态下，致动元件3已被进一步推入绝缘体10中。因此，随动件5已滑入引导轮廓6的第二区域6.2中。在引导轮廓6的第二区域6.2中，随动件5可以沿着接触臂4的运动方向自由移动。接触臂4由此可以自由移动地占据任意位置且因此通过其弹簧力夹持插入的导体。
在图3中示出处于第四状态中的连接元件2。在该状态下，连接元件2以与第一状态相同的方式打开。然而，致动元件3已经进一步插入到绝缘体10中，由此随动件5位于引导轮廓6的第四区域6.4中。该第四状态是特别有利的，因为致动元件3可以通过简单的按压运动致动，以再次打开连接元件2。致动元件3不必被费力地拉出绝缘体10。因此，用户或使用者可以通过相同的简单的按压运动连接电导体(第一状态-第二状态)并再次释放它(第二状态-第四状态)。
为了使连接元件1从第二状态进入第四状态，需要第三状态。在此，第三状态描述了致动元件3的运动，通过该运动，随动件5经由引导轮廓6的第三区域6.3移动到第四区域6.4中。在此，引导轮廓6的第三区域6.3设计为斜坡，其将第二区域6.2连接到第四区域6.4。通过该斜坡，接触臂4反向于弹簧力移动到打开位置，该打开位置也处于第一状态中。
引导轮廓6分别在第一区域6.1和第四区域6.4中具有凹部9。凹部9设计成使得随动件可以容纳在其中，然而不是固定地锁定在其中。也就是说，由于致动元件3的移动，随动件5被提升出凹部9并且可以滑入另一区域中。在此，凹部9仅用于调节第一状态和第四状态。由于凹部9和容纳在其中的随动件5，致动元件3不会由于非常小的力消耗而无意地移动。用户或使用者必须至少使用有意识的、轻微力以便影响连接元件1的状态。
在图4中详细示出了引导轮廓6。在所示的致动元件3(阴影线)中，引导轮廓6形成为凹槽或槽。由于致动元件3相对于接触元件2沿x方向的相对位移，示意性示出的随动件5沿着引导轮廓6执行运动。在此，永久力沿y方向施加在随动件上5。
第五区域6.5仅设置用于安装目的。在该第五区域6.5中，随动件可以经由斜坡移动到第一状态的初始位置中，进入第一区域6.1中。
第一区域6.1表示第一状态，即初始状态。在该第一区域6.1中，接触臂4最大程度地偏转，因此连接元件1打开。
第二区域6.2形成连接元件1的第二关闭状态。这里，接触臂4可以绕其固定端部自由地进行扇形运动。在第二区域6.2中，引导轮廓6形成为与接触臂4的扇形运动相同。连接元件1不可能通过致动元件3的动(滑动)移从第二状态进入第一状态中。
第三区域6.3形成与第五区域6.5相同的斜坡。通过随动件5经由斜坡进入接触臂4的最大偏转的位置中而使连接元件1可以通过第三区域6.3的该斜坡再次打开。由于沿y方向连续作用在随动件5上的力，连接元件1在该第三区域6.3中总是重新占据第二状态的关闭位置。
作为可选区域，第四区域6.4连接到第三区域6.3上。在该第四区域6.4中，连接元件1可以保持固定在与第一状态相同的第四打开状态中。为了使连接元件1再次关闭，致动元件3仅需要反向于x方向移位一小段距离，直到随动件5再次位于引导轮廓6的第三区域6.3中，并且因此作用在其上的弹簧力自动地迫使连接元件1进入第二关闭状态。
附图标记列表
1 连接元件
2 接触元件
3 致动元件
3.1 致动凹部
3.2 致动凹部
4 接触臂
4.1 自由端部
4.2固定端部
5 随动件
6 引导轮廓
6.1 第一区域
6.2 第二区域
6.3 第三区域
6.4 第四区域
6.5 第五区域
7 接触面
8 夹持区域
9 凹部
10 绝缘体

Claims (21)

1.一种连接元件(1)，所述连接元件具有接触元件(2)和致动元件(3)，其中所述接触元件(2)具有可移动的接触臂(4)，所述接触臂能沿着和反向于运动方向在关闭位置和打开位置之间运动，
其中所述接触臂(4)具有至少一个随动件(5)，所述随动件定向在所述接触臂(4)的自由端部(4.1)上，
其中所述致动元件(3)能相对于所述接触元件(2)运动且具有引导轮廓(6)，所述引导轮廓作为凹槽或槽形成在所述致动元件(3)中，
其中所述接触元件(2)的所述随动件(5)布置在所述引导轮廓(6)中并能在所述引导轮廓中被引导。
2.根据权利要求1所述的连接元件(1)，其特征在于，所述接触臂(4)具有自由端部(4.1)和固定端部(4.2)，其中所述接触臂(4)的运动方向定义了所述自由端部(4.1)围绕所述固定端部(4.2)的扇形的运动。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述至少一个随动件(5)横向于所述接触臂(4)的运动方向定向。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述接触元件(2)具有接触面(7)，其中在所述接触面(7)和所述接触臂(4)之间形成夹持区域(8)。
5.根据权利要求4所述的连接元件(1)，其特征在于，所述接触臂(4)的所述自由端部(4.1)在关闭位置中比在打开位置中布置得更靠近所述接触面(7)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述接触臂(4)形成为和所述接触元件(2)一体且弹簧弹性地定向在所述关闭位置中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述致动元件(3)形成为套筒且所述接触元件(2)至少部分地布置在所述致动元件(3)中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述致动元件(3)的所述引导轮廓(6)具有至少一个第一区域(6.1)和一个第二区域(6.2)，其中所述随动件(5)根据接触元件(2)和致动元件(3)相对彼此的位置布置在所述引导轮廓(6)的所述区域的一个中。
9.根据权利要求8所述的连接元件(1)，其特征在于，在所述引导轮廓(6)的所述第一区域(6.1)中，所述随动件(5)和所述接触臂(4)的所述自由端部(4.1)定向在所述打开位置中；以及所述随动件(5)和所述自由端部(4.1)在所述引导轮廓(6)的所述第二区域(6.2)中能自由地在所述打开位置和所述关闭位置之间运动。
10.根据权利要求9所述的连接元件(1)，其特征在于，所述引导轮廓(6)的所述第一区域(6.1)形成为横向于所述接触臂(4)的运动方向的台阶部。
11.根据权利要求10所述的连接元件(1)，其特征在于，所述引导轮廓(6)的所述第一区域(6.1)具有沿所述接触臂(4)的运动方向的凹部(9)。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述引导轮廓(6)的所述第二区域(6.2)沿所述接触臂(4)的运动方向延伸。
13.根据权利要求12所述的连接元件(1)，其特征在于，所述引导轮廓(6)的所述第二区域(6.2)设计为扇形形状。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述引导轮廓(6)具有第三区域(6.3)，其中所述第三区域(6.3)形成为斜坡。
15.根据权利要求14所述的连接元件(1)，其特征在于，所述第三区域(6.3)的所述斜坡在第一端部处对准在所述关闭位置中的所述接触臂(4)的所述自由端部(4.1)和所述随动件(5)；以及所述第三区域(6.3)的所述斜坡在第二端部处对准在所述打开位置中的所述接触臂(4)的所述自由端部(4.1)和所述随动件(5)。
16.根据权利要求15所述的连接元件(1)，其特征在于，所述引导轮廓(6)的所述第二区域(6.2)布置在所述第一区域(6.1)和所述第三区域(6.3)之间。
17.根据权利要求8至16中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述引导轮廓(6)具有第四区域(6.4)，其中所述第四区域(6.4)形成为横向于所述接触臂(4)的运动方向的台阶部。
18.根据权利要求17所述的连接元件(1)，其特征在于，所述引导轮廓(6)的所述第四区域(6.4)具有沿所述接触臂(4)的运动方向的凹部(9)。
19.根据权利要求17和18中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述第四区域(6.4)连接到所述引导轮廓(6)的所述第三区域(6.3)的所述第二端部上。
20.根据权利要求8至19中任一项所述的连接元件(1)，其特征在于，所述引导轮廓(6)具有第五区域(6.5)，其中所述第五区域(6.5)形成为斜坡。
21.根据权利要求20所述的连接元件(1)，其特征在于，所述第五区域(6.5)的所述斜坡在第一端部处对准在所述关闭位置中的所述接触臂(4)的所述自由端部(4.1)和所述随动件(5)；以及所述第五区域(6.5)的所述斜坡在第二端部处对准在所述打开位置中的所述接触臂(4)的所述自由端部(4.1)和所述随动件(5)并且过渡至所述第一区域(6.1)中。
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