DE102010010260A1

DE102010010260A1 - Steckverbinder

Info

Publication number: DE102010010260A1
Application number: DE102010010260A
Authority: DE
Inventors: Hans-Josef Köllmann
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2011-09-08
Anticipated expiration: 2030-03-04
Also published as: CN102195176B; DE102010010260B4; DE102010010260C9; DE102010010260C5; CN102195176A

Abstract

Ein Steckverbinder (1) mit jeweils einem Stromschienenelement (7) in einem Leiteranschlussraum, das zur Bildung einer Klemmstelle für einen zugeordneten elektrischen Leiter derart ausgebildet ist, dass ein in eine Leitereinführungsöffnung (8) eingeführter elektrischer Leiter durch den Klemmschenkel (4) des Klemmfederelementes (3) an das Stromschienenelement (7) gedrückt wird, wird beschrieben. Der Anlageschenkel (5) des Klemmfederelementes (3) taucht in eine Kontaktstift-Aufnahme (13) des Stromschienenelementes (7) ein und übt eine Federkraft in Richtung einer gegenüberliegenden Kontaktfläche des Stromschienenelementes (7) aus, um einen in eine zugeordnete Kontaktstift-Einführungsöffnung (12) eingeführten Kontaktstift (15) mit Federkraft elektrisch mit einem Stromschienenelement (7) zu kontaktieren.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit:

– einem Isolierstoffgehäuse,
– mindestens einer zu einer Leiteranschlussseite des Steckverbinders hin offenen Leitereinführungsöffnung, die jeweils in einen zugeordneten Leiteranschlussraum im Isolierstoffgehäuse zum elektrisch leitenden Verbinden eines in eine Leitereinführungsöffnung eingeführten elektrischen Leiters führt,
– jeweils einem in dem Leiteranschlussraum angeordneten Klemmfederelement, das einen Anlageschenkel zum Festlegen des Klemmfederelementes und einen Klemmschenkel zum Anklemmen eines elektrischen Leiters hat,
– mindestens einer in jeweils einen zugeordneten Leiteranschlussraum führenden und zu einer von der Leiteranschlussseite verschiedenen Kontaktstift-Anschlussseite hin offenen Kontaktstift-Einführungsöffnung zur Einführung von Kontaktstiften, und
– jeweils einem Stromschienenelement in dem Leiteranschlussraum, das zur Bildung einer Klemmstelle für einen zugeordneten elektrischen Leiter derart ausgebildet ist, dass ein in eine Leitereinführungsöffnung eingeführter elektrischer Leiter durch den Klemmschenkel des Klemmfederelementes an das Stromschienenelement gedrückt wird.

Steckverbinder zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem in den Steckverbinder eingesteckten elektrischen Leiter und einem z. B. in einer Leiterplatte einlötbaren Kontaktstift sind hinlänglich bekannt.
EP 0 800 233 A1 offenbart einen solchen Steckverbinder, bei dem aus einem Federblech eine Feder herausgebogen ist, die sich gegen eine aus demselben Material gebildete Anlagefläche erstreckt, um einen elektrischen Leiter mit dieser Anlagefläche elektrisch leitend zu kontaktieren. Unterhalb dieses Kontaktpunktes ist ein Aufnahmetrichter zum Einstecken eines Kontaktstiftes vorgesehen, der in dem Aufnahmetrichter festgeklemmt wird. Federbleche sind aufgrund ihrer zur Sicherstellung ausreichender Federeigenschaften notwendigen Legierung nicht auf die Aufgabe der Stromübertragung hin optimiert. Im Vergleich zu einem Kupfermaterial ist die Leitfähigkeit geringer, so dass die Übergangswiderstände oftmals zu hoch sind und ein unerwünscht hoher Spannungsabfall über den Steckverbinder auftritt.
Ähnliche Ausgestaltungen von Steckverbindern sind auch in der EP 1 672 740 B1 und GB 1 528 993 A offenbart.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Steckverbinder mit Stromschienenelement und Klemmfeder zu schaffen, bei dem der Strompfad zwischen elektrischem Leiter und Kontaktstift verbessert und ein Spannungsabfall möglichst reduziert ist.
Die Aufgabe wird mit dem Steckverbinder der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Anlageschenkel des Klemmfederelementes in der Kontaktstift-Aufnahme des Stromschienenelementes eintaucht und eine Federkraft in Richtung einer gegenüberliegenden Kontaktfläche der Kontaktstift-Aufnahme ausübt, um einen in eine zugeordnete Kontaktstift-Aufnahme einführbaren Kontaktstift mit Federkraft an dem Stromschienenelement elektrisch zu kontaktieren.
Es wird vorgeschlagen, den Anlageschenkel der Klemmfeder zu nutzen, um damit einen in einer Kontaktstift-Aufnahme des Stromschienenelementes einsetzbaren Kontaktstift elektrisch zu kontaktieren. Die Klemmfeder wird somit auf beiden Seiten einerseits mit dem Klemmschenkel zum Anklemmen eines elektrischen Leiters und auf der anderen Seite zum Anklemmen eines Kontaktstiftes genutzt, wobei der elektrische Leiter von der einen Seite in eine Leitereinführungsöffnung und der Kontaktstift von der anderen Seite in die Kontaktstift-Aufnahme eingesteckt wird.
Dies hat den Vorteil, dass ein oder mehrere Kontaktstifte bereits in eine Leiterplatte eingelötet werden können. Anschließend kann der Steckverbinder auf diese Kontaktstifte aufgesetzt werden, so dass diese mit dem Anlageschenkel elektrisch das Stromschienenelement kontaktieren. Vor oder nach dem Aufsetzen des ein- oder mehrpoligen Steckverbinders können ein oder mehrere elektrische Leiter in zugeordnete Leitereinführungsöffnungen des Steckverbinders eingesteckt und mit dem Klemmschenkel elektrisch leitend an das Stromschienenelement angeklemmt werden.
Ein Austausch von Leiterplatten ist durch Abziehen des Steckverbinders einfach möglich, ohne dass die elektrischen Leiter abgezogen werden müssen. Auf der anderen Seite ist es auch einfach möglich, elektrische Leiter nach Aufsetzen des Steckverbinders einzusetzen oder auszutauschen. Der Steckverbinder bietet somit eine flexible Handhabung, wobei immer noch ein recht kurzer Strompfad im Stromschienenelement mit unter Ausnutzung der Klemmfeder zum Anklemmen von elektrischem Leiter und Kontaktstift gleichermaßen vorhanden ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Stromschienenelement eine Leiterdurchtrittsöffnung hat, durch die ein elektrischer Leiter gesteckt werden kann, so dass der elektrische Leiter von einer Seite durch die Leitereinführungsöffnung und die Leiterdurchtrittsöffnung hindurch geleitet wird. Der Klemmschenkel des Klemmfederelementes kann dann den elektrischen Leiter gegen eine Querkante der Leiterdurchtrittsöffnung oder einem angrenzenden, vorzugsweise vorgewölbten Bereich des Stromschienenelementes drücken, um so eine möglichst kleine Anlagefläche für den elektrischen Leiter bereitzustellen und die Klemmkraft der Klemmfeder auf diese kleine Anlagefläche zu konzentrieren.
Denkbar ist auch, dass aus der Leiterdurchtrittsöffnung ein Materiallappen herausgebogen wird, um eine möglichst kleine Anlagefläche für den elektrischen Leiter bereitzustellen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Kontaktstift-Aufnahme des Stromschienenelementes, in die entgegengesetzt zum elektrischen Leiter ein Kontaktstift eingesetzt wird, einen von der Ebene des Stromschienenelementes weggebogenen Materiallappen hat. Dieser Materiallappen bildet dann eine Anlagefläche für den Kontaktstift. Gegenüberliegend zum Materiallappen taucht dann der Anlageschenkel in die Kontaktstift-Aufnahme ein. Der Anlageschenkel ist dabei entgegengesetzt zum Kontaktstift ausgerichtet, so dass das freie Ende des Anlageschenkels nach unten und das freie Ende des Kontaktstifts nach oben weist.
In einer anderen Ausführungsform kann das Stromschienenelement zwei gegenüberliegende Seitenwände haben. Eine Seitenwand dient dann als Anlagefläche für den elektrischen Leiter, wobei der Klemmschenkel des Klemmfederelementes federnd gegen diese Seitenwand gerichtet ist. Eine gegenüberliegende Seitenwand dient als Anlagefläche für den Kontaktstift. Beide Seitenflächen sind mit einer senkrecht dazu stehenden Verbindungswand miteinander verbunden, um einen mindestens teilweise geschlossenen, nach oben zur Leitereinführungsöffnung und nach unten zur Kontaktstift-Aufnahme hin offenen Käfig zu bilden. Der Anlageschenkel des Klemmfederelementes taucht dann in den Käfig angrenzend zur Seitenwand für den Kontaktstift ein und erstreckt sich in Abstand zu dieser Seitenwand so, dass ein an der Seitenwand anliegender Kontaktstift durch den Anlageschenkel gegen diese Seitenwand gedrückt und damit elektrisch kontaktiert wird.
Denkbar ist es dabei, dass von der Seitenwand für den Kontaktstift gegenüberliegend zur Verbindungswand eine Führungswand abragt, die sich parallel zur Verbindungswand mindestens im Bereich des Kontaktstiftes erstreckt und eine seitliche Führung für den Kontaktstift bereitstellt. Optional kann diese Führungswand auch bis zur gegenüberliegenden Seitenwand für den elektrischen Leiter durchgehen, um einen geschlossenen Käfig zu bilden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 – Seiten-Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Steckverbinders;
2 – Seiten-Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Steckverbinders.
1 lässt eine erste Ausführungsform eines Steckverbinders 1 in der Seiten-Schnittansicht erkennen. Deutlich wird, dass in ein Isolierstoffgehäuse 2 eine Klemmfeder 3 eingebracht ist. Die Klemmfeder 3 hat einen Klemmschenkel 4 und einen gegenüberliegenden Anlageschenkel 5. Klemmschenkel 4 und Anlageschenkel 5 sind über einen Federbogen 6 miteinander verbunden. Die Klemmfeder 3 ist auf diese Weise U-förmig gebogen. Der Klemmschenkel 4 erstreckt sich mit seinem freien Ende gegen ein Stromschienenelement 7 in dem Isolierstoffgehäuse 2, das in Richtung einer Leitereinführungsöffnung 8 nach oben gebogen ist. In dem Stromschienenelement 7 ist eine Leiterdurchführungsöffnung 9 eingebracht, um einen durch die Leitereinführungsöffnung 8 in den Steckverbinder 1 eingesteckten elektrischen Leiter durch die Leiterdurchführungsöffnung 9 hindurch nach unten in eine Leiteraufnahmekammer 10 zu führen. Der solchermaßen durch das Stromschienenelement 7 hindurchgesteckte elektrische Leiter wird von dem Klemmschenkel 4 der Klemmfeder 3 gegen einen Kontaktvorsprung 11 an dem Stromschienenelement 7 gedrückt und so elektrisch leitend kontaktiert.
Gegenüberliegend zur Leitereinführungsöffnung 8 ist im Isolierstoffgehäuse 2 eine Kontaktstift-Einführungsöffnung 12 eingebracht, die in eine Kontaktstift-Aufnahme 13 im Stromschienenelement 7 führt. Die Kontaktstift-Aufnahme 13 hat einen vom Stromschienenelement 7 schräg nach oben weggebogenen Materiallappen 14, der als Anlagefläche für einen in die Kontaktstift-Einführungsöffnung 12 und durch die Kontaktstift-Auf-nahmeöffnung 13 hindurchgesteckten Kontaktstift 15 dient.
Erkennbar ist, dass der Anlageschenkel 5 der Klemmfeder 3 den Kontaktstift 15 gegen das Stromschienenelement 7 und insbesondere den Materiallappen 14 drückt und so einen elektrisch leitenden Kontakt zwischen Kontaktstift 15 und Stromschienenelement 7 herstellt.
Weiterhin kann in dem Isolierstoffgehäuse 2 noch ein Betätigungsdrücker 16 zum Öffnen der Klemmfeder 6 von der dargestellten Ruheposition in die hinsichtlich des Klemmschenkels 4 gestrichelte Öffnungsposition eingebaut sein.
2 lässt eine andere Ausführungsform eines Steckverbinders 1 erkennen, bei dem das Stromschienenelement 7 aus einem teilweise geschlossenen Käfig gebildet ist. Das Stromschienenelement 7 hat eine erste Seitenwand 17, die als Anlagefläche für einen in die Leitereinführungsöffnung 8 eingesteckten elektrischen Leiter dient. Der Klemmschenkel 4 der Klemmfeder 3 drückt den elektrischen Leiter (nicht dargestellt) gegen diese erste Seitenwand 17. Insbesondere wird durch den Kontaktvorsprung 11 die Kontaktkraft der Klemmfeder 3 auf diese Kontaktfläche konzentriert.
Von einer Seitenkante der Seitenwand 17 geht rechtwinkelig eine Verbindungswand 18 ab, die als Führungswand für einen elektrischen Leiter und einen Kontaktstift 15 dient. Gegenüberliegend zur ersten Seitenwand 17 schließt sich an die Verbindungswand 18 eine ebenfalls rechtwinkelig davon abgehende zweite Seitenwand 19 an, die eine Anlagefläche für einen in eine Kontaktstifteinführungsöffnung 12 in das Isolierstoffgehäuse 2 eingesteckten Kontaktstift 15 dient. Der Anlageschenkel 5 der Klemmfeder 3 ist so gebogen, dass er diese zweite Seitenwand 19 übergreift und sich in den Käfig des Stromschienenelementes 7 so hineinerstreckt, dass er den zwischenliegenden Kontaktstift 15 gegen die zweite Seitenwand 19 drückt und dort elektrisch leitend kontaktiert.
Zur Führung des Kontaktstiftes 15 kann von der zweiten Seitenwand eine sich Richtung erster Seitenwand 17 parallel zur Verbindungswand 18 erstreckende Führungswand 20 vorgesehen sein.
Denkbar ist aber auch, dass das Stromschienenelement 7 als ringsum geschlossener Käfig ausgebildet ist, der nur oben und unten entsprechende Öffnungen zum Einsetzen eines elektrischen Leiters, der Klemmfeder 3 und eines Kontaktstiftes 15 hat.
In beiden dargestellten Ausführungsformen wird das Isolierstoffgehäuse 2 nach Einsetzen von Stromschienenelement 7 und Klemmfederelement 3 unten durch ein mit Rastnasen verrastbares Bodenteil 21 verschlossen.
Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann wie dargestellt ein Betätigungsdrücker 16 zum Öffnen des Klemmfederelementes 3 vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0800233 A1 [0003]
EP 1672740 B1 [0004]
GB 1528993 A [0004]

Claims

Steckverbinder (1) mit: – einem Isolierstoffgehäuse (2), – mindestens einer zu einer Leiteranschlussseite des Steckverbinders (1) hin offenen Leitereinführungsöffnung (8), die jeweils in einen zugeordneten Leiteranschlussraum im Isolierstoffgehäuse (2) zum elektrisch leitenden Verbinden eines in eine Leitereinführungsöffnung (8) eingeführten elektrischen Leiters führt, – jeweils einem in dem Leiteranschlussraum angeordneten Klemmfederelement (3), das einen Anlageschenkel (5) zum Festlegen des Klemmfederelementes (3) und einen Klemmschenkel (4) zum Anklemmen eines elektrischen Leiters hat, – mindestens einer in jeweils einen zugeordneten Leiteranschlussraum führenden und zu einer von der Leiteranschlussseite verschiedenen Kontaktstift-Anschlussseite hin offenen Kontaktstift-Einführungsöffnung (12) zur Einführung von Kontaktstiften (15), und – jeweils einem Stromschienenelement (7) in dem Leiteranschlussraum, das zur Bildung einer Klemmstelle für einen zugeordneten elektrischen Leiter derart ausgebildet ist, dass ein in eine Leitereinführungsöffnung (8) eingeführter elektrischer Leiter durch den Klemmschenkel (4) des Klemmfederelementes (3) an das Stromschienenelement (7) gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageschenkel (5) in eine Kontaktstift-Aufnahme (13) des Stromschienenelementes (7) eintaucht und eine Federkraft in Richtung einer gegenüberliegenden Kontaktfläche der Kontaktstift-Aufnahme (13) ausübt, um einen in eine zugeordnete Kontaktstift-Aufnahme (13) einführbaren Kontaktstift (15) mit Federkraft an der Kontaktstift-Aufnahme (13) an dem Stromschienenelement (7) elektrisch zu kontaktieren.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromschienenelement (7) eine Leitereinstecköffnung (9) zum Einstecken eines elektrischen Leiters durch die Leitereinstecköffnung (9) hindurch und Anklemmen an dem Stromschienenelement (7) mit dem Klemmschenkel (4) und mit einem durch einen Quersteg von der Leitereinstecköffnung (9) getrennte Kontaktstift-Aufnahme (13) hat, in die der Anlageschenkel (5) des Klemmfederelements (3) von einer Seite und der Kontaktstift (15) von der gegenüberliegenden Seite eintaucht.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromschienenelement (7) an einer Kontaktstift-Aufnahme (13) zum Einstecken eines Kontaktstiftes (15) eine gegenüberliegend zum Anlageschenkel (5) angeordneten und von der Ebene des Stromschienenelementes (7) weg gebogenen Materiallappen (14) hat, der eine Anlagefläche für einen Kontaktstift (15) bildet.
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromschienenelement (7) einen mindestens teilweise geschlossenen Käfig bildet, wobei eine Seitenwand (17) eine Anlagefläche für einen elektrischen Leiter bereitstellt und der Klemmschenkel (4) des Klemmfederelementes (3) mit seinem freien Ende gegen diese Seitenwand (17) gerichtet ist, eine gegenüberliegende Seitenwand (19) als Anlagefläche für einen Kontaktstift (15) dient, wobei der Anlageschenkel (5) oberhalb dieser Seitenwand (19) in den Käfig eintaucht und sich im Abstand zu der Seitenwand (19) so erstreckt, dass ein Klemmstift (15) von dem Anlageschenkel (5) gegen diese Seitenwand (19) gedrückt und elektrisch kontaktiert wird, und dass der Käfig mindestens eine die beiden Seitenwände (17, 19) verbindende Verbindungswand (18) und gegenüberliegend angrenzend an die Seitenwand (19) für den Kontaktstift (15) eine Führungswand (20) zum Führen des Kontaktstiftes (15) hat.