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Die
vorliegende Anmeldung ist eine Teilfortsetzungs-Anmeldung des US-Gebrauchsmusters
mit der Seriennummer 12/167,854 vom 3. Juli 2008 und beansprucht
weiterhin den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung Nr.
60/948,585 vom 9. Juli 2007, die hier beide unter Bezugnahme eingeschlossen
sind.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Einsteck-Drahtverbinder. Wie der
Name bereits andeutet, funktionieren Einsteck-Drahtverbinder derart, dass
einfach die abisolierten Enden von zwei oder mehr Drähten
oder Leitern in den Drahtverbinder geschoben werden. Nachdem die
Drähte in den Stecker geschoben wurden, sind keine weiteren
Arbeitsschritte zum Schließen, Crimpen, Verdrillen oder
Abisolieren und keine weiteren Betätigungen an dem Drahtverbinder
erforderlich, um den Verbindungszustand herzustellen, sodass ein
Einsteck-Drahtverbinder also einen vorteilhaft geringen Arbeitsaufwand bietet.
Der Einsteck-Drahtverbinder erfüllt verschiedene Aufgaben
wie etwa eine elektrische Isolierung der Leiter gegenüber
der Umgebung, ein Halten der Leiter im dem Drahtverbinder und das
Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen den Leitern.
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Die
Funktion der elektrischen Isolierung wird gewöhnlich durch
ein Gehäuse aus einem elektrisch isolierenden Material
erfüllt. Das Gehäuse weist allgemein einen hohlen
Innenraum auf. Durch Öffnungen in dem Gehäuse
können die abisolierten Enden von zwei oder mehr elektrischen
Leitern in den Innenraum eingeführt werden. Dabei werden
die abisolierten Enden der Leiter vollständig durch das
isolierende Gehäuse umgeben.
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Die
Funktion zum Herstellen einer elektrischen Verbindung wird durch
ein elektrisch leitendes Verbindungsglied erfüllt. Das
Verbindungsglied, das häufig als Sammelschiene bezeichnet
wird, ist derart in dem Gehäuse angeordnet, dass es mit
allen in das Gehäuse eingesteckten Leitern verbunden werden kann.
Das Verbindungsglied sieht einen Stromleitungspfad zwischen allen
eingesteckten Leitern vor. Weil die Hauptaufgabe der Sammelschiene
darin besteht, eine elektrische Verbindung herzustellen, ist die
Sammelschiene gewöhnlich aus einem Material mit einer hohen
Leitfähigkeit wie etwa Kupfer oder einem verzinnten Kupfer
ausgebildet. Aber auch eine Sammelschiene mit einer hohen Leitfähigkeit
sieht keine gute elektrische Verbindung zwischen den Leitern vor,
wenn die Leiter nicht in einem festen Kontakt mit der Sammelschiene
gehalten werden. Deshalb ist gewöhnlich ein Federglied
vorgesehen, das mit der Sammelschiene zusammenwirkt, um die Leiter
fest gegen die Sammelschiene zu drücken. Das Federglied
kann auf verschiedene Weise angeordnet sein, wobei es etwa in dem
Gehäuse integriert sein kann, in der Sammelschiene integriert
sein kann oder als separate Komponente im Inneren des Gehäuses
vorgesehen sein kann. In jedem Fall drückt das Federglied
alle Leiter in eine feste mechanische und elektrische Verbindung
mit dem Verbindungsglied.
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Die
Funktion zum Halten der Leiter in dem Gehäuse wird durch
ein Halteglied erfüllt, das in die Enden der eingesteckten
Leiter eingreift und ein axiales Herausziehen derselben aus dem
Gehäuse verhindert. Ebenso wie das Federglied kann auch
das Halteglied in dem Gehäuse integriert sein. Alternativ hierzu
können das Halteglied und das Federglied auch als eine
kombinierte Einheit in dem Gehäuse konfiguriert sein. In
jedem Fall greift das Halteglied in die Leiter ein und verhindert
eine unbeabsichtigte Entfernung der Leiter aus dem Gehäuse.
In einigen Ausführungsformen kann das Halteglied wieder
gelöst werden, sodass die Leiter wahlweise aus dem Gehäuse
entfernt werden können, ohne dass die Komponenten beschädigt
werden. In anderen Ausführungsformen, in denen die Leiter
auf keinen Falls aus dem Drahtverbinder entfernt werden sollen,
ist das Halteglied derart vorgesehen, dass es nicht wieder gelöst
werden kann.
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Wie
oben genannt, ist das Halteglied häufig in Kombination
mit dem Federglied ausgebildet, um eine Kraft vorzusehen, die den
eingesteckten Leiter in einen Kontakt mit dem Verbindungsglied drückt und
ein Herausziehen des Leiters verhindert. In einer üblichen
Konfiguration ist ein elastisches Metallhalteglied mit Federfingern
vorgesehen. Wenn ein Leiter in das Gehäuse eingesteckt
wird, greift er in einen Federfinger ein und veranlasst, dass dieser
aus seiner Ausgangsposition gebogen wird. Durch die Biegung des
Federfingers wird eine auf den Leiter wirkende Kompressionskraft
erzeugt, die den Leiter in einen festen Kontakt mit der Sammelschiene
drückt. Der Federfinger ist winkelig angeordnet, um das
Einstecken des Leiters über den Finger hinaus in einer Richtung
zu gestatten, während das Herausziehen des Leiters in der
entgegen gesetzten Richtung aufgrund der selbstsperrenden Konfiguration
des Federfingers nicht gestattet wird. Durch das Eingreifen des Federfingers
in den Leiter werden also die beiden Funktionen des Drückens
des Leiters gegen die Sammelschiene und des Verhinderns eines Herausziehens
des Leiters aus dem Gehäuse erfüllt.
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Für
das Drücken des Leiters gegen die Sammelschiene ist natürlich
ein stabiler Aufbau erforderlich, der der Kompressionskraft des
Federfingers standhält. Ein stabiler Halt für
die Sammelschiene kann durch das Federglied und/oder das Gehäuse vorgesehen
werden, wobei jedoch Probleme verursacht werden können,
wenn der Drahtverbinder mit einem verdrillten Draht verwendet wird.
Verdrillte Drähte neigen dazu, flach gedrückt
zu werden oder zu sich aufzuspreizen, wenn sie der Kompressionskraft
des Federfingers ausgesetzt werden. Weil die Kompressionskraft und
die Widerstandskraft des Federfingers nur bei einer Biegung des
Federfingers erzeugt werden, reduzieren eine Abflachung oder eine Aufspreizung
eines verdrillten Drahts diese Biegung, sodass der Federfinger unter
Umständen seine Aufgabe nicht erfüllen kann. Die
vorliegende Erfindung bezweckt, dieses Problem zu beseitigen.
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Ein
weiteres Problem einiger herkömmlicher Einsteck-Drahtverbinder
besteht darin, dass diese ausgebildet sind, um verschiedene Anzahlen
von Drähten aufzunehmen, wobei alle eingehenden Drähte
aus einer Richtung in das Gehäuse aufgenommen werden. Mit
anderen Worten sind die Öffnungen in dem Gehäuse
alle auf einer Seite vorgesehen. Wenn also Drähte von verschiedenen
Richtungen zu dem Drahtverbinder geführt werden, müssen die
Enden von wenigstens einigen derselben um 180° zurück
gebogen werden, damit die Drähte in den Drahtverbinder
eingeführt werden können. Dadurch wird ein zusätzlicher
Arbeitsaufwand bei der Installation des Drahtverbinders bedingt.
Das
US-Patent Nr. 6,132,238 gibt
ein Beispiel für diesen Typ von Stecker an. Die
US-Patente Nr. 6,093,052 und
4,133,595 geben Beispiele
für Drahtverbinder an, deren Drahtöffnungen verschiedenen
Richtungen zugewandt sind.
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Andere
Probleme bei bestehenden Einsteck-Drahtverbindern ergeben sich aus
der Tatsache, dass diese relativ voluminös sind. Deshalb
lassen sie sich schwer in Umgebungen mit engen Abmessungen installieren.
Außerdem muss viel Material für die Herstellung
derartiger Drahtverbinder aufgewendet werden, wodurch die Kosten
erhöht werden. Ein weiteres Problem ist darin gegeben,
dass die aufzuwendende Menge an vergleichsweise kostspieligen Materialien
bei den Einsteck-Drahtverbindern aus dem Stand der Technik groß ist.
Einige Drahtverbinder enthalten komplexe Kontakte oder Anschlüsse
aus Kupfer oder ähnlichem. Diese Kontakte werden häufig
aus Rohlingen ausgebildet, indem diese mehrfach gefaltet oder gebogen
werden, sodass überlappende Materialschichten vorgesehen werden.
Die Rohlinge selbst sind komplex geformt, sodass sie derart aus
Blechen gestanzt werden müssen, dass eine übermäßige
Menge an Abfällen anfällt. Bei vielen der bestehenden
Aufbauten wird Material verschwendet, wodurch die Gesamtkosten für den
Drahtverbinder unnötig erhöht werden.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Einsteck-Drahtverbinder mit
einem verbesserten Gehäuse, das aus einem linken und einem
rechten Gehäuseteil besteht, die miteinander verbunden
werden. Jeder Gehäuseteil umfasst eine Öffnung,
die einer Richtung zugewandt ist, und einen Drahtaufnahmekasten,
der einer anderen Richtung zugewandt ist. Jeder Drahtaufnahmekasten
ist mit der Drahtöffnung des anderen Gehäuseteils
ausgerichtet und ist somit einer anderen Richtung zugewandt als
die Drahteingangsöffnung des eigenen Gehäuseteils.
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In
dem Gehäuse ist eine Anschlussanordnung montiert. Die Anschlussanordnung
umfasst eine Feder, die an einer Sammelschiene befestigt oder einstückig
mit derselben ausgebildet ist. Die Feder weist Federfinger auf gegenüberliegenden
Seiten der Sammelschiene auf. Die Federfinger sind mit entsprechenden
Drahtöffnungen ausgerichtet und greifen in Leiter, die
in das Gehäuse eingesteckt werden, ein, um die Leiter in
einen Kontakt mit der Sammelschiene zu drücken. Die Sammelschiene
oder der mittlere Teil der Anschlussanordnung weist eine obere Fläche
und eine untere Fläche auf. Die obere Fläche und
die untere Fläche definieren jeweils eine Eingangskante,
eine Ausgangskante und wenigstens eine Drahtquerungsachse, die sich
von der Eingangskante zu der Ausgangskante erstreckt. Die Eingangskanten
der oberen und der unteren Fläche befinden sich auf gegenüberliegenden
Seiten der Sammelschiene.
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Die
durch entgegen gesetzte Öffnungen in den Drahtverbinder
eintretenden Drähte überlappen einander, um ein
möglichst kurzes Gehäuse vorzusehen. Der Anschlussaufbau
gestattet eine effiziente Nutzung von Metallmaterialien, sodass
die Kosten für den Drahtverbinder minimiert werden können.
Die Sammelschiene ist mit einem Winkel von ungefähr 17
Grad zu der Achse der Drahteingangsöffnungen angeordnet.
Die Sammelschiene erstreckt sich also etwas in den Pfad des Drahts,
um eine bucklige/winkelige Fläche vorzusehen, über
die der Draht gehen muss, wobei das Federglied den Draht gegen die bucklige/winkelige
Fläche drückt.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht des Einsteck-Drahtverbinders der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine Schnittansicht durch die Längsmitte von 1.
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3 ist
eine Seitenansicht des rechten Gehäuseteils.
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4 ist
eine Draufsicht auf den rechten Gehäuseteil.
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5 ist
eine Ansicht von unten auf den rechten Gehäuseteil.
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6 ist
eine Endansicht von rechts auf den rechten Gehäuseteil.
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7 ist
eine Endansicht von links auf den rechten Gehäuseteil.
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8 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 von 6.
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9 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 9-9 von 6.
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10 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 10-10 von 6.
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11 ist
eine Seitenansicht des linken Gehäuseteils.
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12 ist
eine Draufsicht auf den linken Gehäuseteil.
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13 ist
eine Ansicht von unten auf den linken Gehäuseteils.
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14 ist
eine Endansicht von rechts auf den linken Gehäuseteil.
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15 ist
eine Endansicht von links auf den linken Gehäuseteil.
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16 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 16-16 von 14.
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17 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 17-17 von 14.
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18 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 18-18 von 14.
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19 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 19-19 von 14.
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20 ist
eine perspektivische Ansicht einer Anschlussanordnung.
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21 ist
eine Endansicht der Anschlussanordnung von 20.
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22 ist
eine Seitenansicht der Anschlussanordnung.
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23 ist
eine Ansicht entlang der Linie 23-23 von 22.
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24 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 24-24 von 21.
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25 ist
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform,
die derjenigen von 1 ähnlich ist, aber
sechs Drahtöffnungen aufweist.
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26 ist
eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform
eines linearen Einsteck-Drahtverbinders mit drei Polen und jeweils
zwei Öffnungen.
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27 ist
eine Schnittansicht durch einen der Pole des Drahtverbinders von 26.
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28 ist
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
der Anschlussanordnung.
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29 ist
eine Schnittansicht durch die Anschlussanordnung von 28 entlang
der Linie 29-29 von 30.
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30 ist
eine Seitenansicht der Sammelschiene der Anschlussanordnung von 28.
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31 ist
eine Draufsicht auf die Sammelschiene der Anschlussanordnung von 28.
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32 ist
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
eines Gehäuses.
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33 ist
eine perspektivische Explosionsansicht des Gehäuses von 32.
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34 ist
eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform
eines Gehäuses.
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35 ist
eine perspektivische Explosionsansicht des Gehäuses von 34.
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36 ist
eine Seitenansicht des Gehäuses von 34.
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37 ist
eine perspektivische Ansicht von oben auf eine weitere alternative
Ausführungsform einer Anschlussanordnung
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38 ist
eine perspektivische Ansicht von unten auf die Anschlussanordnung
von 37.
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39 ist
eine perspektivische Ansicht von oben auf eine weitere alternative
Ausführungsform einer Anschlussanordnung.
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40 ist
eine perspektivische Ansicht von unten auf die Anschlussanordnung
von 39.
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1 zeigt
einen Einsteck-Drahtverbinder 10 gemäß der
vorliegenden Erfindung. Der Einsteck-Drahtverbinder 10 weist ein
Gehäuse auf, das allgemein durch das Bezugszeichen 12 angegeben wird.
In dieser Ausführungsform besteht das Gehäuse
aus zwei Teilen, nämlich einem rechten Gehäuseteil 14 und
einem linken Gehäuseteil 16. Jeder Gehäuseteil
umfasst eine Drahteingangsöffnung, die einer Richtung zugewandt
ist, und einen Drahtaufnahmekasten, der einer anderen Richtung zugewandt ist.
In diesem Beispiel ist eine optionale Testfühleröffnung
neben der Drahteingangsöffnung ausgebildet.
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Details
des rechten Gehäuseteils 14 sind in 2–10 gezeigt.
Wie in 3 gezeigt, umfasst der Gehäuseteil einen
unteren Abschnitt auf der linken Seite, der in einen mittleren Abschnitt übergeht, der
wiederum in einen oberen Abschnitt auf der rechten Seite übergeht.
Der untere Abschnitt wird durch eine allgemein U-förmig
ausgebildete Wand 18 gebildet. Die Wand 18 wird
an dem mittleren Abschnitt durch Sperröffnungen 20A, 20B begrenzt.
Der mittlere Abschnitt umfasst einen Drahtaufnahmekasten 22, der
eine Endwand 24 und eine U-förmige Führungswand 26 aufweist.
Diese Wände definieren eine hohle Kammer, die das Ende
eines in den Drahtverbinder eingesteckten Drahts aufnimmt. Die Führungswand 26 erstreckt
sich wie in 8 gezeigt schräg nach unten
links und unterstützt das Einstecken eines Drahts in den
Aufnahmekasten 22. Das linke Ende der Führungswand 26 endet
in einer winkeligen Drahthaltefläche 28. Die oberen
Flächen der Führungswand bilden ein Paar von lateral
beabstandeten Absätzen. In 8 ist deutlich
zu erkennen, dass sich der Drahtaufnahmekasten 22 nach
links öffnet.
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Wie
in 8 gezeigt, ist über der Führungswand 26 und
an die beiden oberen Absätze der U-förmigen Wand 18 anschließend
ein S-förmiger Außenflansch 32 ausgebildet.
Dieser Flansch wird in einen entsprechenden Flansch des linken Gehäuseteils
gepasst, was weiter unten erläutert wird. Der Flansch 32 geht in
den oberen Abschnitt über, der allgemein eine ovale Schale 34 umfasst.
Wie am besten in 7 zu erkennen ist, ist in dem
linken Ende der Schale eine zweite Federhaltefläche 36 vorgesehen. Das
rechte Ende der Schale wird durch eine Endwand 38 bedeckt.
Eine Drahteingangsöffnung 40 wird durch ein Drahtrohr 42 definiert.
Das innere Ende des Rohrs 42 verjüngt sich wie
in 8 gezeigt und schließt an einen Drahthalteblock 44 an.
Der Drahthalteblock 44 befindet sich direkt über
den Absätzen 30. Eine Testfühleröffnung 46 wird
durch ein Testrohr 48 definiert (6).
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11–19 zeigen
Details des linken Gehäuseteils 16. Ein Hauptkörperteil 50 weist
einen Drahtaufnahmekasten 52 auf, der von dem Körperteil nach
oben vorsteht. Der Drahtaufnahmekasten 52 weist eine Endwand 54 auf
(6). Ein bogenförmiger Anstoßabschnitt 56 erstreckt
sich von dem Drahtaufnahmekasten. Ein Innenflansch 58 ist
an dem Körperteil 50 und dem Anstoßabschnitt 56 befestigt. Der
Innenflansch ist wie in 14 gezeigt
etwas von den Außenkanten des Körpers und des
Anstoßabschnitts zurückversetzt. Außerdem
ist der Innenflansch wie in 11 gezeigt
etwas S-förmig ausgebildet, um der Form des Außenflansches 32 zu
entsprechen. Ein gekrümmter Schurz 60 erstreckt
sich unterhalb des Körperteils. Zwei Arme 62 erstrecken sich
von dem Schurz 60 nach vorne. Die Arme enden in nach außen
gerichteten Haken 64.
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Wenn
die Gehäuseteile miteinander verbunden werden, passt der
Innenflansch 58 in den Außenflansch 32 des
rechten Gehäuseteils, wobei der Außenflansch gegen
die Endflächen des Anstoßabschnitts und den Körperteil
anstößt. Der Schurz 60 und die Arme 62 passen
in die U-förmige Wand 18 des rechten Gehäuseteils.
Die Haken 64 gleiten in die Sperröffnungen 20A, 20B,
um die Enden der Wand 18 miteinander zu verbinden, und
halten die zwei Gehäuseteile zusammen.
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Ein
U-förmiger Ausschnitt 66 (15) ist
in einer Endwand 68 des Hauptkörperteils definiert.
Direkt über dem Ausschnitt 66 ist eine Drahteingangsöffnung 70 vorgesehen,
die sich durch den Hauptkörperteil erstreckt. Im Inneren
des Körpers ist ein sich verjüngender Ring 72 vorgesehen,
der das innere Ende der Drahtöffnung definiert. Die rechte
Endfläche des Rings definiert eine Federhaltefläche 74.
Ein Drahthalteblock 76 ist an der oberen Kante des sich verjüngenden
Rings 72 befestigt. Der Drahthalteblock 76, der
obere Teil des Rings 72, der Drahtaufnahmekasten 52 und
die Endwand 54 definieren eine hohle Kammer, die das Ende
eines in den Drahtverbinder eingesteckten Drahts aufnimmt. Unterhalb des
Innenflansches sind eine mittlere Rippe 78 und zwei winkelige
Federhalterippen 80 vorgesehen. Die Rippen 80 sind
mit den Absätzen 82 verbunden. Die Absätze
und der Drahthalteblock 76 unterstützen die Positionierung
der Sammelschiene, was weiter unten beschrieben wird.
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In 20–24 ist
eine Anschlussanordnung 84 gezeigt. Die Anschlussanordnung
umfasst eine Sammelschiene 86, die auf einem Federglied 88 gehalten
wird. Das Federglied umfasst einen Fuß 90, der
an einer ersten Faltlinie mit einem ersten, sich nach oben erstreckenden
Schenkel 92 verbunden ist und an einer zweiten Faltlinie
mit einem zweiten, sich nach unten erstreckenden Schenkel 94 verbunden ist.
Der Fuß weist ein Paar von beabstandeten Bändern 96 auf.
Die Bänder weisen Öffnungen (nicht gezeigt) auf,
um wie weiter unten erläutert Nieten der Sammelschiene
aufzunehmen. Jeder Schenkel 92, 94 umfasst einen
U-förmigen Schlitz, der einen Federfinger 98 definiert.
Der Federfinger ist an einem Ende einstückig mit dem Schenkel
verbunden und weist an dem anderen Ende ein freies Ende 100 auf. Wie
in 22 und 24 gezeigt,
sind die Federfinger 98 aus der Ebene der Schenkel 92, 94 gebogen. Das freie
Ende 100 kann weiterhin etwas relativ zu dem Rest des Fingers
gewinkelt sein, um einen optimalen Winkel zum Greifen eines unter
den Drahtfinger eingesteckten Drahts vorzusehen. Das Federglied 88 ist
vorzugsweise aus einem elastischen Metall wie etwa Edelstahl ausgebildet.
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Wenn
der Federfinger 98 des Schenkels 92 in dem Gehäuse
installiert ist, ist er gegenüber der Drahteingangsöffnung 40 angeordnet,
sodass ein in den rechten Gehäuseteil eingeführter
Draht (Leiter) auf den Federfinger trifft und diesen nach oben bewegt,
wenn er weiter in das Gehäuse eindringt. Das freie Ende
des Federfingers 98 drückt gegen den Leiter und
verhindert dadurch, dass der Leiter aus dem Gehäuseteil
gezogen wird. Außerdem wird der Leiter in einen festen
Kontakt mit der oberen Fläche der Sammelschiene 86 gedrückt.
Der Federfinger 98 des Schenkels 94 ist entsprechend
gegenüber der Drahteingangsöffnung 70 angeordnet.
Ein in die linke Gehäuseöffnung 70 eingeführter
Draht trifft auf den Federfinger 98 und bewegt diesen nach
unten. Das freie Ende des Federfingers 98 hält
den Leiter in dem Gehäuse und spannt ihn in einen Kontakt
mit der unteren Fläche der Sammelschiene vor.
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Im
Folgenden werden Details der Sammelschiene 86 beschrieben.
Die Sammelschiene ist allgemein ein rechteckiges Glied aus einem
dünnen Kupferblech. Die Sammelschiene definiert eine Dicke zwischen
einer oberen Fläche 102 und einer unteren Fläche 104.
Es ist zu beachten, dass die Angaben „oben” und „unten” hier
lediglich zu Bezugszwecken verwendet werden, wobei die Sammelschiene
in einer tatsächlichen Verwendung beliebig ausgerichtet sein
kann. Die obere Fläche der Sammelschiene 86 definiert
eine Eingangskante 106A, eine Ausgangskante 108A und
eine Drahtquerungsachse 110A, die sich zwischen der Eingangskante
und der Ausgangskante erstreckt. Unter der Eingangskante ist hier
diejenige Kante der Sammelschiene zu verstehen, die zuerst durch
einen in das Gehäuse eingeführten Leiter gekreuzt
wird. Die Ausgangskante ist diejenige Kante der Sammelschiene, die
möglicherweise danach durch den eingeführten Leiter
gekreuzt wird. Die Drahtquerungsachse ist die Position, an der ein Leiter
aufgrund des Aufbaus des Gehäuses und der Position der
Sammelschiene in dem Gehäuse zu liegen kommt. Die untere
Fläche der Sammelschiene 86 definiert entsprechend
eine Eingangskante 106B, eine Ausgangskante 106B und
eine Drahtquerungsachse 110B, die sich von der Eingangskante
zu der Ausgangskante erstreckt. Es ist zu beachten, dass die Eingangskanten 106A, 106B auf
jeweils gegenüberliegenden Seiten der Sammelschiene liegen.
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Die
Sammelschiene 86 ist an dem Fuß 90 des
Federglieds 88 mittels Nieten 112 befestigt, die sich
in die Öffnungen des oben beschriebenen Fußes erstrecken.
Die Nieten 112 auf der oberen Fläche 102 können
durch ein Aufbiegen eines Teils der Sammelschiene gebildet werden.
Es ist zu beachten, dass auch andere Verfahren zum Befestigen der
Sammelschiene an dem Federglied verwendet werden können,
wie etwa ein Crimpen, Kleben usw. Alternativ hierzu kann die Sammelschiene
auch gar nicht an der Feder fixiert werden, sondern statt dessen
durch das Gehäuse gehalten werden.
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Wie
in 22 und 24 gezeigt,
weist die Sammelschiene eine Drahtaufnahmetasche 114 auf, die
sich zwischen den Flächen erstreckt und allgemein mit den
entsprechenden Drahtquerungsachsen ausgerichtet ist. Weiterhin ist
ein Drahteingreifvorsprung 116 vorgesehen, der sich zwischen
den Flächen und quer zu den entsprechenden Drahtquerungsachsen
erstreckt. Die Taschen 114 und die Vorsprünge 116 können
durch ein Prägen der Sammelschiene ausgebildet werden,
wobei eine Tasche auf einer Fläche und ein entsprechender
Vorsprung auf der anderen Fläche der Sammelschiene ausgebildet wird.
Es sollte deutlich sein, dass die Taschen 114 und die Vorsprünge 116 einen
schlangenförmigen Pfad für den über die
Fläche geführten Leiter vorsehen können.
Dadurch wird der Federfinger 98 beim Halten der Leiter
in dem Gehäuse unterstützt. Je nach dem Durchmesser
des Leiters können die Taschen 114 den Leiter
wenigstens teilweise auf drei Seiten umgeben, um ein Aufspreizen
eines verdrillten Drahts zu vermeiden. Weitere Details dieses Aufbaus
werden in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 11/763,096
vom 14. Juni 2007 beschrieben, die hier unter Bezugnahme eingeschlossen
ist.
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2 zeigt
den montierten Stecker und das Zusammenwirken der einzelnen Teile.
Wie weiter oben genannt, passt der Außenflansch 32 des
rechten Gehäuseteils über den Innenflansch 58 des
linken Gehäuseteils und schließt an den Anstoßabschnitt 56 und
den Körperteil 50 des linken Gehäuseteils
an. Die Haken 64 halten die zwei Gehäuseteile zusammen.
Das Federglied 88 wird fixiert zwischen den Gehäuseteilen
gehalten. Die Sammelschiene 86 wird lateral durch den Halteblock 76 auf
der linken Seite und den Halteblock 44 auf der rechten
Seite gehalten. Absätze 82 und 30 greifen
in die Sammelschiene ein, um eine nach oben oder nach unten gerichtete
Bewegung derselben zu verhindern. Der sich nach oben erstreckende
Schenkel 92 des Federglieds ist zwischen der Federhaltefläche 36 des
rechten Gehäuseteils und den Federhalterippen 80 des linken
Gehäuseteils eingeschlossen. Der sich nach unten erstreckende
Schenkel 94 ist zwischen der Federhaltefläche 28 des
rechten Gehäuseteils und der Federhaltefläche 74 des
linken Gehäuseteils eingeschlossen.
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Im
Folgenden werden die Nutzung und die Funktion des Drahtverbinders
beschrieben. Das abisolierte Ende eines Drahts wird in die Drahteingangsöffnung 40 des
rechten Gehäuseteils eingeführt. Dabei trifft
das Drahtende auf den Federfinger 98 des Schenkels 92 und
drückt diesen nach oben, wenn das Drahtende weiter eindringt.
Das Ende des Leiters tritt in den Aufnahmekasten 52 des
linken Gehäuseteils ein, wodurch der Leiter verankert wird
und ein Aufspreizen verhindert wird, wenn es sich um einen verdrillten
Draht handelt. Das abisolierte Ende eines zweiten Drahts wird in
die Drahteingangsöffnung 70 des linken Gehäuseteils
eingeführt. Dabei trifft das Drahtende auf den Federfinger 98 des
Schenkels 94 und drückt diesen nach unten, wenn
das Drahtende weiter eindringt. Das Ende des Leiters tritt in den Drahtaufnahmekasten 22 des
rechten Gehäuseteils ein, wodurch der Leiter verankert
wird und ein Aufspreizen verhindert wird, wenn es sich um einen
verdrillten Draht handelt.
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Es
ist zu beachten, dass in diesem Beispiel die Drahteingangsöffnungen
und die Sammelschiene derart angeordnet sind, dass die Sammelschiene
mit einem Winkel von ungefähr 17° zu den Achsen
der Drahtöffnungen ausgerichtet ist. Die Sammelschiene ist
also mit einem Winkel von ungefähr 17° angeordnet
und bildet eine bucklige/winkelige Fläche, über die
der Draht gehen muss, wobei das Federglied den Draht gegen die bucklige/winkelige
Fläche drückt. Dadurch werden die Haltekraft der
Feder und der elektrische Kontakt zwischen der Sammelschiene und
dem Leiter verbessert. Die Sammelschiene ist neben der unteren Fläche
der Öffnung 40 und der oberen Fläche
der Öffnung 70 angeordnet. Dementsprechend kontaktieren
die Leiter die Sammelschiene auf gegenüberliegenden Seiten.
Dies ermöglicht eine effiziente Nutzung des Materials der
Sammelschiene und gestattet, dass die Leiter einander in der Längsrichtung überlappen,
wodurch eine kürzere Gehäuselänge ermöglicht
wird. Weiterhin trägt die Ausbildung der Drahtöffnung
in einem Gehäuseteil und des Drahtaufnahmekastens in dem
anderen Gehäuseteil zu einem kompakten Aufbau des Gehäuses
bei. Bei diesem Aufbau des Gehäuses kann auf Kappen für
die hinteren Enden, d. h. für die Drahteingangsenden der
Gehäuse verzichtet werden. Der Grund hierfür ist,
dass die Anschlussanordnung zwischen den Gehäusen gehalten
wird, sodass keine separate Haltekappe benötigt wird.
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25 zeigt
eine Version eines linearen Einsteck-Drahtverbinders 118 mit
sechs Öffnungen. Der Aufbau des Gehäuses und des
Anschlusses sind im wesentlichen identisch mit demjenigen der oben
beschriebenen Ausführungsform, wobei die Einrichtungen
jeweils verdoppelt sind und zwei weitere Drahtöffnungen
in jedem Gehäuseteil und zwei weitere Federfinger oben
und unten an dem Federglied vorgesehen sind.
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26 und 27 zeigen
eine weitere alternative Ausführungsform. Dabei handelt
es sich um einen linearen Einsteck-Drahtverbinder mit 3 Polen und
zwei Öffnungen. Der Aufbau jedes Pols ist im wesentlichen ähnlich
wie in der Ausführungsform von 1. Es sind
ein linker Gehäuseteil 122 und ein rechter Gehäuseteil 124 vorgesehen.
Jeder Gehäuseteil weist eine Drahteingangsöffnung 126 und
einen Drahtaufnahmekasten 128 gegenüber der Drahteingangsöffnung
des jeweils anderen Gehäuseteils auf. Die Anschlussanordnung 130 ist
im wesentlichen identisch mit der Anschlussanordnung 84.
Es sind drei separate Anschlussanordnungen 130 vorgesehen,
die jeweils zwei Drähte aufnehmen. Bei diesem Drahtverbinder
werden also separate Verbindungen zwischen drei Paaren von Drähten
hergestellt. Die Pole sind mit einem Winkelabstand von jeweils 120° entlang
eines Kreises in einer Ebene quer zu der Längsachse angeordnet.
Diese Anordnung gestattet die Platzierung von drei separaten Polen
in einem kompakten Aufbau. Weitere Details zu einer derartigen kreisförmigen
Anordnung sind in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 11/774,858
vom 9. Juli 2007 beschrieben, die hier unter Bezugnahme eingeschlossen
ist.
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28 und 29 zeigen
eine alternative Ausführungsform einer Anschlussanordnung 132. Diese
Anschlussanordnung ist im wesentlichen identisch mit der Anschlussanordnung 94,
wobei jedoch die Beziehung zwischen der Sammelschiene und der Feder
anders beschaffen ist. Die Anschlussanordnung 132 weist
eine Sammelschiene 134 auf, die durch ein Federglied 136 gehalten
wird. Das Federglied umfasst einen Fuß 138, der
mit einem sich nach oben erstreckenden Schenkel 140 und
einem sich nach unten erstreckenden Schenkel 142 verbunden ist.
Der Fuß weist ein Paar von beabstandeten Bändern 144 auf.
Ein U-förmiger Schlitz in jedem Schenkel definiert einen
Federfinger 146. Jeder Federfinger weist ein freies Ende 148 auf.
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Die
Sammelschiene 134 weist eine obere Fläche 150 und
eine untere Fläche 152 auf. Wie zuvor werden auch
hier die Angaben „oben” und „unten” nur
zu Bezugszwecken verwendet. Wie in 30 und 31 gezeigt,
definiert die obere Fläche 150 der Sammelschiene 134 weiterhin
eine Eingangskante 154A und eine Ausgangskante 156A.
Wiederum ist die Eingangskante diejenige Kante der Sammelschiene,
die zuerst durch einen in das Gehäuse eingeführten
Leiter gekreuzt wird, während die Ausgangskante diejenige
Kante der Sammelschiene ist, die zuletzt durch den eingeführten
Leiter gekreuzt wird. Die untere Fläche 152 der
Sammelschiene 134 definiert entsprechend eine Eingangskante 154B und eine
Ausgangskante 156B. Es ist zu beachten, dass die Eingangskanten 154A, 154B jeweils
auf gegenüberliegenden Seiten der Sammelschiene liegen.
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Die
Sammelschiene 134 ist an dem Fuß 138 des
Federglieds 136 mittels Nieten 158 befestigt,
die sich in Öffnungen in dem Fuß erstrecken.
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Wie
in 28–31 gezeigt,
weist die Sammelschiene jeweils eine Drahtaufnahmetasche 160 an
jeder Fläche auf. Weiterhin ist jeweils ein Drahteingreifvorsprung 162 an
jeder Fläche vorgesehen. Die Taschen 160 und die
Vorsprünge 162 können durch ein Prägen
der Sammelschiene ausgebildet werden, wobei eine Tasche auf einer
Fläche und ein entsprechender Vorsprung auf der anderen
Fläche der Sammelschiene ausgebildet werden. Die Tasche
auf einer Fläche ist mit dem Vorsprung auf der anderen
Fläche ausgerichtet, sodass die Flächen im allgemein
symmetrisch sind.
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32 und 33 zeigen
eine alternative Ausführungsform des Gehäuses.
Dabei handelt es sich um ein zweiteiliges, durch eine Schnappverbindung
verbundenes Gehäuse 164, das allgemein denselben
Aufbau wie in 1–19,
aber eine andere Verriegelungsanordnung aufweist. Es sind ein linker
Gehäuseteil 166 und ein rechter Gehäuseteil 168 vorgesehen.
Der linke Gehäuseteil 166 weist eine obere Drahteingangsöffnung 170 und
einen Drahtaufnahmekasten 172 auf. Der rechte Gehäuseteil 168 weist
eine untere Drahteingangsöffnung 174 und einen
Drahtaufnahmekasten 176 gegenüber der oberen Drahteingangsöffnung 170 des
anderen Gehäuseteils auf. Die Drahteingangsöffnungen
sind also jeweils verschiedenen Richtungen zugewandt. Der elektrische
Anschluss 132 passt in das Innere des Gehäuses.
Das obere Ende des linken Gehäuseteils weist eine Verriegelungsplatte 178 mit
einem nach oben gerichteten Haken 180 auf. Die Platte passt
in eine Vertiefung 182 an dem rechten Gehäuseteil,
sodass der Haken 180 in die Vertiefung eingreifen kann, um
die beiden Gehäuseteile zusammenzuhalten. Eine ähnliche
Platte 184 ist in der Nähe des unteren Endes des
linken Gehäuseteils vorgesehen und kann in eine Vertiefung 186 am
unteren Ende des rechten Gehäuseteils eingreifen.
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Eine
alternative Ausführungsform eines Gehäuses ist
in 34–36 durch
das Bezugszeichen 188 angegebne. Dieses Gehäuse
ist demjenigen von 1–19 im
wesentlichen ähnlich, was die oberen und unteren Öffnungen 190, 192 und
die Aufnahmekästen 194, 196 angeht. Anstelle
der Schnappverbindung weist das Gehäuse 188 jedoch eine
obere Gehäusehälfte 198 und eine untere
Gehäusehälfte 200 auf, die etwa durch
ein Ultraschallschweißen entlang von Kontaktflächen 202 miteinander
verbunden werden können. Dadurch wird ein besonders kompakter
Aufbau vorgesehen. Der elektrische Anschluss 132 passt
in das Innere des Gehäuses. Wie in 35 gezeigt,
weist das Innere der unteren Gehäusehälfte einen
Sitz 204 zum Halten der Sammelschiene oder eines Fußteils
des Anschlusses auf. Absätze 206 unter dem Sitz 204 halten
den sich nach unten erstreckenden Schenkel 142 der Feder 136,
während eine obere Wand 208 den sich nach oben
erstreckenden Schenkel 140 hält. Ähnliche
Flächen an der oberen Gehäusehälfte 198 dienen
dazu, den Anschluss in Position zu halten.
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In 37 und 38 ist
eine weitere alternative Ausführungsform einer Anschlussanordnung 232 gezeigt.
Die Anschlussanordnung 232 ist der Anschlussanordnung 84 ähnlich,
wobei jedoch die Beziehung zwischen der Sammelschiene und dem Federglied
anders beschaffen ist. In diesem Fall weist die Anschlussanordnung 232 eine
Sammelschiene 234 auf, die einstückig mit einem
Federglied 236 ausgebildet ist. Das Federglied umfasst
einen Fuß 238, der mit einem sich nach oben erstreckenden
Schenkel 240 und einem sich nach unten erstreckenden Schenkel 242 verbunden
ist.
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Die
Sammelschiene 234 ist an dem Fuß 238 des
Federglieds 236 befestigt oder einstückig mit demselben
ausgebildet. In diesem Beispiel ist das Federglied 236 vorzugsweise
aus einem elastischen Material wie etwa einer Kupferlegierung oder
Edelstahl ausgebildet. Das verwendete Material und die Masse können
in Entsprechung zu den verwendeten Drähten und dem Nennstrom
gewählt werden. Ein U-förmiger Schlitz 240, 242 definiert
einen Federfinger 246, wobei jeder Federfinger 246 ein
freies Ende 248 aufweist.
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Die
Sammelschiene 234 weist eine obere Fläche 250 und
eine untere Fläche 252 auf. Wie zuvor werden die
Angaben „oben” und „unten” hier
lediglich zu Bezugszwecken verwendet. Wie in 37 und 38 gezeigt,
definiert die obere Fläche 250 der Sammelschiene 234 weiterhin
eine Eingangskante 254A und eine Ausgangskante 256A.
Wiederum ist die Eingangskante diejenige Kante der Sammelschiene,
die zuerst durch einen in das Gehäuse eingeführten
Leiter gekreuzt wird, und ist die Ausgangskante diejenige Kante
der Sammelschiene, die zuletzt durch einen eingeführten
Leiter gekreuzt wird. Die untere Fläche 252 der
Sammelschiene 234 definiert entsprechend eine Eingangskante 254B und eine
Ausgangskante 256B. Es ist zu beachten, dass sich die Eingangskanten 254A, 254B auf
gegenüberliegenden Seiten der Sammelschiene befinden.
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Obwohl
nicht gezeigt, kann das Beispiel von 37 und 38 auch
eine Drahtaufnahmetasche und einen Drahteingreifvorsprung an jeder
Fläche der Sammelschiene 234 wie oben mit Bezug
auf die Ausführungsformen von 20–23 und 28–31 erläutert
umfassen. Wie zuvor erläutert, können derartige
Taschen und Vorsprünge durch ein Prägen oder Pressen
der Sammelschiene ausgebildet werden, wobei eine Tasche auf einer
Fläche und ein entsprechender Vorsprung auf der anderen Fläche
der Sammelschiene ausgebildet werden. Wie in den anderen Beispielen
kann die Tasche bei Bedarf auf einer Fläche in einer Ausrichtung
mit dem Vorsprung auf der anderen Fläche ausgebildet werden,
sodass die Flächen allgemein symmetrisch sind.
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Als
weiteres Beispiel für eine alternative Ausführungsform
ist eine Anschlussanordnung 332 in 39 und 40 gezeigt.
Die weitere Anschlussanordnung 332 ist der Anschlussanordnung 84 ähnlich,
wobei jedoch die Beziehung zwischen der Sammelschiene und dem Federglied
anders beschaffen ist. In diesem Beispiel weist die Anschlussanordnung 332 eine
Sammelschiene 334 auf, die einstückig mit einem
Federglied 336 ausgebildet ist. Das Federglied 336 umfasst
einen Fuß 338, der mit einem sich nach oben erstreckenden
Schenkel 340 und einem sich nach unten erstreckenden Schenkel 342 ausgebildet
ist.
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Obwohl
nicht gezeigt, weist der Fuß 338 ein Paar von
beabstandeten Bändern 334 auf, wie es auch bei
dem Fuß 90 des Beispiels von 20–23 und
dem Fuß 138 des Beispiels von 28–31 der
Fall ist. Es ist jedoch zu beachten, dass der Fuß 338 auch ähnlich
wie der Fuß 238 des Beispiels von 37 und 38 ausgebildet sein
kann. Bei beiden Aufbauten ist die Sammelschiene 334 einen
oberen Teil 334A und einen unteren Teil 334B aus
einem stärker leitenden Material, die jeweils neben den
oberen und unteren Flächen des Fußes 338 des
Federglieds 336 angebracht sind. Ein U-förmiger
Schlitz in jedem Schenkel 340, 342 definiert einen
Federfinger 346, wobei jeder Federfinger 346 ein
freies Ende 348 aufweist.
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Bei
dieser geschichteten Konfiguration des Sandwich-Typs weist die Sammelschiene 334 eine obere
Fläche 350 auf, die durch den oberen Teil 334A vorgesehen
wird, und eine untere Fläche 352, die durch den
unteren Teil 334B vorgesehen wird. Wie zuvor werden die
Angaben „oben” und „unten” hier
lediglich zu Bezugszwecken verwendet. Wie in 39 und 40 gezeigt,
definiert die obere Fläche 350 der Sammelschiene 334 weiterhin eine
Eingangskante 354A und eine Ausgangskante 356A. Wie
in den anderen Beispielen ist die Eingangskante diejenige Kante
der Sammelschiene, die durch einen in das Gehäuse eingeführten
Leiter zuerst gekreuzt wird, und ist die Ausgangskante diejenige
Kante der Sammelschiene, die durch einen in das Gehäuse
eingeführten Leiter zuletzt gekreuzt wird. Die untere Fläche 352 der
Sammelschiene 334 definiert entsprechend eine Eingangskante 354B und
eine Ausgangskante 356B. Es ist zu beachten, dass sich
die Eingangskanten 354A, 354B auf gegenüberliegenden Seiten
der Sammelschiene befinden.
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Bei
diesem Aufbau wird die angebrachte Sammelschiene 334 zu
einem festen Bestandteil der Anschlussanordnung 332. Dabei
ist das Federglied 336 vorzugsweise aus einem elastischen
Metall wie etwa einem Edelstrahl ausgebildet, und sind die Sammelschienenteile 334A und 334B aus
einem verzinnten Kupfer oder einem anderen geeigneten Metall ausgebildet.
Wie bei den vorausgehenden Beispielen können die Sammelschienenteile
an dem Federglied 336 mittels Nieten befestigt werden,
die sich in Öffnungen in dem Fuß 338 erstrecken.
Die Sammelschienenteile können aber auch auf andere Weise
befestigt werden. Dabei ist von Bedeutung, dass die zwei Sammelschienenteile 334A und 334B durch
einen direkten Kontakt, durch ein Eingießen oder durch
eine entsprechende Fixierung mittels geeigneter Fixierungselemente
leitend mit dem dazwischen liegenden Material des Fußes 338 verbunden sind.
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Wie
weiter oben mit Bezug auf die anderen beispielhaften Anschlussanordnungen
erläutert, können auch in dem Beispiel von 39 und 40 jeweils
eine Drahtaufnahmetasche und ein Drahteingreifvorsprung an den beiden
Flächen der Sammelschiene 334 vorgesehen sein.
Wie erläutert, können diese Taschen und Vorsprünge
durch geeignete Verfahren wie etwa ein Gießen, Prägen
oder Pressen der Sammelschiene ausgebildet werden, wobei eine Tasche
an einer Fläche und ein entsprechender Vorsprung an der
anderen Fläche der Sammelschiene ausgebildet werden. Wie
in den anderen Beispielen kann bei Bedarf eine Tasche in einer Fläche
in Ausrichtung mit einem Vorsprung auf der anderen Fläche ausgebildet
werden, sodass die Flächen allgemein symmetrisch sind.
In dem gezeigten Beispiel von 39 und 40 umfasst
jeder Sammelschienenteil 334A und 334B einen konturierten
mittleren Abschnitt, der den Eingang für einen Leiter an
der Eingangskante 354A und 354B bildet und in
eine Rampe führt, die in einem Vorsprung 362 endet,
um die Herstellung eines guten Kontakts mit dem Leiterende eines
eingeführten Drahts zu unterstützen. Wenn also wie
in den vorausgehenden Beispielen jeder entsprechende Leiter durch
eine Öffnung in einen Kontakt mit einem Federfinger 346 und
einem Sammelschienenteil 334A, 334B gedrückt
wird, wird der Federfinger 346 des Federglieds 336 verschoben,
um den Eintritt des Leiters zu gestatten, wobei der Leiter gleichzeitig
in eine Verbindung mit der Sammelschiene 334 gedrückt
und in dem Drahtverbinder verankert wird und wobei das freie Ende 348 des
entsprechenden Federfingers 346 einer nach hinten gerichteten Bewegung
oder einem Herausziehen des Drahts entgegenwirkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6132238 [0008]
- - US 6093052 [0008]
- - US 4133595 [0008]