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VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Vorzüge der vorläufigen US Anmeldung Nr. 61/416,894, eingereicht am 24. November 2010, deren Offenbarung unter Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin eingeschlossen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft Anschlüsse, wie z. B., jedoch nicht ausschließlich, Leistungsanschlüsse (power terminals) zum Betrieb in einem Fahrzeug, um das Führen von Starkstrom zu unterstützen.
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HINTERGRUND
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Anschlüsse können wegen der vorteilhaften elektrischen Leitfähigkeit aus Kupfer hergestellt sein. Kupfer kann für steigende Temperaturen anfällig gegenüber Entspannung (d. h. den Verlust von Federkraft) sein. Da die Temperatur der Anschlüsse steigen kann, wenn der im elektrischen Stromkreis geführte Strom ansteigt, können Kupferanschlüsse unter diesen Bedingungen eine verminderte Fähigkeit besitzen, eine starke Spannkraft aufrecht zu erhalten. In dem Fall, dass der Kupferanschluss eine Buchse zum Bereitstellen einer Druckkraft ist, kann diese Entspannung der Buchse die Gesamtkontaktfläche mit einem Stecker mindern, was verminderte elektrische Leitfähigkeit, erhöhten Widerstand und weiteren Temperaturanstieg zur Folge haben kann. Für gewöhnlich ist es wünschenswert, die Gesamtgröße eines elektrischen Verteilerkastens oder anderer Steckverbinder so klein wie möglich zu halten, solange noch die erforderliche Strombelastbarkeit bereitgestellt ist. Folglich kann es nicht günstig sein, die Druckkraft dadurch zu erhöhen, dass die Anschlüsse einfach dicker oder breiter gemacht werden. Falls Kupfer verwendet wird, könnten die Größenbeschränkungen die gewünschte Federkraft unerreichbar machen. Normalerweise wurden auf Kosten niedrigerer Leitfähigkeit Kupferlegierungen verwendet, für die eine Entspannung nicht auftritt, bis höhere Temperaturen erreicht sind.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine Buchse für eine elektrische Steckverbindung zum Verbinden mit einem Flachstecker kann mindestens ein oder mehrere Paare gegenüberliegender Federarme zum Anpressen des Flachsteckers mit einer ersten Druckkraft, wobei jedes benachbarte Paar gegenüberliegender Federarme zwischen einander eine Aussparung definiert, sowie ein Klemmelement, das zumindest teilweise in jeder Aussparung angeordnet ist, um eine zweite Druckkraft auf das benachbarte Paar gegenüberliegender Federarme auszuüben, aufweisen, wobei sich die zweite Klemmkraft zu der ersten Klemmkraft addiert, um eine dritte Klemmkraft zu erzeugen, wobei das Klemmelement mindestens einen Ausrichtungsbereich aufweist, derart ausgebildet, um die Anordnung innerhalb der Aussparung zu erleichtern.
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Die Buchse kann mindestens einen Ausrichtungsbereich aufweisen, welcher eine Kurvenform innerhalb des Klemmelements ausbildet, wobei die Kurvenform eine unterhalb einer Außenfläche der benachbarten Paare von gegenüberliegenden Federarmen verlaufende Mulde aufweist.
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Die Buchse kann das Klemmelement aufweisen, aufweisend mindestens ein Paar gegenüberliegender Federbeine, die an einem Ende miteinander zu einem Steg verbunden sind, wobei die Kurvenform zwischen dem Steg und einem gegenüberliegenden Vorderende angeordnet ist.
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Die Buchse kann mindestens einen Ausrichtungsbereich aufweisen, aufweisend eine erste Gruppe seitlicher Ansatzstücke, die von der Außenfläche des benachbarten Paares gegenüberliegender Federarme nach außen verlaufen, wobei die seitlichen Ansatzstücke mit der Kurvenform zusammenwirken, um ein Neigen und Drehen des Klemmelements einzuschränken.
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Die Buchse kann mindestens einen Ausrichtungsbereich aufweisen, aufweisend einen Lanzensteg, der sich, um die Drehung einzuschränken, mindestens eine erste Strecke unterhalb eine Außenfläche des benachbarten Paars gegenüberliegender Federarme, nach unten in die Aussparung erstreckt.
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Die Buchse kann umfassen, dass der Lanzensteg kurvenförmig ist.
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Die Buchse kann den mindestens einen Ausrichtungsbereich aufweisen, aufweisend eine erste Gruppe seitlicher Ansatzstücke, die von der Außenfläche des benachbarten Paares gegenüberliegender Federarme relativ zu dem Lanzensteg nach außen verlaufen.
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Die Buchse kann das Klemmelement aufweisen, aufweisend mindestens zwei Paare gegenüberliegender Federbeine, die an einem Ende miteinander zu entsprechenden Stegen verbunden sind, sowie ein Querelement, das ein jedes Paar verbindet, wobei jedes Paar ein Federbein aufweist, das mit dem Querelement verbunden ist und ein Federbein, das nicht mit dem Querelement verbunden ist.
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Die Buchse kann die gegenüberliegenden Federarme, aufweisend eine erste metallische Zusammensetzung sowie das Klemmelement, aufweisend eine zweite metallische Zusammensetzung, aufweisen, wobei die erste metallische Zusammensetzung eine höhere Leitfähigkeit hat als die zweite metallische Zusammensetzung.
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Die Buchse kann die zweite metallische Zusammensetzung aufweisen, aufweisend eine höhere Entspannungstemperatur als die erste metallische Zusammensetzung.
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Die Buchse kann mindestens zwei Paare gegenüberliegender Federarme aufweisen, wobei mindestens eines der mindestens zwei Paare gegenüberliegender Federarme bezüglich des anderen der mindestens zwei Paare gegenüberliegender Federarme versetzt ist.
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Die Buchse kann die Federarme aufweisen, welche sich von einem Klemmkörper weg in dieselbe Richtung erstrecken, wobei der Klemmkörper einen Hohlraum definiert, zwischen gegenüberliegenden Ober- und Unterseiten die bezüglich gegenüberliegenden Querseiten voneinander beabstandet sind, und die Federarme ausschließlich mit den Ober- und Unterseiten verbunden sind.
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Die Buchse kann eine Anschlussfläche aufweisen, aufweisend obere und untere Anschlusselemente, die sich vom Klemmkörper wegerstrecken, zur Verbindung mit einem leitenden Bauteil, wobei die Federarme, der Klemmkörper, das obere Anschlusselement und das untere Anschlusselement aus einem einzelnen gefalteten Metallblech geformt sind.
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Die Buchse kann das obere Anschlusselement aufweisen, welches zumindest mit einer Niet- und/oder Schweißverbindung mechanisch und elektrisch mit dem untern Anschlusselement verbunden ist.
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Die Buchse kann die oberen und unteren Anschlusselemente aufweisen, welche sich, definiert bezüglich der gegenüberliegenden Federarme, übereinander verlaufend im rechten Winkel vom Klemmkörper wegerstrecken.
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Die Buchse kann die dritte Druckkraft aufweisen, welche ausreichend ist, so dass sich ein vorderes Ende eines jeden Paares gegenüberliegender Federarme in Abwesenheit des Flachsteckers berührt, wobei sich die gegenüberliegenden Federarme nicht berühren, wenn diese in Abwesenheit des Flachsteckers lediglich durch die erste Druckkraft beansprucht sind.
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Eine elektrische Steckverbindung kann mindestens ein oder mehrere Paare gegenüberliegender Federbeine aufweisen, die sich von einem Klemmkörper wegerstrecken, wobei jedes Federbein eine im Wesentlichen gleiche Dicke aufweist und sich, bezüglich eines äußeren Umfangs des Klemmkörpers, nach innen neigt bis zu einer Kontaktstelle, an der eine Innenfläche jedes gegenüberliegenden Federbeins kontaktiert, sowie eine Klemmfeder, die über der Außenfläche jedes gegenüberliegenden Federbeins angebracht ist, um eine Druckkraft zwischen gegenüberliegenden Federbeinen zu erhöhen, wobei die Feder einen kurvenförmigen Lanzensteg aufweist, der sich bezüglich der Außenfläche benachbarter Paare gegenüberliegender Federbeine nach innen erstreckt, um eine Verdrehung der Klemmfeder zu beschränken.
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Die Buchse kann die Federbeine aufweisen, welche sich in dieselbe Richtung von einem Klemmkörper wegerstrecken, wobei der Klemmkörper einen Hohlraum definiert, zwischen gegenüberliegenden Ober- und Unterseiten, die bezüglich gegenüberliegenden Querseiten voneinander beabstandet sind, die Federarme ausschließlich mit den Ober- und Unterseiten verbunden sind, eine Anschlussfläche obere und untere Anschlusselemente aufweist, die sich zur Verbindung mit einem leitenden Bauteil vom Klemmkörper wegerstrecken, und wobei sich die oberen und unteren Anschlusselemente übereinander im rechten Winkel vom Klemmkörper wegerstrecken, definiert bezüglich der gegenüberliegenden Federarme.
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Eine elektrische Steckverbindung kann durch die Verfahrensschritte Schneiden eines Metallblechteils, so dass es eine gerade Anzahl von Federbeinen, einen Klemmkörper und eine Anschlussfläche aufweist, Verarbeiten des flachen Metallblechteils, so dass gegenüberliegende Seiten des Metallblechs an einer Falzlinie zusammenkommen, jedes Federbein mit einem gegenüberliegenden Federbein fluchtet und sich jedes Federbein vom Klemmkörper aus nach innen krümmt, um das entsprechende gegenüberliegende Federbein zu kontaktieren, sowie Platzieren einer Klemmfeder, um eine Druckkraft auf die gegenüberliegenden Federbeine aufzubringen, hergestellt sein.
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Die Steckverbindung kann das Ausformen der Klemmfeder beinhalten, um einen kurvenförmigen Bereich auszubilden, der die Platzierung der Klemmfeder zwischen den gegenüberliegenden Federbeinen unterstützt.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die vorliegende Erfindung wird in besonderem Maße in den angefügten Ansprüchen aufgezeigt. Sonstige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden jedoch deutlicher und die vorliegende Erfindung ist am besten nachzuvollziehen, unter Bezugnahme auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Abbildungen, in denen:
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1 eine Buchsen-Anordnung gemäß einer nicht einschränkenden Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein U-förmiges Klemmelement gemäß einer nicht einschränkenden Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3a–5b Buchsen-Anordnungen gemäß nicht einschränkender Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen;
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6 ein Klemmelemente-Blech gemäß einer nicht einschränkenden Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 eine versetzt angeordnete Anschluss-Anordnung gemäß einer nicht einschränkenden Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8a–8b eine kurvenförmige Anschluss-Anordnung gemäß einer nicht einschränkenden Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 zeigt eine Buchsen-Anordnung 10 für eine elektrische Steckverbindung zum Verbinden mit einem Flachstecker gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Anordnung 10 beinhaltet einen Anschluss 12, aufweisend einen Klemmkörper 14, der an einem Ende mit einer Anschlussfläche 16, zum Verbinden mit einem weiteren elektrischen Anschlussteil oder Draht, und an dem anderen Ende mit einer Vielzahl gegenüberliegender Federarme 18, 20, zum Verbinden mit einem Flachstecker, wie z. B. mit einem solchen, der mit einem in einem Fahrzeug integrierten elektrischen Verteilerkasten verbunden ist (nicht dargestellt), ausgestaltet ist. Der Anschluss 12 ist aufweisend erste und zweite gegenüberliegende Federarmpaare 18, 20 dargestellt, welche sich aufspreizen, um eine Druckkraft auf den Flachstecker aufzubringen. Der durch die gegenüberliegenden Federarme 18, 20 erzeugte Betrag der Kraft kann mit Hilfe eines Klemmelements 24 erhöht werden. 2 zeigt ein gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erdachtes U-förmiges Klemmelement 24, das in den Anschluss 12 eingepasst werden kann, um den Druck auf die gegenüberliegenden Federarme 18, 20 zu erhöhen.
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Das Klemmelement 24 kann einen Basissteg 26 aufweisen, von dem sich erste und zweite Federbeine 28, 30 wegerstrecken. Das Klemmelement 24 kann seitlich in einer Aussparung 34, die zwischen benachbarten Federarmpaaren 18, 20 ausgebildet ist, angeordnet sein. Klemmelement 24 kann einen ersten und zweiten Ausrichtungsbereich 38, 40 aufweisen, welcher über mindestens einem der gegenüberliegenden Federarme 18, 20 angeordnet ist, um eine vorbestimmte Druckkraft aufzubringen. Das Klemmelement 24 kann eine metallische Zusammensetzung aufweisen, die von einer metallischen Zusammensetzung des Anschlusses verschieden ist, z. B., dass die eine eine höhere Leitfähigkeit als die zweite metallische Zusammensetzung besitzt, so dass die zweite metallische Zusammensetzung eine höhere Entspannungstemperatur als die erste metallische Zusammensetzung aufweist, obwohl dies nicht der Fall sein muss, da die beiden metallischen Zusammensetzungen gleich sein können und/oder das Klemmelement 24 aus einem nicht leitenden Material bestehen kann. Die erste metallische Zusammensetzung kann aus jedem erwünschten stark leitenden Material bestehen, und kann vorzugsweise aus nahezu reinem Kupfer (z. B. Kupfer C102) oder aus Kupfer mit Spuren von anderen Stoffen (z. B. Kupfer C151, das etwa 0,1% Zirkon aufweist) bestehen. Die zweite metallische Zusammensetzung kann aus Edelstahl bestehen, wie z. B. SS301, welcher etwa 17% Chrom, 10% Kohlenstoff, 7% Nickel aufweist und der Rest Eisen ist.
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Ein Einflussfaktor beim Bestimmen eines Werts für die Steckkraft, die notwendig ist, um die Anschlussanordnung 10 auf den Flachstecker zu drücken, ist der Betrag der Zusatzkraft, die das Klemmelement 24 zusätzlich zu den gegenüberliegenden Federarmpaaren 18, 20 aufbringt. Da das Klemmelement 24 eine zusätzliche Druckkraft zu der Druckkraft der gegenüberliegenden Federarmpaare 18, 20 bereitstellt, kann es wünschenswert sein, die resultierende Normalkraft durch entsprechendes Auswählen von Materialien für den Klemmkörper 14 und/oder durch gezieltes Anpassen der Dimensionierung (Länge, Breite, Winkel, etc.) der Federarmpaare 18, 20 zu steuern. Wenn der Betrag der gewünschten Normalkraft ermittelt wird, kann auch die elektrische Leistungsfähigkeit des Anschlusses 10 berücksichtigt werden, da es erstrebenswert sein kann, die Steckkraft und damit die Normalkraft zu erhöhen, um die Strombelastbarkeit zu maximieren, z. B. um einen Hochleistungsbetrieb zu unterstützen (z. B. 80+A, 100+VDC).
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Die Federarmpaare
18,
20 können z. B. ausgelegt sein, um in Abwesenheit des Klemmelements
24 eine Normalkraft von 4 Newton (N) aufzubringen. Das Hinzufügen des Klemmelements
24 kann die Normalkraft an der Kontaktfläche auf 12–15 N erhöhen. Diese Parameter können gezielt angepasst werden, um eine Ausgewogenheit zu erreichen, zwischen dem Betrag der Normalkraft und einem Anstieg über Raumtemperatur („rise over ambient temperature”, ROA) über die Kontaktfläche angesichts der Höhe der Stromstärke. Der Anstieg über Raumtemperatur kann in Beziehung stehen mit einer Höhe des Stromes, der bei einer bestimmten Normalkraft über die Kontaktfläche zwischen den Federarmpaaren und dem Flachstecker fließen kann, bevor ein Anstieg von 55°C über Raumtemperatur erreicht ist. Die nachfolgende Tabelle zeigt ein Beispiel einer solchen Beziehung.
| Normalkraft (Newton) | Stromstärke (Ampere) |
| 5 | 150 |
| 10 | 180 |
| 15 | 200 |
| 20 | 201 |
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Wie in der Tabelle dargestellt ist, erlauben Erhöhungen der Normalkraft entsprechende Erhöhungen der Stromstärke bis zum Erreichen von 55°C ROA. An einem gewissen Punkt beginnt die Erhöhungsrate jedoch nachzulassen, was, wie es gezeigt ist, bei etwa 15N auftritt (dieser Übergangspunkt kann sich, abhängig von den Materialien, der Zusammensetzung, der Form, etc. des Kontaktpunkts erheblich ändern). Eine nicht beschränkend wirkende Ausführung der Erfindung sieht das Auswählen des optimierten Betrags der zusätzlichen Druckkraft, bereitgestellt durch die Klemmfeder 24 (Klemmelement), im Verhältnis zur Strombelastbarkeit vor. Das Ausgleichen der Normalkraft gegenüber der Strombelastbarkeit kann wichtig sein, da es wünschenswert sein kann, den geringsten Betrag der Normalkraft zu verwenden, um die Strom- und ROA-Bedingungen zu erfüllen, während zugleich die Steckkraft eingeschränkt wird. Zudem kann die Oberflächenrauhigkeit des Steckers und der gegenüberliegenden Federarme 18, 20 in ähnlicher Weise kontrolliert werden, um die Steckkraft zu reduzieren, wie z. B. durch Beschränken der Oberflächenrauhigkeit auf einen Wert zwischen 0,8 und 1,6 RA. Zweifachprägen oder andere Prägeverfahren können verwendet werden, um die Oberflächenrauhigkeit des Steckers und der Federarmpaare weiter zu verfeinern.
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Die Federarmpaare 18, 20, der Anschlusskörper 14 und die Anschlussfläche 16 können aus demselben Metallstück hergestellt sein. Das Material kann durchgehend die gleiche oder eine unterschiedliche Dicke aufweisen (z. B. können Bereiche dicker oder dünner sein, um die Festigkeit zu verbessern, Kräfte zu kontrollieren, etc.). Das Material kann gefräst, gestanzt oder auf andere Weise aus einem Vollmaterial bearbeitet sein, so dass es aufweisend mit Aussparungen, Verjüngungen, Öffnungen oder anderen notwendigen Ausbildungen ausgestaltet ist, die ein Falten oder Biegen, oder ein anderes erforderliches Verarbeiten ermöglichen, um das flache Metallstück in die dargestellte Form umzuwandeln. Gegenüberliegende Seiten des Materials können zueinander umgeklappt werden, so dass unmittelbar an den Seiten eine Spalt oder Falzlinie 44 ausgebildet ist, sobald diese zu der dargestellten Form angeordnet sind. Sobald der Anschluss 12 in die dargestellte Form ausgestaltet ist, kann das Klemmelement 24 mittels eines Dorns oder eines anderen Hilfsmittels in der Aussparung 34 platziert werden, um die Klemmbeine 28, 30 in einem Abstand auseinanderzudrücken, welcher dem rückseitigen, geschlossenen Ende der Klemmbeine 28, 30 ermöglicht, eine Strecke in den Aussparungskanal 34 zu gleiten, die ausreichend ist, um den vorderen geöffneten Enden zu ermöglichen die Vorderenden der Federarmpaare 18, 20 zu passieren, so dass das vordere Ende der Klemmbeine 28, 30 über der Kontaktfläche zwischen den gegenüberliegenden Federarmen 18, 20 innerhalb eines v-förmigen Dreiecks aufliegt.
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Die ersten und zweiten Ausrichtungsbereiche 38, 40 können derart gestaltet sein, dass sie Lanzenstege 46, 48 aufweisen, um die Platzierung innerhalb der Aussparung 34 zu erleichtern. Die Lanzenstege 46, 48 können ausgeformt sein, dass sie sich nach unten unter eine Außenfläche 52, 54 der benachbarten Federarme in die Aussparung 34 erstrecken, um eine Drehbewegung einzuschränken. Das Klemmelement 24 kann zusätzliche Ausrichtungsbereiche 58, 60, 62, 64 aufweisen, die als späte Fortsätze ausgebildet sind, um die Platzierung innerhalb der Aussparung 34 entweder im Zusammenwirken mit oder anstelle von einem oder mehreren der Lanzenstege 46, 48 zu erleichtern. Der seitliche Fortsatz 58, 60, 62, 64 kann sich von den Federbeinen 28, 30 über die Außenflächen 52, 54 der benachbarten Federarmpaare 18, 20 ausdehnen. 2 veranschaulicht zu beispielhaften Zwecken das Klemmelement 24, aufweisend Ausrichtungsbereiche an beiden der Federbeine 28, 30. Die vorliegende Erfindung sieht vollständig jegliche Anzahl und Kombination der verwendeten Ausrichtungsbereiche vor.
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Die Lanzenstege 46, 48 können unmittelbar in einem Tal einer v-förmigen Mulde, die an jedem Federarmpaar 18, 20 ausgebildet ist, angeordnet sein. Die Lanzenstege 46, 48 können sich, bezogen auf die Außenflächen 52, 54 der gegenüberliegenden Federarmpaare 18, 20, eine Wegstrecke nach innen in die Aussparung 34 erstrecken. Die Lanzenstege 46, 48 können in ihrer Breite annähernd gleich der Breite der Aussparung 34 sein, um dazwischen eine leichte Presspassung bereitzustellen. Das Anordnen der Lanzenstege 46, 48 innerhalb der Aussparung 34 kann behilflich sein, ein Verdrehen des Klemmelements zu verhindern oder erheblich zu beschränken. Die seitlichen Fortsätze 58, 60, 62, 64 können unmittelbar benachbart zu jedem Lanzensteg 46, 48 angefügt sein. Die seitlichen Fortsätze 58, 60, 62, 64 können sich um eine Entfernung nach außen erstrecken, die ausreichend ist, um ein Neigen/Schwanken der Klemmfeder 24 einzuschränken. Die Lanzenstege 46, 48 und seitlichen Fortsätze 58, 60, 62, 64 sind aufweisend dieselbe Materialdicke wie die Federbeine 28, 30 dargestellt, jedoch sieht die vorliegende Erfindung eine Veränderung der Größe und Form hiervon vor.
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3a–5b zeigen Aufsichten und Unteransichten von Buchsenanordnungen 70, 72, 74 wobei ein Anschluss 78, 80, 82 eine zusätzliche Vierergruppe benachbarter Federarmpaare 86, 88, 90, 92 aufweist, um den Anschluss eines zweiten Flachsteckers zu ermöglichen und/oder um eine zusätzliche Ankopplung an denselben Flachstecker zu schaffen. Jede Anschlussanordnung 70, 72, 74 kann ähnlich ausgebildet sein und wirken wie die oben beschriebene Anschlussanordnung 10, zumindest in Bezug auf das Vorhandensein eines ähnlichen Klemmelements 96, 98, 100, welches zur Funktion hat, die gegenüberliegenden Federarmpaare 86, 88, 90, 92 gegen den Flachstecker zu drücken. Die Klemmelemente 96, 98, 100 sind aufweisend jeweils zwei Gruppen von Klemmbeinen 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 124, 126 dargestellt, die auf einer Seite mit einem Querelement 128, 130, 132 verbunden sind. Das Querelement 128, 130, 132 kann verwendet werden, um die jeweilige Platzierung jeder Gruppe von benachbarten Klemmbeinen 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 124, 126 zu fixieren. Das Querelement 128, 130, 132 ist jedoch ein optionales Merkmal, das zu Gunsten von einzelnen, d. h. nicht miteinander verbundenen, Klemmelementen entfernt werden kann. Das Klemmelement 96, 98, 100 ist angeordnet auf einer ersten Seite eines Klemmkörpers 136, 138, 140 gegenüberliegend einer Anschlussfläche 142, 144, 146 dargestellt.
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3a–5b zeigen verschiedene Ausführungen für die Anschlussfläche 142, 144, 146, an welche zusätzliche Anbindungen gemacht sind. Die Anschlussfläche 142, 144, 146 ist bezogen auf den Klemmkörper 136, 138, 140 als gegenüberliegend verlaufend von den gegenüberliegenden Federarmen 86, 88, 90, 92 dargestellt. Die Anschlussfläche 142, 144, 146 kann aus einem flachen Stück Metall mittels eines Prägeverfahrens oder eines anderen Verfahrens zu der dargestellten Form ausgebildet werden. Ein Bestandteil dieses Verfahrens kann das Falten des Anschlusses 78, 80, 82 aus einem flachen Stück Metall zu der dargestellten Form einbeziehen, um auf einer Seite des Klemmkörpers 136, 138, 140 die gegenüberliegenden Federarme 86, 88, 90, 92 und auf der anderen die Anschlussfläche 142, 144, 146 auszuformen. Der Klemmkörper 136, 138, 140 kann so ausgeformt sein, dass er gegenüberliegende Seitenwände 150, 152, 154, 156, 158, 160 und Ober- und Unterseiten 162, 164, 166, 168, 170, 172 um einen Aussparungsbereich 176, 178, 180 herum aufweist. Das Oberteil 162, 166, 170 kann nach unten verlaufend ausgebildet sein, so dass es an der Unterseite 164, 168, 170 anliegt, woraus sich die Ausbildung der Anschlussfläche 142, 144, 146 ergibt. Es kann eine flache Niete (3a), eine erhöhte Niete (4a), und/oder eine Schweißverbindung verwendet werden, um die Ober- und Unterseiten mechanisch und elektrisch zu verbinden, abhängig von den gewünschten Oberflächenprofilformen.
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6 zeigt ein Klemmelemente-Blech 180, Klemmbeinpaar-Elemente 182, 184, 186, 188 aus denen das oben beschriebene Klemmelement gemäß einer nicht beschränkenden Ausführung der Erfindung geschnitten sein kann. Die Klemmbeinpaare 182, 184, 186, 188 können mittels eines Verfahrens hergestellt sein, bei dem jedes Klemmbein zunächst ausgebildet und dann zu den dargestellten U-Formen geformt ist. Das Material, oder genauer die Querelemente 190, 192, 194, 196 und Abschnittbalken 200, 202, 204, 208, 210, kann in gewünschten Abständen geschnitten werden, um Klemmelemente auszubilden, die eine beliebige Anzahl von Gruppen gegenüberliegender Klemmbeine aufweisen, und um einen Aufbau bereitzustellen, bei dem Rollen oder Bleche von Klemmelementen vor dem Schneiden ausgeliefert werden können. Die gewünschte Anzahl Klemmen kann dann aus der Rolle geschnitten werden abhängig von dem jeweiligen Aufbau des entsprechenden Anschlusses. Selbstverständlich beabsichtigt die vorliegende Erfindung nicht das beschränkt sein auf U-förmige Klemmelemente oder die Ausbildung von Klemmelementen gemäß dem beschriebenen Herstellungsverfahren, da die vorliegende Erfindung vollauf Formpressen oder ein anderes Herstellungsverfahren vorsieht.
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7 zeigt eine Anschlussanordnung 216, wobei ein Anschluss 218 Paare gegenüberliegender Federarme 224, 226, 228, 230, 232, 234 aufweist, die in einer versetzten Anordnung ausgebildet sind. Der Betrag der Steckkraft kann mit der Erhöhung der Anzahl der Federarmpaare 224, 226, 228, 230, 232, 234 bedenklicher werden, da jedes Federarmpaar 224, 226, 228, 230, 232, 234, das gleichzeitig den Flachstecker kontaktiert, den Betrag der Steckkraft erhöht. Die versetzte Anordnung bezieht sich darauf, dass mindestens eins der Federarmpaare 228, 230 bezüglich einem Vorderende oder einem Steckereinschubende der anderen Federarmpaare 224, 226, 232, 234 versetzt ist. Der Versatz kann hilfreich sein, um den Betrag der Steckkraft, die erforderlich ist zum Einstecken des Flachsteckers zwischen die gegenüberliegenden Federarmpaare 224, 226, 228, 230, 232, 234, zu reduzieren und/oder zu steuern, durch Einschränken der Anzahl an Federarmpaaren, die das Vorderende des Flachsteckers gleichzeitig angreifen. Die vorliegende Erfindung sieht eine skalierbare Anordnung vor, bei der die Anzahl der gegenüberliegenden Federarme 224, 226, 228, 230, 232, 234 einfach durch Herausschneiden von weiteren Federarmen aus einem Materialblech erhöht werden kann, nachdem jedes nachfolgende Federarmpaar 224, 226, 228, 230, 232, 234 eine Nachbildung eines Einzelpaares sein kann, welches gemäß einer Reihe von Konstruktionsfaktoren entworfen ist, d. h., wenn das mechanische Einbinden eines Paares ausreichend ist, dann kann dieses Paar nachgebildet werden.
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Die 8a–8b zeigen eine Anschlussanordnung 270 mit einem Anschluss 272 aufweisend eine winkelförmige Anschlussfläche 274 und ein kurvenförmiges Klemmelement 276. Die winkelförmige Anschlussfläche 274 kann in einer ähnlichen Weise wie oben beschrieben hergestellt werden, so dass die Ober- und Unterseiten 278, 280 zum Bereitstellen einer Anschluss-Aufsteckfläche zusammen kommen. Die winkelförmige Anschlussfläche 274 ist außerdem aufweisend einen Vorsprung 282 gezeigt, der verwendet werden kann um eine elektrische Verbindung oder eine Anordnung des Anschlusses zu erleichtern. Das Klemmelement 276 ist aufweisend einen kurvenförmigen Ausrichtungsbereich 284, 286 zwischen einem Steg 290, 292 und dem Vorderende der beiden oberen Klemmbeine der beiden Paare gegenüberliegender Klemmbeine 294, 295, 296, 297 dargestellt (ein ähnlicher Aufbau kann mit einem Klemmelement aufweisend lediglich ein Paar gegenüberliegender Klemmbeine ermöglicht werden). Die oberen beiden Beine 294, 295 sind ferner dargestellt, aufweisend seitlich fortgesetzte Ausrichtungsbereiche 298, 300 und die unteren beiden Beine 296, 297 sind aufweisend einen Ausrichtungsbereich mit einem Querelement 302 dargestellt. Diese Ausrichtungsbereiche 298, 300, 302 können zusammenwirken, um die Anordnung des Klemmelements 276 innerhalb des Anschlusses 272 zu erleichtern.
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Wie oben belegt ist ein Anschluss offenbart. Der Anschluss kann einen Basisanschlussklemme und eine Klemmfeder umfassen, die aneinandermontiert sind. Der Anschluss kann mehrere Kontaktarme, bestehend aus einer hochleitfähigen Legierung (z. B. C151, C102, oder dergleichen) aufweisen. Eine Seite des Anschlusses kann einen einfachen Layer-/Draht-Schnittstellenbereich aufweisen, der eine senkrechte Rippe für mechanische Steifigkeit/Verstärkung aufweist, wobei die Rippe außerdem einen Querbereich für elektrisches Leistungsvermögen und zum Führen der Drahtpositionierung während des Schweißens beinhalten kann. Eine weitere Ausführung des Anschlusses kann Merkmale beinhalten, um ein Montieren/Anbringen des Anschlusses direkt an einer Leiterplatte zu ermöglichen, wie z. B. durch Verwendung eines mit geraden Anschlussbeinen geprägten Anschlusskörpers, der es ermöglicht, die Beine mittels Lötens an der Leiterplatte zu befestigen. Ein optimaler Beinquerschnitt kann ermittelt werden, indem ein Gesamtquerschnitt aller Arme genommen und durch die Anzahl an Beinen dividiert wird.
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Eine Ausführungsform des Anschlusses kann ein Befestigungsmittel aufweisen, welches gerade Beine aufweist, die zu Kabelschuhen oder Nadelöhren ausgeformt werden können, um eine Kontaktierung durch die Leiterplatte hindurch zu ermöglichen. Der Federkontakt kann aus einer Legierung mit hoher Federkraft (z. B. Edelstahl 301) bestehen. Die Klemmfeder kann ein Federelement-Feld für jeden Anschlussarm aufweisen, wobei jedes Felder-Paar auf der gegenüberliegenden Seite eines Armpaares angeschlossen ist. Die Federkontakte können ausgelegt sein, um hohe Normalkräfte bereitzustellen, insbesondere was Hochtemperaturzustände betrifft, mit Drähten die mechanisch und/oder elektrisch mit dem Anschluss verbunden sind, um eine maximale Stromoberfläche und eine maximale Strombelastbarkeit in Hochtemperaturumgebungen bereitzustellen. Die Drähte können durch Schweißen, Crimpen oder andere Verfahren mit dem Anschluss verbunden sein. Die Drähte können mit dem Anschluss in mehreren Richtungen verschweißt sein und sie können Einzelleiter aufweisen, die aufgeteilt und auf jeder Seite des Anschlusses angeschweißt sind. Ebenso kann eine Sammelschiene anstelle der Draht-Einzelleiter verwendet werden, die mit den Armen verlötet oder dazwischen eingepresst ist, um eine Verbindung mit dem Anschluss herzustellen.
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Das erste klemmenähnliche Element kann aus Edelstahl hergestellt sein, der niedrige Entspannungseigenschaften bei höheren Temperaturen aufweist. Infolgedessen kann das erste klemmenähnliche Element verhindern, dass sich die entsprechenden Anschlussbeine bei erhöhten Temperaturen entspannen, was anderenfalls die Kontaktfläche mit einem angeschlossenen Flachstecker verringern würde. Demzufolge ist das Erfordernis der Verwendung einer Kupferlegierung oder einem ähnlichen Ersatzmaterial mit niedrigeren Leiteigenschaften überflüssig weil die Entspannung minimiert worden ist.
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Obwohl oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle denkbaren Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben. Stattdessen sind die in der Beschreibung verwendeten Formulierungen vielmehr beschreibende als einschränkende Formulierungen, und es versteht sich, dass verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Sinn und Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können die Merkmale verschiedener umsetzender Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausgestaltungen der Erfindung zu bilden.
