DE102011052387A1

DE102011052387A1 - Federdruckstück zur Herstellung eines elektrischen Federkontaktelements und elektrischer Steckverbinder

Info

Publication number: DE102011052387A1
Application number: DE102011052387A
Authority: DE
Inventors: Arndt Schafmeister
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2013-02-07
Also published as: DE202011110604U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Federdruckstück zur Herstellung eines elektrischen Federkontaktelements und einen elektrischen Steckverbinder. Das Federdruckstück (1) ist zur Herstellung eines elektrischen Federkontaktelements vorgesehen und in Längsrichtung in zwei Endbereiche und einen dazwischenliegenden Mittenbereich (3) unterteilt, wobei die beiden Endbereiche jeweils als Kontaktbereich (2, 2´) ausgebildet sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Federdruckstück (1) derart geformt ist, dass zwischen dem ersten Kontaktbereich (2´) und dem Mittelbereich (3) ein spitzer Winkel besteht und zwischen dem zweiten Kontaktbereich (2) und dem Mittelbereich (3) ein stumpfer Winkel besteht. Damit wird ein Federdruckstück zur Herstellung eines elektrischen Federkontaktelements bereitgestellt, bei welchem ohne Ausdehnung der Baubreite zusätzliche Kontaktpunkte erzielbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Federdruckstück zur Herstellung eines elektrischen Federkontaktelements, das in Längsrichtung in zwei Endbereiche und einen dazwischenliegenden Mittenbereich unterteilt ist, wobei die beiden Endbereiche jeweils als Kontaktbereich ausgebildet sind, sowie einen elektrischen Steckverbinder.
Die Erfindung betrifft damit allgemein die elektrische Verbindungstechnik, bei der häufig Kontakte durch Ausbildung mehrerer Kontaktpunkte gegen die Anfälligkeit gegenüber Schmutz oder Korrosion abgesichert werden, oder aber auch mehrere Kontaktpunkte ausgebildet werden, um hohe Schaltströme auf mehrere Kontakte zu verteilen. Der Anwendungsbereich der Erfindung ist somit breit, insbesondere aber kommt die Erfindung dort zum Einsatz, wo durch mehrere Kontaktpunkte abgesicherte Steckverbindungen auf engstem Raum zu realisieren sind.
Als häufige Ausführungsform zur Erzielung einer elektrischen Verbindung über mehrere Kontaktpunkte sind längsseitig geschlitzte Federdruckstücke bekannt. Dabei wird das Federdruckstück der Länge nach geschlitzt, so dass zwei parallele Federschenkel mit je einer Kontaktzunge entstehen. Ebenfalls bekannt sind kronenartige Kontakte, bei denen ein Stift oder Kontaktring von einer Vielzahl von Federdruckstücken kreisförmig umschlossen wird.
Aus der DE 4411784 C2 ist aus den 2a bis 6b eine wenn auch unvollständige Übersicht über mögliche Ausgestaltungarten zu entnehmen. Eine häufige verwendete Ausführungsform für Steckverbinder weist Federdruckstücke wie in DE 87 02 973 U1 , 2, 3, 8 oder 9 auf, bei welchen das eine Ende eines Federdruckstücks zur Kontaktierung und das andere Ende zum elektrischen Anschluss des Steckverbinders verwendet wird. Dabei werden häufig zwei dieser Federdruckstücke einander gegenüberliegend angeordnet, um eine höhere Kontaktsicherheit über zwei gefederte Kontaktpunkte zu erzielen.
Während eine solche Ausführungsform, bei der ein Kontaktstift lediglich von zwei Seiten an je einem Punkt kontaktiert wird, sehr schmal zu realisieren ist, steigen bei den bekannten Ausführungsformen die Anforderungen hinsichtlich der Baubreite für den Fall, dass mehr als zwei Kontaktpunkte erforderlich sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Federdruckstück sowie einen darauf basierenden elektrischen Steckverbinder anzugeben, wobei ohne Ausdehnung der Baubreite weitere Kontaktpunkte erzielbar sind.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist damit ein Federdruckstück zur Herstellung eines elektrischen Federkontaktelements vorgesehen, das in Längsrichtung in zwei Endbereiche und einen dazwischenliegenden Mittenbereich unterteilt ist, wobei die beiden Endbereiche jeweils als Kontaktbereich ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Federdruckstück derart geformt ist, dass zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem Mittelbereich ein spitzer Winkel besteht und zwischen dem zweiten Kontaktbereich und dem Mittelbereich ein stumpfer Winkel besteht.
Der Vorteil dieses Federdruckstücks ist, dass es einerseits mit zwei dicht hintereinanderliegenden Kontaktpunkten eine kurze Bauform ermöglicht und andererseits durch Ausnutzung beider Enden des Federdruckstücks als Kontaktbereich auch eine kostengünstige Lösung darstellt.
Vorteilhaft wird das Federdruckstück weiterhin so ausgeführt, dass der spitze Winkel und der stumpfe Winkel so gewählt sind, dass die Kontaktbereiche wenigstens annähernd parallel zueinander verlaufen, so dass ein parallel zum Mittelbereich herangeführter Gegenkontakt von beiden Kontaktbereichen kontaktierbar ist, wobei zwischen Gegenkontakt und Federdruckstück zwei Kontaktpunkte entstehen.
Dies hat zum Vorteil, dass der Federdruckkontakt als Teil eines Steckverbinders verwendbar ist, wobei der eingeführte Gegenkontakt keine in Steckrichtung ebene Oberfläche aufweisen muss. Ein stufig ausgeführter oder Nuten aufweisender Gegenkontakt ist bei entsprechender Ausgestaltung der Federdruckstücke (durch jeweils angepasste Wahl von Winkel und Länge) an zwei Kontaktpunkten sicher kontaktierbar.
Vorteilhaft liegen die beiden Kontaktpunkte auf einer Geraden parallel zur Steckrichtung, so dass mit einem in Steckrichtung eben ausgebildetem Gegenkontakt, beispielsweise einem Kontaktstift, beide Kontaktbereiche kontaktierbar sind.
Vorteilhaft wird ferner der Mittelbereich des Federdruckstücks zur Befestigung an einem Kontaktträger, beispielsweise an der Innenseite einer Buchse eines Steckverbinders und/oder zum elektrischen Anschluss verwendet.
Weiterhin können über den Mittelbereich auch mehrere Federdruckstücken miteinander verbunden sein. Diese Option genügt zwar nicht der Anforderung an eine schmale Bauform, ermöglicht aber eine kostengünstige Realisierung eines Multikontaktdruckstücks über eine Fertigung in Stanz-Biege-Technik, in der auch das einzelne Federdruckstück vorteilhaft fertigbar ist.
Vorteilhaft wird das Federdruckstück als Federkontaktelement in einem Steckverbinder verwendet, wobei der Steckverbinder einen Stecker mit einem Kontaktstift und eine Buchse mit mindestens einem Federdruckstück aufweist und das mindestens eine Federdruckstück innerhalb der Buchse in der Achse der Steckrichtung so angeordnet ist, dass der einführbare Kontaktstift des Steckers von dem Federdruckstück zweifach kontaktierbar ist.
Bei einer derartigen Anordnung wird der Kontaktstift des Steckers von beiden, in Steckrichtung hintereinanderliegenden Kontaktbereichen des Federdruckstücks an zwei Kontaktpunkten kontaktiert.
Wird innerhalb der Buchse dem Federdruckstück ein weiteres Federdruckstück gegenüber angeordnet, so kann die Anzahl der Kontaktpunkte ohne eine Verbreiterung der Bauform auf vier erhöht werden.
Desweiteren wirken die Federkräfte durch die Federdruckstücke auf den einführbaren Kontaktstift einander entgegen, der Kontaktstift wird von den Federdruckstücken im Pinzettengriff sicher kontaktiert und festgehalten.
Wenngleich für besonders schmale Steckverbinder konzipiert, kann das erfindungsgemäße Federdruckstück auch in Steckverbindern ausreichender Baubreite, wenn also die Breite des Federdruckstücks im Verhältnis zur Breite oder zum Durchmesser der Buchse klein ist, mehrfach nebeneinander verwendet werden, beispielsweise um die Kontaktsicherheit durch die Verdoppelung der Kontaktpunkte zu erhöhen.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen
1 eine bevorzugte Ausführungsform des Federdruckstücks;
2 eine bevorzugte Ausführungsform des Federdruckstücks in Kontakt mit einem Gegenkontakt;
3 eine Buchse einer Steckverbindung mit zwei bevorzugten Ausführungsformen des Federdruckstücks und
4 eine Buchse einer Steckverbindung mit zwei bevorzugten Ausführungsformen des Federdruckstücks bei eingeführtem Kontaktstift.
5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Federdruckstücke durch ein gemeinsames Kontaktelement miteinander verbunden sind.
6a und 6b zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form eines Vierkontakt-Federdruckstück in seitlicher Darstellung.
7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form eines Vierkontakt-Federdruckstücks in perspektivischer Darstellung.
8 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form eines Vierkontakt-Federdruckstücks in perspektivischer Darstellung, welche gegenüber der 7 um einen Kontaktstift ergänzt ist.
Die 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Federdruckstücks 1 mit einem in der Darstellung waagerecht ausgerichtetem Mittelbereich 3 sowie einem ersten als Kontaktbereich 2´ ausgeführtem Endbereich und einem zweiten als Kontaktbereich 2 ausgeführtem Endbereich. Dabei steht der Kontaktbereich 2 in einem stumpfen Winkel zum Mittelbereich 3 und der Kontaktbereich 2´ in einem spitzen Winkel zum Mittelbereich 3.
2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Federdruckstücks 1 in Kontakt mit einem Gegenkontakt 3. Dabei ist der längliche Gegenkontakt 3 in seiner Längsachse parallel zum Mittelbereich 3 orientiert. Die Größe des stumpfen Winkels zwischen dem Mittelbereich 3 des Federdruckstücks 1 und dem Kontaktbereich 2, die Länge des Kontaktbereichs 2, der spitze Winkel zwischen dem Mittelbereich 3 des Federdruckstücks 1 und des Kontaktbereichs 2´ und die Länge des Kontaktbereichs 2´ sind so gewählt, dass der Mittelbereich 3, die Kontaktbereiche 2 und 2´ sowie der Abschnitt des Gegenkontakts 4 zwischen den Kontaktpunkten 5 und 5´ annähernd ein Parallelogramm ergeben.
Dabei ist es nicht wesentlich, dass die Kontaktbereiche 2 und 2´ zueinander parallel verlaufen. Durch eine kleinere Wahl des stumpfen Winkels und einem im Vergleich zur Darstellung verkürztem Kontaktbereich 2 ist es ebenfalls zu erreichen, dass die Kontaktpunkte 5 und 5´ auf einer Geraden parallel zur Ausrichtung des Mittelbereiches 3 verlaufen.
In Abhängigkeit von der Geometrie des Gegenkontakts 4 und der Ausrichtung des Mittelbereichs 3 sind die Winkel sowie die Längen der Kontaktbereiche 2 und 2´ so anpassbar, dass eine Kontaktierung zwischen Gegenkontakt 4 und Federdruckstück 1 an zwei Kontaktpunkten 5 und 5´ zu gewährleisten ist.
3 zeigt eine Buchse 6 einer Steckverbindung mit zwei bevorzugten Ausführungsformen des Federdruckstücks 1, 1´. Wie aus der Figur zu entnehmen, weist die Innenseite der Buchse 6 zwei einander gegenüberliegende Federdruckstücke 1, 1´ auf. Dabei sind die Federdruckstücke 1, 1´ in der Achse der Steckrichtung 8 ausgerichtet, so dass ein einführbarer Gegenkontakt 4, beispielsweise in Form eines Kontaktstiftes 7, beide Federdruckstücke 1, 1´ jeweils zweifach kontaktiert.
4 zeigt eine Buchse 6 einer Steckverbindung mit zwei bevorzugten Ausführungsformen des Federdruckstücks 1, 1´ bei eingeführtem Kontaktstift 7. Durch den eingeführten Kontaktstift 7 wurden die Federdruckstücke 1, 1´ gespannt, so dass sie an den vier Kontaktpunkten 5, 5´, 5´´, 5´´´ Druck auf den Kontaktstift 7 ausüben und diesen sicher kontaktieren.
5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Federdruckstücke 1 und 1´ durch ein gemeinsames Kontaktelement 9 miteinander verbunden sind. Dabei sind das Kontaktelement 9 und die beiden Federdruckstücke 1, 1´ gemeinsam als ein Vierkontakt-Federdruckstück 10 in einem Stanz-Biege-Prozess herstellbar. Dazu können nach dem Stanzvorgang zum einen die Winkel der Kontaktbereiche 2, 2´ gebogen werden, zum anderen können zwei nach dem Stanzvorgang nebeneinander entstandene Federdruckstücke 1 und 1´ durch Biegung in vorzugsweise einander gegenüberliegende Positionen gebracht werden, sodass ein Vierkontakt-Federdruckstück 10 entsprechend 5 entsteht.
6a und 6b zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form eines Vierkontakt-Federdruckstücks 10 mit eingeführtem Kontaktstift 7, jeweils in seitlicher Darstellung, wobei 6b eine um 90 Grad gedrehte Darstellung zeigt.
7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form eines Vierkontakt-Federdruckstücks 10 in perspektivischer Darstellung, die in 8 um einen eingeführten Kontaktstift 7 ergänzt ist.
Bezugszeichenliste

1, 1´: Federdruckstück
2, 2´: Kontaktbereich
3: Mittelbereich
4: Gegenkontakt
5, 5´, 5´´, 5´´´: Kontaktpunkt
6: Buchse
7: Kontaktstift
8: Steckrichtung
9: Kontaktelement
10: Vierkontakt-Federdruckstück

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

DE 4411784 C2 [0004]
DE 8702973 U1 [0004]

Claims

Federdruckstück (1) zur Herstellung eines elektrischen Federkontaktelements, das in Längsrichtung in zwei Endbereiche und einen dazwischenliegenden Mittenbereich (3) unterteilt ist, wobei die beiden Endbereiche jeweils als Kontaktbereich (2, 2´) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Federdruckstück (1) derart geformt ist, dass zwischen dem ersten Kontaktbereich (2´) und dem Mittelbereich (3) ein spitzer Winkel besteht und zwischen dem zweiten Kontaktbereich (2) und dem Mittelbereich (3) ein stumpfer Winkel besteht.
Federdruckstück (1) nach Anspruch 1, wobei der spitze Winkel und der stumpfe Winkel so gewählt sind, dass die Kontaktbereiche (2, 2´) annähernd parallel zueinander verlaufen, so dass ein parallel zum Mittelbereich (3) herangeführter Gegenkontakt (4) von beiden Kontaktbereichen (2, 2´) kontaktierbar ist, wobei zwischen Gegenkontakt (4) und Federdruckstück (1) zwei Kontaktpunkte (5, 5´) entstehen.
Federdruckstück (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kontaktpunkte (5, 5´) auf einer Geraden parallel zur Steckrichtung (8) liegen, so dass mit einem in Steckrichtung (8) eben ausgebildetem Gegenkontakt (4) beide Kontaktbereiche (5, 5´) kontaktierbar sind.
Federdruckstück (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelbereich (3) zur Befestigung und/oder zum elektrischen Anschluss und/oder zur Verbindung mit weiteren Federdruckstücken (1) ausgebildet ist.
Federdruckstück (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Stanz-Biege-Element ausgebildet ist.
Elektrischer Steckverbinder, aufweisend einen Stecker mit einem Kontaktstift (7) und eine Buchse (6) mit mindestens einem Federdruckstück (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federdruckstück (1) innerhalb der Buchse (6) in der Achse der Steckrichtung (8) angeordnet ist, so dass ein einführbarer Kontaktstift (7) eines Steckers von dem Federdruckstück (1) zweifach kontaktierbar ist.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Buchse (6) je einem Federdruckstück (1, 1´) ein weiteres gegenüber angeordnet ist, so dass die bei eingeführtem Kontaktstift (7) durch die Federdruckstücke (1, 1´) aufgebrachten Federkräfte einander entgegenwirken.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Federdruckstücks (1, 1´) im Verhältnis zur Breite oder zum Durchmesser der Buchse (6) klein ist, so dass in der Buchse (6) mehrere Federdruckstücke (1) nebeneinander anordenbar sind.