DE102013223694B4

DE102013223694B4 - Verbesserter mehrpoliger elektrischer Steckverbinder mit Federkontakten

Info

Publication number: DE102013223694B4
Application number: DE102013223694.8A
Authority: DE
Inventors: Emilio Germani
Original assignee: Industria Lombarda Materiale Elettrico ILME SpA
Current assignee: Industria Lombarda Materiale Elettrico ILME SpA
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2024-01-11
Anticipated expiration: 2033-11-21
Also published as: CN103840294A; JP2014103115A; DE102013223694A1; ITMI20121974A1; US20140141657A1; US9287638B2

Abstract

Verbesserter mehrpoliger elektrischer Steckverbinder (10) mit Federkontakten (14), zur Herstellung elektrischer Leitungsverbindungen für private und/oder industrielle Zwecke, mit einem Steckverbinder-Körper (12), in dem die Federkontakte (14) zum Anklemmen von Leitern (16) angeordnet sind, die in im Steckverbinder-Körper (12) ausgebildete Aufnahmesitze (18) eingeführt sind, wobei die Federkontakte (14) die Leiter (16) mittels Betätigungsstiften (22) verriegeln/entriegeln, die relativ zu weiteren Aufnahmesitzen (20) gleiten, wobei die weiteren Aufnahmesitze (20) parallel zu den Aufnahmesitzen (18) angeordnet sind, die Betätigungsstifte (22) im Zustand entriegelter Leiter (16) teilweise aus den zusätzlichen weiteren Aufnahmesitzen herausgezogen werden und im Zustand verriegelter Leiter (16) voll eingeführt werden, ohne aus den weiteren Aufnahmesitzen (20) herauszuragen, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder Mittel zum schnellen und leichten Zugang einer Sonde (40) einer Testvorrichtung (42) derart aufweist, dass elektrische Messungen möglich sind, während die Leiter (16) durch die Betätigungsstifte (22) blockiert sind, wobei die besagten Mittel an den Betätigungsstiften (22) selbst ausgebildet sind.

Description

Die vorliegende Verbindung betrifft einen verbesserten mehrpoligen elektrischen Steckverbinder mit Federkontakten.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen verbesserten mehrpoligen elektrischen Steckverbinder, der zur Herstellung elektrischer Leitungsverbindungen für private und/oder industrielle Zwecke geeignet ist.
Bekanntermaßen handelt sich bei elektrischen Steckverbindern um elektromechanische Vorrichtungen, mittels derer zwei oder mehr Elemente eines Stromkreises elektrisch oder mechanisch miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden können, oder dass dadurch andere Elemente des gleichen Stromkreises beeinflusst oder die Stromübertragungseigenschaften der durch die Vorrichtungen miteinander verbundenen Vorrichtungen verändert werden.
Tatsächlich erfüllen elektrischen Steckverbinder die Funktion einer „Brücke“ zwischen einzelnen Bauteilen elektronischer Geräte oder elektronischer Installationen, wobei sie die Montage der Bauteile sowie die an ihnen vorgenommenen Wartungs-, Inspektions- und Reparaturvorgänge erleichtern; zudem bieten sie Möglichkeit einer rationelleren Verwendung elektrischer Leitungen, da sie eine Beschränkung der Bemessungen der Leitungen sowie eine geordnete Konfiguration der gegenseitigen Verbindungen der Leitungen erlauben.
Typischerweise sind die elektrischen Steckverbinder gemäß dem Schraub-Typ ausgebildet, bei dem während der Verkabelung das Öffnen und Schließen der zur Verbindung der Leiter vorgesehenen Anschlüsse dadurch erfolgt, dass mit Hilfe eines Schraubenziehers oder eines gleichwertigen Werkzeugs auf eine Schraube eingewirkt wird, die auf den Anschluss drückt und folglich den Leiter in seinem Sitz festklemmt.
Diese Typen von Steckverbindern sind jedoch mit einigen Nachteilen behaftet, die darauf zurückzuführen sind, dass der Leiter aufgrund unsachgemäßer Befestigung oder einer Lockerung der Schraube aus seinem Sitz heraustreten kann; zudem ist es bei diesen Steckverbindern gerade wegen des Vorhandenseins der Klemmschrauben nicht möglich, die Verdrahtungsvorgänge schnell und mühelos durchzuführen.
Zur Beseitigung dieser Nachteile sind mehrpolige elektrische Steckverbinder entwickelt worden, bei denen jeder Leiter mittels eines Federkontakts an den Steckverbinder angeklemmt ist; bei diesen Typen von Steckverbindern erfolgt das Öffnen und/oder Schließen der zum Anklemmen der Leiter vorgesehenen Klemmen mit Hilfe eines Werkzeugs (z.B. eines Schraubenziehers), mit dem Druck auf eine Feder des Anschlusses ausgeübt wird, wobei der Zugriff des Werkzeugs auf die Feder über eine geeignete Öffnung erfolgt, die an einer nahe dem Sitz zur Einführung des Leiters gelegenen Position ausgebildet ist.
Obwohl dieser Lösungsansatz gegenüber dem Lösungsansatz in Form des Schraub-Typ-Steckverbinders eine Verbesserung darstellt, hat er dennoch einige gravierende Nachteile, die darauf zurückzuführen sind, dass er seitens der Bedienungsperson eine gewisse Erfahrung und/oder Geschicklichkeit verlangt, um eine unbeabsichtigte Beschädigung des Feder-Anschlusses zu verhindern, welche die gute Qualität der elektrischen Verbindung beeinträchtigen könnte; diese Nachteile können z.B. bei Verwendung eines ungeeigneten Werkzeugs oder bei unsachgemäßer Ausführung der Operationen zum Öffnen/Schließen der Klemmen auftreten.
EP 1 808 933 B1 , auf die sich der Oberbegriff von Anspruch 1 bezieht, beschreibt eine elektrische Verbindungseinrichtung.
Gemäß weiteren Ausgestaltungen, die z.B. in DE 10 2007 009 082 C5 (auch als U.S. 7,438,587 B2 oder CN 101 051 711 B veröffentlicht) beschrieben sind, sind die mehrpoligen elektrischen Steckverbinder mit Federklemmen-Kontakten versehen, die für jeden Anschluss einen Betätigungsstift aufweisen, mittels dessen das Schließen und mögliche erneute Öffnen des Anschlusses vorgenommen werden kann; diese Betätigungsstifte ermöglichen das Betätigen der Federklemme und somit das Anschließen des Leiters an den Kontakt, ohne dass dazu Werkzeuge benötigt werden, so dass das Herstellen der Drahtverbindung schnell, mühelos und kostengünstig sowie unabhängig von der Geschicklichkeit der Bedienungsperson vorgenommen werden kann.
Dieser Lösungsansatz jedoch, wenngleich er einige der Probleme der oben aufgeführten Lösungsansätze löst, hat einige beträchtliche Nachteile, die sich daraus ergeben, dass die Betätigungsstifte, die im Wesentlichen eine prismatische Form aufweisen, den Zugang zu den leitenden Teilen der Federklemmen-Anschlüsse blockieren, folglich keine Kontaktpunkte zu den Steckverbinder-Anschlüssen bieten und somit Maßnahmen zur Herstellung eines kontinuierlichen Stromflusses, einer Impedanz oder dgl. verhindern; derartige Maßnahmen sind nur nach einem Auseinandernehmen des Steckverbinders möglich.
Somit besteht die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die vorstehend aufgeführten Nachteile zu beseitigen.
Insbesondere ist es Zweck der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten mehrpoligen elektrischen Steckverbinder mit Federkontakten zu schaffen, bei denen zusätzlich zu der Bedienungsfreundlichkeit der Verwendung eines gemäß dem Feder-Typ ausgebildeten mehrpoligen elektrischen Steckverbinders, der mit Betätigungsstiften zum Schließen der Anschlüsse versehen ist, die Möglichkeit besteht, Messungen der Kontinuität des Stromflusses, der Impedanz und dgl. schnell, mühelos und ohne das Erfordernis vorzunehmen, den elektrischen Steckverbinder auseinanderzunehmen oder die Anschlüsse zu öffnen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen mehrpoligen elektrischen Steckverbinder zu schaffen, der dazu geeignet ist, elektrische Messungen schnell und mühelos mit Hilfe von Mitteln vorzunehmen, die keine Veränderung der Eigenschaften der Robustheit und Wirksamkeit des Steckverbinders selbst verursachen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten elektrischen Steckverbinder zu schaffen, der mit Mitteln versehen ist, die elektrische Tests auf Erfüllung der Industrienormen ermöglichen, welche die Anpassung der elektrischen Isolierung an die dem Steckverbinder zugewiesene Nennspannung regeln.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dem Benutzer einen verbesserten mehrpoligen elektrischen Steckverbinder mit Federkontakten zur Verfügung zu stellen, bei dem über die Zeit hinweg ein hohes Maß an Haltbarkeit und Zuverlässigkeit gewährleistet ist und der zudem unkompliziert und kostengünstig realisierbar ist.
Diese und weitere Aufgaben, die im Folgenden noch ersichtlich werden, werden durch die im unabhängigen Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Gemäß der Erfindung ist ein verbesserter mehrpoliger elektrischer Steckverbinder mit Federkontakten vorgesehen, der einen Steckverbinder-Körper aufweist, in dem die Federkontakte zum Anklemmen von Drähten angeordnet sind, die in im Steckverbinder-Körper ausgebildete Aufnahmesitze eingeführt sind, wobei die Federkontakte die Leiter mittels Betätigungsstiften verriegeln/entriegeln, die relativ zu weiteren Aufnahmesitzen des Steckverbinder-Körpers gleiten, und wobei die weiteren Aufnahmesitze parallel zu den Aufnahmesitzen angeordnet sind, die Betätigungsstifte im Zustand entriegelter Leiter teilweise aus den zusätzlichen weiteren Aufnahmesitzen herausgezogen werden und im Zustand verriegelter Leiter voll eingeführt werden, ohne aus den weiteren Aufnahmesitzen herauszuragen. Der Steckverbinder weist ferner Mittel auf, die einen schnellen und mühelosen Zugang einer Sonde einer Testvorrichtung derart erlauben, dass elektrische Messungen möglich sind, während die Leiter durch die Betätigungsstifte blockiert sind.
Die Konstruktions- und Funktionseigenschaften des gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten verbesserten mehrpoligen elektrischen Steckverbinders mit Federkontakten werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher ersichtlich, in der auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen wird, die eine bevorzugte, jedoch nicht einschränkende Ausführungsform gezeigt ist.
Es zeigen:

1 eine schematische perspektivische Ansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten verbesserten mehrpoligen elektrischen Steckverbinders mit Federkontakten, der zum Anschließen mehrerer Leiter vorbereitet ist;
2 eine schematische Ansicht des mehrpoligen elektrischen Steckverbinders in der zum Anklemmen der Leiter geeigneten Konfiguration;
3 eine entlang der Ebene A-A der Darstellung des Steckverbinders in 1 angesetzte schematische Schnittansicht, bei der ein Paar von Leitern in den Steckverbinder selbst eingesetzt ist;
4 eine schematische Schnittansicht gemäß 3, bei der ein Paar von Leitern in dem Steckverbinder festgeklemmt ist;
5 zwei perspektivische Ansichten eines Betätigungsstifts des elektrischen Steckverbinders gemäß der Erfindung;
6 eine entlang zweier orthogonaler Ebenen geschnittene schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Steckverbinders gemäß der Erfindung; und
7 eine schematische Ansicht des in 6 gezeigten Teils des elektrischen Steckverbinders beim Ausführen einer elektrischen Messung/Prüfung mittels eines Testers.

Wie aus den vorstehend aufgeführten Figuren ersichtlich ist, weist der gemäß der Erfindung ausgebildete verbesserte mehrpolige elektrische Steckverbinder mit Federkontakten, der in den Figuren insgesamt mit 10 gekennzeichnet ist, einen Steckverbinder-Körper 12 auf, in dem (bekannte und deshalb hier nicht detailliert beschriebene) Federkontakte 14 zur klemmenden Befestigung von Leitern 16 angeordnet sind, die in Aufnahmesitze 18, welche sich in dem gleichen Steckverbinder-Körper 12 befinden, eingeführt sind. Der Steckverbinder-Körper 12 weist weitere Aufnahmesitze 20 auf, die parallel zu den Aufnahmesitzen 18 und außerhalb der Aufnahmesitze 18 angeordnet sind und in der Lage sind, einen Betätigungsstift 22 aufzunehmen, der, indem er in dem weiteren Aufnahmesitz 20 gleitet, ein Verriegeln und Entriegeln des Leiters 16 ermöglicht, wie in 3 und 4 schematisch gezeigt ist.
Ferner ist der Steckverbinder-Körper 12 mit Fenstern 24 versehen, die in der oberen Seitenwand des Steckverbinder-Körpers nahe den weiteren Aufnahmesitzen 20 sowie in der Nähe von Sitzen 26 ausgebildet sind, welche in dem oberen Teil jedes Betätigungsstifts 22 vorgesehen sind.
Der jeweilige Betätigungsstift 22, dessen genauere Ausgestaltung in 5 schematisch gezeigt ist, hat eine im Wesentlichen prismatische Form mit einem unteren Teil 28, der im Wesentlichen keilförmig ausgebildet ist, um mit dem jeweiligen Federkontakt 14 zusammenzugreifen, wobei er diesen verformt, um dessen Öffnung zu veranlassen (3 - Betätigungsstift 22 teilweise aus dem weiteren Aufnahmesitz 20 herausgezogen) und mit einer optionalen Ausnehmung 30, die über dem unteren Teil 28 angeordnet und in der Lage ist, den Federkontakten eine Bewegung zurück in ihre unverformte Ruheposition zu ermöglichen (4 - Betätigungsstift 22 voll eingeführt, ohne aus dem weiteren Aufnahmesitz 20 herauszuragen).
An dem oberen Teil des Betätigungsstifts 22, der relativ zu dem unteren Teil 28 an der entgegengesetzten Seite gelegen ist, ist ein Sitz 26 ausgebildet, der zu dem entsprechenden Fenster 24 des Steckverbinder-Körpers 12 weist und ein Werkzeug oder Gerät (z.B. einen Schraubenzieher oder eine Ahle) aufnehmen kann, um ein teilweises Zurückziehen des Betätigungsstifts 22 aus dem weiteren Aufnahmesitz 20 zu erzwingen und dadurch den Leiter 16 zu entriegeln, damit dieser herausgezogen werden kann.
An der vertikalen Seitenfläche des jeweiligen Betätigungsstifts 22 ist an der unteren Hälfte des Stifts ein Paar einander gegenüberliegender Vorsprünge 34 angeordnet, die in der Lage sind, das Entfernen dieses Stifts aus seinem Gehäuse/Gleit-Aufnahmesitz zu verhindern.
Die Basis- oder obere Fläche 35 des Betätigungsstifts 22 weist eine Erweiterung 36 auf, die von der Ausnehmung 30 entfernt in einer horizontalen Ebene verläuft und die in der Lage ist, mit der oberen Fläche des Fensters 24 in Kontakt zu gelangen, so dass sie in dieser Weise ein Begrenzungs-(Bewegungsende-) Element für die Gleitbewegung des Stifts in dem weiteren Aufnahmesitz 20 bildet.
Nachdem die elektrische Leitungsverbindung hergestellt worden ist, führt die Bedienungsperson die Leiter 16 in die zugehörigen Aufnahmesitze 18 und in die Federkontakte 14 des Steckverbinder-Körpers 12 ein, bei dem in dieser anfänglichen Konfiguration die Betätigungsstifte 22 teilweise aus den weiteren Aufnahmesitzen 20 zurückgezogen sind, und anschließend veranlasst die Bedienungsperson durch Ausüben von Druck auf die Betätigungsstifte 22 die Abwärtsbewegung, die durch Gleitbewegung in den jeweiligen Spalten erfolgt, wodurch das Verriegeln der Leiter realisiert wird, wie in 3 und 4 schematisch gezeigt ist.
Zum Freigeben der Leiter 16 ist es erforderlich, die Betätigungsstifte 22 aus den weiteren Aufnahmesitzen 20 herauszuziehen, so dass die unteren Teile 28 der Betätigungsstifte, die auf die Federkontakte 14 einwirken, deren Verformung und folglich das Ausrücken der Leiter aus den Kontakten bewirken; die Aufwärtsbewegung der Betätigungsstifte 22 wird mit Hilfe eines Werkzeugs erzielt, dessen Ende durch das Fenster 24 in den Sitz 26 jedes Stifts eingeführt wird.
Ferner ist der Betätigungsstift 22 ausgehend von den der Basis- oder oberen Fläche 35 an der Seite, die dem Verlauf der Erweiterung 36 gegenüberliegt, mit einer Öffnung 38 versehen, die mit längsverlaufender Erstreckung in die Richtung des Federkontakts 14 weist und die in Form einer Nut ausgebildet ist, welche im Querschnittsprofil vorzugsweise - jedoch nicht ausschließlich - halbkreisförmig ist und die in der Lage ist, den jeweiligen Federkontakt 14 mit dem Außenbereich zu verbinden.
Eine derartige längsverlaufende Öffnung 38 ermöglicht, wie in 7 schematisch gezeigt ist, das Einführen einer Sonde 40 einer Testvorrichtung 42, z.B. eines Testers zum Prüfen auf das Vorhandensein eines elektrischen Kontakts oder von Spannung, zum Messen der Impedanz etc., wenn der Leiter 16 in den Aufnahmesitz 18 eingeführt und mittels des Betätigungsstifts 22 verriegelt ist.
Bei einer Konfiguration gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Öffnung in Form einer längsverlaufenden Nut mit einem Querschnittsprofil des mixtilinearen, halbquadratischen oder halbrechteckigen Typs ausgebildet.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die Nut 38 in Form einer Durchgangsöffnung mit kreisförmigem oder quadratischen Querschnitt ausgebildet, die in Längsrichtung in dem Betätigungsstift verläuft, um den Federkontakt mit dem Außenbereich zu verbinden.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, bietet der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildete verbesserte mehrpolige elektrische Steckverbinder mit Federkontakten deutliche Vorteile.
Der erfindungsgemäße mehrpolige elektrische Steckverbinder mit Federkontakten bietet vorteilhafterweise - zusätzlich zu der guten Praktikabilität der Verwendung eines gemäß dem Feder-Typ ausgebildeten mehrpoligen elektrischen Steckverbinders mit Betätigungsstiften zum Schließen der Anschlüsse - die Möglichkeit, Messungen der Kontinuität des Stromflusses, der Impedanz und dgl. schnell, mühelos und ohne das Erfordernis vorzunehmen, den elektrischen Steckverbinder auseinanderzunehmen oder die Anschlüsse zwecks Zugriffs auf die Kontaktzone zu öffnen, wodurch die Kontinuität des Stromflusses und somit der Betrieb der Schaltung unterbrochen würde, die zum Durchführen von Tests und Messungen an einem angeschlossenen und strombeaufschlagten Steckverbinder verwendet wird.
Von Vorteil ist auch, dass durch diese Öffnung oder Längsnut, die direkt an jedem Betätigungsstift ausgebildet ist, die Robustheit und Effektivität des Betätigungsstifts beibehalten werden kann, während die Normen für die Anpassung der elektrischen Isolierung an die Nennspannung des Steckverbinders erfüllt werden; die in der oben beschriebenen Weise ausgebildete Öffnung verursacht keine Kurzschlüsse für Oberflächenströme (Kriechströme) und/oder verursacht keine Reduzierung des Freiraums (Abstandes) zu Teilen, die möglicherweise die entgegengesetzte Polarität aufweisen.
Zudem ist vorteilhaft, dass der mit der Längsöffnung oder -nut versehene Betätigungsstift eine Lösung darstellt, die in Hinblick auf den Herstellungsvorgang des Produkts leicht und kostengünstig realisierbar ist.
Obwohl die Erfindung insbesondere anhand eines bevorzugten und nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, werden Fachleuten aus der vorstehenden Beschreibung verschiedenartige Modifikationen und Variationen ersichtlich sein. Somit wird darauf verwiesen, dass die vorliegende Erfindung sämtliche Modifikationen und Variationen umfasst, die unter den Umfang der folgenden Ansprüche fallen.

Claims

Verbesserter mehrpoliger elektrischer Steckverbinder (10) mit Federkontakten (14), zur Herstellung elektrischer Leitungsverbindungen für private und/oder industrielle Zwecke, mit einem Steckverbinder-Körper (12), in dem die Federkontakte (14) zum Anklemmen von Leitern (16) angeordnet sind, die in im Steckverbinder-Körper (12) ausgebildete Aufnahmesitze (18) eingeführt sind, wobei die Federkontakte (14) die Leiter (16) mittels Betätigungsstiften (22) verriegeln/entriegeln, die relativ zu weiteren Aufnahmesitzen (20) gleiten, wobei die weiteren Aufnahmesitze (20) parallel zu den Aufnahmesitzen (18) angeordnet sind, die Betätigungsstifte (22) im Zustand entriegelter Leiter (16) teilweise aus den zusätzlichen weiteren Aufnahmesitzen herausgezogen werden und im Zustand verriegelter Leiter (16) voll eingeführt werden, ohne aus den weiteren Aufnahmesitzen (20) herauszuragen, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder Mittel zum schnellen und leichten Zugang einer Sonde (40) einer Testvorrichtung (42) derart aufweist, dass elektrische Messungen möglich sind, während die Leiter (16) durch die Betätigungsstifte (22) blockiert sind, wobei die besagten Mittel an den Betätigungsstiften (22) selbst ausgebildet sind.
Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Mittel durch eine längsverlaufende Öffnung (38) ausgebildet sind, die in die Richtung des Federkontakts (14) weist.
Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die längsverlaufende Öffnung (38) durch eine Nut mit gekrümmtem Profil definiert ist.
Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut ein halbkreisförmiges Profil hat.
Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut ein mixtilineares Profil hat.
Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut ein halbquadratisches oder halbrechteckiges Profil hat.
Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die längsverlaufende Öffnung (38) durch ein im Querschnitt kreisförmiges Durchgangsloch definiert ist.
Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die längsverlaufende Öffnung (38) durch ein im Querschnitt quadratisches Durchgangsloch definiert ist.