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Die Erfindung betrifft einen an ein Ende einer elektrischen Leitung oder eines Kabels anschließbaren elektrischen Steckverbinder für eine Steckvorrichtung, insbesondere nach den Normen IEC 309-1, IEC 309-2 und/oder EN 60309 1 + 2.
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Elektrische Steckvorrichtungen dieser Art werden bekanntlich im Wesentlichen zur industriellen Anwendung in Räumen oder im Freien verwendet und dienen zum Anschließen einer elektrischen Leitung an eine Einrichtung oder eine ortsfeste Installation bzw. zum Verbinden zweier elektrischer, insbesondere flexibler, Leitungen oder Kabel.
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Zu diesem Zweck umfasst jede dieser Steckvorrichtungen zwei Steckverbinder, wobei wenigstens ein Steckverbinder, nämlich ein Stecker oder eine Kupplung, an eine elektrische Leitung anschließbar ist. Der Stecker ist hierbei in der Regel der Steckverbinder, der an die mit einer Einrichtung oder einer Kupplung verbundene elektrische Leitung angeschlossen wird. Die Kupplung ist in der Regel der Steckverbinder, der an eine mit einer Stromquelle verbundene elektrische Leitung angeschlossen wird.
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Elektrische Steckverbinder können ferner mit elektrisch leitenden Federanschlussklemmen versehen sein, nachfolgend als Federklemmen bezeichnet, welche üblicherweise mit jeweils einer Anschlussöffnung versehen sind, in die ein freies elektrisches Aderende einer anzuschließenden elektrischen Leitung oder eines Kabels einführbar ist, d.h. üblicherweise einschiebbar bzw. einsteckbar ist, um dieses elektrische Aderende an der jeweiligen Federklemme schraubenlos anzuklemmen. Auf diese Weise sind an derartige Steckverbinder üblicherweise ein- oder mehradriger Verbünde von elektrischen Adern von elektrischen Leitungen oder Kabeln angeschlossen.
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Die Federklemmen sind bei diesen Steckverbindern jeweils an einem hinteren Ende, nachfolgend auch als Klemmende bezeichnet, eines elektrisch leitenden Kontaktelements angebracht, welches wiederum in einem Kontaktträger des Steckverbinders eingeführt und darin tragend gehalten ist.
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Im Falle einer Kupplung ist das vordere Ende eines solches Kontaktelements, nachfolgend auch als Kontaktende bezeichnet, üblicherweise als Buchsenkontakt, und im Falle eines Steckers üblicherweise als ein zu dem Buchsenkontakt komplementärer Kontaktstift ausgebildet, wobei der Kontaktstift in den Buchsenkontakt eingeschoben wird, wenn die beiden zueinander komplementären Steckverbinder, das heißt die Kupplung und der Stecker, entlang einer Längsachse der Steckverbinder zusammengeführt und miteinander verbunden werden.
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Für elektrische Steckverbinder der vorbeschriebenen Art werden bevorzugt Klemmfedern eingesetzt, welche jeweils mittels eines manuell betätigbaren Kontaktöffners durch eine erste Bewegung aus einer ersten Stellung, in welcher die Klemmfeder freigegeben ist, d.h. in einer vordefinierten, zumeist vorgespannten Ruhestellung ist, in eine zweite Stellung bewegbar ist, in welcher der Kontaktöffner, in der Regel ein länglicher Kontaktöffner, die Klemmfeder zusammendrückt, so dass die Klemmöffnung zum Einführen oder Herauslösen dieses freien Aderendes geöffnet ist, und mittels einer zweiten Bewegung des manuell betätigbaren Kontaktöffners zurück in Richtung der ersten Stellung gebracht werden kann, so dass die Klemmöffnung wieder gesperrt ist. Ein bei geöffneter Klemmöffnung darin eingeführtes Aderende ist somit bei freigegebener Klemmfeder an der jeweiligen Federklemme festgeklemmt und kann erst bei geöffneter Klemmöffnung wieder herausgelöst werden.
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Infolgedessen haben Kontaktöffner die Funktion eines Druck ausübenden Werkzeugs und weisen üblicherweise eine längliche Formgebung auf, so dass eine Klemmfeder zwischen der ersten Stellung, bei der die Klemmfeder freigegeben ist, und einer zweiten Stellung, bei der die Feder zusammengedrückt ist, bewegt werden kann.
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Bei der Herstellung, das heißt bei der Montage von elektrischen Steckverbindern hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zuerst das Kontaktelement und die Klemmfeder in dem Kontaktträger anzuordnen, so dass eben diese Klemmfeder an dem hinteren Ende des Kontaktelements angeordnet ist und dieses entlang der Längsachse des Kontaktträgers, welche in der Regel zumindest parallel zur Längsachse der Steckverbinder ausgerichtet ist, in diesen eingeführt ist.
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Zur weiteren Montage eines elektrischen Steckverbinders der vorbenannten Art ist ein in Art einer Kappe oder eines Deckels ausgebildetes Gehäuseteil an den rückseitigen Bereich des Kontaktträgers zu montieren. Dieses Gehäuseteil ist mit dem Kontaktträger verrastbar, verschraubbar oder sonst irgendwie verbindbar und weist eine Innenfläche auf, welche die Klemmfeder wenigstens teilweise umgibt.
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Darüber hinaus sind bei der Montage die jeweiligen Kontaktöffner in das Gehäuseteil einzubringen, welches hierzu je nach Anzahl der anzuschließenden Aderenden mit einer oder mit mehreren Öffnungen versehen ist.
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Während eines Herstellungsprozesses sind folglich, je nach Anzahl der anzuschließenden Aderenden, in einem entsprechend mehr- oder weniger aufwendigen Verfahrensschritt eine Vielzahl von Kontaktöffner in dem an dem Kontaktträger zu befestigenden Gehäuseteil einzubringen.
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Zudem bedingt der Einbau eines einer Klemmfeder zugeordneten Kontaktöffners durch dessen Einführen zwischen einer Innenfläche des Gehäuseteils und der Klemmfeder oder durch das Montieren des Gehäuseteils an dem Kontaktträger, an dem der Kontaktöffner bereits angeordnet ist, ein erstmaliges Zusammendrücken und daher eine über die aus der vordefinierten Ruhestellung hinausgehende Vorbelastung der Klemmfeder, weshalb die Klemmfeder bereits bei der Montage eine unerwünschte Abschwächung ihrer Klemmkraft erfährt.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung einen elektrischen Steckverbinder der eingangs beschriebenen Art weiter zu verbessern sowie die Herstellung eines solchen elektrischen Steckverbinders zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Steckverbinder und durch ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein erfindungsgemäßer elektrischer Steckverbinder ist an ein Ende einer elektrischen Leitung oder eines Kabels, d.h. an wenigstens ein Ende, anschließbar. Ein anzuschließendes Ende einer derartigen elektrischen Leitung oder eines Kabels besitzt wenigstens ein freies Aderende.
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Ferner ist der Steckverbinder entlang einer Längsachse mit einem zu dem Steckverbinder komplementären Steckverbinder zu verbinden.
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Erfindungsgemäß umfasst ein elektrischer Steckverbinder wenigstens ein Kontaktelement, insbesondere ein längliches Kontaktelement, das in dem Kontaktträger parallel zu dieser Längsachse eingeführt und von diesem tragend gehalten ist. Dieses Kontaktelement weist ein vorderes und ein hinteres Ende auf, wobei an dem hinteren Ende eine Klemmfeder mit einer Klemmöffnung angeordnet ist, in welche eines des wenigstens einen freien Aderendes klemmbar ist.
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Weiterhin umfasst ein elektrischer Steckverbinder ein Gehäuseteil, das an den Kontaktträger befestigbar, das heißt daran montierbar ist, und das eine Innenfläche aufweist, die nach der Befestigung bzw. der Montage die Klemmfeder wenigstens teilweise umgibt.
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Zwischen dieser Innenfläche und der Klemmfeder ist ein Kontaktöffner, insbesondere ein länglicher Kontaktöffner wenigstens teilweise angeordnet, welcher der Klemmfeder zugeordnet ist und der zwischen zwei Stellungen beweglich gehalten ist.
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Der Kontaktöffner ist durch eine erste Bewegung aus einer ersten Stellung, in welcher die Klemmfeder freigegeben ist, d.h. in einer vordefinierten, insbesondere vorgespannten Ruhestellung ist, in eine zweite Stellung bewegbar, in welcher der Kontaktöffner die Klemmfeder zusammendrückt, so dass die Klemmöffnung zum Einstecken oder Herauslösen dieses freien Aderendes geöffnet ist. Durch eine zweite Bewegung kann der Kontaktöffner zurück in Richtung der ersten, die Klemmöffnung sperrenden Stellung gebracht werden.
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Gemäß der Erfindung bildet diese Innenfläche des Gehäuseteils ferner einen Bereich aus, in welchem wenigstens ein Teil des Kontaktöffners derart aufgenommen werden kann, dass in dessen erster Stellung die Klemmfeder freigegeben ist.
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Vorteile der Erfindung ergeben sich zum einen daraus, dass der Kontaktöffner, in dessen erster Stellung, wenigstens teilweise in einem Bereich der Innenfläche des Gehäuseteils, welche die Klemmfeder wenigstens teilweise umgibt, einen Platz, das heißt einen Raum findet, so dass die Klemmfeder zum einen freigegeben, d.h. in der vordefinierten, insbesondere vorgespannten Ruhestellung ist und zum anderen das Gehäuseteil entweder zusammen mit dem Kontaktöffner oder ohne diesem an den Kontaktträger im Wesentlichen kraftfrei, das heißt insbesondere ohne die Klemmfeder zu berühren und/oder zusammenzudrücken zu müssen, montierbar ist.
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Ferner ermöglicht die Erfindung eine vereinfachte Vormontage bei der Fertigung bzw. der Montage eines elektrischen Steckverbinders.
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So können z.B. zum einen in einem Verfahrensschritt ein oder mehrere Kontaktöffner an dem Gehäuseteil angeordnet, insbesondere fixiert werden, um dann in einem weiteren Verfahrensschritt eine solche vormontierte Einheit an einen Kontaktträger zu befestigen, in welchem ein Kontaktelement mit einer daran angeordneten Klemmfeder bereits eingeführt ist, ohne dass die Klemmfeder im Wesentlichen berührt und/oder zusammengedrückt werden muss.
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In einer möglichen Alternative der Erfindung kann z.B. an einem Kontaktträger, in welchem ein Kontaktelement mit einer daran angeordneten Klemmfeder bereits eingeführt ist, dann auch ein Kontaktöffner angeordnet, insbesondere fixiert werden, um dann in einem weiteren Verfahrensschritt an eine solche vormontierte Einheit das Gehäuseteil zu befestigen, ohne dass die Klemmfeder im Wesentlichen berührt und/oder zusammengedrückt werden muss.
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In einer weiteren möglichen Alternative der Erfindung können zum z.B. in einem Verfahrensschritt ein oder mehrere Kontaktöffner an dem Gehäuseteil angeordnet, insbesondere fixiert werden, um dann in einem weiteren Verfahrensschritt eine solche vormontierte Einheit an einen Kontaktträger zu befestigen, und dann erst anschließend ein bzw. mehrere Kontaktelemente mit jeweils einer daran angeordneten Klemmfeder einzuführen, ohne dass die Klemmfeder im Wesentlichen berührt und/oder zusammengedrückt werden muss.
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Zum Anklemmen von freien Aderenden ist besonders zweckmäßig eine Klemmfeder geeignet, insbesondere eine elektrisch leitfähige Klemmfeder, die als Zugfeder, insbesondere als Käfigzugfeder, und/oder als schraubenlose Anschlussklemme ausgebildet ist.
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Eine derartige Klemmfeder kann zweckmäßig eine Bügelfeder mit einem Spannschenkel aufweisen, der einen Anlageschenkel und einen Klemmschenkel miteinander verbindet. In dem Klemmschenkel dieser Klemmfeder ist eine Klemm- oder Anschlussöffnung ausgespart, welche eine Überkreuzung des Klemmschenkels und des Anlageschenkels mittels eines Teilabschnitts des Anlageschenkels ermöglicht. Die Anschlussöffnung der Klemmfeder ermöglicht die Einführung der freien Aderenden. Der Anlageschenkel einer solchen Klemmfeder kontaktiert eine Anlagefläche an dem hinteren Ende eines Kontaktelements, welches zusammen mit dem Anlageschenkel durch die Anschlussöffnung des Klemmschenkels geführt, wodurch die Klemmfeder an dem Kontaktelement festklemmbar ist. In die Anschlussöffnung ist ferner das anzuklemmende, freie Aderende zu führen. Eine derartige Klemmfeder wird üblicherweise auch als Käfigzugfeder bezeichnet und ist als Stand der Technik für die vorliegende Erfindung insbesondere auch der
EP 2 442 403 B1 der selben Anmelderin zu entnehmen, so dass diesbezüglich vollumfänglich die dortige Offenbarung mit in die Offenbarung der vorliegenden Erfindung mit einbezogen ist.
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Bei dieser Art einer Zugfeder wirkt die Federkraft als Zugfederkraft auf den Klemmschenkel. Zum Anklemmen des freien Aderendes wird der Spannschenkel der Bügelfeder zusammengedrückt. Hierdurch wird der Klemmschenkel verschoben, wodurch sich insbesondere die Anschlussöffnung der Bügelfeder auf einer gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die Seite, an welcher der Anlageschenkel eine Anlagefläche kontaktiert, öffnet, und das zugeordnete freie Aderende kann in die Anschlussöffnung bzw. Klemmöffnung hineingesteckt werden. Die bei Zusammendrücken gespeicherte Energie wird beim Entspannen der Bügelfeder zumindest teilweise wieder freigegeben und resultiert in einer Zugfederkraft auf den Klemmschenkel. Die Bügelfeder zieht dabei den Klemmschenkel wieder in Richtung auf die zu der Anlagefläche gegenüberliegende Seite des hinteren Endes des Kontaktelements, wodurch das freie Aderende, welches vorher durch die Anschlussöffnung geführt worden ist, ebenfalls an dieser elektrischen Kontaktfläche geklemmt wird. Diese zu der Anlagefläche an dem hinteren Ende eines Kontaktelements gegenüberliegende Seite bildet somit zweckmäßig die elektrische Kontaktfläche für das Aderende aus.
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Zur Montage an dem Kontaktelement lässt sich eine Käfigzugfeder durch Zusammendrücken des Spannschenkels der Bügelfeder in Richtung auf den Klemmschenkel und durch Schieben der Kontaktfläche des hinteren Endes des Kontaktelements durch die Anschlussöffnung sowie durch Freigeben bzw. Loslassen des Spannschenkels an dem hinteren Ende des Kontaktelements festklemmen, so dass die Klemmfeder an dem Kontaktelement angeordnet bzw. fixiert ist und von diesem getragen wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist auf der Innenfläche, welche die Klemmfeder wenigstens teilweise umgibt, und auf einer dieser Innenfläche zugewandten Seite des Kontaktöffners eine zumindest teilweise quer zu der Längsachse ausgerichtete Fläche ausgebildet, wobei diese Innenfläche sowie die dieser Innenfläche zugewandte Seite des Kontaktöffners bevorzugt zueinander korrespondieren und in praktischer Umsetzung zweckmäßig jegliche Gestalt aufweisen können, insbesondere nocken- oder bogenförmig sind.
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In diesem Fall ist zum Betätigen der Klemmfeder entlang der Längsrichtung bevorzugt eine Gleitschiebebewegung des Klemmöffners an der quer zu der Längsachse ausgerichteten Fläche der Innenfläche des Gehäuseteils ermöglicht.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung dieses elektrischen Steckverbinders ist eine erste Bewegung des Kontaktöffners als eine Zugbewegung entlang der Längsachse ausgestaltet, die in Blickrichtung des hinteren Endes des Kontaktelements erfolgt, und die zweite Bewegung als eine Schiebebewegung entlang der Längsachse ausgestaltet, die in Blickrichtung des vorderen Endes des Kontaktelements erfolgt.
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In einer weiteren alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders ist ein Kontaktöffner um eine Schwenkachse schwenkbar gehalten. Eine solche Schwenkachse kann beispielsweise an dem Gehäuseteil angeordnet sein und eine Schwenkbewegung des Kontaktöffners dergestalt ermöglichen, so dass dieser in einer ersten Stellung, beispielsweise parallel zu der Längsachse des Kontaktelements, die Feder freigibt, und in einer zweiten Stellung, in welcher er beispielsweise quer zur Längsachse verschwenkt ist, die Klemmfeder zusammendrückt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegt der Kontaktöffner auf der zu der ersten Längsseite des Kontaktöffners gegenüberliegenden zweiten Längsseite an der Klemmfeder mittelbar oder unmittelbar an und/oder ist der Kontaktöffner einteilig ausgebildet.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung des elektrischen Steckverbinders weist eine der ersten Längsseite gegenüberliegende zweite Längsseite des Kontaktöffners eine ebene Fläche auf, welche parallel zu der Längsachse ausgerichtet ist.
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Die Erfindung umfasst ferner auch ein Verfahren zur Herstellung, das heißt zur Montage eines wie vorstehend beschriebenen elektrischen Steckverbinders.
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Nach einer ersten Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens ist an den Kontaktträger, in dem wenigstens ein Kontaktelement parallel zu der Längsachse eingeführt und von diesem tragend gehalten ist, das Gehäuseteil, das eine Innenfläche aufweist, welche nach der Montage die Klemmfeder wenigstens teilweise umgibt, sowie ein Kontaktöffner, der an dieser Innenfläche des Gehäuseteils angeordnet ist, dadurch an den Kontaktträger zu montieren, dass in einem Verfahrensschritt der an dem Gehäuseteil angeordnete Kontaktöffner der Klemmfeder zugeordnet und das Gehäuseteil und der angeordnete Kontaktöffner zu dieser Klemmfeder ausgerichtet wird.
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In einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dann das Gehäuseteil sowie der daran angeordnete Kontaktöffner in dessen erster Stellung entlang der Längsachse mit dem Kontaktträger zusammen zu führen, so dass diese Innenfläche die Klemmfeder wenigstens teilweise umgibt.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Montageverfahrens wird der Kontaktöffner vor der Montage des Gehäuseteils an dem Kontaktträger an dieser Innenfläche des Gehäuseteils fixiert und/oder ist bei der Montage des Gehäuseteils an dem Kontaktträger bereits an dieser Innenfläche des Gehäuseteils fixiert.
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So können z.B. zum einen in einem Verfahrensschritt ein oder mehrere Kontaktöffner an dem Gehäuseteil angeordnet, insbesondere fixiert werden, um dann in einem weiteren Verfahrensschritt eine solche vormontierte Einheit an einen Kontaktträger zu befestigen, in welchem ein Kontaktelement mit einer daran angeordneten Klemmfeder bereits eingeführt ist, ohne dass die Klemmfeder im Wesentlichen berührt und/oder zusammengedrückt werden muss. Nach einer zweiten Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem Verfahrensschritt der Kontaktöffner in dessen erster Stellung an dem Kontaktträger und/oder an der Klemmfeder angeordnet bzw. vormontiert, wobei in dem Kontaktträger bereits wenigstens ein Kontaktelementparallel zu der Längsachse eingeführt und von diesem tragend gehalten ist und wobei an dem hintere Ende die Klemmfeder angeordnet ist.
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In einem weiteren Verfahrensschritt dieses erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Gehäuseteil dadurch an den Kontaktträger montiert, dass das Gehäuseteil und der Kontaktträger entlang der Längsachse zusammen geführt werden, so dass die Innenfläche des Gehäuseteils die Klemmfeder wenigstens teilweise umgibt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform dieses Montageverfahrens wird der Kontaktöffner vor der Montage des Gehäuseteils an dem Kontaktträger an der Klemmfeder und/oder an dem Kontaktträger fixiert und/oder ist bei der Montage des Gehäuseteils an dem Kontaktträger daran fixiert angeordnet.
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In folgedessen kann gemäß dieser möglichen Alternative der Erfindung an einem Kontaktträger, in welchem ein Kontaktelement mit einer daran angeordneten Klemmfeder bereits eingeführt ist, dann auch ein Kontaktöffner angeordnet, insbesondere fixiert werden, um anschließend an eine solche vormontierte Einheit das Gehäuseteil zu befestigen, ohne dass die Klemmfeder im Wesentlichen berührt und/oder zusammengedrückt werden muss.
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In einer weiteren möglichen Alternative der Erfindung können zum z.B. in einem Verfahrensschritt ein oder mehrere Kontaktöffner an dem Gehäuseteil angeordnet, insbesondere fixiert werden, um dann in einem weiteren Verfahrensschritt eine solche vormontierte Einheit an einen Kontaktträger zu befestigen, und dann anschließend ein bzw. mehrere Kontaktelemente mit jeweils einer daran angeordneten Klemmfeder eingeführt werden, ohne dass die Klemmfeder im Wesentlichen berührt und/oder zusammengedrückt werden muss.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden beispielhaften Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Figuren ersichtlich.
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In den Figuren zeigen:
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1 eine rückseitige Ansicht auf den erfindungsgemäßen Kontaktverbinder,
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2 eine perspektivische Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Kontaktverbinder gemäß 1,
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3 einen Längsschnitt A-A durch einen erfindungsgemäßen Kontaktverbinder gemäß 1.
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4 einen Längsschnitt durch einen Kontaktverbinder nach dem Stand der Technik.
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Es sei darauf hingewiesen, dass in den Figuren gleiche Komponenten mit denselben Bezugszeichen belegt sind. Die 1 bis 3 zeigen beispielhaft eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders, der an ein Ende einer elektrischen Leitung oder eines Kabels anschließbar ist, d.h. an wenigstens ein Ende, wobei das anzuschließende Ende wenigstens ein freies Aderende besitzt, und wobei der Steckverbinder entlang einer Längsachse (L) mit einem zu dem Steckverbinder komplementären Steckverbinder zu verbinden ist. Der in den Figuren gezeigte Steckverbinder ist insbesondere an fünf freie Aderenden einer elektrischen Leitung oder eines Kabels anschließbar. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in den Figuren jedoch weder eine Leitung oder ein Kabel noch ein zu dem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder komplementär ausgebildeter Steckverbinder gezeigt.
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1 zeigt eine Rückansicht dieses beispielhaften erfindungsgemäßen Steckverbinders, der im vorliegenden Fall als Kupplung ausgebildet ist.
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Dieser Steckverbinder weist einen Kontaktträger 1 auf, der in zweckmäßiger Ausgestaltung als einteiliges Gehäuse des Steckverbinders ausgebildet ist, wobei gemäß der Erfindung ein Kontaktträger z.B. auch separat in einem Gehäuse eines Steckverbinders eingebracht sein kann.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Steckverbinders nach 1, der mit einem hierzu als Stecker ausgebildeten komplementären Steckverbinder entlang der Längsachse L verbindbar ist. Beispielsweise ist ferner ein Schutzdeckel 6 vorgesehen, der hierzu, d.h. zur Verbindung, geöffnet werden muss, und der zweckmäßig an einem Scharnier 61 mit dem Kontaktträger 1 verbunden ist.
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Wenigstens ein Kontaktelement ist in dem Kontaktträger 1 parallel zu dieser Längsachse L eingeführt und von diesem tragend gehalten ist. Da im vorliegenden Beispiel fünf Aderenden anzuschließen sind, sind in den dargestellten Kontaktträger fünf Kontaktelemente 3 (in den 1 und 2 nicht sichtbar, in 3 ist eines sichtbar) jeweils parallel zu der Längsachse L des Kontaktträgers eingeführt, so dass diese darin tragend gehalten sind. Jedes Kontaktelement 3 weist jeweils ein vorderes Ende 31 und ein hinteres Ende 32 auf, wobei, wie insbesondere den 1 und 3 zu entnehmen, an den hinteren Enden jeweils Klemmfedern 4, 4’, 4’’, 4’’’, 4’’’’ mit Klemmöffnungen 41, 41’, 41’’, 41’’’, 41’’’’ angebracht sind, in welche jeweils ein freies Aderende der anzuschließenden elektrischen Leitung oder des Kabels klemmbar sind. Das hintere Ende 32 kann daher auch als Klemmende und das vordere Ende des Kontaktelements 3 als Kontaktende bezeichnet werden.
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Die 1 bis 3 zeigen ferner das weitere Gehäuseteil 2, das an den Kontaktträger 1 montiert ist und das eine oder mehrere Innenflächen 22 (3) aufweist, welche die Klemmfeder bzw. die Klemmfedern 4, 4’, 4’’, 4’’’, 4’’’’ wenigstens teilweise umgeben. Wie zu sehen, kann hierbei das Gehäuseteil 2 auch wenigstens teilweise, in den Kontaktträger montiert sein.
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Zum Öffnen der Klemmfedern und Klemmen der freien Aderenden, um diese anzuschließen sowie, um diese gegebenenfalls wieder zu lösen dienen Kontaktöffner 5, 5’, 5’’, 5’’’, 5’’’’ (2), welche vorzugsweise länglich ausgebildet sind. Jeweils ein solcher Kontaktöffner 5, 5’, 5’’, 5’’’ und 5’’’’ ist jeweils einer der Klemmfedern 4, 4’, 4’’, 4’’’ oder 4’’’’ zugeordnet. Jeder Kontaktöffner ist ferner wenigstens teilweise zwischen einer solchen Innenfläche 22 und der jeweils zugeordneten Klemmfeder angeordnetund ist im montierten Zustand zwischen zwei Stellungen beweglich gehalten. Zum manuellen Bedienen der Kontaktöffner 5, 5’, 5’’, 5’’’, 5’’’’ weisen zweckmäßig deren hinteren Enden aus dem Gehäuseteil 2 herausragende Betätigungsabschnitte auf, z.B. auch mit einer Ausnehmung,
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in welches ein Werkzeug wie ein Schraubendreher etc. eingreifen kann.
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Durch eine erste Bewegung, z.B. in Blickrichtung des hinteren Endes des Kontaktelements, ist jeder Kontaktöffner 5, 5’, 5’’, 5’’’ und 5’’’’ aus einer ersten vordefinierten Stellung, d.h. in einer bevorzugt vorgespannten Ruhestellung, in welcher die jeweils zugeordnete Klemmfeder 4, 4’, 4’’, 4’’’ oder 4’’’’ freigegeben ist und deren jeweilige Klemmöffnung 41, 41’, 41’’, 41’’’ oder 41’’’’ gesperrt sind (3), in eine zweite Stellung bewegbar, in welcher ein Kontaktöffner 5, 5’, 5’’, 5’’’, 5’’’’ die Klemmfedern 4, 4’, 4’’, 4’’’, 4’’’’ zusammendrückt, so dass die Klemmöffnungen 41, 41’, 41’’, 41’’’, 41’’’’ zum Einstecken oder Herauslösen der freien Aderenden geöffnet sind (entsprechend 1). Jeder Kontaktöffner 5, 5’, 5’’, 5’’’ und 5’’’’ kann dann durch eine zweite Bewegung wieder zurück in Richtung der ersten, die Klemmöffnung sperrenden Stellung gebracht werden.
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Insbesondere können dann durch eine zweite Bewegung in entgegen gesetzter Richtung, d.h. z.B. in Blickrichtung des vorderen Endes des Kontaktelements, die Kontaktöffner 5, 5’, 5’’, 5’’’, 5’’’’ wieder in Richtung der ersten vordefinierten Stellung gebracht werden, in welcher die Klemmfedern 4, 4’, 4’’, 4’’’, 4’’’’ wieder freigeben sind, so dass deren Klemmöffnungen wieder gesperrt sind, d.h. zum Anschließen bzw. Einführen sowie zum Lösen der Aderenden gesperrt sind. Ein zuvor angeschlossenes bzw. eingeführtes Aderende ist in diesem Zustand folglich festgeklemmt.
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3 zeigt einen Längsschnitt A-A durch einen erfindungsgemäßen Kontaktverbinder gemäß der 1 und 2 mit einem einzigen, in diesem Ausführungsbeispiel länglichen, Kontaktelement 3. Dieses ist entlang der Längsachse L in den Kontaktträger 1 eingeführt und wird darin tragend gehalten. An dem hinteren Ende 32 des Kontaktelements 3 ist die Klemmfeder 4 angeordnet, die die Klemmöffnung 41 aufweist, in welche das freie Aderende der anzuschließenden elektrischen Leitung oder des Kabels einsteck- und anklemmbar ist. 3 zeigt hierbei einen Zustand, in welchem die Klemmöffnung 41 zum Anschließen bzw. Einführen eines Aderendes gesperrt ist.
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Die Klemmfeder 4 gemäß 3 ist zweckmäßig als Käfigzugfeder mit einer Bügelfeder 43 ausgestaltet und ist an dem hinteren Ende 32 des Kontaktelements 3 montiert. Dementsprechend weist diese Klemmfeder 4 einen Klemmschenkel 42 mit einer Klemmöffnung 41 für ein anzuklemmendes Aderende auf, wobei hierzu ein freies Aderende durch eine Gehäuseöffnung 20 in dem Gehäuseteil einzuführen ist. Infolgedessen wirkt die Bügelfeder 43 als Zugfeder auf den Klemmschenkel 42. Zum Anschließen bzw. Einführen eines Aderendes sowie zum Lösen eines angeschlossenen Aderendes muss folglich im dargestellten Beispiel die Klemmöffnung 41 mit der Gehäuseöffnung 20 zunächst fluchten. Der Kontaktöffner 5 muss hierzu folglich durch eine erste Bewegung aus der in 3 dargestellten ersten Stellung, in welcher die Klemmfeder 4 freigegeben ist, in die entsprechende zweite Stellung bewegt werden, in welcher der Kontaktöffner 5 die Klemmfeder 4 zusammendrückt, so dass die Klemmöffnung 41 mit der Gehäuseöffnung 20 fluchtet und hierdurch zum Einstecken oder Herauslösen dieses freien Aderendes geöffnet ist.
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Insbesondere muss gemäß Darstellung nach 3 die Bügelfeder 43 zum Anklemmen eines freien Aderendes mittels einer manuellen Betätigung des Kontaktöffners 5, welcher zwischen zwei Stellungen beweglich gehalten ist, zusammengedrückt werden.
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Hierzu ist der Kontaktöffner 5 zwischen einer Innenfläche 22 des an den Kontaktträger 1 montierten Gehäuseteils 2 angeordnet, welche die Klemmfeder teilweise umgibt, wobei diese Innenfläche 22 einen Bereich ausbildet, in welchem wenigstens ein Teil des Kontaktöffners 5 aufgenommen werden kann, um in dessen erster Stellung die Klemmfeder 4 freizugeben.
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Dieser Bereich wird zweckmäßig dadurch ausgebildet, dass auf dieser Innenfläche 22 und auf einer dieser Innenfläche 22 zugewandten Seiten 5a des Kontaktöffners 5 jeweils quer zu der Längsachse L ausgerichtete oder verlaufende Flächen 51 ausgebildet sind.
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Infolgedessen ist der Kontaktöffner 5 zweckmäßig durch eine erste Bewegung entlang der Längsachse L (gemäß 3 insbesondere nach rechts) aus einer ersten Stellung gemäß der 3, in welcher ein Teil des Kontaktöffners 5 in dem Bereich der Innenfläche 22 aufgenommen wird und die Klemmfeder 4 freigegeben ist, in eine zweite Stellung gleitend bewegbar, in welcher der Kontaktöffner 5 vertikal zur Längsachse und zur Klemmfeder 4 hin versetzt ist bzw. wird und somit die Klemmfeder 4 zusammendrückt. Hierdurch öffnet sich die Anschlussöffnung 41 der Käfigzugfeder 4 und das zugeordnete freie Aderende kann in die Anschlussöffnung 41 eingeführt werden.
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Durch eine zweite, der ersten Bewegung entgegengesetzte Bewegung des Kontaktöffners 5 entlang der Längsachse L (gemäß 3 insbesondere nach links) kann dieser zurück in Richtung der ersten Stellung gebracht werden, wodurch der Kontaktöffner 5 wieder vertikal von der Längsachse von der Klemmfeder 4 weg versetzt ist bzw. wird und somit wieder wenigstens teilweise in dem Bereich der Innenfläche 22 aufgenommen werden kann, wodurch er die Klemmfeder 4 wieder freigibt, so dass die Klemmfeder 4 ganz entspannt und die Klemmöffnung 41 gesperrt ist oder bei eingeführtem Aderende zumindest wieder teilweise entspannt und ein in der Klemmöffnung 41 eingeführtes freie Aderende festgeklemmt ist.
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Die 3 zeigt ferner, dass die erste Schiebebewegung zweckmäßig eine Zugbewegung entlang der Längsachse L ist, die in Blickrichtung des hinteren Endes 32 des Kontaktelements 3 erfolgt, und die zweite Schiebebewegung zweckmäßig eine Schiebebewegung entlang der Längsachse L ist, die in Blickrichtung des vorderen Endes 31 des Kontaktelements 3 erfolgt.
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In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung, welche jedoch aus Übersichtlichkeitsgründen in den 1 bis 3 nicht gezeigt ist, kann der Kontaktöffner 5 zweckmäßig auch um eine Schwenkachse, insbesondere auch um eine beliebige Schwenkachse schwenkbar gehalten sein.
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In diesem Fall ist zum Zusammendrücken der Klemmfeder 4 eine erste Schwenkbewegung um diese Schwenkachse auszuführen, die aus einer zu der Längsachse L bevorzugt parallelen Ausrichtung des Kontaktöffners 5 in eine Ausrichtung des Kontaktöffners 5 bevorzugt quer zu der Längsachse L erfolgt, wobei die zweite Bewegung eine Schwenkbewegung des Kontaktöffners 5 wieder zurück in entgegen gesetzter Richtung zur ersten Schwenkbewegung ist.
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3 zeigt ferner eine Ausführung, bei der der Kontaktöffner 5 auf der zu der ersten Längsseite 5a des Kontaktöffners 5 gegenüberliegenden zweiten Längsseite 5b an der Klemmfeder 4 zweckmäßig unmittelbar anliegt und auch zweckmäßig einteilig ausgebildet ist, wobei dieser auch nur mittelbar an der Klemmfeder 4, beispielsweise über ein Kräfte übertragendes weiteres Bauteil, anliegen kann und/oder mehrteilig ausgebildet sein kann.
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Darüber hinaus weist eine der ersten Längsseite 5a gegenüberliegende zweite Längsseite 5b des Kontaktöffners 5 zweckmäßig eine ebene Fläche auf, welche bevorzugt parallel zu der Längsachse L ausgerichtet ist, so dass bei der Montage des elektrischen Steckverbinders ein an dem Gehäuseteil 2 angeordneter Kontaktöffner 5 an der Bügelfeder durch eine Bewegung entlang der Längsachse L entlang geführt werden kann und zwar, ohne hierbei die Klemmfeder im Wesentlichen berühren und/oder die Klemmfeder zusammendrücken zu müssen. Das Zusammenführen von Kontaktöffner und Klemmfeder kann folglich bevorzugt völlig kraft bzw. widerstandsfrei zwischen beiden erfolgen. Dem Fachmann wird beim Studium der Beschreibung ersichtlich, dass hierzu allerdings auch andere vorteilhafte geometrische Ausgestaltungen der zweiten Längsseite 5b des Kontaktöffners 5 denkbar sind.
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Ersichtlich ist zur Montage des elektrischen Steckverbinders das Gehäuseteil 2 sowie der Kontaktöffner 5 an den Kontaktträger 1 zu montieren.
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Hierbei kann das Gehäuseteil 2, das die Innenfläche 22 aufweist, die nach der Montage eine jeweilige Klemmfeder 4 wenigstens teilweise umgibt, sowie ein Kontaktöffner 5, der an dieser Innenfläche 22 des Gehäuseteils bereits angeordnet ist, grundsätzlich dadurch an den Kontaktträger, in dem wenigstens ein Kontaktelement 3 mit Klemmfeder 4 parallel zu der Längsachse L eingeführt und von diesem tragend gehalten ist, zu montieren, dass der an dem Gehäuseteil 1 angeordnete Kontaktöffner 5 der Klemmfeder 4 zugeordnet und das Gehäuseteil 2 und der daran angeordnete Kontaktöffner 5 zu dieser Klemmfeder 4 entsprechend ausgerichtet wird.
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In einem weiteren Verfahrensschritt der Montage kann dann das Gehäuseteil 2 sowie ein bereits daran angeordneter Kontaktöffner 5 in dessen erster Stellung entlang der Längsachse L mit dem Kontaktträger 1 zusammen geführt werden, so dass diese Innenfläche 22 die Klemmfeder 4 wenigstens teilweise umgibt.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung des Montageverfahrens wird der Kontaktöffner 5 vor der Montage an dieser Innenfläche 22 des Gehäuseteils 2 fixiert und/oder ist bei der Montage daran fixiert angeordnet. Bei der ersten Inbetriebnahme, nach der Montage des Steckverbinders, kann diese Fixierung dann durch geringen Kraftaufwand wieder zerstört werden, so dass der bzw. die Kontaktöffner zur Bewegung wieder freigegeben ist.
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Besonders zweckmäßig für eine derartige Vormontage ist die Anwendung eines Spritzgussverfahrens, insbesondere eines Kunststoff-Spritzgussverfahrens, bei welchem an das Gehäuseteil 2 ein oder mehrere Kontaktöffner 5 angespritzt werden.
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Hierdurch kann zunächst ein einteiliges Bauteil, bestehend aus dem Gehäuseteil 2 und einem oder mehreren Kontaktöffner 5, hergestellt werden, und der bzw. die Kontaktöffner 5 nach der Montage des Steckverbinders dann wieder vom restlichen Bauteil, d.h. vom Gehäuseteil 2, soweit gelöst werden, dass dieser zur erfindungsgemäßen Bewegung zwischen den beiden Stellungen freigegeben ist. Je nach Spritzgussform kann der Übergang zwischen Gehäuseteil 2 und Kontaktöffner 5 sowie deren Formgebung auch dergestalt sein, dass bereits von vornherein, d. h. ohne jegliches Lösen, eine erfindungsgemäße Bewegungsfreiheit des Kontaktöffner 5 gegeben ist und sich dieser in dessen erster Stellung befindet sowie eine Innenfläche 22 gegeben, die einen Bereich ausbildet.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung hat sich der Einsatz eines Zweikomponenten-Spritzgussverfahren als besonders zweckmäßig gezeigt, bei welchem das Gehäuseteil 1 und die Kontaktöffner 5 somit insbesondere aus unterschiedlichen Werkstoffen sind,. Hierdurch kann auf einfachste Weise der Werkstoff für das Gehäuseteil 2 und ein oder mehrere Kontaktöffner 5 je nach Vorgaben unterschiedlich vorgegeben werden und diese dennoch als ein Bauteil vorab hergestellt werden. Auch kann der bzw. können die Kontaktöffner, insbesondere je nach gewählter Werkstoffart, dann ferner durch maximal einen lediglich geringen Kraftaufwand wieder vom restlichen Bauteil, d.h. vom Gehäuseteil 2, zur Bewegung gelöst und freigegeben werden.
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In einem alternativen Verfahren zur Montage des elektrischen Steckverbinders wird in einem Verfahrensschritt der Kontaktöffner 5 in dessen erster Stellung an dem Kontaktträger 1 und/oder an der Klemmfeder 4 angeordnet bzw. vormontiert, wobei in dem Kontaktträger 1 bereits wenigstens ein Kontaktelement 3 parallel zu der Längsachse L eingeführt und von diesem tragend gehalten ist und wobei an dem hintere Ende 32 die Klemmfeder 4 angeordnet ist.
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In einem weiteren Verfahrensschritt dieses alternativen erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Gehäuseteil 2 dadurch an den Kontaktträger 1 montiert werden, dass das Gehäuseteil 2 und der Kontaktträger 1 entlang der Längsachse L zusammen geführt werden, so dass die Innenfläche 22 des Gehäuseteils 2 die Klemmfeder 4 wenigstens teilweise umgibt.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform dieses Montageverfahrens wird der Kontaktöffner somit vor der Montage des Gehäuseteils an den Kontaktträger an der Klemmfeder und/oder an dem Kontaktträger fixiert und/oder ist bei der Montage daran fixiert angeordnet.
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In einer weiteren möglichen Alternative der Erfindung können zum z.B. in einem Schritt ein oder mehrere Kontaktöffner 5 wiederum zunächst an dem Gehäuseteil angeordnet, insbesondere fixiert werden, um dann in einem weiteren Schritt eine solche vormontierte Einheit an einen Kontaktträger 1 zu befestigen, wobei dann allerdings erst anschließend ein bzw. mehrere Kontaktelemente 3 mit jeweils einer daran angeordneten Klemmfeder 4 eingeführt werden, ohne dass die Klemmfeder im Wesentlichen berührt und/oder die Klemmfeder zusammengedrückt werden muss.
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Zur Veranschaulichung der Vorteile der Erfindung soll nachfolgend anhand 4 ein beispielhafter Steckverbinder nach dem Stand der Technik noch kurz beschrieben werden.
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4 zeigt einen Längsschnitt durch einen solchen Steckverbinder nach dem Stand der Technik, welcher im Unterschied zu dem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder nach den 1 bis 3 ein Gehäuseteil 2’ mit einer Innenfläche aufweist, an der kein Bereich ausgebildet ist, in welchem wenigstens ein Teil des Kontaktöffners 7 aufgenommen werden kann, um die Klemmfeder 4 freizugeben.
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Ferner weist ein solcher Kontaktverbinder üblicherweise einen Kontaktöffner 7 mit einer Ausnehmung 8 auf, welche die Bügelfeder 43 in der ersten Stellung, in welcher die Klemmfeder freigegeben ist, umschließt, sowie eine Erhebung 9 auf, welche die Bügelfeder 4 in einer zweiten Stellung, bei dem der Kontaktöffner 7 entlang der Längsachse L herausgezogen ist, die Klemmfeder 4 zusammendrückt. Ferner weist der Kontaktöffner 7 einen Kopf mit gewissem Überstand auf, der einen Anschlag gegen ein zu weites Eintauchen des Kontaktöffners 7 in das Gehäuseteil 2’ bietet.
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Infolgedessen erlaubt ein elektrischer Steckverbinder gemäß 4 in keiner der einzunehmenden Stellungen des Kontaktöffners 7 eine kraftfreie Montage eines Kontaktöffners oder die Montage eines elektrischen Steckverbinders mit einem solchen Kontaktöffner, der hierzu an dem Gehäuseteil und/oder einem Kontaktträger und/oder einer Klemmfeder angeordnet bzw. vormontiert ist ohne, dass die Klemmfeder hierbei zusammengedrückt wird und daher eine über die aus der vordefinierten Ruhestellung hinausgehende Vorbelastung erfährt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kontaktträger
- 2, 2’
- Gehäuseteil
- 20
- Gehäuseöffnung
- 22
- Innenfläche
- 3
- Kontaktelement
- 31
- Vorderes Ende
- 32
- Hinteres Ende
- 4, 4’, 4’’, 4’’’, 4’’’’
- Klemmfeder
- 41, 41’, 41’’, 41’’’, 41’’’’
- Klemmöffnung
- 42
- Klemmschenkel
- 43
- Bügelfeder
- 5, 5’, 5’’, 5’’’, 5’’’’
- Kontaktöffner
- 5a
- Erste Längsseite des Kontaktöffners
- 5b
- Zweite Längsseite des Kontaktöffners
- 6
- Schutzdeckel
- 61
- Scharnier
- 7
- Weiterer Kontaktöffner
- 8
- Ausnehmung
- 9
- Erhebung
- L
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Normen IEC 309-1 [0001]
- IEC 309-2 [0001]
- EN 60309 [0001]