DE102021110661A1

DE102021110661A1 - Elektrisches Leiteranschlusselement mit Kontaktfeder

Info

Publication number: DE102021110661A1
Application number: DE102021110661.3A
Authority: DE
Inventors: Torsten Wolf
Original assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2022-10-27
Also published as: WO2022228607A1; US20240145944A1; CN117242647A; EP4331057A1

Abstract

Elektrisches Leiteranschlusselement (10) mit einem Kontaktteil (14) und einer Kontaktfeder (12), die einen an einem Widerlager abgestützten Basisteil (16) und einen elastisch auslenkbaren, gegenüber dem Basisteil abgewinkelten Klemmteil (20) aufweist, der mit dem Kontaktteil eine Klemmöffnung (22) für einen elektrischen Leiter (24) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (12) mit ihrem Basisteil (16) dadurch lösbar an dem Kontaktteil (14) gehalten ist, dass der Basisteil zwei Stützzonen (28, 36) aufweist, die in unterschiedlich weit von dem Klemmteil (20) entfernten Positionen von entgegengesetzten Seiten her an dem Kontaktteil (14) angreifen.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Leiteranschlusselement mit einem Kontaktteil und einer Kontaktfeder, die einen an einem Widerlager abgestützten Basisteil und einen elastisch auslenkbaren, gegenüber dem Basisteil abgewinkelten Klemmteil aufweist, der mit dem Kontaktteil eine Klemmöffnung für einen elektrischen Leiter bildet.
Solche Leiteranschlusselemente dienen beispielsweise dazu, elektrische Leiter wie etwa einen abisolierten Leiter eines Kabels an ein elektrisches Gerät, einen Steckverbinder oder dergleichen anzuschließen.
In DE 10 2016 111 565 A1 und WO 2019/144987 A1 werden Leiteranschlusselemente dieser Art beschrieben, bei denen die Kontaktfeder eine sogenannte Käfigzugfeder ist, bei der der Klemmteil als Bügel ausgebildet ist, der den Kontaktteil übergreift, so dass der Leiter mit Hilfe des Bügels gegen den Kontaktteil gezogen werden kann. Wenn der Leiter auf diese Weise klemmend in der Klemmöffnung gehalten wird, so ist die Kontaktfeder elastisch ausgelenkt, und es wirkt eine Drehmoment auf den Basisteil. Dieses Drehmoment muss durch ein entsprechendes Gegendrehmoment des Widerlagers aufgefangen werden.
Bei den bekannten Käfigzugfedern ist der Basisteil insgesamt etwa U-förmig ausgebildet und hat zwei annähernd parallele Schenkel, von denen einer am Ende in den Klemmteil übergeht und der andere an dem Widerlager anliegt. Der Kontaktteil ist leitend mit dem anzuschließenden Gerät, dem Steckverbinder oder dergleichen verbunden und kann zugleich das Widerlager für den Basisteil der Kontaktfeder bilden. Wahlweise können der Kontaktteil und die Kontaktfeder auch in einem Stück ausgebildet sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Leiteranschlusselement mit einer platzsparend ausgebildeten Kontaktfeder zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kontaktfeder mit ihrem Basisteil dadurch lösbar an dem Kontaktteil gehalten ist, dass der Basisteil zwei Stützzonen aufweist, die in unterschiedlich weit von dem Klemmteil entfernten Positionen von entgegengesetzten Seiten her an dem Kontaktteil angreifen.
Durch die beiden von entgegengesetzten Seiten her an dem Kontaktteil angreifenden Stützzonen kann auf kurzer Länge ein ausreichendes Gegendrehmoment aufgebaut werden, so dass eine kompaktere Bauform des Leiteranschlusselements ermöglicht wird. Die getrennte Ausbildung von Kontaktteil und Kontaktfeder vereinfacht die Herstellung des Kontaktteils mit den nötigen Anschlussorganen für das elektrische Gerät bzw. den Steckverbinder. Andererseits ist jedoch die Kontaktfeder durch die beiden Stützzonen so an dem Kontaktteil gehalten, dass beide Teile des Leiteranschlusselements bequem als eine Einheit gehandhabt werden können.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Klemmteil kann in bekannter Weise als Bügel ausgebildet sein, der den Kontaktteil übergreift.
In einer Ausführungsform weist der Kontaktteil einen Anker auf, der eine Öffnung des Basisteils der Kontaktfeder durchgreift und auf der dem Klemmteil entgegengesetzten Seite des Basisteils an einer der beiden Stützzonen anliegt. Der Basisteil kann in einer gegenüber dieser Stützzone versetzten Position eine Öffnung aufweisen, durch welche der Anker hindurchführbar ist, so dass sich die Kontaktfeder und der Kontaktteil voneinander lösen lassen. Wahlweise können der Anker und die zugehörige Stützzone so gestaltet sein, dass der Anker nur unter Überwindung eines gewissen Rastwiderstands in die breitere Öffnung des Basisteils gelangen kann. Auf diese Weise werden Kontaktteil und Kontaktfeder in montierter Stellung unverlierbar zusammengehalten.
In einer anderen Ausführungsform erstreckt sich ein stabförmiger Abschnitt des Kontaktteils durch eine in dem Basisteil der Kontaktfeder gebildete Öffnung. Die beiden Stützzonen werden dann durch zwei quer zu dem Kontaktteil verlaufende Kanten dieser Öffnung gebildet. Bei der Montage kann die Kontaktfeder axial auf den Kontaktteil aufgeschoben werden.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Leiteranschlusselements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 einen axialen Schnitt durch das Leiteranschlusselement nach 1;
3 das Leiteranschlusselement nach 2 in einer geöffneten Stellung zum Einführen eines elektrischen Leiters; und
4 eine perspektivische Ansicht eines Leiteranschlusselements gemäß einer anderen Ausführungsform.

In 1 ist ein Leiteranschlusselement 10 gezeigt, das durch zwei elektrisch leitfähige, beispielsweise aus Metall bestehende Komponenten gebildet wird, nämlich eine Kontaktfeder 12 und einen Kontaktteil 14, der in diesem Beispiel insgesamt stabförmig ausgebildet ist. An seinem in der Zeichnung unteren Ende ist der Kontaktteil 14 auf irgendeine bekannte, hier nicht gezeigte Weise elektrisch mit einem weiteren elektrischen Bauelement verbunden, beispielsweise einem Kontakt eines elektrischen Gerätes, eines Steckverbinders oder dergleichen.
Die Kontaktfeder 12 hat einen Basisteil 16 in der Form einer S-förmig gebogenen Metallplatte, mit dem die Kontaktfeder lösbar am Kontaktteil 14 gehalten ist. Der in der Zeichnung obere Bereich des Basisteils 16 wird durch zwei parallele elastische Arme 18 gebildet, die in einen gegenüber dem Basisteil 16 abgewinkelten bügelartigen Klemmteil 20 übergehen, der das obere Ende des Kontaktteils 14 übergreift. Der Klemmteil 20 und das obere Ende des Kontaktteils 14 bilden zusammen eine Klemmöffnung 22 für einen Leiter 24 (3), beispielsweise ein abisoliertes Ende eines Kabels oder einer Litze 26.
In 1 ist die Kontaktfeder 12 im entspannten Zustand gezeigt. In diesem Zustand ist die Klemmöffnung 22 geschlossen. Wenn ein Leiter in die Klemmöffnung eingeführt werden soll, so wird der Klemmteil 20 von Hand oder mittels eines hier nicht gezeigten Betätigers nach rechts in 1 gedrückt, so dass die Klemmöffnung 22 sich öffnet. Auf die Kontaktfeder 12 wirkt dabei ein Drehmoment im Uhrzeigersinn in 1. Der Kontaktteil 14 bildet jedoch ein Widerlager, durch das ein Gegendrehmoment aufgebaut und der Basisteil an einer Drehung gehindert wird, so dass die Arme 18 elastisch gebogen werden. Dadurch wird eine auf den Klemmteil 20 wirkende Zugkraft erzeugt, die den in die Klemmöffnung 22 eingeführten Leiter gegen den Kontaktteil 14 zieht und so für einen sicheren Kontakt sorgt.
Die beiden Arme 18 des Basisteils 16 sind am dem Klemmteil 20 entgegengesetzten Ende durch eine Traverse verbunden, die eine erste Stützzone 28 bildet, mit der sich der Basisteil 16 am Kontaktteil 14 abstützt. Unterhalb dieser Stützzone hat der Basisteil 16 in seinem S-förmig gebogenen Abschnitt einen längsverlaufenden Schlitz 30, der von einer Ausbiegung 32 des Kontaktteils 14 durchgriffen wird. Diese Ausbiegung 32 trägt einen Anker 34, der eine größere Breite hat als der Schlitz 30. Die konkaven Oberflächenbereiche des Basisteils 16 beiderseits des Schlitzes 30 bilden eine zweite Stützzone 36, an der sich der Anker 34 abstützt. Die Stützzonen 28 und 36 sind unterschiedlich weit von dem Klemmteil 20 entfernt und greifen von entgegengesetzten Seiten her am Kontaktteil 14 an und üben deshalb, wenn die Klemmöffnung geöffnet wird, ein Drehmoment im Uhrzeigersinn auf den Kontaktteil 14 aus. Da der Kontaktteil jedoch aufgrund seiner Verbindung mit den übrigen, hier nicht gezeigten elektrischen Komponenten ortsfest gehalten ist, bildet er ein Widerlager, das ein Gegendrehmoment auf die Kontaktfeder ausübt und die Arme 18 unter Biegespannung hält.
In dem Abschnitt zwischen den Stützzonen 28, 36 erweitert sich der Schlitz 30 zu einer Öffnung 38, deren Breite größer ist als die des Ankers 34. Zu der Kontaktzone 36 hin wird die Öffnung 38 durch Nocken 40 begrenzt, die den Schlitz 30 dort einschnüren und von entgegengesetzten Seiten her an der Ausbiegung 32 des Kontaktteils anliegen. Auf diese Weise wird die Kontaktfeder 12 in der Richtung parallel zum Anker 34 formschlüssig in ihrer Position relativ zu dem Kontaktteil 14 gehalten.
Das in 1 untere Ende des Basisteils 36 bildet einen Riegel 42, der an der gleichen Seite des Kontaktteils 14 anliegt wie die Stützzone 28 und der zusammen mit dem Anker 34 verhindert, dass die Kontaktfeder 12 im Gegenuhrzeigersinn relativ zum Kontaktteil 14 verschwenkt werden kann. In diesem Beispiel ist somit der Basisteil 16 der Kontaktfeder drehfest in Bezug auf den Kontaktteil 14 gehalten.
In 2 ist deutlicher zu sehen, wie die Kontaktzonen 28 und 36 von entgegengesetzten Seiten her am Kontaktteil 14 angreifen. Die Kontaktzone 28 wird durch eine Kante der in 2 im Schnitt (schraffiert) dargestellten Traverse gebildet. Die Kontaktzone 36 greift an dem von der Ausbiegung 32 vorspringenden Anker 34 an. Da dieser Anker 34 in den konkaven Abschnitt des Basisteils 16 hineinragt und außerdem die Kontaktfeder 12 durch die Stützzone 28 und den Riegel 42 parallel zur (in der Zeichnung vertikalen) Hauptachse des Kontaktteils 14 geführt ist, kann sich die Kontaktfeder relativ zu dem Kontaktteil längs dieser Achse allenfalls in einem begrenzten Bereich bewegen. In 2 befindet sich die Kontaktfeder 12 in der unteren Endlage dieses Bewegungsbereiches. In dieser Endlage liegt der Scheitel des Ankers 34 an einem Teil der Stützzone 36 an, der dicht unterhalb der unteren Kante der Öffnung 38 liegt und parallel zu den Armen 18 verläuft, also relativ zur Hauptachse des Kontaktteils 14 geneigt ist. Wenn jedoch die Kontaktfeder 12 mit einer gewissen Kraft nach unten gedrückt wird, so kann sie sich so weit elastisch verformen, dass der Scheitel des Ankers 34 über die untere Kante der Öffnung 38 hinweg gleitet. Danach kann der Anker 34 in die breitere Öffnung 38 eintreten. Wenn dann die Kontaktfeder 12 im Uhrzeigersinn gedreht wird, so tritt der Anker 34 durch die Öffnung 38 hindurch, und die Kontaktfeder lässt sich von dem Kontaktteil 14 lösen. Durch Umkehrung dieses Bewegungsablaufs kann die Kontaktfeder wieder am Kontaktteil 14 montiert werden, bis sie unter Überwindung eines gewissen Rastwiderstands wieder in der konkaven Stützzone 36 einrastet.
3 zeigt das Leiteranschlusselement in einem Zustand, in dem die Klemmöffnung 22 geöffnet ist und die Arme 18 elastisch durchgebogen sind. Wenn der Klemmteil 20 in diesem Zustand losgelassen wird, federn die Arme 18 nach links in 3 zurück und ziehen den Bügel 20 gegen den Leiter 24, so dass dieser fest gegen das obere Ende des Kontaktteils 14 angedrückt wird.
4 zeigt eine Ausführungsform eines Leiteranschlusselements 10' mit einem Kontaktteil 14' in der Form eines geraden Stabes und einer Kontaktfeder 12', deren Basisteil 16' am in der Zeichnung unteren Ende S-förmig gebogen ist und eine Öffnung 44 aufweist, durch die der Kontaktteil 14' hindurchgesteckt ist. Stützzonen 28' und 36', die ein Verschwenken des Basisteils relativ zum Kontaktteil verhindern, werden hier durch die einander entgegengesetzten Oberflächen des Basisteils 16' oberhalb und unterhalb der Öffnung 44 gebildet. Wenn die Klemmöffnung 22 geöffnet wird, schmiegt sich hier der biegsame Teil der Kontaktfeder an die Oberfläche des Kontaktteils 14' an.
Sofern keine weiteren Befestigungsmittel vorgesehen sind, ist in dieser Ausführungsform die Kontaktfeder 12' axial auf dem Kontaktteil 14' verschiebbar, und sie lässt sich von dem Kontaktteil 14' lösen, indem sie nach oben von dem Kontaktteil abgezogen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016111565 A1 [0003]
WO 2019/144987 A1 [0003]

Claims

Elektrisches Leiteranschlusselement (10; 10') mit einem Kontaktteil (14; 14') und einer Kontaktfeder (12; 12'), die einen an einem Widerlager abgestützten Basisteil (16; 16') und einen elastisch auslenkbaren, gegenüber dem Basisteil abgewinkelten Klemmteil (20) aufweist, der mit dem Kontaktteil eine Klemmöffnung (22) für einen elektrischen Leiter (24) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (12; 12') mit ihrem Basisteil (16; 16') dadurch lösbar an dem Kontaktteil (14; 14') gehalten ist, dass der Basisteil zwei Stützzonen (28, 36; 28', 36') aufweist, die in unterschiedlich weit von dem Klemmteil (20) entfernten Positionen von entgegengesetzten Seiten her an dem Kontaktteil (14; 14') angreifen.
Leiteranschlusselement nach Anspruch 1, bei dem der Klemmteil (20) die Form eines Bügels hat, der den Kontaktteil (14; 14') übergreift.
Leiteranschlusselement nach Anspruch 2, bei dem parallele Schenkel des bügelförmigen Klemmelements (20) in Arme (18) des Basisteils (16) übergehen, die durch eine Traverse miteinander verbunden sind, und bei der eine der Stützzonen (28) durch die Traverse gebildet wird.
Leiteranschlusselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Basisteil (16; 16') der Kontaktfeder eine Öffnung (30; 44) aufweist, durch die hindurch sich ein Teil (32) des Kontaktteils (14; 14') zur entgegengesetzten Seite des Basisteils erstreckt.
Leiteranschlusselement nach Anspruch 4, bei der der Teil des Kontaktteils (14), der sich durch die Öffnung (30) des Basisteils (16) erstreckt, eine Ausbiegung (32) ist, die mit ihrem Scheitel durch die als Schlitz (30) ausgebildete Öffnung des Basisteils (16) hindurch ragt und einen Anker (34) trägt, der beiderseits des Schlitzes (30) an einer der Stützzonen (36) anliegt.
Leiteranschlusselement nach Anspruch 5, bei dem ein Teil des Basisteils (16) S-förmig gebogen ist und eine dem Anker (34) zugewandte konkave Oberfläche aufweist, die die Stützzone (36) bildet.
Leiteranschlusselement nach Anspruch 6, bei der eine der Stützzonen (28) und ein durch den Basisteil (16) gebildeter Riegel (42), der sich jenseits der anderen Stützzone (36) befindet, an derselben Seite des Kontaktteils (14) anliegen und eine Linearführung für die Kontaktfeder (12) bilden und bei der Anker (34) und die Kontaktzone (36) das Bewegungsspiel der Kontaktfeder (12) längs dieser Linearführung begrenzen.
Leiteranschlusselement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem der Basisteil (16) der Kontaktfeder eine Öffnung (38) aufweist, durch welche der Anker (34) hindurchführbar ist.
Leiteranschlusselement nach den Ansprüchen 7 und 8, bei dem der Anker (34) und die Kontaktzone (36) das Bewegungsspiel der Kontaktfeder (12) so begrenzen, dass der Anker (34) nur nach elastischer Verformung der Kontaktfeder in die Öffnung (38) eintreten kann.
Leiteranschlusselement nach Anspruch 4, bei dem der Kontaktteil (14') geradlinig ausgebildet ist und die Kontaktfeder (12') axial auf dem Kontaktteil verschiebbar ist.