EP1204168B1 - Kontaktfederanordnung sowie elektrischer Apparat mit einer solchen - Google Patents
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- EP1204168B1 EP1204168B1 EP00123399A EP00123399A EP1204168B1 EP 1204168 B1 EP1204168 B1 EP 1204168B1 EP 00123399 A EP00123399 A EP 00123399A EP 00123399 A EP00123399 A EP 00123399A EP 1204168 B1 EP1204168 B1 EP 1204168B1
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- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/02—Contact members
- H01R13/10—Sockets for co-operation with pins or blades
- H01R13/11—Resilient sockets
- H01R13/113—Resilient sockets co-operating with pins or blades having a rectangular transverse section
Definitions
- the invention relates to a contact spring arrangement according to the preamble of claim 1 and an electrical apparatus with such a contact spring arrangement.
- the invention is therefore an object of the invention to provide a contact spring arrangement, which gives good usability and the use of plugs of different types allowed.
- the spring means can be designed such that an optimal function of the contact tongues is also given for different pins and in particular for the insertion and contact resistance ,
- the spring arms of the opposite spring means facing away from each other and the spring bars are pointing towards each other.
- the contact tongues are also provided in the insertion direction with a V-shaped slot, which results in round-shaped supports of the tongues for round connector pins.
- the use of the contact spring arrangement is preferably carried out at mains voltage sockets.
- Figure 1 shows a perspective view of a contact spring assembly 1, on which also still a terminal 20 is arranged, which, however, in the present case is only partially shown and does not form the subject of the present invention.
- a contact spring arrangement 1 has a base 4 on which two wall parts 2 and 3 are preferably integrally formed.
- spring means 10 and 11 are further arranged, which opposing contact tongues 5 and 6 carry, between which the pin of a plug, not shown in Figure 1 can be inserted.
- the spring means 10 on the wall 2 in this case have spring arms 12 and 12 'on both sides of the contact tongue 5 and a spring bar 13 which connects the spring arms 12 and 12', and on which the spring tongue 5 is arranged, and upwards to their free End 7 extends.
- spring arms 14 and 14 ' are provided, which are interconnected by means of the web 15, from which the contact tongue 6 extends counter to the insertion A forward towards its free end 8.
- the insertion direction A which corresponds to the direction of movement of a pin, from the front, ie from the free ends 7 and 8 of the contact tongues ago, back to the webs thirteenth and 15 of the contact spring assembly is pushed back between the tongues 5 and 6.
- the spring means 10 and 11 are preferably integrally formed with the wall 2 and 3 as shown and bent inwardly from the front end thereof, resulting in the preferred arcuate coupling of the spring arms to the respective wall.
- Figure 2 shows the contact spring assembly 1 from above, in which case the "front” is the area of the free ends 7 and 8 and “back” the area of the base 4.
- like reference numerals designate used the same elements.
- FIG. 3 shows a vertical sectional view along the line AA of Figure 2. It can be seen here is the spring means 11 with its spring arms 14 and 14 'side of the contact tongue 6, which is connected at its one end to the spring bar 15 of the spring means and at its other end. 8 is free and protrudes beyond the spring means 11.
- a V-shaped recess 8 ' is arranged, whose function it is, when inserting a round contact pin between the contact tongues 6 and 5, which preferably also has such a recess 7 ', to give a linear engagement of the edges of the respective recess on the round contact pin and thus a particularly good contact and a reduced friction during insertion of the round pin.
- the spring arms 12 of the spring means 10 are designed so that they extend after the arcuate bend, with which they are bent away from the wall 2, with respect to the opposite spring arms 14, and 14 ', so that the respective spring arms 12 and 14, and 12 'and 14', pointing away from each other.
- This can be seen in Figure 1 and particularly well in the side view of Figures 4a to 4d, which represent the insertion of a pin 21 in the contact spring assembly.
- 4a shows the contact spring arrangement 1 in the rest position with the pin 21 arranged above the latter.
- the spring arms 12 and 14 of the spring means 10 and 11 running away from one another in the insertion direction A in the rest position can be seen.
- the spring webs 13 are further away and 15 are arranged to run toward each other, so in turn so bent relative to the spring arms 12 and 14, that results in an opposite course.
- the spring bars 13 and 15 protrude the contact tongues 5 and 6 from the front and run in the rest position substantially parallel to each other.
- Figure 4b now shows the initial insertion of the pin 21 between the contact tongues 5 and 6.
- the pin is in the example shown a rectangular cross-section pin with rounded corners and with dimensions of about 4 mm x 5 mm. As already mentioned, however, a round pin of eg 4 mm diameter could be inserted.
- Figure 4b shows an insertion of about 3 mm depth between the reeds, which spread apart.
- the insertion takes place only between the contact tongues 5 and 6, that is, to the wall 2, and 3, subsequent bent portions of the spring means 10 and 11 and the spring arms 12 and 14 are laterally of the Contact tongues 5 and 6 spaced so that they do not form the contact area and thus do not touch the pin 21.
- the initial insertion according to Figure 4b is a slight insertion by spreading the tongues and in Figure 4c, which represents a dipping of the pin by about 7 mm, a concern of the tongues on the pin 21 approximately but not quite parallel to the pin, said Spring bars 13 and 15 still slightly towards each other, whereby the full contact force of the tongues 5 and 6 has not yet been reached and a slight insertion is still possible.
- FIG. 4 d shows the end position in which the pin is inserted approximately 10 mm deep into the contact spring arrangement 1.
- the spring bars 13 and 15 are thereby forced by the pin 21 in a no longer facing each other, or parallel, position, which by the corresponding bending of the contact tongues 5 and 6 to the webs 13 and 15, a strong pressing of the tongues 5 and 6 to the pin 7 and thus gives a high contact force, which is desirable when fully inserted pin. It is thus apparent that the fact that the contact area is formed only by the tongues 5 and 6 and the webs 13 and 15, the spring means can be chosen so that a slight insertion together with a high contact force in the end position in a simple manner can be realized.
- Figure 5 shows the open enclosure 24 of a mains voltage outlet, in which three contact spring arrays 1, 1 'and 1 "are arranged in the housing, not shown is the upper end of the enclosure, which covers the contact area for the contact spring arrangements and only for the pins Furthermore, of course, openings 25 are provided, through which the connection conductors for the contact spring arrangements to the connection terminals 20 can be guided.
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- Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
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- Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kontaktfederanordnung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen elektrischen Apparat mit einer solchen Kontaktfederanordnung.
- Aus EP-A-0 783 776 ist eine Kontaktfederanordnung gemäss Oberbegriff bekannt, welche für Steckverbindungen bei Automobilverkabelungen verwendet wird, bei welchen in der Regel nur ein gelegentliches Lösen der Steckverbindung erfolgt. Für die Anwendung in Netzspannungssteckdosen, bei welchen verschieden geformte Stekkerstifte in die Steckdosen einsteckbar sein sollen (runde Stifte mit 4 mm Durchmesser und 10 A Nennstrom oder rechteckige Stifte von 4 x 5 mm Querschnitt und 16 A Nennstrom) und ein häufiges Ein- und Ausstecken erfolgen kann, ist eine geringe Einsteckkraft bei einem von der Bedienungsperson als angenehm empfundenen Einsteckverhalten bzw. Einsteckwiderstand entlang des Einsteckweges wünschbar.
- Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktfederanordnung zu schaffen, welche eine gute Bedienbarkeit ergibt und die Verwendung von Steckern unterschiedlicher Art erlaubt.
- Diese Aufgabe wird bei einer Kontaktfederanordnung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Dadurch, dass nur die Kontaktzunge den Kontakt zum Stecker bildet und somit die Federarme bei eingestecktem Steckerstift nicht an diesem anliegen, kann das Federmittel so ausgestaltet werden, dass eine optimale Funktion der Kontaktzungen auch für verschiedene Stifte und insbesondere für den Einschiebe- und Kontaktwiderstand gegeben ist.
- Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die Federarme der gegenüberliegenden Federmittel voneinander weg weisend und die Federstege aufeinander zu weisend verlaufen. Dies ergibt ein besonders gutes Einschieben bei hoher Kontaktkraft bei eingeschobenem Stift. Bevorzugt sind ferner die Kontaktzungen in Einschubrichtung mit einem V-förmigen Schlitz versehen, was für runde Steckerstifte linienförmige Auflagen der Zungen ergibt.
- Der Einsatz der Kontaktfederanordnung erfolgt bevorzugterweise bei Netzspannungssteckdosen.
- Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen
- Figur 1 eine schaubildliche Ansicht einer Kontaktfederanordnung;
- Figur 2 eine Ansicht auf die Kontaktfederanordnung von oben;
- Figur 3 einen Schnitt entlang Linie A-A von Figur 2;
- Figuren 4a - 4d schematisch verschiedene Stellungen der Kontaktfederanordnung beim Einschieben eines Stiftes; und
- Figur 5 eine schaubildliche Ansicht eines Steckdosengehäuses mit drei Kontaktfederanordnungen.
- Figur 1 zeigt eine schaubildliche Darstellung einer Kontaktfederanordnung 1, an welcher zudem noch eine Anschlussklemme 20 angeordnet ist, welche indes vorliegend nur teilweise dargestellt ist und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet. An der Anschlussklemmenanordnung 20 kann ein elektrischer Leiter befestigt werden, welcher dadurch mit einem Kontaktstift elektrisch verbunden wird, der in Einsteckrichtung A in die Kontaktfederanordnung 1 eingesteckt wird, wie dies später näher erläutert wird. Die Kontaktfederanordnung 1 weist im gezeigten Beispiel eine Basis 4 auf, an welcher zwei Wandteile 2 und 3 vorzugsweise einstückig angeformt sind. An den Wandteilen 2 und 3 sind ferner Federmittel 10 und 11 angeordnet, welche einander gegenüberliegende Kontaktzungen 5 und 6 tragen, zwischen welche der in Figur 1 nicht dargestellte Stift eines Steckers eingesteckt werden kann. Die Federmittel 10 an der Wand 2 weisen dabei Federarme 12 und 12' beidseits der Kontaktzunge 5 auf sowie einen Federsteg 13, der die Federarme 12 und 12' verbindet, und an welchem die Federzunge 5 angeordnet ist, und sich nach oben hin zu ihrem freien Ende 7 erstreckt. Am gegenüberliegenden anderen Federmittel 11 sind Federarme 14 und 14' vorgesehen, welche mittels des Steges 15 miteinander verbunden sind, von welchem die Kontaktzunge 6 sich entgegen der Einsteckrichtung A nach vorne hin zu ihrem freien Ende 8 erstreckt. In der Figur 1 und in der weiteren Erläuterung wird jeweils auf die Einsteckrichtung A Bezug genommen, welche der Richtung der Bewegung eines Stiftes entspricht, der von vorne her, d.h. von den freien Enden 7 und 8 der Kontaktzungen her, nach hinten zu den Stegen 13 und 15 der Kontaktfederanordnung hin zwischen die Zungen 5 und 6 eingeschoben wird. Die Federmittel 10 und 11 sind vorzugsweise wie dargestellt einstückig mit der Wand 2 bzw. 3 ausgebildet und von deren vorderen Ende aus nach innen umgebogen, was die bevorzugte bogenförmige Ankoppelung der Federarme an der jeweiligen Wand ergibt.
- Figur 2 zeigt die Kontaktfederanordnung 1 von oben her, wobei dann "vorne" der Bereich der freien Enden 7 und 8 ist und "hinten" der Bereich der Basis 4. Im übrigen bezeichnen in Figur 2 sowie in den weiteren Figuren gleiche Bezugszeichen, wie bis anhin verwendet, dieselben Elemente.
- Figur 3 zeigt eine Vertikalschnittansicht entlang der Linie A-A von Figur 2. Ersichtlich ist dabei das Federmittel 11 mit seinen Federarmen 14 und 14' seitlich der Kontaktzunge 6, welche an ihrem einen Ende mit dem Federsteg 15 des Federmittels verbunden ist und an ihrem anderen Ende 8 frei ist und über das Federmittel 11 hinausragt. Bevorzugterweise ist in der Kontaktzunge 6 eine V-förmige Ausnehmung 8' angeordnet, deren Funktion es ist, beim Einstecken eines runden Kontaktstiftes zwischen die Kontaktzungen 6 und 5, welche vorzugweise ebenfalls eine solche Ausnehmung 7' aufweist, ein linienförmiges Anliegen der Ränder der jeweiligen Ausnehmung am runden Kontaktstift zu ergeben und damit eine besonders gute Kontaktgabe und eine verminderte Reibung beim Einstecken des runden Stiftes. Gemäss der bevorzugten dargestellten Ausführungsform sind die Federarme 12 des Federmittels 10 so ausgestaltet, dass sie nach der bogenförmigen Abbiegung, mit welcher sie von der Wand 2 weggebogen sind, mit Bezug auf die gegenüberliegenden Federarme 14, bzw. 14', so verlaufen, dass die jeweiligen Federarme 12 und 14, bzw. 12' und 14', voneinander weg weisend verlaufen. Dies ist in Figur 1 ersichtlich sowie besonders gut in der Seitenansicht der Figuren 4a bis 4d, welche das Einstecken eines Stiftes 21 in die Kontaktfederanordnung darstellen. Dabei zeigt Figur 4a die Kontaktfederanordnung 1 in Ruhelage mit dem oberhalb dieser angeordneten Stift 21. Ersichtlich sind in dieser Seitenansicht die in Einsteckrichtung A in Ruhestellung voneinander weg verlaufenden Federarme 12 und 14 der Federmittel 10 und 11. Ferner ist ersichtlich, dass weiter die Federstege 13 und 15 aufeinander zu verlaufend angeordnet sind, also gegenüber den Federarmen 12 und 14 wiederum so abgebogen sind, dass sich ein entgegengesetzter Verlauf ergibt. Von den Federstegen 13 und 15 ragen die Kontaktzungen 5 und 6 nach vorne hin ab und verlaufen in Ruhestellung im wesentlichen parallel zueinander.
- Figur 4b zeigt nun das anfängliche Einschieben des Stiftes 21 zwischen die Kontaktzungen 5 und 6. Der Stift ist im gezeigten Beispiel ein im Querschnitt rechteckiger Stift mit abgerundeten Ecken und mit Dimensionen von ca. 4 mm x 5 mm. Wie bereits erwähnt, könnte indes auch ein runder Stift von z.B. 4 mm Durchmesser eingesteckt werden. Die Figur 4b zeigt ein Einschieben von ungefähr 3 mm Tiefe zwischen die Kontaktzungen, welche sich dabei auseinanderspreizen. Im Gegensatz zum Stand der Technik EP-A 0 783 776 erfolgt dabei das Einschieben nur zwischen die Kontaktzungen 5 und 6, d.h. die an die Wand 2, bzw. 3, anschliessenden abgebogenen Bereiche des Federmittels 10 und 11 sowie die Federarme 12 und 14 sind seitlich von den Kontaktzungen 5 und 6 so beabstandet, dass sie nicht den Kontaktbereich bilden und somit den Stift 21 nicht berühren. Dies ermöglicht die in den Figuren dargestellte Abbiegung mit einander fast berührenden gegenüberliegenden Bogen der Federmittel 10, 11 und den entsprechend bevorzugten Verlauf der Federarme 12 und 14, was die Federung der Kontaktzungen 5 und 6 mit den gewünschten Eigenschaften ermöglicht. Demgemäss erfolgt beim anfänglichen Einstecken gemäss Figur 4b ein leichtes Einschieben durch das Aufspreizen der Kontaktzungen und in Figur 4c, welche ein Eintauchen des Stiftes um ungefähr 7 mm darstellt, ein Anliegen der Zungen am Stift 21 annähernd aber noch nicht ganz parallel zum Stift, wobei die Federstege 13 und 15 immer noch leicht aufeinander zu hinweisen, wodurch die volle Kontaktkraft der Zungen 5 und 6 noch nicht erreicht ist und ein leichtes Einschieben immer noch möglich ist.
- Figur 4d zeigt die Endstellung, bei welcher der Stift ca. 10 mm tief in die Kontaktfederanordnung 1 eingeschoben ist. Die Federstege 13 und 15 werden dabei durch den Stift 21 in eine nicht mehr aufeinander zu weisende, bzw. parallele, Lage gezwungen, was durch die entsprechende Biegung der Kontaktzungen 5 und 6 zu den Stegen 13 und 15 ein starkes Anpressen der Zungen 5 und 6 an den Stift 7 und damit eine hohe Kontaktkraft ergibt, was bei vollständig eingestecktem Stift wünschenswert ist. Es ist somit ersichtlich, dass dadurch, dass der Kontaktbereich nur von den Zungen 5 und 6 und den Stegen 13 und 15 gebildet wird, das Federmittel so gewählt werden kann, dass sich ein leichtes Einschieben zusammen mit einer hohen Kontaktkraft in der Endstellung auf einfache Weise verwirklichen lässt.
- Figur 5 zeigt das offene Gehäuse 24 einer Steckdose für Netzspannung, bei welcher drei Kontaktfederandordnungen 1, 1' und 1" im Gehäuse angeordnet sind. Nicht gezeigt ist der obere Abschluss des Gehäuses, welcher den Aufnahmebereich für die Kontaktfederanordnungen abdeckt und nur für die Stifte bestimmte Öffnungen oberhalb der jeweiligen Kontaktzungen aufweist. Ferner sind natürlich Öffnungen 25 vorgesehen, durch welche die Anschlussleiter für die Kontaktfederanordnungen zu den Anschlussklemmen 20 führbar sind.
Claims (4)
- Kontaktfederanordnung (1) zur Kontaktierung eines in diese einsteckbaren, für die Kontaktfederanordnung bestimmten Steckerstiftes (21), mit einander gegenüberliegenden Kontaktzungen (5, 6), die jeweils in Einsteckrichtung (A) betrachtet vorne ein freies Ende (7, 8) aufweisen und in Einsteckrichtung hinten mit einem beidseits und unterhalb der Zunge (5, 6) angeordneten Federmittel (10, 11) verbunden sind, das jeweils in Einsteckrichtung vorne von einem Wandteil (2, 3) abgebogen ist und sich in Einsteckrichtung von vorne nach hinten erstreckt und zwei seitlich der Zunge (5, 6) angeordnete Federarme (12, 12'; 14, 14') und einen diese verbindenden Federsteg (13, 15) aufweist, mit welchem die Zunge (5, 6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (12, 12'; 14, 14') seitlich von der Zunge (5, 6) so beabstandet sind, dass bei einem für die Kontaktfederanordnung bestimmten Steckerstift (21), welcher ein im Querschnitt rechteckiger Stift mit abgerundeten Ecken und mit Dimensionen von ca. 4mm x 5 mm ist, oder der ein im Querschnitt runder Stift mit 4 mm Durchmesser ist, der Kontaktbereich nur von den Zungen (5, 6) und den Stegen (13, 15) gebildet wird.
- Kontaktfederanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Ruhelage ohne eingeschobenen Stift die gegenüberliegenden Federarme (12, 14; 12', 14') der Federmittel (10, 11) nach deren Abbiegung vom Wandteil (2, 3) jeweils voneinander weg weisend verlaufen und die Federstege (13, 15) aufeinander zu weisend verlaufen.
- Kontaktfederanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (5, 6) schlitzförmige Ausnehmungen, insbesondere in Einsteckrichtung V-förmig zulaufende Ausnehmungen (7', 8') aufweisen.
- Elektrischer Apparat zur Aufnahme von Kontaktstiften, insbesondere Netzspannungs-Steckdose, mit mindestens einer Kontaktfederanordnung (1, 1', 1") nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
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JPH10503319A (ja) * | 1994-07-27 | 1998-03-24 | ユナイテッド テクノロジーズ オートモーテイブ,インコーポレイテッド | 電気端子 |
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