EP3261183A1

EP3261183A1 - Federkontakt

Info

Publication number: EP3261183A1
Application number: EP17173749.7A
Authority: EP
Inventors: Dominik Stöcklein
Original assignee: Wieland Electric GmbH
Current assignee: Wieland Electric GmbH
Priority date: 2016-06-22
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2017-12-27
Also published as: DE102016111461A1

Abstract

Federkontakt zum Anschluss eines elektrischen Leiters (25) mit einer an einem Gehäuse (1) gelagerten und den elektrischen Leiter im angeschlossenen Zustand klemmenden Kontaktfeder (4) und mit einem die Kontaktfeder (4) beaufschlagenden und entlang der Kontaktfeder (4) verschiebbaren Stellglied (6) mit einem Drehantrieb zum Öffnen und Schließen der Kontaktstelle des Federkontakts, wobei eine am Gehäuse (1) drehbar gelagerte und mit dem Stellglied (6) kinematisch gekoppelte Stellhülse (12) als Drehantrieb für das Stellglied (6) dient und wobei an der Stellhülse (12) ein Innengewinde (13) und am Gehäuse (1) ein Außengewinde (11) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Federkontakt zum Anschluss eines elektrischen Leiters. Der Federkontakt weist eine den elektrischen Leiter im angeschlossenen Zustand klemmende Kontaktfeder auf. Weiterhin ist ein den Federkontakt und die Kontaktfeder lagerndes Gehäuse Bestandteil der Erfindung.
Derartige Federkontakte sind auf dem Gebiet der Klemmen bekannt. Ein anderes Anwendungsgebiet für derartige Federkontakte sind Steckverbinder. Die Steckverbinder weisen zueinander komplementär ausgebildete und somit steckkompatible Stecker- und Buchsenelemente auf. Diese Steckerelemente und Buchsenelemente werden zur Ausbildung einer Steckkupplung ineinander gesteckt, um zwei mit den Stecker- und Buchsenkontakten ihrerseits elektrisch verbundene elektrische Leitungen leitungsmäßig miteinander zu verbinden. Der erfindungsmäßige Federkontakt dient seinerseits dazu, die mechanische und elektrische Verbindung, also den Anschluss des elektrischen Leiters an das Steckerteil oder Buchsenteil zu realisieren.
Aus der DE 100 37 550 A1 ist eine Kabelanschlussvorrichtung mit einem Federkontakt gemäß der hiesigen Erfindung bekannt. Die Kabelanschlussvorrichtung weist ein Gehäuse mit einem Einführtrichter für den anzuschließenden Leiter und eine Fixiereinrichtung zur lösbaren Fixierung des Leiters im Einführtrichter auf. Die Fixiereinrichtung besteht ihrerseits aus einer Klemmfeder und einem Stellglied, welches mit Hilfe eines Schraubendrehers betätigt werden kann. Der Vorteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, dass der Leiter und das Stellglied von derselben Gehäuseseite her zugänglich sind. Nachteilig ist jedoch die Tatsache, dass zur Betätigung des Stellglieds ein Werkzeug, nämlich ein Schraubendreher zwingend erforderlich ist.
Aus der DE 202 05 806 U1 ist ein Steckverbinder mit einem speziell gesicherten Gehäuse bekannt. Im Gehäuse dieses Steckverbinders sind Federkontakte zum Anschließen von Leitern vorgesehen. Diese Federkontakte können mit Hilfe von im Gehäuse angeordneten Schiebern geöffnet und geschlossen werden. Allerdings ist es zwingend erforderlich, das Steckverbindergehäuse zumindest teilweise zu zerlegen, um die Kontakte öffnen oder schließen zu können.
Aus der US 1,898,359 A einerseits und der US 5,362,251 A und der DE 102 57 088 A1 andererseits sind Kontaktelemente mit Piercing-Kontakten bekannt. Diese Kontaktelemente sind zwar werkzeuglos anschließbar. Allerdings erlauben Piercing-Kontakte nur ein einmaliges Anschließen des Leiters, weil beim Anschließen des Leiters der Isoliermantel des Leiters beschädigt, nämlich durchstochen wird und darüber hinaus auch der Leiter durch das Eindringen des Piercing-Kontakts beschädigt wird und eine Materialschwächung erfährt. Aufgrund der unkontrollierten Beschädigung des Isoliermantels und der ebenfalls unkontrollierten Schwächung des Leiterquerschnitts darf ein Leiter jeweils nur einmal an einem Piercin-Kontakt angeschlossen werden. Wird dieser Kontaktanschluss wieder gelöst, muss der Leiter zwingend ausgetauscht werden. Im Gegensatz zu den erfindungsmäßigen Federkontakten eignen sich Piercing-Kontakte also nicht zum mehrfachen Kontaktieren und Dekontaktieren von elektrischen Leitern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs beschriebenen Federkontakt so zu gestalten, dass der Federkontakt ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen geöffnet und wieder verschlossen werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe ist nach dem Anspruch 1 vorgeschlagen, im Gehäuse ein Stellglied in Längsrichtung der Kontaktfeder verschiebbar anzuordnen. Zugleich liegt das Stellglied erfindungsgemäß an der Kontaktfeder an und ist mit einem Drehantrieb kinematisch gekoppelt. Durch das hin- und her bewegen des Stellglieds wird die Kontaktfeder damit die Kontaktstelle für den elektrischen Leiter geöffnet und wieder verschlossen. Die auf den Anspruch 1 zurückbezogenen Unteransprüche beinhalten teilweise vorteilhafte und teilweise für sich selbst erfinderische Weiterbildungen dieser Erfindung.
Darüber hinaus ist am Gehäuse eine Stellhülse drehbar gelagert. Diese drehbar gelagerte Stellhülse dient als Drehantrieb für das Stellglied. Besonders einfach ist es, den Drehantrieb erfindungsgemäß mit Hilfe eines Innengewindes an der Stellhülse und eines nach Art einer Zahnstange wirkenden Außengewindes am Gehäuse zu realisieren.
In weiterer Ausgestaltung ist die Kontaktfeder winkelförmig ausgestaltet. Die winkelförmige Kontaktfeder weist einen Federarm und einen am Ende des Federarms angeformten und den Federarm somit zur Winkelform ergänzenden Kontaktarm auf. Der Kontaktarm ist seinerseits von einem Kontaktfenster durchsetzt, durch welches der Leiter zum Anschluss hindurch gesteckt werden kann.
Bei dieser Ausführungsform liegt das Stellglied an der Oberseite des Federarms an.
In bevorzugter Ausgestaltung ist das Stellglied als sich in Querrichtung zur Kontaktfeder erstreckende Stellleiste ausgestaltet. Die Leiste hat den Vorteil, dass sie den jeweiligen Federschenkel, also den Klemmschenkel oder den Federarm über ihre bzw. seine gesamte Breite beaufschlagt und so eine besonders gute Kraftübertragung gewährleistet.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist die Stellleiste eine Stellfläche auf, welche die Kontaktfeder, insbesondere den Federarm der Kontaktfeder in einem Winkel von 45 Grad beaufschlagt.
In weiterer Ausgestaltung ist das Stellglied an der Unterseite des Klemmschenkels der Kontaktfeder angeordnet. Das Kontaktelement ist dabei nach Art eines Nockens oder wiederum als Stellleiste ausgestaltet, um den Klemmschenkel der Kontaktfeder nach oben oder nach unten senkrecht zur Mittellängsrichtung der Kontaktfeder zu bewegen. Hierdurch wird die Kontaktstelle am Ende der Kontaktfeder geöffnet oder geschlossen.
Zur Realisierung eines mehrpoligen Federkontakts ist in vorteilhafter Ausgestaltung vorgeschlagen, mehrere Kontaktfedern nebeneinander anzuordnen und eine der Anzahl der Kontaktfedern entsprechende Anzahl von Stellgliedern, insbesondere Stellleisten vorzusehen. Diese Stellglieder oder Stellleisten sind in bevorzugter Ausgestaltung in Längsrichtung der Kontaktfedern gestaffelt nebeneinander angeordnet, um die Kontaktfedern nacheinander öffnen oder schließen zu können.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung bilden ein Außengewinde am Gehäuse und ein Innengewinde an der Stellhülse ein Drehschubgelenk als Antrieb für das Stellglied. Vorteilhaft ist am Dreh-Schubgelenk bzw. an den als Dreh-Schubgelenk wirksamen Gewinden einen Anschlag vorzusehen, welcher das Gewinde in der maximalen Öffnungsstellung der Kontaktfeder festlegt, um dem Bediener diese Öffnungsposition gleichsam anzuzeigen und so das Anschließen des elektrischen Leiters zu erleichtern. Ferner kann eine Verriegelung des Gewindes im Montageendzustand vorgesehen sein, um ein ungewolltes Öffnen des Federkontakts bei angeschlossenem elektrischen Leiter zu verhindern.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass das Dreh-Schubgelenk auch bajonetteverschlussartig oder ratschenverschlussartig ausgestaltet sein kann.
Anhand des in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Erfindung mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine geschnittene Draufsicht auf das Isoliergehäuse,
Fig. 2: eine geschnittene Ansicht der als Drehantrieb wirksamen Gewindehülse,
Fig. 3: den erfindungsmäßigen Federkontakt mit dem Isoliergehäuse aus Fig. 1 und der Gewindehülse auf Fig. 2 in einer geschnittenen Draufsicht in seiner geschlossenen Montagestellung,
Fig. 4: den Federkontakt auf Fig. 3 in seiner geöffneten Kontaktstellung,
Fig. 5: stellung, eine in Querrichtung gesehene geschnittene Seitenansicht der Kontaktfeder und Teilen des Federkontakts aus Fig. 3,
Fig. 6: den Federkontakt aus Fig. 5 beim Einführen eines elektrischen Leiters,
Fig. 7: eine weitere Ausführungsform des Isoliergehäuses in geschnittener Draufsicht,
Fig. 8: eine weitere Draufsicht der als Drehantrieb wirksamen Gewindehülse,
Fig. 9: den mit dem Isoliergehäuse aus Fig. 7 und der Gewindehülse aus Fig. 8 zusammengesetzten Federkontakt in geschnittener Draufsicht in geschlossener Montageposition,
Fig. 10: den Federkontakt aus Fig. 9 in geschlossener Montageposition,
Fig. 11: eine der Kontaktfedern aus Fig. 9 sowie,
Fig. 12: eine der Kontaktfedern aus Fig. 10.

Die Fig. 1 zeigt das Gehäuse 1 eines Steckverbinders. Im Ausführungsbeispiel ist dieses Gehäuse 1 zylindrisch aufgebaut. Im linken Teil der Fig. 1 ist der Kupplungsbereich 2 des Gehäuses 1 schematisch abgebildet. Im Kupplungsbereich 2 sind die Steckerkontakte und/oder Buchsenkontakte des Steckverbinders angeordnet. In dem dem Kupplungsbereich 2 in Längsrichtung 3 abgewandten Bereich des Gehäuses 1 ist die Kontaktfeder 4 angeordnet. Unterhalb der Kontaktfeder 4 zeigt Fig. 1 die sich in Längsrichtung 3 erstreckende Gehäuseauflagefläche 5. Die Gehäuseauflagefläche 5 trägt ihrerseits das Stellglied 6. Das Stellglied 6 ist im Ausführungsbeispiel als in der zur Längsrichtung 3 senkrecht verlaufenden Querrichtung 7 verlaufende Stellleiste 8 ausgestaltet. Das Stellglied 6 weist neben der eigentlichen, die Kontaktfeder 4 im Ausführungsbeispiel in Fig. 1 an ihrer Unterseite 9 beaufschlagenden Stellleiste 8 noch zwei seitliche, in Längsrichtung 4 von der Stellleiste 8 abstehende Stützwangen 10 auf.
Zum Antrieb des Stellglieds 6 trägt das Gehäuse 1 ein Außengewinde 11. Auf das Außengewinde 11 wird die in Fig. 2 dargestellte Stellhülse 12 aufgeschraubt. Die Stellhülse 12 trägt hierfür ein Innengewinde 13. Aus den Innenseiten der Stellhülse 12 stehen am Ende des Innengewindes 13 noch zwei Nocken 14 in den Innenraum der Stellhülse 12 hinein. Diese Nocken 14 greifen in Aufnahmetaschen 15 an der Gehäuseauflagefläche 5 ein. Die Nocken 14 und die Aufnahmetaschen 15 bilden so eine formschlüssige Nut-Feder-Verbindung.
Die Funktion der Stellhülse 12 ist aus der vergleichenden Betrachtung der Fig. 3 und Fig. 4 erkennbar:

Bei geschlossener Kontaktfeder 4 ist die Stellhülse 12 gleichsam zugeschraubt, so dass das Hülsenende 16 an dem am Gehäuse 1 ausgebildeten Anschlag 17 anliegt. Wird die Stellhülse 12 in Längsrichtung 3 vom Anschlag 17 und damit vom Gehäuse 2 weggeschraubt, bewegt sich die Stellhülse 12 und gemeinsam mit der Stellhülse 12 das Stellglied 6 in der Darstellung der Fig. 4 in Längsrichtung 3 nach rechts.

Die Fig. 5 zeigt schematisch eine Seitenansicht des erfindungsmäßigen Federkontakts, wobei die Blickrichtung der Fig. 5 der Querrichtung 7 in den Fig. 1 bis Fig. 4 entspricht. In der Fig. 5 sind zunächst die Kontaktfeder 4, das Stellglied 6 und der Anschlag 17 des Gehäuses 1 erkennbar. Ferner ist ein im Kupplungsbereich 2 angeordneter Kontaktstift 18 eines Steckerkontakts gezeigt.
Die Funktionsstellung des Stellglieds 6 gegenüber der Kontaktfeder 4 entspricht der Darstellung der Fig. 3. Fig. 6 dagegen zeigt die entsprechende Position der Kontaktfeder 4 und des Stellglieds 6 gemäß der in Fig. 4 dargestellten Funktionsstellung. Hier ist gegenüber der in Fig. 5 gezeigten Ausgangsposition das Stellglied 6 in Längsrichtung 3 nach rechts verschoben, wodurch das Ende der Kontaktfeder 4 von der Gehäuseauflagefläche 5 abhebt und den Kontakt öffnet. In Fig. 6 ist die zwischen der Gehäuseauflagefläche 5 und dem Ende der Kontaktfeder 4 erzeugte maulartige Kontaktöffnung 19 gut sichtbar. Zur Montage eines Leiters 25 wird dessen abisoliertes Leiterende 24 einfach in die Kontaktöffnung 19 eingeschoben und das Stellglied 6 wiederum in seine in den Fig. 3 bzw. Fig. 5 gezeigte Ausgangsposition zurück verfahren, so dass das Ende der Kontaktfeder 4 wieder an die Gehäuseauflagefläche 5 angenährt wird, so dass die maulförmige Kontaktöffnung 19 wieder verschlossen wird.
Fig. 7 zeigt wiederum ein Gehäuse 1, wobei die mit der Darstellung der Fig. 1 übereinstimmenden Teile dieselben Bezugsziffern tragen. Es wird deshalb nachfolgend nur auf die Unterschiede der in den Fig. 1 bis Fig. 6 gezeigten Ausführungsform einerseits und der in den Fig. 7 ff. gezeigten Ausführungsform andererseits eingegangen.
Der Darstellung der Fig. 8 ist zunächst zu entnehmen, dass die Stellhülse 12 bei dieser alternativen Ausführungsform an ihren Innenwänden nicht nur das Innengewinde 13 trägt. Es sind vielmehr auch zwei Stellglieder 6 vorgesehen. Diese Stellglieder 6 weisen eine in einem Winkel von etwa 45 Grad verlaufende Stellfläche 20 auf. Der Darstellung der Fig. 9 ist ferner zu entnehmen, dass zwei Federkontakte bei dieser Ausführungsform vorgesehen sind. Jeder Federkontakt weist wiederum eine Kontaktfeder 4 auf. Die Kontaktfeder 4 weist jedoch einen Federarm 21 und einen Kontaktarm 22 auf.
Zum Anschluss der in den Zeichnungsfiguren nicht dargestellten Leiter 25 wird die Stellhülse 12 wiederum in Längsrichtung 3 nach rechts aufgeschraubt. Dabei geraten die Stellflächen 20 in Eingriff mit den Federarmen 21 der Kontaktfedern 4 und drücken so gegen die Federarme 21, dass die sich in Querrichtung 7 erstreckenden Kontaktarme 22 der Kontaktfedern 4 in Querrichtung 7 in den Innenraum der Stellhülse 12 hinein verfahren werden. Auf diese Weise werden in den Kontaktarmen 22 eingeformte Kontaktfenster 23 derart freigelegt, dass die in den Figurenzeichnungen nicht dargestellten Leiterenden 24 in Längsrichtung 3 in die Kontaktfenster 23 eingeschoben werden können. Durch ein Rückschrauben der Stellhülse 12 nach links in ihre in Fig. 9 dargestellte Ausgangsstellung federt auch der Federarm 21 in seine Ausgangsstellung zurück, so dass das Kontaktfenster 23 wieder verschlossen wird mit der Folge, dass das Leiterende 24 geklemmt im Kontaktfenster 23 einliegt.
Der hauptsächliche Bedienungsvorteil der Erfindung liegt darin, durch eine Drehbewegung, insbesondere Schraubbewegung der Stellhülse 12 den Federkontakt ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen öffnen und schließen zu können.

Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Kupplungsbereich
3: Längsrichtung
4: Kontaktfeder
5: Gehäuseauflagefläche
6: Stellglied
7: Querrichtung
8: Stellleiste
9: Unterseite
10: Stützwange
11: Außengewinde
12: Stellhülse
13: Innengewinde
14: Nocke
15: Aufnahmetasche
16: Hülsenende
17: Anschlag
18: Kontaktstift
19: Kontaktöffnung
20: Stellfläche
21: Federarm
22: Kontaktarm
23: Kontaktfenster
24: Leiterende
25: Leiter

Claims

Federkontakt zum Anschluss eines elektrischen Leiters (25) mit einer an einem Gehäuse (1) gelagerten und den elektrischen Leiter im angeschlossenen Zustand klemmenden Kontaktfeder (4) und mit einem die Kontaktfeder (4) beaufschlagenden und entlang der Kontaktfeder (4) verschiebbaren Stellglied (6) mit einem Drehantrieb zum Öffnen und Schließen der Kontaktstelle des Federkontakts,
gekennzeichnet durch
eine am Gehäuse (1) drehbar gelagerte und mit dem Stellglied (6) kinematisch gekoppelte Stellhülse (12) als Drehantrieb für das Stellglied (6) mit einem Innengewinde (13) an der Stellhülse (12) und einem Außengewinde (11) am Gehäuse (1).
Federkontakt nach Anspruch 1
gekennzeichnet durch
eine winkelförmige Kontaktfeder (4) mit einem Federarm (21) und mit einem am Ende des Federarms (21) angeformten und in einem Winkel vom Federarm (21) abstehenden Kontaktarm (22) und mit einem bei angeschlossenem Leiter (25) vom Leiterende (24) durchsetzten Kontaktfenster (23) im Kontaktarm (22), bei welcher das Stellglied (6) an der Oberseite des Federarms (21) anliegt.
Federkontakt nach Anspruch 2
gekennzeichnet durch
ein Stellglied (6) mit einer die Oberseite des Federarms (21) der Kontaktfeder (4) in einem Winkel von 45 Grad beaufschlagenden Stellfläche (20).
Federkontakt nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
dass das Stellglied (6) an der Unterseite des Klemmschenkels der Kontaktfeder (4) anliegt.
Federkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche
gekennzeichnet durch
ein als Stellleiste (8) ausgestaltetes Stellglied (6).
Federkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche
gekennzeichnet durch
mehrere nebeneinander angeordnete Kontaktfedern (4) zum Anschluss mehrerer Leiter (24) nebeneinander und durch eine der Anzahl der Kontaktfedern (4) entsprechende Anzahl von Stellgliedern (6), welche in Längsrichtung (3) der Kontaktfedern (4) gestaffelt nebeneinander angeordnet sind.