EP3939124A1

EP3939124A1 - Stecksystem mit einem steckverbinderteil und einer steckeinrichtung

Info

Publication number: EP3939124A1
Application number: EP20709553.0A
Authority: EP
Inventors: Peter WILLE
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2022-01-19
Also published as: US20220059968A1; CN113557639A; US12021331B2; DE102019106254B3; WO2020182608A1

Abstract

Ein Stecksystem umfasst ein Steckverbinderteil (6), das ein Steckverbindergehäuse (62) und eine Mehrzahl von an dem Steckverbindergehäuse (62) angeordneten Anschlussklemmen (1) mit jeweils einem einen Klemmschenkel (32) ausbildenden Federelement (3) aufweist, und eine Steckeinrichtung (5), die eine Mehrzahl von 10 elektrisch leitfähigen Steckelementen (51, 52) aufweist. Die Steckelemente (51, 52) der Steckeinrichtung (5) sind zum elektrischen Kontaktieren mit den Anschlussklemmen (1) des Steckverbinderteils (6) jeweils entlang einer Steckrichtung (E) steckend mit einer der Anschlussklemmen (1) des Steckverbinderteils (6) verbindbar und in einer verbundenen Stellung mit dem Klemmschenkel (32) des Federelements (3) der jeweiligen 15 Anschlussklemme (1) mechanisch wirkverbunden. Zumindest einige der Steckelemente (51, 52) weisen, gemessen entlang der Steckrichtung (E), eine unterschiedliche Höhe (H1, H2) auf. Dadurch wird ein Stecksystem zur Verfügung gestellt, das in einfacher Weise eine Reduzierung der erforderlichen Steckkraft zum Verbinden einer Steckeinrichtung umfassend eine Mehrzahl von Steckelementen mit einem 20 Steckverbinderteil umfassend eine Mehrzahl von Anschlussklemmen ermöglicht.

Description

Stecksystem mit einem Steckverbinderteil und einer Steckeinrichtung

Die Erfindung betrifft ein Stecksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Stecksystem umfasst ein Steckverbinderteil, das ein Steckverbindergehäuse und eine Mehrzahl von an dem Steckverbindergehäuse angeordneten Anschlussklemmen mit jeweils einem einen Klemmschenkel ausbildenden Federelement aufweist. Das Stecksystem umfasst zudem eine Steckeinrichtung, die eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Steckelementen aufweist. Die Steckelemente der Steckeinrichtung sind zum elektrischen Kontaktieren mit den Anschlussklemmen des Steckverbinderteils jeweils entlang einer Steckrichtung steckend mit einer der Anschlussklemmen des Steckverbinderteils verbindbar und sind in einer verbundenen Stellung mit dem Klemmschenkel des Federelements der jeweiligen Anschlussklemme mechanisch wirkverbunden.

Eine Anschlussklemme mit einem Federelement ist beispielsweise aus der DE 10 2009 008 933 A1 bekannt. Bei dieser Anschlussklemme sind in einem Kontaktgehäuse ein Federelement und ein Kontaktelement angeordnet. Eine Leitung kann in eine Leitereinführöffnung eines Betätigungselements eingesteckt werden, wobei bei Einstecken das Betätigungselement in die Anschlussklemme hineingedrückt wird und dadurch das Federelement mit einem Schenkel relativ zu dem Kontaktelement verstellt wird, so dass die Leitung zwischen das Kontaktelement und den Schenkel des Federelements gesteckt werden kann.

Anschlussklemmen unter Verwendung eines Federelements werden auch als "Push-In"- Anschlussklemmen bezeichnet. Solche Anschlussklemmen werden üblicherweise mit elektrischen Leitungen in Form von Einzelleitern kontaktiert, um die elektrischen Leitungen an das Steckverbinderteil anzuschließen, wobei üblicherweise jede Anschlussklemme mit einem zugeordneten Einzelleiter verbunden wird.

Solche Anschlussklemmen ermöglichen ein Direktstecken, indem eine elektrische Leitung in eine Stecköffnung einer Anschlussklemme eingesteckt wird, dadurch auf den Klemmschenkel des Federelements einwirkt und diesen derart auslenkt, dass die elektrische Leitung in einer verbundenen Stellung mechanisch an der Anschlussklemme arretiert und zudem elektrisch mit der Anschlussklemme kontaktiert ist. Soll die elektrische Leitung wieder von der Anschlussklemme gelöst werden, so kann der Klemmschenkel zum Beispiel durch Betätigung eines geeigneten Betätigungselements so ausgelenkt werden, dass die elektrische Leitung wieder von der Anschlussklemme entnommen werden kann.

Das Direktstecken einer elektrischen Leitung an eine Anschlussklemme eines Steckverbinderteils erfordert somit eine Steckkraft, die zur elastischen Auslenkung des Klemmschenkels des Federelements hinreichend ist. Sollen elektrischen Leitungen, die an einer Steckeinrichtung miteinander kombiniert sind, gemeinsam an die Anschlussklemmen eines Steckverbinderteils angeschlossen werden, so wirken die elektrischen Leitungen gleichzeitig mit den Klemmschenkeln der Federelemente für ein elastisches Auslenken der Klemmschenkel zusammen. Die resultierende Gesamtsteckkraft, die zum Verbinden der Steckeinrichtung mit dem Steckverbinderteil erforderlich ist, entspricht somit der Summe der einzelnen zum Verbinden der elektrischen Leitungen mit den Anschlussklemmen erforderlichen Steckkräfte. Die gesamte Steckkraft, insbesondere zu Beginn des Steckvorgangs, kann somit groß sein.

Aus der DE 10 2004 061 276 A1 ist eine Kontaktanordnungen mit einem ersten Kontaktstück und einem zweiten Kontaktstück bekannt, bei der Kontaktelemente an dem ersten Kontaktstück zyklisch zueinander versetzt sind.

Aus der DE 198 38 492 A1 ist ein Steckverbinder bekannt, bei dem Kontaktstifte unterschiedlich lang ausgebildet sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Stecksystem zur Verfügung zu stellen, das in einfacher Weise eine Reduzierung der erforderlichen Steckkraft zum Verbinden einer Steckeinrichtung umfassend eine Mehrzahl von Steckelementen mit einem Steckverbinderteil umfassend eine Mehrzahl von Anschlussklemmen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Demnach weisen zumindest einige der Steckelemente, gemessen entlang der Steckrichtung, eine unterschiedliche Höhe auf.

Das Stecksystem umfasst ein Steckverbinderteil, das eine Mehrzahl von an einem Steckverbindergehäuse angeordneten Anschlussklemmen mit jeweils einem einen Klemmschenkel ausbildenden Federelement aufweist. An das Steckverbinderteil kann eine Steckeinrichtung steckend angesetzt werden, die eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Steckelementen, zum Beispiel in Form von Stiften, aufweist. Ein jedes Steckelement kann hierbei an eine der Anschlussklemmen angesetzt werden, sodass beim steckenden Verbinden der Steckelemente mit den Anschlussklemmen die Steckelemente auf den Klemmschenkel des Federelements der jeweiligen Anschlussklemme einwirken und den Klemmschenkel elastisch auslenken derart, dass in einer verbundenen Stellung die Steckelemente der Steckeinrichtung mechanisch an den Anschlussklemmen arretiert und zudem elektrisch mit den Anschlussklemmen kontaktiert sind.

Dadurch, dass die Steckelemente eine unterschiedliche Höhe aufweisen, jeweils gemessen entlang der Steckrichtung, wird erreicht, dass die Steckelemente in gestaffelter Weise mit den Anschlussklemmen, insbesondere den Klemmschenkeln der Federelemente der Anschlussklemmen, in Wechselwirkung treten, wenn die Steckeinrichtung mit den Steckelementen an das Steckverbinderteil mit den daran angeordneten Anschlussklemmen angesetzt wird. So gelangen länger ausgebildete Steckelemente früher mit den ihnen zugeordneten Anschlussklemmen, insbesondere den Klemmschenkeln der Federelemente der Anschlussklemmen, in Wechselwirkung, während kürzere Steckelemente erst nachfolgend mit den ihnen zugeordneten Anschlussklemmen in Verbindung treten. Dadurch, dass die Steckelemente unterschiedlich lang sind, kann somit die insgesamt erforderliche Steckkraft reduziert werden, weil eine zum Verbinden der Steckelemente mit den jeweiligen Anschlussklemmen erforderliche Steckkraft in gestaffelter Weise aufzubringen ist.

Dadurch, dass die Steckelemente eine unterschiedliche Höhe, gemessen entlang der Steckrichtung, aufweisen, treten einige Steckelemente erst mit zugeordneten Federelementen von Anschlussklemmen in Wechselwirkung, wenn andere Steckelemente bereits zumindest teilweise gesteckt sind, sodass sich die Steckkräfte in gestaffelter Weise verteilen. Jedes Steckelement benötigt grundsätzlich eine bestimmte Steckkraft, um ein zugeordnetes Federelement zu kontaktieren. Zu Beginn eines Steckvorgangs fällt eine reduzierte Steckkraft an, weil zunächst nur die Steckelemente mit großer Höhe in die zugeordneten Anschlussklemmen eintauchen und mit den Federelementen der Anschlussklemmen kontaktieren. Wenn zwei gleichgroße Gruppen von Steckelementen mit zwei diskreten Höhen vorhanden sein, halbiert sich zu Beginn des Steckvorgangs die Steckkraft, solange nur die Steckelemente großer Höhe kontaktieren.

Die Steckelemente können in Gruppen eingeteilt sein, die diskrete Höhen aufweisen. So kann eine erste Gruppe von Steckelementen eine erste Höhe aufweisen, während eine zweite Gruppe von Steckelementen eine zweite Höhe aufweist, die kleiner als die erste Höhe ist. Erste Steckelemente weisen somit eine erste Höhe auf, die größer ist als eine zweite Höhe von zweiten Steckelementen. Es liegen somit Steckelemente mit zwei unterschiedlichen, diskreten Höhen vor, wobei die Anzahl der Steckelemente der ersten Gruppe und die Anzahl der Steckelemente der zweiten Gruppe gleich oder auch unterschiedlich sein kann.

Alternativ ist auch denkbar, dass die Höhe der Steckelemente in größerem Maße variiert und mehr als zwei diskrete Höhen vorhanden sind. Beispielsweise können die Steckelemente in ihrer Höhe anhand einer zyklischen Funktion variieren, beispielsweise anhand einer Sinusfunktion, oder es können drei oder mehr Gruppen von Steckelementen mit jeweils einer der Gruppe zugeordneten diskreten Höhe vorhanden sein.

In einer Ausgestaltung weist die Steckeinrichtung eine Leiterplatte auf, die flächig entlang einer senkrecht zur Steckrichtung erstreckten Ebene erstreckt ist und an der die Steckelemente derart angeordnet sind, dass die Steckelemente entlang der Steckrichtung von der Leiterplatte vorstehen. Die Leiterplatte ist somit flächig entlang einer Ebene erstreckt, die durch eine Längsrichtung und eine Querrichtung aufgespannt ist, wobei die Längsrichtung und die Querrichtung jeweils senkrecht zur Steckrichtung gerichtet sind. An der Leiterplatte sind die elektrisch leitfähigen Steckelemente starr angeordnet und über die Leiterplatte somit miteinander kombiniert derart, dass die Steckelemente gemeinsam an die Anschlussklemmen des Steckverbinderteils angesteckt werden können. An der Leiterplatte können zum Beispiel Leiterbahnen zur elektrischen Verbindung der Steckelemente untereinander und/oder mit zugeordneten weiteren elektrischen oder elektronischen Baugruppen geformt sein. An die Leiterplatte können elektrische Leitungen angeschlossen sein, sodass über die Steckeinrichtung eine Vielzahl von elektrischen Leitungen gemeinsam mit den Anschlussklemmen des Steckverbinderteils kontaktiert werden kann.

In einer Ausgestaltung sind zumindest einige der Steckelemente entlang einer quer zur Steckrichtung erstreckten Längsrichtung aneinander angereiht. Steckelemente bilden somit eine Reihe aus, die zum Beispiel an der Leiterplatte gebildet sein kann und im Rahmen derer Steckelemente gleichbeabstandet aneinander angereiht sein können. Eine solche Reihe von Steckelementen kann vorteilhafterweise mit einer Reihe von an dem Steckverbinderteil angeordneten Anschlussklemmen steckend verbunden werden, um die Steckelemente elektrisch mit den Anschlussklemmen zu kontaktieren und mechanisch mit den Anschlussklemmen zu verbinden.

In einer Ausgestaltung weist die Steckeinrichtung mehrere Reihen von Steckelementen auf, wobei die Reihen entlang einer quer zur Längsrichtung gerichteten Querrichtung zueinander beabstandet sind. Jede Reihe kann hierbei beispielsweise eine gleiche Anzahl von Steckelementen aufweisen, wobei die Steckelemente einer jeden Reihe gleichbeabstandet zueinander angeordnet sein können und somit eine Anordnung von Steckelemente nach Art einer Matrix geschaffen wird. Beispielsweise kann auf diese Weise eine Steckeinrichtung mit zwei oder mehr Reihen von Steckelementen geschaffen werden, die an einer Leiterplatte miteinander kombiniert sind und somit gemeinsam an eine zugeordnete Anordnung von Anschlussklemmen des Steckverbinderteils, nämlich mehrere Reihen von Anschlussklemmen am Steckverbinderteil, angesteckt werden können.

Die Höhen der Steckelemente können entlang einer jeden Reihe und zusätzlich oder alternativ entlang der Querrichtung zwischen den Reihen variieren. In einer Ausgestaltung ist beispielsweise denkbar, dass die Steckelemente in ihrer Höhe entlang einer jeden Reihe variieren, wobei benachbarte Steckelemente unterschiedlicher Reihen jedoch in ihrer Höhe gleich ausgebildet sind. Entsprechend weisen Steckelemente der Reihen von Steckelementen, die betrachtet entlang der Längsrichtung an gleichen Positionen angeordnet sind, die gleiche Höhe auf, sodass eine Variation in der Höhe ausschließlich entlang der Längsrichtung bereitgestellt wird. Alternativ können Steckelemente, die an der axial gleichen Position angeordnet sind, aber auch unterschiedliche Höhen aufweisen.

In einer Ausgestaltung sind die Federelemente der Anschlussklemmen, betrachtet entlang der Steckrichtung, auf der gleichen Höhe angeordnet. In der verbundenen Stellung erfolgt die klemmende Verbindung über die Klemmschenkel der Anschlussklemmen somit auf einer einheitlichen Klemmhöhe. Während die Höhe der Steckelemente, gemessen entlang der Steckrichtung, somit variiert, sind die Anschlussklemmen funktional auf der gleichen Höhe angeordnet und stellen eine mechanische Verbindung und elektrische Kontaktierung mit den unterschiedlichen Steckelementen auf einer gemeinsamen, einheitlichen Höhe her.

Die Anschlussklemmen können, in einer Ausgestaltung, sämtlich gleich ausgestaltet sein, mit gleich ausgebildeten Federelementen. Die Anschlussklemmen unterscheiden sich somit nicht voneinander und sind auf der gleichen Höhe am Steckverbindergehäuse des Steckverbinderteils angeordnet.

In einer Ausgestaltung weist eine jede Anschlussklemme ein Kontaktgehäuse auf, das einen Stützabschnitt ausbildet, an dem das Federelement angeordnet ist. Das Kontaktgehäuse einer jeden Anschlussklemme kann hierbei modular ausgebildet sein, sodass die Anschlussklemmen in modularer Weise an dem Steckverbindergehäuse angeordnet und in dem Steckverbindergehäuse aufgenommen sein können. Alternativ ist das Kontaktgehäuse einer jeden Anschlussklemme integral und einstückig mit dem Steckverbindergehäuse des Steckverbinderteils geformt, sodass die Anschlussklemmen mit ihren Kontaktgehäusen in das Steckverbindergehäuse integriert sind.

In einer Ausgestaltung weist das Federelement einer jeden Anschlussklemme einen gekrümmten Lagerabschnitt und einen Stützschenkel auf, wobei der Stützschenkel an einer ersten Seite des Lagerabschnitts geformt und an dem Kontaktgehäuse abgestützt ist, während der Klemmschenkel an einer zweiten Seite des Lagerabschnitts geformt und beim steckenden Verbinden der Steckelemente mit den Anschlussklemmen elastisch zu dem Stützschenkel auslenkbar ist. Der Stützschenkel dient zur Abstützung des Federelements gegenüber dem Gehäuse, wobei das Federelement mit dem Lagerabschnitt über den Stützabschnitt des Kontaktgehäuses herum erstreckt ist und darüber einen definierten Drehpunkt für den Klemmschenkel zu dem Stützschenkel bereitstellt. Über den Klemmschenkel wirkt das Federelement beim steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Steckelement der Steckeinrichtung zusammen, sodass beim steckenden Verbinden der Klemmschenkel elastisch ausgelenkt wird und darüber in Wechselwirkung mit dem Steckelement gelangt und somit das Steckelement mechanisch arretiert und elektrisch kontaktiert wird.

In einer Ausgestaltung weist eine jede Anschlussklemme ein elektrisches Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren mit einem jeweils eingesteckten Steckelement der Steckeinrichtung auf. Ein solches elektrisches Kontaktelement kann als Stromschiene ausgebildet sein und sich derart in den Bereich des Kontaktgehäuses der Anschlussklemme erstrecken, dass in verbundener Stellung ein eingestecktes Steckelement über den Klemmschenkel des jeweiligen Federelements in elektrisch kontaktierende Anlage mit dem Kontaktelement gedrückt wird.

Das Steckverbinderteil kann an eine übergeordnete elektrische Baugruppe angeschlossen sein, beispielsweise indem das Steckverbinderteil fest mit einer Leiterplatte oder einer Schaltschrankwandung oder dergleichen verbunden ist. In diesem Fall können über die Steckeinrichtung zum Beispiel elektrische Leitungen, die mit den Steckelementen elektrisch verbunden sind, an das Steckverbinderteil angeschlossen werden.

In alternativer Ausgestaltung kann das Steckverbinderteil zum steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil ausgebildet sein. Zum Beispiel an einer Seite, die Stecköffnungen zum Anstecken der Steckelemente an die Anschlussklemmen des Steckverbinderteils abgewandt ist, kann hierbei zum Beispiel ein Steckabschnitt geformt sein, im Bereich dessen Anschlusselemente der Kontaktelemente der Anschlussklemmen angeordnet sind, sodass an dem Steckabschnitt ein Steckgesicht zum steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil bereitgestellt wird. Die Anschlusselemente der Kontaktelemente können beispielsweise als Kontaktstifte oder Kontaktbuchsen ausgebildet sein, sodass die Anschlusselemente mit geeigneten, zugeordneten Gegenkontaktelementen des Gegensteckverbinderteils steckend verbunden werden können.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Stecksystems mit einem

Steckverbinderteil und einer steckend mit dem Steckverbinderteil zu verbindenden Steckeinrichtung;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Steckeinrichtung;

Fig. 3 eine gesonderte Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer

Anschlussklemme eines Steckverbinderteils, mit einem Kontaktgehäuse, einem Federelement und einem Kontaktelement;

Fig. 4A eine Ansicht des Kontaktgehäuses, ohne eine Deckwandung;

Fig. 4B die Ansicht gemäß Fig. 4A, mit einem an dem Kontaktgehäuse angeordneten Federelement und einem an dem Kontaktgehäuse angeordneten Kontaktelement; Fig. 5 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Steckverbinderteils mit einer daran angesetzten Steckeinrichtung;

Fig. 6A eine Seitenansicht des Steckverbinderteils zusammen mit der

Steckeinrichtung, vor Ansetzen der Steckeinrichtung an das Steckverbinderteil;

Fig. 6B eine Ansicht des Steckverbinderteils zusammen mit der Steckeinrichtung, in angesetzter Stellung;

Fig. 7 eine gesonderte Ansicht der Steckeinrichtung;

Fig. 8 eine Seitenansicht der Steckeinrichtung;

Fig. 9 eine Draufsicht auf das Steckverbinderteil;

Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A gemäß Fig. 9;

Fig. 11 eine Draufsicht auf das Steckverbinderteil bei angesetzter

Steckeinrichtung; und

Fig. 12 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C gemäß Fig. 11.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Stecksystem, das ein Steckverbinderteil 6 mit einem Steckverbindergehäuse 62 und einer Vielzahl von in dem Steckverbindergehäuse 62 aufgenommenen, entlang einer Längsrichtung L aneinander angereihten Anschlussklemmen 1 in Form von Federkraftanschlüssen aufweist.

An das Steckverbinderteil 6 kann eine Steckeinrichtung 5 entlang einer Steckrichtung E angesteckt werden, indem an einer Leiterplatte 50 angeordnete Steckelemente 51 , 52 in an einer ersten, oberen Seite 60 des Steckverbindergehäuses 62 geformte Stecköffnungen 600 eingesteckt und darüber mit den Anschlussklemmen 1 wirkverbunden werden. In einer verbundenen Stellung liegt ein jedes Steckelement 51 , 52 in einer zugeordneten Stecköffnung 600 ein und ist über eine Anschlussklemme 1 mechanisch zu dem Steckverbinderteil 6 arretiert und zudem elektrisch mit der Anschlussklemme 1 kontaktiert. Die Steckelemente 51 , 52 weisen, bei dem schematisch in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, die Form von elektrischen Kontaktstiften auf, die entlang der Steckrichtung E von der Leiterplatte 50 vorstehen. Die Leiterplatte 50 erstreckt sich hierbei flächig entlang einer senkrecht zur Steckrichtung E erstreckten Ebene, aufgespannt durch eine Längsrichtung L und eine Querrichtung Q (entsprechend der Zeichenebene gemäß Fig. 2). Über die Leiterplatte 50 sind die Steckelemente 51 , 52 fest miteinander verbunden und somit zu einer einheitlich handhabbaren Baugruppe miteinander kombiniert, sodass die Steckelemente 51 , 52 gemeinsam an das Steckverbinderteil 6 angesteckt werden können.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Steckeinrichtung 5, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, mehrere Reihen von Steckelementen 51 , 52 - bei dem konkreten Ausführungsbeispiel zwei Reihen von Steckelementen 51 , 52 - auf, wobei jede Reihe eine Mehrzahl von entlang der Längsrichtung L aneinander angereihten, gleich zueinander beabstandeten Steckelementen 51 , 52 umfasst und die Reihen entlang der quer zur Längsrichtung L gerichteten Querrichtung Q zueinander beabstandet sind. Die Reihen weisen hierbei jeweils die gleiche Anzahl von Steckelementen 51 , 52 auf. Weil die Steckelemente 51 , 52 entlang der Längsrichtung L gleich zueinander beabstandet sind, wird somit eine regelmäßige Anordnung von Steckelementen 51 , 52 nach Art einer Matrix geschaffen, die in eine zugeordnete, komplementäre Anordnung von Anschlussklemmen 1 an dem Steckverbinderteil 6 eingesteckt werden kann.

Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer einzelnen Anschlussklemme 1 , die ein Kontaktgehäuse 2 und ein an dem Kontaktgehäuse 2 angeordnetes Federelement 3 aufweist. An das Kontaktgehäuse 2 kann - wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel - ein Kontaktelement 4 angesetzt sein derart, dass das Kontaktelement 4 mit einem Anschlusselement in Form eines Kontaktstifts 40 oder einer Kontakttulpe oder dergleichen von dem Kontaktgehäuse 2 vorsteht und mit einem Kontaktarm 41 in das Kontaktgehäuse 2 eingreift.

An eine jede Anschlussklemme 1 kann ein Steckelement 51 , 52 der Steckeinrichtung 5 in die Steckrichtung E eingesteckt werden, so dass in einer Stellung, in der das jeweilige Steckelement 51 , 52 an die Anschlussklemme 1 angesteckt ist, das Steckelement 51 , 52 über das Federelement 3 an dem Kontaktgehäuse 2 gehalten und mit dem Kontaktarm 41 des Kontaktelements 4 elektrisch kontaktiert ist. Das Kontaktelement 4 ist in eine der Steckrichtung E entgegengesetzte Ansetzrichtung A in das Kontaktgehäuse 2 eingesteckt. Die Anschlussklemme 1 ist an dem Steckverbindergehäuse 62 des Steckverbinderteils 6 angeordnet, wobei das Kontaktgehäuse 2 modular ausgestaltet und in das Steckverbindergehäuse 62 eingesetzt sein kann oder alternativ integral mit dem Steckverbindergehäuse 62 geformt sein kann.

Fig. 4A und 4B zeigen das Kontaktgehäuse 2 in einer gesonderten Ansicht (Fig. 4A) und in einer Ansicht mit daran angeordnetem Federelement 3 und Kontaktelement 4 (Fig. 4B). Das Kontaktgehäuse 2 weist zwei Deckenwandungen 20, 21 auf, die über Seitenwandungen 22, 25 miteinander verbunden sind (siehe Fig. 3). Fig. 4A und 4B zeigen hierbei das Kontaktgehäuse 2 ohne die (gemäß der Darstellung in Fig. 3 obere) Deckenwandung 20 und geben somit den Blick frei auf die innerhalb des Kontaktgehäuses 2 angeordneten Elemente 23, 24.

Das Kontaktgehäuse 2 weist einen Stützabschnitt 23 auf, um den herum das Federelement 3 mit einem Lagerabschnitt 31 gelegt ist, sodass das Federelement 3 sich mit einem durch einen ersten Federschenkel ausgebildeten Stützschenkel 30 und einem durch einen zweiten Federschenkel ausgebildeten Klemmschenkel 32 von dem Stützabschnitt 23 erstreckt. Der Stützschenkel 30 erstreckt sich hierbei durch eine Öffnung 231 zwischen dem Stützabschnitt 23 und einer ersten Seitenwandung 22 des Kontaktgehäuses 2 hindurch und ist über den Stützschenkel 30 an einer Innenseite 220 der Seitenwandung 22 abgestützt. Der Klemmschenkel 32 hingegen erstreckt sich von dem Stützabschnitt 23 mit einem Ende 320 hin in Richtung einer zweiten Seitenwandung 25. Das Kontaktgehäuse 2 weist zudem einen Anschlagabschnitt 24 mit einer Anschlagfläche 240 auf, die einen Anschlag für den Klemmschenkel 32 bereitstellt.

Grundsätzlich kann das Anschlusselement 1 aber auch eine andere Bauform aufweisen, zum Beispiel mit einem anders gestalteten Federelement oder Kontaktgehäuse.

Wird ein Steckelement 51 , 52 in die Steckrichtung E in das Kontaktgehäuse 2 eingeführt, so wird der Klemmschenkel 32 unter elastischer Deformation zu dem Stützabschnitt 23 verschwenkt und somit mit seinem Ende 320 von dem Kontaktarm 41 des Kontaktelements 4 entfernt. Der Stützabschnitt 23 stellt somit einen Drehpunkt für den Klemmschenkel 32 dar, während der Stützschenkel 30 als Widerlager für das Verschwenken des Klemmschenkels 32 dient. Ist das Steckelement 51 , 52 mit einem Ende in das Kontaktgehäuse 2 eingesteckt, so wird das Steckelement 51 , 52 durch den Klemmschenkel 32 gegen den Kontaktarm 41 des Kontaktelements 4 gedrückt, so dass das Steckelement 51 , 52 mit dem Kontaktelement 4 elektrisch kontaktiert und zudem mechanisch an der Anschlussklemme 1 arretiert ist. Aufgrund der elastischen Deformation des Klemmschenkels 32 wird das Steckelement 51 , 52 über das Ende 320 unter elastischer Vorspannung an dem Kontaktarm 41 des Kontaktelements 4 gehalten.

Fig. 5 bis 12 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Stecksystems umfassend ein Steckverbinderteil 6 und eine daran anzusetzende Steckeinrichtung 5. Bauteile gleicher Funktion sind hierbei mit den gleichen Bezugszeichen wie vorangehend bezeichnet.

Das Steckverbinderteil 6 weist ein Steckverbindergehäuse 62 mit einer Oberseite 60 und einer Unterseite 61 auf. An der Oberseite 60 sind Stecköffnungen 600 geformt, in die die Steckeinrichtung 5 mit Steckelementen 51 , 52 entlang einer Steckrichtung E einzustecken ist, um eine elektrische Kontaktierung mit in dem Steckverbindergehäuse 62 eingefassten Anschlussklemmen 1 herzustellen.

Die Anschlussklemmen 1 des Steckverbinderteils 6 können beispielsweise ausgeführt sein, wie sie vorangehend anhand des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 und Fig. 4A, 4B beschrieben worden sind.

Bei dem in Fig. 5 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Steckeinrichtung 5 ein Gehäuse 53 auf, in dem eine Leiterplatte 50 mit daran angeordneten Steckelementen 51 , 52 derart eingefasst ist, dass die Steckelemente 51 , 52 an einer Seite, mit der die Steckeinrichtung 5 an das Steckverbinderteil 6 anzusetzen ist, von dem Gehäuse 53 vorstehen, wie dies beispielsweise aus Fig. 6A, 7 und 8 ersichtlich ist.

Das Steckverbinderteil 6 weist an der Oberseite 60 des Steckverbindergehäuses 62 eine Anordnung von Stecköffnungen 600 auf, denen jeweils eine Anschlussklemme 1 zugeordnet ist. Die Anordnung der Stecköffnungen 600 mit den zugeordneten Anschlussklemmen 1 entspricht hierbei der Anordnung der Steckelemente 51 , 52 an der Steckeinrichtung 5, sodass die Steckeinrichtung 5 entlang der Steckrichtung E steckend mit dem Steckverbinderteil 6 in Verbindung gebracht werden kann.

Das Steckverbinderteil 6 mit dem Steckverbindergehäuse 62 und den daran angeordneten Anschlussklemmen 1 kann beispielsweise Bestandteil einer Steckverbinderbaugruppe sein, bei der das Steckverbinderteil 6 zum Beispiel über die Unterseite 61 an einer Tragschiene angeordnet und somit mit anderen elektrischen oder elektronischen Geräten kombiniert werden kann. Generell kann das Steckverbinderteil 6 mit einer übergeordneten elektrischen oder elektronischen Baugruppe verbunden werden, um elektrische oder elektronische Funktionen im Rahmen einer solchen Baugruppe bereitzustellen.

Zum Anschließen einer Steckeinrichtung 5 an ein zugeordnetes Steckverbinderteil 6 wird die Steckeinrichtung 5 mit ihren Steckelementen 51 , 52 in die Steckrichtung E an das Steckverbinderteil 6 angesetzt, sodass die Steckelemente 51 , 52 mit den Stecköffnungen 600 oberseitig des Steckverbindergehäuses 62 in Eingriff gelangen und mit den

Anschlussklemmen 1 des Steckverbinderteils 6 elektrisch kontaktieren (siehe den

Übergang von Fig. 6A hin zu Fig. 6B). Weil beim steckenden Verbinden die Steckelemente 51 , 52 auf die Federelemente 3 einwirken, um die Klemmschenkel 32 der Federelemente 3 elastisch auszulenken und darüber eine elektrische Verbindung und zudem eine mechanische Arretierung herzustellen, sind zum steckenden Verbinden der Steckelemente 51 , 52 Steckkräfte erforderlich, die sich für die Gesamtheit der

Anschlussklemmen 1 addieren.

Um die erforderliche Steckkraft zu Beginn eines Steckvorgangs zu reduzieren, sind bei den in Fig. 1 und Fig. 5 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispielen die Steckelemente 51 , 52 der Steckeinrichtung 5 mit unterschiedlichen Höhen H1 , H2 - gemessen entlang der Steckrichtung E und ausgehend von der Leiterplatte 50 - ausgebildet. Weil - wie aus Fig. 10 ersichtlich - die Anschlussklemmen 1 des Steckverbinderteils 6 auf gleicher Höhe in dem Steckverbindergehäuse 62 aufgenommen und die Federelemente 3 der Anschlussklemmen 1 somit auf gleicher Höhe an dem Steckverbinderteil 6 angeordnet sind, bewirken die unterschiedlichen Höhen H1 , H2 der Steckelemente 51 , 52, dass die Steckelemente 51 , 52 in gestaffelter Weise mit den Klemmschenkeln 32 der

Federelemente 3 der Anschlussklemmen 1 in Wechselwirkung treten und somit der Steckvorgang zwischen den Steckelementen 51 , 52 und den Anschlussklemmen 1 in gestaffelter Weise abläuft.

Bei den in Fig. 1 und Fig. 5 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispielen weist die Steckeinrichtung 5 zwei Gruppen von Steckelementen 51 , 52 auf, die unterschiedliche Höhen H1 , H2 aufweisen. So weist eine erste Gruppe von Steckelementen 51 eine erste Höhe H1 auf, während eine zweite Gruppe von Steckelementen 52 mit einer zweiten Höhe H2 geformt ist, die kleiner als die erste Höhe H1 ist. Beim steckenden Verbinden gelangen somit zunächst die Steckelemente 51 der ersten Gruppe in Wirkverbindung mit Anschlussklemmen 1 des Steckverbinderteils 6. Die Steckelemente 52 der zweiten Gruppe gelangen beim weiteren Stecken erst dann in Wrkverbindung mit Anschlussklemmen 1 , wenn die Steckelemente 51 der ersten Gruppe bereits zumindest teilweise mit den ihnen zugeordneten Anschlussklemmen 1 gesteckt sind.

Bei dem schematisch in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sowie auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 bis 12 weist die Steckeinrichtung 5 insgesamt 40 Steckelemente 51 , 52 auf, wobei dies in keinster Weise beschränkend für die vorliegende Erfindung ist und auch jede andere Anzahl von Steckelementen 51 , 52, zum Beispiel auch deutlich weniger oder deutlich mehr Steckelemente 51 , 52, vorhanden sein kann. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind hierbei gleichviele Steckelemente 51 mit der ersten Höhe H1 und Steckelemente 52 mit der zweiten Höhe H2 vorgesehen. Die Höhe H1 , H2 variiert entlang einer jeden Reihe von Steckelementen 51 , 52, wobei die Höhe H1 , H2 von in Querrichtung Q benachbarten Steckelementen 51 , 52 jedoch gleich ist.

Anstelle von zwei diskreten Höhen H1 , H2 können die Steckelemente 51 , 52 auch in größerem Umfang in ihrer Höhe variieren. Insbesondere können mehr als zwei diskrete Höhen H1 , H2 von Steckelementen 51 , 52 vorhanden sein.

Das Steckverbinderteil 6 weist eine der Anordnung der Steckelemente 51 , 52 entsprechende Anordnung von Anschlussklemmen 1 auf (wobei auch mehr Anschlussklemmen 1 als Steckelement 51 , 52 vorhanden sein können), sodass die Steckeinrichtung 5 mit den Steckelementen 51 , 52 an die Anschlussklemmen 1 des Steckverbinderteils 6 angesteckt werden kann.

Weil die Anschlussklemmen 1 auf gleicher Höhe in dem Steckverbindergehäuse 62 aufgenommen sind, wird über die Klemmschenkel 32 der Federelemente 3 der Anschlussklemmen 1 eine klemmende Verbindung zwischen den Klemmschenkeln 32 und den Steckelementen 51 , 52 zumindest näherungsweise auf einer einheitlichen Klemmhöhe K hergestellt, unabhängig von der Höhe H1 , H2 der Steckelemente 51 , 52. In eingesteckter Stellung sind die Steckelemente 51 , 52 somit in ihrer elektrischen Kontaktierung und mechanischen Arretierung funktional identisch. Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich anders gearteter Weise verwirklichen. Insbesondere muss das Steckverbinderteil nicht notwendigerweise zum steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil ausgestaltet sein, sondern kann auch Bestandteil einer übergeordneten Baugruppe sein. Beispielsweise kann der Steckverbinderteil mit einer Leiterplatte verbunden oder an eine Schaltschrankwand angeschlossen sein.

Eine Steckeinrichtung kann eine grundsätzlich beliebige Anzahl von Steckelementen aufweisen. Zumindest einige der Steckelemente variieren hierbei in ihrer Höhe, wobei die Anschlussklemmen des Steckverbinderteils vorzugsweise gleich ausgebildet sind und die Steckeinrichtung gegebenenfalls auch in unterschiedlichen Stellungen an der Steckverbinderteil angeschlossen werden kann, insbesondere wenn mehr Anschlussklemmen als Steckelemente vorhanden sind.

Bezugszeichenliste

1 Anschlussklemme

2 Kontaktgehäuse

20, 21 Wandung

22 Seitenwandung

220 Innenseite

23 Stützabschnitt

231 Öffnung

24 Anschlagabschnitt

240 Anschlagfläche

241 Ende

25 Seitenwandung

250 Innenseite

251 Anschlag

252 Öffnung

3 Federelement

30 Stützschenkel

31 Lagerabschnitt

32 Klemmschenkel

320 Ende

4 Kontaktelement

40 Anschlusselement (Kontaktstift)

41 Kontaktarm

410 Ende

5 Steckeinrichtung

50 Leiterplatte

51 , 52 Steckelement

53 Gehäuse

6 Steckverbinderteil

60 Oberseite

600 Einstecköffnungen

61 Unterseite

62 Steckverbindergehäuse

A Ansetzrichtung

E Steckrichtung

H 1 , H2 Höhe k Klemmhöhe

L Längsrichtung

Q Querrichtung

Claims

Patentansprüche

1. Stecksystem, mit einem Steckverbinderteil (6), das ein Steckverbindergehäuse (62) und eine Mehrzahl von an dem Steckverbindergehäuse (62) angeordneten Anschlussklemmen (1) mit jeweils einem einen Klemmschenkel (32) ausbildenden Federelement (3) aufweist, und einer Steckeinrichtung (5), die eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Steckelementen (51 , 52) aufweist, wobei die Steckelemente (51 , 52) der Steckeinrichtung (5) zum elektrischen Kontaktieren mit den Anschlussklemmen (1) des Steckverbinderteils (6) jeweils entlang einer Steckrichtung (E) steckend mit einer der Anschlussklemmen (1) des

Steckverbinderteils (6) verbindbar sind und in einer verbundenen Stellung mit dem Klemmschenkel (32) des Federelements (3) der jeweiligen Anschlussklemme (1) mechanisch wirkverbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Steckelemente (51 , 52), gemessen entlang der Steckrichtung (E), eine unterschiedliche Höhe (H1 , H2) aufweisen.

2. Stecksystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gruppe der Steckelemente (51 , 52) eine erste Höhe (H1) und eine zweite Gruppe der Steckelemente (51 , 52) eine zweite Höhe (H2), die kleiner als die erste Höhe (H1) ist, aufweist.

3. Stecksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckeinrichtung (5) eine Leiterplatte (50) aufweist, die flächig entlang einer senkrecht zur Steckrichtung (E) erstreckten Ebene erstreckt ist und an der die Steckelemente (51 , 52) derart angeordnet sind, dass die Steckelemente (51 , 52) entlang der Steckrichtung (E) von der Leiterplatte (51 , 52) vorstehen.

4. Stecksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Steckelemente (51 , 52) entlang einer quer zur Steckrichtung (E) erstreckten Längsrichtung (L) aneinander angereiht sind.

5. Stecksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckelemente (51 , 52) zumindest zwei entlang der Längsrichtung (L) erstreckte, quer zur Längsrichtung (L) zueinander beabstandete Reihen von Steckelementen (51 , 52) bilden.

6. Stecksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Steckelemente (51 , 52) der Reihen von Steckelementen (51 , 52), die betrachtet entlang der Längsrichtung (L) an gleichen Positionen angeordnet sind, die gleiche Höhe (H1 , H2) aufweisen.

7. Stecksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (3) der Anschlussklemmen (1), betrachtet entlang der Steckrichtung (E), auf der gleichen Höhe zur mechanischen Wechselwirkung mit den Steckelementen (51 , 52) an einer einheitlichen Klemmhöhe (K) angeordnet sind.

8. Stecksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine jede Anschlussklemme (1) ein Kontaktgehäuse (2) aufweist, das einen Stützabschnitt (23) ausbildet, an dem das Federelement (3) angeordnet ist.

9. Stecksystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (3) einen gekrümmten Lagerabschnitt (31) und einen Stützschenkel (30) aufweist, wobei der Stützschenkel (30) an einer ersten Seite des Lagerabschnitts (31) angeordnet und an dem Kontaktgehäuse (2) abgestützt ist und der Klemmschenkel (32) an einer zweiten Seite des Lagerabschnitts (31) angeordnet und beim steckenden Verbinden der Steckelemente (51 , 52) mit den Anschlussklemmen (1) elastisch zu dem Stützschenkel (30) auslenkbar ist.

10. Stecksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine jede Anschlussklemme (1) ein elektrisches Kontaktelement (4) zum elektrischen Kontaktieren mit einem jeweils eingesteckten Steckelement (51 , 52) der Steckeinrichtung (5) aufweist.