EP4032149A1 - Klemme zur kontaktierung eines kontaktstifts - Google Patents

Klemme zur kontaktierung eines kontaktstifts

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Publication number
EP4032149A1
EP4032149A1 EP20772306.5A EP20772306A EP4032149A1 EP 4032149 A1 EP4032149 A1 EP 4032149A1 EP 20772306 A EP20772306 A EP 20772306A EP 4032149 A1 EP4032149 A1 EP 4032149A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact arm
contact
socket
terminal
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20772306.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andre Holtkämper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP4032149A1 publication Critical patent/EP4032149A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks

Definitions

  • the invention relates to a clamp for making contact with at least one contact pin.
  • the invention relates, without being restricted thereto, to a corresponding terminal block.
  • the individual connections for example with a width of about 6.3 mm, comprise a double-sided spring contact (for example a tulip contact) as a socket.
  • a double-sided spring contact for example a tulip contact
  • the installation space requirement is too great, since the double-sided spring contact itself is too wide as a socket and, furthermore, both contact sides of the double-sided spring contact are springy.
  • the invention is therefore based on the object of providing a terminal for contacting at least one contact pin, which is narrower or allows more connections in an opposite planar width, preferably without reducing a contact force for contacting the contact pin and / or an absorbable pin width of the contact pin.
  • An alternative or more specific object is to provide a terminal for contacting at least one contact pin which is able to receive the contact pin laterally close to an edge of the terminal.
  • the clamp comprises a socket carrier and at least one socket.
  • the at least one socket each comprises a first contact arm attached to the socket carrier and a second contact arm attached to the first contact arm via a resilient connection.
  • the second contact arm is pivotable in the space between the first contact arm and the socket carrier between a vacant position and an occupied position. In the vacant position, the second contact arm is arranged at a first distance from the socket carrier. In the occupied position, the second contact arm is arranged at a second distance from the socket carrier, which is smaller than the first distance.
  • a restoring force of the resilient connection in the occupied position is designed to contact the respective contact pin between the first contact arm and the second contact arm.
  • the second contact arm pivots from the vacant position to the occupied position under a wedge effect of the contact pin inserted into the socket in the longitudinal direction, while the first Contact arm remains in its position relative to the socket carrier.
  • a contact force for contacting the contact pin and / or an absorbable pin width of the contact pin can be the same as (or greater than) with a larger double-sided spring contact, for example by doubling a path of the second contact arm between vacant position and occupied position within the elastic range of the spring-elastic connection is as big as a conventional contact arm travel.
  • the same or further exemplary embodiments can enable the contact pin to be received laterally close to an edge of the terminal, for example in that the first contact arm faces the edge of the terminal or is arranged on the edge of the terminal.
  • the terminal can be designed or used as a socket.
  • the clamp can be mounted or mountable on a circuit board.
  • the terminal can be designed as a series terminal.
  • the terminal can comprise a row or a field of the sockets as connections of the series terminal.
  • the socket or each of the at least one socket can be designed to receive the respective contact pin between the first contact arm and the second contact arm.
  • Each socket can be designed to receive the respective contact pin along a longitudinal direction of the first contact arm.
  • the restoring force in the occupied position can push the second contact arm in the direction of the first contact arm.
  • the contact or the contacting
  • the contact can comprise an electrical contact and optionally a frictional connection.
  • the restoring force can move the second contact arm out of the occupied position into the vacant position.
  • the second contact arm can only be attached to the first contact arm. That is, the second contact arm can be attached to the socket carrier indirectly via the first contact arm.
  • a rigidity of a mechanical connection between the first contact arm and the socket carrier can be greater than a rigidity of a mechanical connection between the second contact arm and the socket carrier.
  • the mechanical connection between the first contact arm and the socket carrier can be stiff compared to the resilient connection between the second contact arm and the socket carrier.
  • the socket carrier can be an electrical insulator.
  • the socket carrier can be made of a thermoplastic.
  • the socket carrier can form a closed outside of the clamp.
  • the clamp can be a variety of sockets with a socket carrier that is continuously closed on the outside.
  • a distance between the first contact arm and the socket carrier in the vacant position and in the occupied position can be the same.
  • a distance between the first contact arm and the socket carrier can be at least substantially the same in the vacant position and in the occupied position.
  • a path that the first contact arm travels between the vacant position and the occupied position can be a fraction (for example less than a tenth) of the path that the second contact arm covers between the vacant position and the occupied position.
  • a longitudinal direction of the first contact arm in the vacant position and in the occupied position can be parallel to the socket carrier.
  • the first contact arm can be connected to the socket carrier on a longitudinal side along the longitudinal direction.
  • the clamp can comprise at least two sockets.
  • the clamp can furthermore comprise at least one partition wall, which protrudes on the socket carrier and extends in the longitudinal direction, between adjacent sockets.
  • the partition wall can extend parallel to the longitudinal direction adjacent to a longitudinal side of the first contact arm which is opposite the connected longitudinal side.
  • the first contact arm can be attached to the socket carrier along the connected longitudinal side with a socket wall extending in the longitudinal direction and protruding from the socket carrier, for example directly connected.
  • the socket wall can protrude vertically from the socket carrier.
  • the socket wall can be arranged centrally between adjacent partition walls.
  • the socket wall can (opposite to the connected longitudinal side of the first contact arm) comprise a fastening surface for fastening on the socket carrier.
  • the fastening surface can protrude beyond the socket in the longitudinal direction.
  • the socket wall can be hot-riveted to the socket carrier.
  • the fastening surface can have rivet openings for hot riveting.
  • a height of the socket wall protruding vertically from the socket carrier can determine the first distance.
  • a diameter or a width of the contact pin can determine the second distance.
  • the second distance can be the first distance minus the diameter or the width of the contact pin.
  • the socket wall, the first contact arm, the resilient connection and / or the second contact arm can be integrally in one piece.
  • the socket wall, the first contact arm, the resilient connection and / or the second contact arm can be electrically conductive.
  • the resilient connection can connect the second contact arm to the first contact arm in an electrically conductive manner.
  • One or more contact points for contacting the contact pin can be between the first contact arm and the second contact arm in the longitudinal direction at the level of the socket wall.
  • the first contact arm and the second contact arm can touch at the contact point in the vacant position.
  • the first contact arm can have a corrugated projection at the contact point.
  • the second contact arm may be curved away from the first contact arm at the point of contact.
  • An end of the first contact arm opposite the resilient connection can extend in the longitudinal direction and / or be parallel to the socket carrier.
  • the opposite of the resilient connection The end of the first contact arm can protrude beyond the socket wall in the longitudinal direction and / or parallel to the socket carrier.
  • the resilient connection can comprise an arch on a transverse side of the first contact arm to the second contact arm.
  • An end of the second contact arm opposite the transverse side (for example connected to the first contact arm in a resilient manner) can be a free end of the second contact arm.
  • the end of the second contact arm opposite the transverse side (connected to the first contact arm in a spring-elastic manner) can be a free end of the pivoting movement between the vacant position and the occupied position.
  • the free end can be movable due to or against the restoring force of the resilient connection.
  • a continuous connection of the socket wall along the longitudinal side of the first contact arm can be wider than the arc on the transverse side of the first contact arm.
  • the second contact arm can have a run-on bevel which is designed to be moved from the vacant position into the occupied position counter to the restoring force by the contact pin.
  • the terminal can be open on a side opposite the socket carrier and / or be delimited by the first contact arm.
  • the terminal can furthermore comprise a plug-in surface perpendicular to the socket carrier.
  • the plug-in surface can have a through opening for receiving the respective contact pin in spatial association with each of the at least one socket.
  • the end of the first contact arm opposite the resilient connection can be aligned in the longitudinal direction with the through opening in the plug-in surface for receiving the respective contact pin.
  • outside of the first contact arm can be parallel to the socket carrier.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective illustration of a clamp according to a first exemplary embodiment in a vacant position
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration parallel to a longitudinal direction of a clamp according to the first exemplary embodiment in a vacant position
  • FIG. 3 shows a schematic side view in the longitudinal direction of a clamp according to the first exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic perspective illustration of a clamp according to a second exemplary embodiment in an occupied position
  • FIG. 5 shows a schematic sectional illustration parallel to a longitudinal direction of a clamp according to the second exemplary embodiment in the occupied position
  • FIG. 6 shows a schematic sectional illustration of an exemplary
  • Socket carrier which can preferably be combined with the first or second embodiment; 7 shows a schematic view of an exemplary stamped part for
  • FIG. 8A shows a perspective view of a variant of the first or second exemplary embodiment
  • FIG. 8B shows a sectional illustration of the variant of the first or second exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a terminal, generally designated by reference numeral 100, for making contact with at least one contact pin 102 (for example a pin).
  • the terminal 100 comprises a socket carrier 104 and at least one socket 106 (which can also be referred to as a socket or socket).
  • the at least one socket 106 each comprises a first contact arm 108 fastened to the socket carrier 104 and a second contact arm 112 fastened to the first contact arm 108 via a resilient connection 110.
  • the first contact arm can form a rigid contact side of the socket 106.
  • the second contact arm 112 is pivotable in the space between the first contact arm and the socket carrier 104, namely between a vacant position and an occupied position of the second contact arm 112.
  • the second contact arm can form a resilient contact side of the socket 106.
  • the second contact arm 112 In the vacant position, the second contact arm 112 is arranged at a first distance from the socket carrier 104. In the occupied position, the second contact arm 112 is arranged at a second distance from the socket carrier 104, which is smaller than the first distance. A restoring force of the resilient connection 110 in the occupied position presses the second contact arm 112 against the respective contact pin 102 and thus also the contact pin 102 against the first contact arm 108, whereby the contact pin 102 between the first contact arm 108 and the second contact arm 112 is in contact on both sides.
  • the first contact arm 108 is preferably attached to the socket carrier 104 over its extent (for example its entire extent or more than half of its extent) in a longitudinal direction of the socket 106 (which is designated as the y-direction in the first exemplary embodiment in FIG. 1), ie , mechanically connected to the socket carrier 104.
  • the mechanical connection preferably also establishes an electrical contact, for example to a conductor (preferably a conductor track) on the socket carrier 104.
  • the described mechanical connection conducts the current from the contact point to the foot 114 of the socket 106.
  • the electrical contact between the socket 106 and the conductor can furthermore comprise a soldered connection (preferably not in an embodiment variant with a leadframe).
  • the contact is made, for example via the soldered connection, with a conductor track on a circuit board of the socket carrier 104.
  • the foot 114 (for example its support surface) can be adapted to a soldering geometry for the circuit board.
  • the first contact arm 108 as a contact side of the socket 106 can be connected directly to the socket carrier 104 (for example a rear wall of the terminal 100).
  • the first contact arm 108 can be stiff, for example several times stiffer than the second contact arm 112. Since the second contact arm 112 is connected to the first contact arm 108 via the resilient connection 110, the latter can be elastically pivotable.
  • the second contact arm 112 generates a contact force (more precisely: normal contact force) required for contacting in the occupied position of the socket 106, that is, in the plugged-in state of the contact pin ok
  • the resilient connection 110 can also jointly provide the resilience.
  • the second contact arm 112 can be designed as a flat-shaped spring.
  • the mechanical connection can comprise a foot 114, for example as shown in FIG. 1.
  • the foot 114 can be attached to the socket carrier 104 over a large area or at points (i.e. in places).
  • the foot 114 of the socket 106 can be materially attached (preferably glued) to the socket carrier 104.
  • the foot 114 can have through recesses through which the foot 114 is riveted to the socket carrier 104.
  • assembly pins for example thermoplastic
  • the foot 114 can be used to attach the socket 106, and preferably to conduct power to the socket 106.
  • the geometry of the foot 114, in particular the end of the foot 114 can be brought into a shape adapted for soldering (for example for connection to the circuit board) or shaped depending on the application.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration parallel to the longitudinal direction of the clamp 100 according to the first exemplary embodiment in the vacant position.
  • the direct connection comprises 116 of the first contact arm 108 has a small lever arm in relation to contact points 118 and 120 of the contact arms 108 and 112, respectively.
  • the contact points 118 and 120 can touch one another in the vacant position. In another variant, the contact points 118 and 120 can be spaced apart from one another in the vacant position.
  • one of the contact points 118 and 120 can rest on opposite sides of the contact pin 102, pressed by the restoring force.
  • the contact point 118 on the first contact arm 108 can comprise a bead in the first contact arm 108.
  • the contact point 120 on the second contact arm 112 may include a curvature of the second contact arm 112 that is curved away from the first contact arm 108.
  • the installation space requirement 124 i.e. the required installation width
  • the installation space requirement 124 can be small, for example in comparison to a kinked contact arm.
  • the electrical current carried through the socket 106 can be diverted by means of the direct connection 116.
  • the mechanical fastening of the socket 106, the rigidity of a contact side of the socket 106 on the first contact arm 108 and the power line to the socket 106 are preferably achieved by means of the direct connection 116, i.e. by means of the same structural element.
  • the rigidity of the first contact arm 108 ensures that the contact pin 102, which can move freely in the transverse direction (ie the width direction or x-direction) within certain limits, is aligned with the contact point 118 of the first contact arm 108 during a plug-in process 122 of the contact pin 102 and only the second contact arm 112 during the mating process 122 pivots out (that is, pivots out of the vacant position into the occupied position), in that the resilient connection 110 of the socket 106 bends.
  • an installation space requirement 124 of the socket 106 between an edge 126 of the terminal 100 and the contact point 118 on the first contact arm 108 (or an outer edge of the contact pin 102) can be reduced compared to conventional terminals.
  • an installation space requirement 124 can correspond to a thickness of the first contact arm 108, possibly including a bead at the contact point 118 of the first contact arm 108.
  • the clamp 100 is preferably open on the side of the first contact arm 108.
  • the first contact arm 108 can delimit the corresponding side of the socket 106.
  • a path (i.e., a spring path) of the second contact arm 112 (for example the flat-form spring) when plugging 122 the contact pin 102 is designed such that the second contact arm 112 swings out in the direction of the non-critical installation space (for example away from the open terminal side).
  • Fig. 3 shows schematically a side view looking in the longitudinal direction of the clamp 100 according to the first embodiment.
  • the direct connection 116 with a low fleece arm from the first contact arm 108 (more precisely: the contact point 118) to the fastening point on the foot 114 in the terminal 100 achieves a stiff contact support on the first contact arm 108.
  • the restoring force (ie the contact force) in the occupied position of the socket 106 (ie in the inserted state of the contact pin 102) can be determined by a material thickness, a first depth 128 (for example an expansion in the z-direction including the resilient connection 110 and the direct connection 116 ), a second depth 129 (for example an extension in the z-direction of the resilient connection 110) and / or a length (for example an extension in the longitudinal direction or y-direction) of the resilient connection 110 and / or the second contact arm 112 (for example the flat spring).
  • a material thickness for example an expansion in the z-direction including the resilient connection 110 and the direct connection 116
  • a second depth 129 for example an extension in the z-direction of the resilient connection 110
  • a length for example an extension in the longitudinal direction or y-direction
  • the depth 128 or 129 of the resilient connection 110 and / or of the second contact arm 112 is variable, for example the depth 128 or 129 changes along the length of the resilient connection 110 and / or the second contact arm 112 (for example along the flat spring).
  • its depth 128 or 129 can increase from the contact point 120 for fixed clamping on the first contact arm 108.
  • the contact force (preferably the normal contact force or a nominal normal contact force) can be in the range from 1N to 7N, preferably from 2N to 6N.
  • the small overall depth 128 is also advantageous for insulation requirements, for example near an open side of the terminal 100.
  • exemplary embodiments of the clamp 100 enable a very small installation space requirement 124 of the socket 106 in the area of the relevant width direction. This applies in the vacant position (ie in the unmated state) and also in the occupied position (ie in the inserted state), and optionally taking into account a non-aligned contact pin 102.
  • a height 130 of the direct connection 116 for example the height 130 between the foot 114 as a fastening support and the first contact arm 108, can be determined by the shape of the socket 106, for example a corresponding stamped part.
  • the clamp 100 may comprise a plurality of sockets 106 which are attached to the same socket carrier 104 next to one another.
  • FIG. 4 shows a schematic perspective illustration of a terminal 100 according to a second exemplary embodiment in an occupied position.
  • the second exemplary embodiment can partially or completely develop the first exemplary embodiment.
  • individual or all sockets 106 in the second exemplary embodiment can have individual or all features of the first exemplary embodiment.
  • Interchangeable or matching features of the exemplary embodiments are provided with the same reference symbols.
  • Embodiments can meet requirements for the insulation, the air gap and / or the creepage distances more compactly.
  • the socket 106 can make it easier to meet these requirements, since the socket 106 requires little installation space near the open clamp side in the z-direction and the necessary larger installation space (e.g. for fastening the socket 106 by means of the foot 114 in the clamp 100) is displaced into the lower area, ie close to the socket carrier 104 (for example the terminal rear wall).
  • an increase in a distance 132 between the first contact arms 108 of adjacent sockets 106 can be achieved by the construction depth 128 which is reduced compared to conventional sockets (for example due to a construction depth 128 according to the invention).
  • the enlarged distance 132 is advantageous for meeting the requirements for the air gap and the creepage distance, as shown schematically in FIGS. 3 and 4, for example.
  • the clearances and / or creepage distances are further enlarged by separating walls 134 between adjacent sockets 106.
  • each socket 106 can be attached to the socket carrier 104 by means of mounting pins 136.
  • the assembly pins 136 can engage in through-holes in the foot 114 and connect the foot 114 to the socket carrier 104 with a frictional fit (for example by pressing the assembly pins 136) or with a positive fit (for example by riveting the assembly pins 136).
  • individual or all sockets 106 can be fastened on a pedestal 138 of the socket carrier 104.
  • the socket 106 can be fastened in the terminal 100 directly on the socket carrier 104 (for example on the rear wall of the terminal) or on an elevation (for example the pedestal 138). With an increased mounting, less material is required for the bushing 106. It can also be attached to the pedestal 138 by means of riveting.
  • a plurality of contact pins 102 can each be inserted into their own socket 106 and contacted.
  • the plurality of contact pins 102 can be connections of a relay 140.
  • each contact pin 102 can be received in a respective through opening 142, which is laterally close to the edge 126.
  • FIG. 6 shows only exemplary dimensions (in millimeters, with decimal places separated by a point) in a schematic sectional view of an exemplary socket carrier 104, which can be combined with the first or second exemplary embodiment.
  • the advantages described in connection with FIG. 6 can also be used with others Dimensions (for example, as a relative change compared to a conventional clamp to be improved in each case) can be achieved.
  • Exemplary embodiments of the terminal 100 can implement a series terminal with an overall width 144 (for example, reduced compared to conventional terminals), for example of 3.5 mm.
  • the reduced or small overall width 144 can be achieved, inter alia, in that one side of the clamp (for example at the edge 126) is open.
  • Exemplary embodiments of the terminal 100, preferably the second exemplary embodiment can implement terminals of the reduced or small overall width 144 for plug-in relays 140.
  • the contact pins 102 of the relay 140 can be plugged into a series terminal, for example with an overall width of 3.5 mm, taking into account the space available.
  • a series of several terminals with inserted relays is still possible.
  • a cranking of the contact pins 102 (for example relay pins) is avoided.
  • the relay 140 typically has pins, i.e. contact pins 102, which lie in a width direction (which is referred to herein as the x-direction) close to one of the relay housing side walls, for example 0.38 mm and / or as shown in FIG.
  • the compact socket 106 of the terminal 100 By means of the compact socket 106 of the terminal 100 with a construction that is very narrow in the width direction, a construction space of approximately 0.48 mm and / or as shown in FIG. 6 is made possible, for example. Even when the pin 102 is inserted and taking the tolerances into account, the socket 106 preferably does not protrude beyond the installation space, ie the edge 126, of the clamp 100, for example on the open side.
  • FIG. 7 shows a schematic view of an exemplary stamped part for producing the socket 106, for example according to the first or second exemplary embodiment of the clamp 100.
  • the socket 106 can be produced as a stamped and bent part.
  • the stamped and bent part of the socket 106 or a plurality of sockets 106 can be stamped as part of a leadframe (i.e. a carrier strip or connection frame).
  • the leadframe can not only be used for production, but can also be used directly in the terminal 100 (for example together with other construction elements on the leadframe).
  • the socket 106 can advantageously be embodied as part of the leadframe, for example because there is no weld or the like, for example only as a bent part.
  • FIGS. 8A and 8B show a further exemplary embodiment of the clamp 100, for example a variant of the first or second exemplary embodiment of the clamp 100, in a perspective view or a sectional view.
  • the foot 114 comprises a soldering pin 115, for example for soldering to a circuit board or to a conductor.
  • the bead at the contact point 118 of the first contact arm 108 can be larger transversely (preferably perpendicular) to the longitudinal direction (i.e. in the z direction) than in the longitudinal direction (i.e. in the y direction).
  • embodiments of the clamp can be made more compact.
  • the second contact arm for example the flat-form spring
  • the first contact arm ie the stiff contact side
  • Deformation be protected, for example when handling the open clamp.
  • an optional support (i.e., a stop) of the second contact arm can enable a kinking spring characteristic curve during the plugging process.
  • Socket carrier of the terminal preferably the rear wall of the terminal 104

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connecting Device With Holders (AREA)

Abstract

Eine Klemme (100) zur Kontaktierung mindestens eines Kontaktstifts (102) wird beschrieben. Die Klemme (100) umfasst einen Buchsenträger (104) und mindestens eine Buchse (106), die jeweils einen am Buchsenträger (104) befestigten ersten Kontaktarm (108) und einen über eine federelastische Verbindung (110) am ersten Kontaktarm (108) befestigten zweiten Kontaktarm (112) umfasst. Der zweite Kontaktarm (112) ist im Raum zwischen dem ersten Kontaktarm (108) und dem Buchsenträger (104) schwenkbeweglich zwischen einer Vakantstellung und einer Belegtstellung. In der Vakantstellung ist der zweite Kontaktarm (112) in einem ersten Abstand zum Buchsenträger (104) angeordnet und in der Belegtstellung ist der zweite Kontaktarm (112) in einem zweiten Abstand zum Buchsenträger (104) angeordnet, der kleiner als der erste Abstand ist. Eine Rückstellkraft der federelastischen Verbindung (110) in der Belegtstellung ist dazu ausgebildet, den jeweiligen Kontaktstift (102) zwischen dem ersten Kontaktarm (108) und dem zweiten Kontaktarm (112) zu kontaktieren.

Description

Klemme zur Kontaktierung eines Kontaktstifts
Die Erfindung betrifft eine Klemme zur Kontaktierung mindestens eines Kontaktstifts. Insbesondere betrifft die Erfindung, ohne darauf beschränkt zu sein, eine entsprechende Reihenklemme.
In bestehenden Reihenklemmen umfassen die einzelnen Anschlüsse, beispielsweise mit einer Breite von etwa 6,3 mm, einen doppelseitigen Federkontakt (beispielsweise einen Tulpenkontakt) als Steckbuchse. Der Einsatz solcher Federkontakte in einer Klemme mit schmaleren Anschlüssen, beispielsweise mit einer Breite von etwa 3,5 mm, ist nicht möglich, da deren Bauraumbedarf in der Breitenrichtung zu groß ist. Der Bauraumbedarf ist zu groß, da schon der doppelseitige Federkontakt als Steckbuchse selbst zu breit ist und ferner beide Kontaktseiten des doppelseitigen Federkontakts federn.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Klemme zur Kontaktierung mindestens eines Kontaktstifts bereitzustellen, welche schmaler baut oder mehr Anschlüsse in einer gegenebenen Breite ermöglicht, vorzugsweise ohne eine Kontaktkraft zur Kontaktierung des Kontaktstifts und/oder eine aufnehmbare Stiftbreite des Kontaktstifts zu verringern. Eine alternative oder spezifischere Aufgabe ist, eine Klemme zur Kontaktierung mindestens eines Kontaktstifts bereitzustellen, welche den Kontaktstift lateral dicht an einem Rand der Klemme aufzunehmen vermag.
Die Aufgabe wird oder die Ausgaben werden erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen der Erfindung sind im Folgenden unter teilweiser Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Klemme zur Kontaktierung mindestens eines Kontaktstifts. Die Klemme umfasst einen Buchsenträger und mindestens eine Buchse. Die mindestens eine Buchse umfasst jeweils einen am Buchsenträger befestigten ersten Kontaktarm und einen über eine federelastische Verbindung am ersten Kontaktarm befestigten zweiten Kontaktarm. Der zweite Kontaktarm ist im Raum zwischen dem ersten Kontaktarm und dem Buchsenträger schwenkbeweglich zwischen einer Vakantstellung und einer Belegtstellung. In der Vakantstellung ist der zweite Kontaktarm in einem ersten Abstand zum Buchsenträger angeordnet. In der Belegtstellung ist der zweite Kontaktarm in einem zweiten Abstand zum Buchsenträger angeordnet, der kleiner als der erste Abstand ist. Eine Rückstellkraft der federelastischen Verbindung in der Belegtstellung ist dazu ausgebildet, den jeweiligen Kontaktstift zwischen dem ersten Kontaktarm und dem zweiten Kontaktarm zu kontaktieren.
Indem der erste Kontaktarm am Buchsenträger befestigt ist und der zweite Kontaktarm über die federelastische Verbindung am ersten Kontaktarm befestigt ist, schwenkt in Ausführungsbeispielen der zweite Kontaktarm unter einer Keilwirkung des in die Buchse in der Längsrichtung eingeführten Kontaktstifts von der Vakantstellung in die Belegtstellung, während der erste Kontaktarm in seiner Position relativ zum Buchsenträger verharrt. Diese oder weitere Ausführungsbeispiele ermöglichen eine Klemme zur Kontaktierung des mindestens einen Kontaktstifts, welche schmaler baut oder mehr Anschlüsse in einer gegenebenen Breite aufweist. Eine Kontaktkraft zur Kontaktierung des Kontaktstifts und/oder eine aufnehmbare Stiftbreite des Kontaktstifts kann gleich groß wie (oder größer als) bei einem größer bauenden doppelseitigen Federkontakt sein, beispielsweise indem innerhalb des elastischen Bereichs der federelastischen Verbindung ein Weg des zweiten Kontaktarms zwischen Vakantstellung und Belegtstellung doppelt so groß ist wie ein Weg eines herkömmlichen Kontaktarms. Dieselben oder weitere Ausführungsbeispiele können die Aufnahme des Kontaktstifts lateral dicht an einem Rand der Klemme ermöglichen, beispielsweise indem der erste Kontaktarm dem Rand der Klemme zugewandt ist oder am Rand der Klemme angeordnet ist. Die Klemme kann als Steckbuchse ausgebildet oder einsetzbar sein. Beispielsweise kann die Klemme auf einer Platine montiert oder montierbar sein. Alternativ oder ergänzend kann die Klemme als Reihenklemme ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Klemme eine Reihe oder ein Feld der Buchsen als Anschlüsse der Reihenklemme umfassen.
Die Buchse oder jede der mindestens einen Buchse kann dazu ausgebildet sein, den jeweiligen Kontaktstift zwischen dem ersten Kontaktarm und dem zweiten Kontaktarm aufzunehmen. Jede Buchse kann dazu ausgebildet sein, den jeweiligen Kontaktstift entlang einer Längsrichtung des ersten Kontaktarms aufzunehmen.
Die Rückstellkraft in der Belegtstellung kann den zweiten Kontaktarm in Richtung des ersten Kontaktarms drücken. In der Belegtstellung kann der Kontakt (bzw. das Kontaktieren) einen elektrischen Kontakt, und optional einen Reibschluss, umfassen. Die Rückstellkraft kann bei Abwesenheit eines Kontaktstifts den zweiten Kontaktarm aus der Belegtstellung in die Vakantstellung bewegen.
Der zweite Kontaktarm kann ausschließlich am ersten Kontaktarm befestigt sein. Das heißt, der zweite Kontaktarm kann indirekt über den ersten Kontaktarm am Buchsenträger befestigt sein.
Eine Steifigkeit einer mechanischen Verbindung zwischen dem ersten Kontaktarm und dem Buchsenträger kann größer sein als eine Steifigkeit einer mechanischen Verbindung zwischen dem zweiten Kontaktarm und dem Buchsenträger. Die mechanische Verbindung zwischen dem ersten Kontaktarm und dem Buchsenträger kann steif sein im Vergleich zur federelastischen Verbindung zwischen dem zweiten Kontaktarm und dem Buchsenträger.
Der Buchsenträger kann ein elektrischer Isolator sein. Der Buchsenträger kann aus einem Thermoplast gefertigt sein. Der Buchsenträger kann eine geschlossene Außenseite der Klemme bilden. Die Klemme kann eine Vielzahl von Buchsen mit einem auf der Außenseite durchgehend geschlossenen Buchsenträger umfassen.
Ein Abstand des ersten Kontaktarms zum Buchsenträger in der Vakantstellung und in der Belegtstellung können gleich sein. Ein Abstand des ersten Kontaktarms zum Buchsenträger kann in der Vakantstellung und in der Belegtstellung zumindest im Wesentlichen gleich sein. Beispielsweise kann ein Weg, den der erste Kontaktarm zwischen der Vakantstellung und der Belegtstellung zurücklegt, ein Bruchteil (beispielsweise weniger als ein Zehntel) des Wegs sein, den der zweite Kontaktarm zwischen der Vakantstellung und der Belegtstellung zurücklegt.
Eine Längsrichtung des ersten Kontaktarms in der Vakantstellung und in der Belegtstellung können parallel zum Buchsenträger sein.
Der erste Kontaktarm kann an einer Längsseite entlang der Längsrichtung mit dem Buchsenträger verbunden sein.
Die Klemme kann mindestens zwei Buchsen umfassen. Optional kann die Klemme ferner mindestens eine am Buchsenträger auskragende, sich in Längsrichtung erstreckende Trennwand zwischen benachbarten Buchsen umfassen. Die Trennwand kann sich parallel der Längsrichtung angrenzend an einer der verbundenen Längsseite gegenüberliegenden Längsseite des ersten Kontaktarms erstrecken.
Der erste Kontaktarm kann entlang der verbundenen Längsseite mit einer sich in der Längsrichtung erstreckenden und vom Buchsenträger abstehenden Buchsenwand am Buchsenträger befestigt sein, beispielsweise direkt verbunden sein. Die Buchsenwand kann senkrecht vom Buchsenträger abstehen. Die Buchsenwand kann mittig zwischen benachbarten Trennwänden angeordnet sein. Die Buchsenwand kann (gegenüberliegend zur verbundenen Längsseite des ersten Kontaktarms) eine Befestigungsfläche zur Befestigung auf dem Buchsenträger umfassen. Die Befestigungsfläche kann in der Längsrichtung über die Buchse hinausragen. Die Buchsenwand kann mit dem Buchsenträger heißvernietet sein. Beispielsweise kann die Befestigungsfläche Nietöffnungen zum Heißvernieten aufweisen.
Eine vom Buchsenträger senkrecht abstehende Höhe der Buchsenwand kann den ersten Abstand bestimmen. Ein Durchmesser oder eine Breite des Kontaktstifts kann den zweiten Abstand bestimmen. Der zweite Abstand kann der erste Abstand abzüglich des Durchmessers bzw. der Breite des Kontaktstifts sein.
Die Buchsenwand, der erste Kontaktarm, die federelastische Verbindung und/oder der zweite Kontaktarm können integral einstückig sein. Alternativ oder ergänzend können die Buchsenwand, der erste Kontaktarm, die federelastische Verbindung und/oder der zweite Kontaktarm elektrisch leitend sein. Die federelastische Verbindung kann den zweiten Kontaktarm elektrisch leitend mit dem ersten Kontaktarm verbinden.
Eine oder mehrere Kontaktstellen zum Kontaktieren des Kontaktstifts kann bzw. können zwischen dem ersten Kontaktarm und dem zweiten Kontaktarm in der Längsrichtung auf Höhe der Buchsenwand sein. Der erste Kontaktarm und der zweite Kontaktarm können sich in der Vakantstellung an der Kontaktstelle berühren.
Der erste Kontaktarm kann an der Kontaktstelle einen gesickten Vorsprung aufweisen. Der zweite Kontaktarm kann an der Kontaktstelle vom ersten Kontaktarm weg gekrümmt sein.
Ein der federelastischen Verbindung gegenüberliegendes Ende des ersten Kontaktarms kann sich in der Längsrichtung erstrecken und/oder parallel zum Buchsenträger sein. Das der federelastischen Verbindung gegenüberliegende Ende des ersten Kontaktarms kann in der Längsrichtung und/oder parallel zum Buchsenträger über die Buchsenwand hinausragen.
Die federelastische Verbindung kann einen Bogen an einer Querseite des ersten Kontaktarms zum zweiten Kontaktarm umfassen. Ein der (beispielsweise mit dem ersten Kontaktarm federelastisch verbundenen) Querseite gegenüberliegendes Ende des zweiten Kontaktarms kann ein freies Ende des zweiten Kontaktarms sein. Das der (mit dem ersten Kontaktarm federelastisch verbundenen) Querseite gegenüberliegende Ende des zweiten Kontaktarms kann ein freies Ende der Schwenkbewegung zwischen der Vakantstellung und der Belegtstellung sein. Das freie Ende kann aufgrund oder gegen die Rückstellkraft der federelastischen Verbindung beweglich sein.
Eine durchgehende Verbindung der Buchsenwand entlang der Längsseite des ersten Kontaktarms kann breiter sein als der Bogen an der Querseite des ersten Kontaktarms.
Der zweite Kontaktarm kann an einem der federelastischen Verbindung gegenüberliegenden Ende eine Anlaufschräge aufweisen, die dazu ausgebildet ist, entgegen der Rückstellkraft vom Kontaktstift aus der Vakantstellung in die Belegtstellung bewegt zu werden.
Die Klemme kann an einer dem Buchsenträger gegenüberliegenden Seite offen sein und/oder vom ersten Kontaktarm begrenzt sein.
Die Klemme kann ferner eine zum Buchsenträger senkrechte Steckfläche umfassen. Die Steckfläche kann in räumlicher Zuordnung zu jeder der mindestens einen Buchse eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme des jeweiligen Kontaktstifts aufweisen. Das der federelastischen Verbindung gegenüberliegende Ende des ersten Kontaktarms kann in der Längsrichtung mit der Durchgangsöffnung in der Steckfläche zur Aufnahme des jeweiligen Kontaktstifts fluchten. Eine Stirnseite der Trennwand, eine Stirnseite der Steckfläche und/oder eine
Außenseite des ersten Kontaktarms können zum Buchsenträger parallel sein.
Die Stirnseite der Trennwand, die Stirnseite der Steckfläche und/oder die
Außenseite des ersten Kontaktarms (beispielsweise mit Ausnahme der Sicke an der Kontaktstelle) können bündig sein.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Klemme gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Vakantstellung;
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung parallel einer Längsrichtung einer Klemme gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Vakantstellung;
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht in Längsrichtung einer Klemme gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung einer Klemme gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Belegtstellung;
Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung parallel einer Längsrichtung einer Klemme gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in der Belegtstellung;
Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung eines exemplarischen
Buchsenträgers, der vorzugsweise mit dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel kombinierbar ist; Fig. 7 eine schematische Ansicht eines exemplarischen Stanzteils zur
Herstellung einer Buchse, vorzugsweise gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 8A eine perspektivische Ansicht einer Variante des ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels; und
Fig. 8B eine Schnittdarstellung der Variante des ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichneten Klemme zur Kontaktierung mindestens eines Kontaktstifts 102 (beispielsweise eines Pins).
Die Klemme 100 umfasst einen Buchsenträger 104 und mindestens eine Buchse 106 (die auch als Steckbuchse oder Steckerbuchse bezeichnet werden kann). Die mindestens eine Buchse 106 umfasst jeweils einen am Buchsenträger 104 befestigten ersten Kontaktarm 108 und einen über eine federelastische Verbindung 110 am ersten Kontaktarm 108 befestigten zweiten Kontaktarm 112. Der erste Kontaktarm kann eine steife Kontaktseite der Buchse 106 bilden.
Der zweite Kontaktarm 112 ist im Raum zwischen dem ersten Kontaktarm und dem Buchsenträger 104 schwenkbeweglich, nämlich zwischen einer Vakantstellung und einer Belegtstellung des zweiten Kontaktarms 112. Der zweite Kontaktarm kann eine federnde Kontaktseite der Buchse 106 bilden.
In der Vakantstellung ist der zweite Kontaktarm 112 in einem ersten Abstand zum Buchsenträger 104 angeordnet. In der Belegtstellung ist der zweite Kontaktarm 112 in einem zweiten Abstand zum Buchsenträger 104 angeordnet, der kleiner als der erste Abstand ist. Eine Rückstellkraft der federelastischen Verbindung 110 in der Belegtstellung drückt den zweiten Kontaktarm 112 gegen den jeweiligen Kontaktstift 102 und damit auch den Kontaktstift 102 gegen den ersten Kontaktarm 108, wodurch der Kontaktstift 102 zwischen dem ersten Kontaktarm 108 und dem zweiten Kontaktarm 112 beidseitig kontaktieren ist.
Der erste Kontaktarm 108 ist vorzugsweise über seine Ausdehnung (beispielsweise seine gesamte Ausdehnung oder mehr als die Hälfte seiner Ausdehnung) in einer Längsrichtung der Buchse 106 (die im ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 als y-Richtung bezeichnet ist) am Buchsenträger 104 befestigt, d.h., mit dem Buchsenträger 104 mechanisch verbunden.
Vorzugsweise stellt die mechanische Verbindung auch einen elektrischen Kontakt her, beispielsweise zu einem Leiter (vorzugsweise einer Leiterbahn) auf dem Buchsenträger 104. Die beschriebene mechanische Verbindung leitet den Strom von der Kontaktstelle zum Fuß 114 der Buchse 106. Der elektrische Kontakt zwischen der Buchse 106 und dem Leiter (beispielsweise einer Leiterbahn) kann ferner eine Lötverbindung umfassen (vorzugsweise nicht bei einer Ausführungsbeispielsvariante mit Leadframe).
Am Fuß 114 erfolgt die Kontaktierung, beispielsweise über die Lötverbindung, mit einer Leiterbahn auf einer Leiterplatte des Buchsenträger 104. Der Fuß 114 (beispielsweis dessen Auflagefläche) kann an eine Lötgeometrie für die Leiterplatte angepasst sein.
Für eine kompakte Klemme 100 und/oder eine Aufnahme des Kontaktstifts 102 lateral dicht am Rand der Klemme 100 kann der erste Kontaktarm 108 als eine Kontaktseite der Buchse 106 direkt mit dem Buchsenträger 104 (beispielsweise einer Rückwand der Klemme 100) verbunden sein. Dadurch kann der erste Kontaktarm 108 steif sein, beispielsweise mehrfach steifer als der zweite Kontaktarm 112. Indem der zweite Kontaktarm 112 über die federelastische Verbindung 110 mit dem ersten Kontaktarm 108 verbunden ist, kann dieser elastisch schwenkbeweglich sein. Der zweite Kontaktarm 112 erzeugt eine zur Kontaktierung erforderliche Kontaktkraft (genauer: Kontaktnormalkraft) in der Belegtstellung der Buchse 106, d.h., im gesteckten Zustand des Kontaktstifts io
Während Ausführungsbeispiele die federelastische Verbindung 110 als einen eigenen Abschnitt der Buchse 106 beschreiben, können die federelastische Verbindung 110 und der zweite Kontaktarm 112 auch gemeinsam die Federelastizität bereitstellen. Beispielsweise kann der zweite Kontaktarm 112 als Flachformfeder ausgeführt sein.
Die mechanische Verbindung kann, beispielsweise wie in Fig. 1 gezeigt, einen Fuß 114 umfassen. Der Fuß 114 kann flächig oder punktweise (d.h. stellenweise) am Buchsenträger 104 befestigt sein. Beispielsweise kann der Fuß 114 der Buchse 106 stoffschlüssig (vorzugsweise geklebt) am Buchsenträger 104 befestigt sein. Alternativ oder ergänzend kann der Fuß 114 Durchgangsausnehmungen aufweisen, durch die der Fuß 114 mit dem Buchsenträger 104 vernietet ist. Alternativ können am Buchsenträger 104 (beispielsweise thermoplastische) Montagestifte angeformt sein, die in den Durchgangsausnehmungen des Fußes 114 verpresst oder verschweißt sind.
Der Fuß 114 kann zur Befestigung der Buchse 106, und vorzugsweise zur Stromleitung an die Buchse 106, dienen. Optional kann die Geometrie des Fußes 114, besonders das Ende des Fußes 114, in eine für das Löten (beispielsweise zur Verbindung mit der Leiterplatte) angepasste Form gebracht werden oder anwendungsabhängig geformt sein.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung parallel der Längsrichtung der Klemme 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in der Vakantstellung.
Eine direkte Verbindung 116, beispielsweise die Buchsenwand, zwischen dem ersten Kontaktarm 108 (d.h., der steifen Kontaktseite der Buchse 106) und dem Buchsenträger 104 erreicht eine Steifigkeit des ersten Kontaktarms 108, beispielsweise indem die Buchse 106 so geformt ist, dass der erste Kontaktarm 108 über die ganze Länge (in y-Richtung) mit dem Buchsenträger 104 der Klemme 100 direkt verbunden ist. Vorzugsweise umfasst die direkte Verbindung 116 des ersten Kontaktarms 108 einen geringen Hebelarm bezogen auf Kontaktstellen 118 und 120 der Kontaktarme 108 bzw. 112.
In einer Variante jedes Ausführungsbeispiels können sich die Kontaktstellen 118 und 120 in der Vakantstellung berühren. In einer anderen Variante können die Kontaktstellen 118 und 120 in der Vakantstellung voneinander beabstandet sein.
In der Belegtstellung (beispielsweise in beiden Varianten) kann je eine der Kontaktstellen 118 und 120 auf gegenüberliegenden Seiten des Kontaktstifts 102 von der Rückstellkraft angepresst aufliegen.
Die Kontaktstelle 118 am ersten Kontaktarm 108 kann eine Sicke im ersten Kontaktarm 108 umfassen. Die Kontaktstelle 120 am zweiten Kontaktarm 112 kann eine Krümmung des zweiten Kontaktarms 112 umfassen, der weg vom ersten Kontaktarm 108 gekrümmt ist.
Indem die Kontaktstelle 118 des ersten Kontaktarms 108 (d.h. der steifen Kontaktseite) beispielsweise durch eine Sicke umgesetzt ist, kann der Bauraumbedarf 124 (d.h. die benötigte Baubreite) klein sein, beispielsweise im Vergleich zu einem geknickten Kontaktarm.
Zudem kann der durch die Buchse 106 geführte elektrische Strom mittels der direkten Verbindung 116 abgeleitet werden. Vorzugsweise werden die mechanische Befestigung der Buchse 106, die Steifigkeit einer Kontaktseite der Buchse 106 am ersten Kontaktarm 108 und die Stromleitung zur Buchse 106 (d.h. vom Fuß 114 zu den Kontaktarmen) mittels der direkten Verbindung 116, also mittels desselben Konstruktionselements, erfüllt.
Durch die Steifigkeit des ersten Kontaktarms 108 ist sichergestellt, dass sich der in der Querrichtung (d.h. der Breitenrichtung oder x-Richtung) in gewissen Grenzen frei bewegliche Kontaktstift 102 während eines Steckvorgangs 122 des Kontaktstifts 102 fluchtend zur Kontaktstelle 118 des ersten Kontaktarms 108 anordnet und nur der zweite Kontaktarm 112 beim Steckvorgang 122 ausschwenkt (d.h., aus der Vakantstellung in die Belegtstellung schwenkt), indem sich die federelastische Verbindung 110 der Buchse 106 verbiegt.
Dadurch kann ein Bauraumbedarf 124 der Buchse 106 zwischen einem Rand 126 der Klemme 100 und der Kontaktstelle 118 am ersten Kontaktarm 108 (bzw. einer Außenkante des Kontaktstifts 102) gegenüber herkömmlichen Klemmen reduziert werden. Beispielsweise kann ein Bauraumbedarf 124 einer Dicke des ersten Kontaktarms 108 entsprechen, gegebenenfalls einschließlich einer Sicke an der Kontaktstelle 118 des ersten Kontaktarms 108.
Die Klemme 100 ist vorzugsweise an der Seite des ersten Kontaktarms 108 offen. Der erste Kontaktarm 108 kann die entsprechende Seite der Buchse 106 begrenzen.
Weiterhin ist auch bei einer nicht ideal fluchtenden Anordnung der Buchse 106 und einem Kontaktstift 102, der lateral eingespannt ist, beispielsweise quer zur Längsrichtung (d.h. in der x-Richtung) nicht frei beweglich ist, sichergestellt, dass der Rand 126 der Klemme 100 oder eine Bauraumbegrenzung bzw. der Bauraumbedarf 124 an der offenen Seite der Klemme 100 nicht überschritten wird, da beim Übergang von der Vakantstellung zur Belegtstellung sich der erste Kontaktarm 108 (d.h., die steife Seite der Buchse 106) nicht oder nur vernachlässigbar gering (beispielsweise in Richtung der offenen Seite der Klemme 100) verbiegt.
Ein Weg (d.h., ein Federweg) des zweiten Kontaktarms 112 (beispielsweise der Flachformfeder) beim Stecken 122 des Kontaktstifts 102 ist so gestaltet, dass der zweite Kontaktarm 112 in Richtung des nicht kritischen Bauraums ausschwenkt (beispielsweise von der offenen Klemmenseite weg).
Fig. 3 zeigt schematisch eine Seitenansicht mit Blickrichtung in der Längsrichtung der Klemme 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die direkte Verbindung 116 mit geringem Flebelarm vom ersten Kontaktarm 108 (genauer: der Kontaktstelle 118) zum Befestigungspunkt am Fuß 114 in der Klemme 100 erreicht eine steife Kontaktauflage am ersten Kontaktarm 108. Die Rückstellkraft (d.h. die Kontaktkraft) in der Belegtstellung der Buchse 106 (d.h. im gesteckten Zustand des Kontaktstifts 102) kann durch eine Materialdicke, eine erste Tiefe 128 (beispielsweise eine Ausdehnung in der z- Richtung einschließlich der federelastischen Verbindung 110 und der direkten Verbindung 116), eine zweite Tiefe 129 (beispielsweise eine Ausdehnung in der z-Richtung der federelastischen Verbindung 110) und/oder eine Länge (beispielsweise einer Ausdehnung in der Längsrichtung oder y-Richtung) der federelastischen Verbindung 110 und/oder des zweiten Kontaktarms 112 (beispielsweise der Flachformfeder) bestimmt sein.
Vorzugsweise ist die Tiefe 128 oder 129 der federelastischen Verbindung 110 und/oder des zweiten Kontaktarms 112 (beispielsweise der Flachformfeder) variabel, beispielsweise verändert sich die Tiefe 128 oder 129 entlang der Länge der federelastischen Verbindung 110 und/oder des zweiten Kontaktarms 112 (beispielsweise entlang der Flachformfeder). Beispielsweise kann zur mechanischen beanspruchungsgerechten Ausbildung der Flachformfeder 110- 112 deren Tiefe 128 oder 129 von der Kontaktstelle 120 zur festen Einspannung am ersten Kontaktarm 108 zunehmen. Die Kontaktkraft (vorzugsweise die Kontaktnormalkraft oder eine Nenn-Kontaktnormalkraft) kann im Bereich 1 N bis 7 N, vorzugsweise von 2 N bis 6 N, sein.
Die geringer Bautiefe 128 ist ferner vorteilhaft für Isolationsanforderungen, beispielsweise nahe einer offenen Seite der Klemme 100.
Wie anhand des ersten Ausführungsbeispiels in den Fig. 1 bis 3 exemplarisch gezeigt, ermöglichen Ausführungsbeispiele der Klemme 100 einen sehr geringen Bauraumbedarf 124 der Buchse 106 im Bereich der relevanten Breitenrichtung. Dies gilt in der Vakantstellung (d.h. im ungesteckten Zustand) und auch in der Belegtstellung (d.h. im gesteckten Zustand), sowie optional unter Berücksichtigung eines nicht fluchtenden Kontaktstifts 102. Eine Höhe 130 der direkte Verbindung 116, beispielsweise die Höhe 130 zwischen dem Fuß 114 als Befestigungsauflage und dem ersten Kontaktarm 108, kann durch die Form der Buchse 106, beispielsweise eines entsprechenden Stanzteils, bestimmt sein.
Die Klemme 100 kann mehrere Buchsen 106 umfassen, die nebeneinander am gleichen Buchsenträger 104 befestigt sind.
Fig. 4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Klemme 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Belegtstellung. Das zweite Ausführungsbeispiel kann das erste Ausführungsbeispiel teilweise oder vollständig weiterbilden. Beispielsweise können einzelne oder alle Buchsen 106 im zweiten Ausführungsbeispiel einzelne oder alle Merkmale des ersten Ausführungsbeispiels aufweisen. Austauschbare oder übereinstimmende Merkmale der Ausführungsbeispiele sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Weiterhin gibt es zwischen nebeneinander angeordneten Buchsen 106 Anforderungen an die Luftstecke und/oder die Kriechstrecken zwischen benachbarten Buchsen 106. Ausführungsbeispiele (beispielsweise das zweite Ausführungsbeispiel) können Anforderungen an die Isolation, die Luftstecke und/oder die Kriechstrecken kompakter erfüllen. Beispielsweise kann die Buchse 106 ermöglichen, diese Anforderungen leichter zu erfüllen, da die Buchse 106 nahe der offenen Klemmenseite in z-Richtung wenig Bauraum benötigt und der notwendige größere Bauraum (z. B. zur Befestigung der Buchse 106 mittels des Fußes 114 in der Klemme 100) in den unteren Bereich verlagert ist, d.h. nahe des Buchsenträgers 104 (beispielsweisem der Klemmenrückwand) liegt. Beispielsweise ist eine Vergrößerung eines Abstand 132 zwischen den ersten Kontaktarmen 108 benachbarter Buchsen 106 durch die gegenüber herkömmlichen Buchsen reduzierte Bautiefe 128 (beispielsweise aufgrund einer erfindungsgemäß geringen Bautiefe 128) erreichbar. Der vergrößerte Abstand 132 ist vorteilhaft für Erfüllung der Anforderungen an die Luftstrecke und die Kriechstrecke, wie beispielsweise in den Fig. 3 und 4 schematisch gezeigt. Optional sind die Luftstrecken und/oder Kriechstrecken durch Trennwände 134 zwischen benachbarten Buchsen 106 weiter vergrößert.
Der Fuß 114 jeder Buchse 106 kann mittels Montagestiften 136 des Buchsenträgers 104 befestigt sein. Die Montagestifte 136 können in Durchgangsausnehmungen des Fußes 114 eingreifen und den Fuß 114 reibschlüssig (beispielsweise durch Verpressen der Montagestifte 136) oder formschlüssig (beispielsweise durch Fleißvernieten der Montagestifte 136) mit dem Buchsenträger 104 verbinden.
Alternativ oder ergänzend können einzelne oder alle Buchsen 106 auf einem Podest 138 des Buchsenträgers 104 befestigt sein. Die Befestigung der Buchse 106 in der Klemme 100 kann direkt am Buchsenträger 104 (beispielsweise an der Klemmenrückwand) oder auf einer Erhöhung (beispielsweise dem Podest 138) erfolgen. Bei einer erhöhten Befestigung wird weniger Material für die Buchse 106 benötigt. Die Befestigung kann auch auf dem Podest 138 durch Fleißvernieten erfolgen.
Mehrere Kontaktstifte 102 können in jeweils eine eigene Buchse 106 eingeführt und kontaktiert sein. Die mehrere Kontaktstifte 102 können Anschlüsse eines Relais 140 sein.
Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung parallel der Längsrichtung der Klemme 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer Belegtstellung. Beispielsweise ist das Relais 140 gesteckt. Jeder Kontaktstift 102 ist in jeweils einer Durchgangsöffnung 142, die lateral dicht am Rand 126 ist, aufnehmbar beim Steckvorgang 122.
Fig. 6 zeigt eine nur beispielhafte Bemaßung (in Millimetern, wobei Nachkommastellen mit einem Punkt abgetrennt sind) in einer schematischen Schnittdarstellung eines exemplarischen Buchsenträgers 104, der mit dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel kombinierbar sein kann. Die im Zusammenhang mit der Fig. 6 beschriebenen Vorteile können auch mit anderen Abmaßen (beispielsweise als relative Änderung gegenüber einer jeweils zu verbessernden herkömmlichen Klemme) erreichbar sein.
Ausführungsbeispiele der Klemme 100, vorzugsweise das zweite Ausführungsbeispiel, können eine Reihenklemme mit einer (beispielsweise gegenüber herkömmlichen Klemmen reduzierten) Baubreite 144, beispielsweise von 3,5 mm, realisieren. Die reduzierte oder geringe Baubreite 144 kann unter anderem dadurch erreicht werden, dass eine Seite der Klemme (beispielsweise am Rand 126) geöffnet ist. Ausführungsbeispiele der Klemme 100, vorzugsweise das zweite Ausführungsbeispiel, können Klemmen der reduzierten oder geringen Baubreite 144 für steckbare Relais 140 realisieren. Mittels der kompakten Buchsen 106 können die Kontaktstifte 102 des Relais 140 unter Beachtung des vorhandenen Bauraums in eine Reihenklemme, beispielsweise der Baubreite von 3,5 mm, gesteckt werden.
Eine Anreihung mehrerer Klemmen mit gesteckten Relais ist weiterhin möglich. Eine Kröpfung der Kontaktstifte 102 (beispielsweise Relaispins) wird vermieden.
Das Relais 140 hat typischerweise Pins, d.h. Kontaktstifte 102, die in einer Breitenrichtung (die hierin als x-Richtung bezeichnet ist) nahe einer der seitlichen Relais-Gehäusewände liegen, beispielsweise 0,38 mm und/oder gemäß der Fig. 6.
Bei einem Relais 140 einer Baubreite von ca. 3,3 mm ergibt sich dadurch eine Relaisanordnung in der Klemme 100, bei der die Pins 102 nahe der offenen Klemmenseite 126 liegen. Eine um 180° um die y-Achse gedrehte Anordnung des Relais 140 ist nicht umsetzbar, da die Pins 102 hierbei zu nah an oder in der Klemmenrückwand 104 liegen würden.
Mittels der kompakten Buchse 106 der Klemme 100 mit einer in Breitenrichtung sehr schmalen Bauweise ist beispielsweise ein Bauraum von ca. 0,48 mm und/oder wie in Fig. 6 gezeigt ermöglicht. Auch bei gestecktem Pin 102 und unter Berücksichtigung der Toleranzen ragt die Buchse 106 vorzugsweise nicht über den Bauraum, d.h., den Rand 126, der Klemme 100, beispielsweise an der offenen Seite, hinaus.
Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht eines exemplarischen Stanzteils zur Herstellung der Buchse 106, beispielsweise gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel der Klemme 100.
Die Buchse 106 kann als Stanz-Biegeteil hergestellt werden. In einer Variante kann das Stanz-Biegeteil der Buchse 106 oder einer Vielzahl von Buchsen 106 als Teil eines Leadframes (d.h. eines Trägerstreifens oder Anschluss-Rahmens) gestanzt werden. Optional kann das Leadframe nicht nur der Herstellung dienen, sondern auch (beispielsweise zusammen mit weiteren Konstruktionselementen am Leadframe) direkt in der Klemme 100 eingesetzt werden.
Vorteilhafterweise kann die Buchse 106 als Teil des Leadframes ausgeführt sein, da z.B. keine Schweißung oder ähnliches vorhanden ist, beispielsweise nur als Biegeteil.
Fig. 8A und Fig. 8B zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Klemme 100, beispielsweise eine Variante des ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels der Klemme 100, in einer perspektivischen Darstellung bzw. Schnittdarstellung. Der Fuß 114 umfasst einen Lötstift 115, beispielsweise zum Anlöten an eine Leiterplatte oder an einen Leiter.
Alternativ oder ergänzend kann die Sicke an der Kontaktstelle 118 des ersten Kontaktarms 108 quer (vorzugsweise senkrecht) zur Längsrichtung (d.h. in z- Richtung) größer sein als in der Längsrichtung (d.h. in y-Richtung).
Wie anhand vorstehender exemplarischer Ausführungsbeispiele aufgezeigt, können Ausführungsbeispiele der Klemme kompakter bauen. Zusätzlich kann der zweite Kontaktarm (beispielsweise die Flachformfeder) durch den ersten Kontaktarm (d.h. die steife Kontaktseite) vor unzulässigen plastischen Verformungen geschützt sein, beispielsweise bei einer Handhabung der offenen Klemme.
In jedem Ausführungsbeispiel kann eine optionale Auflage (d.h., ein Anschlag) des zweiten Kontaktarms (beispielsweise der Flachformfeder) während des Steckvorgangs eine abknickende Federkennlinie ermöglichen.
Weitere Vorrichtungen, die alle oder eine Teilmenge der Merkmale der Ausführungsbeispiele umfassen, insbesondere auch ohne einzelne oder ohne alle Merkmale des unabhängigen Anspruchs, sind hierin offenbart.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf exemplarische Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können. Ferner können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen. Folglich ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle Ausführungsbeispiele, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen.
Bezugszeichenliste
Klemme 100
Kontaktstift 102
Buchsenträger der Klemme, vorzugsweise Rückwand der Klemme 104
Buchse der Klemme 106
Erster Kontaktarm der Buchse 108
Federelastische Verbindung der Buchse 110
Zweiter Kontaktarm der Buchse 112
Fuß der Buchse 114
Lötstift 115
Direkte Verbindung zwischen erstem Kontaktarm und Buchsenträger, vorzugsweise Buchsenwand 116
Kontaktstelle am ersten Kontaktarm 118
Kontaktstelle am zweiten Kontaktarm 120
Steckvorgang 122
Bau raum bedarf 124
Rand der Klemme 126
Erste Tiefe der Verbindungen 128
Zweite Tiefe der federelastischen Verbindung oder des zweiten Kontaktarms129 Flöhe der direkte Verbindung 130
Abstand zwischen Kontaktarmen benachbarter Buchsen 132
Trennwände zwischen benachbarten Buchsen 134
Montagestifte des Buchsenträgers 136
Podest 138
Relais 140
Durchgangsöffnung 142
Baubreite 144

Claims

Ansprüche
1. Klemme (100) zur Kontaktierung mindestens eines Kontaktstifts (102), umfassend:
- einen Buchsenträger (104); und
- mindestens eine Buchse (106), die jeweils einen am Buchsenträger (104) befestigten ersten Kontaktarm (108) und einen über eine federelastische Verbindung (110) am ersten Kontaktarm (108) befestigten zweiten Kontaktarm (112) umfasst, der im Raum zwischen dem ersten Kontaktarm (108) und dem Buchsenträger (104) schwenkbeweglich zwischen einer Vakantstellung und einer Belegtstellung ist, wobei in der Vakantstellung der zweite Kontaktarm (112) in einem ersten Abstand zum Buchsenträger (104) angeordnet ist und in der Belegtstellung der zweite Kontaktarm (112) in einem zweiten Abstand zum Buchsenträger (104) angeordnet ist, der kleiner als der erste Abstand ist, und wobei eine Rückstellkraft der federelastischen Verbindung (110) in der Belegtstellung dazu ausgebildet ist, den jeweiligen Kontaktstift (102) zwischen dem ersten Kontaktarm (108) und dem zweiten Kontaktarm (112) zu kontaktieren.
2. Klemme (100) nach Anspruch 1 , wobei ein Abstand des ersten Kontaktarms (108) zum Buchsenträger (104) in der Vakantstellung und in der Belegtstellung gleich ist.
3. Klemme (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Längsrichtung des ersten Kontaktarms (108) in der Vakantstellung und in der Belegtstellung parallel zum Buchsenträger (104) ist.
4. Klemme (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Kontaktarm (108) an einer Längsseite entlang der Längsrichtung mit dem Buchsenträger (104) verbunden ist.
5. Klemme (100) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Klemme (100) mindestens zwei Buchsen (106) und ferner mindestens eine am Buchsenträger (104) auskragende, sich in Längsrichtung erstreckende Trennwand (134) zwischen benachbarten Buchsen (106) umfasst.
6. Klemme (100) nach Anspruch 4 und 5, wobei sich die Trennwand (134) parallel der Längsrichtung angrenzend an einer der verbundenen Längsseite gegenüberliegenden Längsseite des ersten Kontaktarms (108) erstreckt.
7. Klemme (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der erste Kontaktarm (108) entlang der verbundenen Längsseite mit einer sich in der Längsrichtung erstreckenden und vom Buchsenträger (104) abstehenden Buchsenwand (116) am Buchsenträger (104) befestigt ist.
8. Klemme (100) nach Anspruch 7, wobei eine Kontaktstelle (118, 120) zum Kontaktieren des Kontaktstifts (102) zwischen dem ersten Kontaktarm (108) und dem zweiten Kontaktarm (112) in der Längsrichtung auf Höhe der Buchsenwand (116) ist.
9. Klemme (100) nach Anspruch 8, wobei der erste Kontaktarm (108) an der Kontaktstelle (118) einen gesickten Vorsprung aufweist.
10. Klemme (100) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der zweite Kontaktarm (112) an der Kontaktstelle (120) vom ersten Kontaktarm (108) weg gekrümmt ist.
11. Klemme (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei ein der federelastischen Verbindung (110) gegenüberliegendes Ende des ersten Kontaktarms (108) sich in der Längsrichtung erstreckt und/oder parallel zum Buchsenträger (104) ist.
12. Klemme (100) nach Anspruch 11 und einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das der federelastischen Verbindung (110) gegenüberliegende Ende des ersten Kontaktarms (108) in der Längsrichtung und/oder parallel zum Buchsenträger (104) über die Buchsenwand (116) hinausragt.
13. Klemme (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die federelastische Verbindung (110) einen Bogen an einer Querseite des ersten Kontaktarms (108) zum zweiten Kontaktarm (112) umfasst.
14. Klemme (100) nach Anspruch 13 und einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei eine durchgehende Verbindung der Buchsenwand (116) entlang der Längsseite des ersten Kontaktarms (108) breiter ist als der Bogen an der Querseite des ersten Kontaktarms (108).
15. Klemme (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der zweite Kontaktarm (112) an einem der federelastischen Verbindung (110) gegenüberliegenden Ende eine Anlaufschräge aufweist, die dazu ausgebildet ist, entgegen der Rückstellkraft vom Kontaktstift (102) aus der Vakantstellung in die Belegtstellung bewegt zu werden.
16. Klemme (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Klemme (100) an einer dem Buchsenträger (104) gegenüberliegenden Seite offen ist und/oder vom ersten Kontaktarm (108) begrenzt ist.
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