DE102005053566A1

DE102005053566A1 - Steckerstift mit Federklemme

Info

Publication number: DE102005053566A1
Application number: DE102005053566A
Authority: DE
Inventors: Volker Lazzaro; Stefan Gattwinkel
Original assignee: Aloys Mennekes Anlagengesellschaft Mbh & Co KG; Aloys Mennekes Anlagengmbh & C
Current assignee: Aloys Mennekes Anlagengesellschaft Mbh & Co KG; Aloys Mennekes Anlagengmbh & C
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2005-11-08
Publication date: 2007-05-10
Also published as: DE102005053565A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckerstift (1), welcher in einem Stanz-Biege-Verfahren aus einem Flachmaterial hergestellt werden kann. Der Steckerstift weist einen zylindrischen Stiftfortsatz (3) und einen damit verbundenen Anschlusskopf (2) auf, der als Federklemme zum Herstellen einer Klemmverbindung zu einem Anschlussleiter (8) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckerstift, welcher aus einem Flachmaterial geformt ist, sowie eine Kraftsteckvorrichtung mit mindestens einem derartigen Steckerstift.

Aus der US 3 853 377 ist ein Steckerstift bekannt, dessen Stiftfortsatz aus einem zylindrischen Metallmantel mit einer elastischen Füllung besteht. An einem Ende des Stiftfortsatzes befindet sich ein Anschlusskopf, mit dem ein elektrischer Anschlussleiter durch Verpressen (Crimpen) mechanisch und elektrisch verbunden werden kann.

Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kostengünstiger herzustellenden und zu montierenden Steckerstift bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch einen Steckerstift mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Kraftsteckvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Der erfindungsgemäße Steckerstift umfasst einen Stiftfortsatz, welcher typischerweise zylindrisch geformt ist und beim Gebrauch des Steckerstiftes in eine komplementär geformte Kontaktbuchse eingesteckt werden kann. An einem Ende des Stiftfortsatzes befindet sich ein Anschlusskopf, an welchem mindestens ein elektrischer Anschlussleiter befestigt werden kann. Sowohl der Stiftfortsatz als auch der Anschlusskopf sind aus einem metallischen Flachmaterial geformt. Dabei kann es sich insbesondere um dasselbe Materialstück handeln, so dass Stiftfortsatz und Anschlusskopf einstückig ausgebildet sind. Der Steckerstift ist dadurch gekennzeichnet, dass im Anschlusskopf ein Federelement angeordnet ist, welches eine Klemmverbindung des Steckerstiftes zu einem elektrischen Anschlussleiter herstellen kann. Typischerweise unterliegt das Federelement dabei während und/oder nach der Monatage eines Anschlussleiters allenfalls reversiblen (elastischen) Verformungen, nicht jedoch dauerhaften (plastischen).

Vorzugsweise ist das Federelement ein separates Teil, welches in den Anschlusskopf eingesetzt wird. Es kann jedoch auch einstückig mit dem Anschlusskopf ausgebildet sein.

Bei dem beschriebenen Steckerstift ermöglicht das Federelement einen schnellen und einfachen Anschluss eines Kabels, indem dessen Leiter einfach im Anschlusskopf durch die elastische Kraft des Federelementes eingeklemmt wird. Ein aufwändiges Verbiegen von Material wie beim Crimpen ist nicht erforderlich. Darüber hinaus hat die Klemmverbindung mit dem Federelement den Vorteil, reversibel zu sein, so dass Anschlussleiter im Prinzip beliebig oft mit dem Steckerstift verbunden und wieder hiervon gelöst werden können.

Das freie Ende des Stiftfortsatzes ist vorzugsweise geschlossen ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass kein Fremdmaterial bzw. Schmutz in das hohle Innere des Stiftfortsatzes eindringen kann. Vorteilhafterweise ist das freie Ende ferner sich verjüngend bzw. abgerundet ausgebildet, um das Einführen des Stiftfortsatzes in eine Buchse zu erleichtern.

Für die Ausgestaltung des Federelementes gibt es verschiedene Möglichkeiten. Vorzugsweise wird das Federelement durch mindestens eine winkelförmig gebogene und mit einem freien Schenkel schräg gegen eine Innenwand des Anschlusskopfes stehende Federzunge gebildet. Zwischen die Federzunge und den Anschlusskopf kann dann ein Anschlussleiter gesteckt werden, wobei er durch die zurückweichende Federzunge fest gegen den Anschlusskopf gedrückt wird. Der freie Schenkel der Federzunge verläuft vorzugsweise in Steckrichtung eines zu befestigenden Anschlussleiters auf die Innenwand des Anschlusskopfes zu, so dass der Anschlussleiter sich leicht zwischen Federzunge und Anschlusskopf zwängen kann, die entgegengesetzte Auszugsrichtung jedoch blockiert wird.

Optional kann die vorstehend erwähnte Federzunge zwei freie Schenkel aufweisen, welche sich parallel zueinander erstrecken und in denen jeweils (mindestens) ein Anschlussleiter festgeklemmt werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung obiger Ausführungsformen ist der (mindestens eine) freie Schenkel der Federzunge durch ein Fenster des Anschlusskopfes von außen zugänglich (wenn kein Anschlussleiter mit dem Steckerstift verbunden ist). Durch das Fenster kann dann die Federzunge zu Zwecken der (De-)Montage mit einem Werkzeug bewegt werden.

Der Stiftfortsatz (bzw. dessen Achse bzw. Steckrichtung in eine komplementäre Buchse) und die Einführungsrichtung, in welcher ein Leiter in den Anschlusskopf eingeführt wird, bilden vorzugsweise miteinander einen Winkel zwischen ca. 80° und 180°, wobei der Winkel von 180° einer parallelen bzw. fluchtenden Anordnung entspricht. Insbesondere können der Stiftfortsatz und die Einführungsrichtung des Anschlusskopfes unter einem rechten Winkel von 90° zueinander stehen.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung weisen der Steckerstift und/oder der Anschlusskopf mindestens einen radial abstehenden Rastflügel auf. Dieser verläuft vorzugsweise – in Richtung vom Steckerstift zum Anschlusskopf gesehen – rampenförmig. Mit Hilfe von Rastflügeln kann der Steckerstift leicht in entsprechenden hinterschnittenen Ausnehmungen eines (Kunststoff-) Gehäuses verrastet werden.

In der Regel gibt es bei dem aus einem Flachmaterial geformten Steckerstift Bereiche, in denen Kanten des Flachmaterials aneinander stoßen. Vorzugsweise werden derartige Bereiche miteinander verzahnt. Dies kann zum Beispiel durch pilzförmige Fortsätze an einer Kante geschehen, welche in komplementäre Ausnehmungen der anderen Kante eingreifen. Auf diese Weise wird eine feste, formschlüssige Verbindung der aneinanderstoßenden Kanten des Flachmaterials erreicht.

Der Stiftfortsatz und der Anschlusskopf des beschriebenen Steckerstiftes werden vorzugsweise in einem Stanz-Biege-Verfahren aus einem Flachmaterial hergestellt, was eine besonders kostengünstige Erzeugung mit im Wesentlichen einem einzigen Arbeitsschritt ermöglicht. Insbesondere können dabei der Stiftfortsatz und der Anschlusskopf aus demselben Materialstreifen bestehen.

Der Stiftfortsatz des Steckerstiftes kann optional mit einem Fremdmaterial (d. h. einem anderen Material als demjenigen, aus dem der Stiftfortsatz besteht) gefüllt sein. Das Fremdmaterial kann beispielsweise besondere elastische oder elektrische Eigenschaften aufweisen und/oder ein besonders kostengünstiges Material sein.

Die Erfindung betrifft ferner Kraftsteckvorrichtungen, insbesondere solche nach DIN VDE 0623, EN 60309-2, welche einen Steckerstift der oben beschriebenen Art enthalten.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigt:
1 drei um je 90° zueinander versetzte Seitenansichten eines erfindungsgemäßen Steckerstiftes;
2 eine Aufsicht auf den Steckerstift von 1;
3 einen Schnitt entlang der Linie A-A von 1;
4 eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Steckerstiftes mit einem rechtwinklig orientierten Anschlusskopf in zwei um 90° zueinander versetzte Ansichten;
5 einen Schnitt entlang der Linie A-A von 4;
6 eine Aufsicht auf den Steckerstift von 4;
7 eine perspektivische Ansicht des Steckerstiftes von 4.
Der in den Figuren gezeigte Steckerstift kann insbesondere in Steckern von Kraftsteckvorrichtungen nach DIN VDE 0623, EN 60309-2 verwendet werden, wobei das zugehörige Kunststoffgehäuse an sich bekannt und in den Figuren nicht näher gezeigt ist (vgl. Katalog 2004 der Firma Mennekes Elektrotechnik GmbH & Co. KG, Kirchhundem). Der in den 1 bis 3 gezeigte Steckerstift 1 besteht aus

– einem zylindrischen Stiftfortsatz 3, dessen freies Ende in Form einer Halbkugel zusammengebogen und damit geschlossen ist (der Stiftfortsatz könnte alternativ auch andere – z. B. polygonale – Querschnittsformen haben);
– einem einstückig mit dem Stiftfortsatz 3 verbundenen Anschlusskopf 2;
– einer Federzunge 7, die als ein separates Teil in den Anschlusskopf 2 eingesetzt ist.

Der Stiftfortsatz 3 und der Anschlusskopf 2 bestehen aus einem Flachmaterial (beispielsweise einem Stück Messing), das aus einer Platte ausgestanzt und durch Biegen in die erforderliche räumliche Form gebracht worden ist.
Aneinanderstoßende Kanten des Flachmaterials sind dabei durch eine Verzahnung verbunden, wobei an einer Kante pilzförmige Vorsprünge 5 ausgebildet sind, die in komplementäre Ausnehmungen der anderen Kante eingreifen.
Die in den 1–3 dargestellte Ausführungsform weist ferner zwei optionale Rastflügel 4 auf, die an gegenüberliegenden Seiten des Stiftfortsatzes 3 angeordnet sind. Die rechteckigen Rastflügel 4 sind an drei Seiten vom Flachmaterial des Stiftfortsatzes 3 freigeschnitten und um die vierte, mit dem Stiftfortsatz 3 verbundene Seite radial nach außen gebogen. Beim Einschieben des Stiftfortsatzes in ein Kunststoffgehäuse (nicht dargestellt) können die Rastflügel 4 vorbereitete Ausnehmungen hintergreifen und den Steckerstift 1 damit im Gehäuse fixieren.
Der Anschlusskopf 2 ist im Wesentlichen kastenförmig mit offener Oberseite ausgebildet. In dem Anschlusskopf 2 befindet sich die Federzunge 7, die vorzugsweise aus einem separaten Material mit einer hohen Elastizität gebildet wird und durch Rastsitz im Anschlusskopf 2 fixiert ist. Die Federzunge 7 ist winkelförmig gebogen, so dass ein freier Schenkel 7a entsteht, welcher vom Knickpunkt an einer Seite des Anschlusskopfes 2 schräg zur gegenüberliegenden Seite verläuft und dort mit seinem freien Ende in ein Fenster 6 des Anschlusskopfes eingreift. Durch das Fenster 6 ist ein Zugriff auf die Federzunge 7 möglich, um diese zum Beispiel während der (De-)Montage eines Anschlussleiters 8 mit einem Werkzeug zurückzubiegen. Wie in 2 gezeigt kann die Federzunge in ihrer Längsrichtung teilweise geschlitzt sein, so dass zwei unabhängige freie Schenkel 7a, 7b entstehen, die das parallele Einklemmen von je (mindestens) einem Anschlussleiter ermöglichen.
Wie am Besten aus 3 erkennbar ist, kann ein elektrischer Anschlussleiter 8 von oben in den Anschlusskopf 2 eingeschoben werden, wobei er zwischen einem zurückweichenden Schenkel 7a (bzw. 7b) der Federzunge 7 und der Wand des Anschlusskopfes 2 eingeklemmt wird. Durch die Neigung des freien Schenkels 7a, 7b relativ zur Einsteckrichtung des Leiters 8 ist es zwar leicht möglich, den Leiter einzuschieben, der Auszug in Gegenrichtung wird jedoch blockiert.
Die 4 bis 7 zeigen eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Steckerstiftes 1' in einer Front- und Seitenansicht (4), einem Schnitt entlang der Linie A-A (5), einer Aufsicht (6) und einer perspektivischen Ansicht (7). Gleiche Komponenten wie in den 1 bis 3 tragen die gleichen, mit einem Strich versehenen Bezugszeichen und müssen daher nicht erneut erläutert werden. Bei dem Steckerstift 1' ist der Anschlusskopf 2' in Einführungsrichtung eines anzuschließenden Leiters 8 gesehen in einem rechten Winkel α = 90° zur Achse des Stiftfortsatzes 3' orientiert. Grundsätzlich kann der Winkel α auch jeden anderen Wert annehmen, wobei die 1 bis 3 die wichtige Variante mit α = 180° zeigen.

Claims

Steckerstift (1, 1'), umfassend einen Stiftfortsatz (3, 3') und einen damit verbundenen Anschlusskopf (2, 2'), welche beide aus einem metallischen Flachmaterial geformt sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschlusskopf (2, 2') ein Federelement (7, 7') angeordnet ist, welches eine Klemmverbindung des Steckerstiftes (1, 1') zu mindestens einem Anschlussleiter (8) herstellen kann.
Steckerstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Stiftfortsatzes (3, 3') geschlossen ist.
Steckerstift nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement durch mindestens eine winkelförmig gebogene, mit einem freien Schenkel (7a, 7b, 7a', 7b') schräg gegen eine Innenwand des Anschlusskopfes (2, 2') stehende Federzunge (7, 7') gebildet wird.
Steckerstift nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federzunge (7, 7') zwei sich parallel erstreckende freie Schenkel (7a, 7b, 7a', 7b') aufweist.
Steckerstift nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Schenkel (7a, 7b, 7a', 7b') der Federzunge (7, 7') durch ein Fenster (6) des Anschlusskopfes (2, 2') von außen zugänglich ist.
Steckerstift nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stiftfortsatz (3, 3') und die Leiter-Einführungsrichtung des Anschlusskopfes (2, 2') einen Winkel (α) zwischen ca. 80° und 180°, vorzugsweise einen Winkel (α) von ca. 90° miteinander bilden.
Steckerstift nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stiftfortsatz (3) und/oder der Anschlusskopf (2) mindestens einen abstehenden Rastflügel (4) aufweist, welcher vorzugsweise in Richtung vom Stiftfortsatz (3) zum Anschlusskopf (2) rampenförmig verläuft.
Steckerstift nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass aneinanderstoßende Kanten des Flachmaterials miteinander verzahnt sind.
Steckerstift nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stiftfortsatz (3, 3') und der Anschlusskopf (2, 2') in einem Stanz-Biege-Verfahren aus einem vorzugsweise einstückigen Flachmaterial hergestellt sind.
Steckerstift nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stiftfortsatz (3) mit einem Fremdmaterial gefüllt ist.
Kraftsteckvorrichtung, insbesondere nach DIN VDE 0623, EN 60309-2, gekennzeichnet durch einen Steckerstift (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10.