BE1030956B1 - Elektronisches Gerät und Kontaktelement zur Verwendung in einem elektronischen Gerät - Google Patents

Elektronisches Gerät und Kontaktelement zur Verwendung in einem elektronischen Gerät Download PDF

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BE1030956B1 BE20225812A BE202205812A BE1030956B1 BE 1030956 B1 BE1030956 B1 BE 1030956B1 BE 20225812 A BE20225812 A BE 20225812A BE 202205812 A BE202205812 A BE 202205812A BE 1030956 B1 BE1030956 B1 BE 1030956B1
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Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein elektronisches Gerät (1) zum Aufsetzen auf eine Tragschiene (2), mit einem Gehäuse (5), mit einer in dem Gehäuse (5) angeordneten Elektronikeinheit (6) und mit einem der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Elektronikeinheit und der Tragschiene (2) dienenden federnden Kontaktelement (9), wobei das Kontaktelement (9) zwei Kontaktschenkel (10, 11), einen die Kontaktschenkel (10, 11) miteinander verbindenden Verbindungsbereich (12) und einen mit dem Verbindungsbereich (12) verbundenen Kontaktierungsabschnitt (13) zur Kontaktierung der Elektronikeinheit (6) aufweist, und wobei im montierten Zustand des elektronischen Geräts (1) die Kontaktschenkel (10, 11) des Kontaktelements (9) einen Schenkel (3) der Tragschiene (2) zwischen sich klemmend kontaktieren. Das in dem erfindungsgemäßen elektronischen Gerät (1) angeordnete Kontaktelement (9) gewährleistet dadurch bei geringer Baugröße eine gute elektrische und mechanische Kontaktierung der Tragschiene (2), dass an den einander zugewandten Seiten (15, 16) der beiden Kontaktschenkel (10, 11) jeweils ein kurzer Kontaktbereich (17, 18) ausgebildet ist, dass der erste Kontaktbereich (17), der an dem oberen Kontaktschenkel (10) ausgebildet ist, scharfkantig ausgebildet ist, dass der zweite Kontaktbereich (18), der an dem untern Kontaktschenkel (11) ausgebildet ist, senkrecht zur Längsrichtung der Tragschiene (2) versetzt zum ersten Kontaktbereich (17) angeordnet ist und dass der zweite Kontaktbereich (18) ein Drehlager für die untere Randkante (20) des Schenkels (3) der Tragschiene (2) bildet.

Description

-1- BE2022/5812
Elektronisches Gerät und Kontaktelement zur Verwendung in einem elektronischen Gerät
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät, insbesondere ein Überspan- nungsschutzgerät, zum Aufsetzen auf eine Tragschiene, mit einem Gehäuse, mit einer in dem Gehäuse angeordneten Elektronikeinheit und mit einem der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Elektronikeimheit und der Trag- schiene dienenden federnden Kontaktelement. Das Kontaktelement weist zwei Kontaktschenkel, einen die Kontaktschenkel miteinander verbindenden
Verbindungsbereich und einen Kontaktierungsabschnitt zur Kontaktierung der
Elektronikeinheit auf, wobei im montierten Zustand des elektronischen Geräts die Kontaktschenkel des Kontaktelements einen Schenkel der Tragschiene zwischen sich klemmend kontaktieren. Daneben betrifft die Erfindung auch ein Kontaktelement zur Verwendung in einem ein Gehäuse und eine Elektro- nikeinheit aufweisenden elektronischen Gerät.
Elektronische Geräte zum Aufsetzen auf eine Tragschiene, insbesondere eine sogenannte Hutschiene mit zwei Schenkel, sind seit vielen Jahren bekannt und werden in unterschiedlichen Ausführungsformen und für verschiedene An- wendungen eingesetzt. Ähnlich wie elektrische Reihenklemmen, die in der
Regel ebenfalls auf Tragschienen aufgerastet werden, weisen diese elektroni- schen Geräte mindestens zwei Leiteranschlusselemente auf, über die elektri- sche Leiter mit der im Gehäuse angeordneten Elektronikeinheit verbunden werden können. Als Leiteranschlusselemente können unterschiedliche Arten von Anschlussklemmen verwendet werden, beispielsweise Schraubklemmen,
Federkraftklemmen oder Zugfederklemmen.
Im Unterschied zu klassischen elektrischen Reihenklemmen, die als Durch- gangsklemmen ausgebildet sind, weisen die in Rede stehenden elektronischen
Geräte zusätzlich eine Elektronikeinheit auf, bei der es sich insbesondere um eine Leiterplatte mit darauf angeordneten elektronischen Bauelementen han- deln kann. Je nach Ausgestaltung der innerhalb des Gehäuses angeordneten
Flektronikeinheit können die elektronischen Geräte für unterschiedliche An- wendungen insbesondere in der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik (MSR-
Anwendungen) eingesetzt werden. So können die elektronischen Geräte bei- spielsweise als Relais-Schnittstellen, als modulare Analog-Konverter oder als
Überspannungsschutzgeräte ausgebildet sein.
Ist das elektronische Gerät als Überspannungsschutzgerät ausgebildet, so weist es mindestens einen Überspannungsableiter auf, durch den ein an den
-2- BE2022/5812
Leiteranschlusselementen des elektronischen Geräts angeschlossenes weiteres
Gerät, beispielsweise eine Steuerung, vor Überspannungen geschützt werden kann. Derartige, als Überspannungsschutzgeräte ausgebildete elektronische
Geräte für MSR-Anwendungen sind seit vielen Jahren am Markt bekannt.
Fin entsprechendes elektronisches Gerät ist aus der DE 10 2009 008 386 B4 bekannt. Zur Realisierung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen der
Flektronikeinheit und der Tragschiene ist im FuBbereich des Gehäuses ein
Kontaktelement angeordnet, das zwei parallel zueinander angeordnete fe- dernde metallische Kontaktglieder aufweist, die über einen Steg miteinander verbunden sind. An dem Steg ist auBerdem ein Verbindungselement mit meh- reren Lôtpins angeordnet, die in entsprechende Bohrungen in der Leiterplatte eingesteckt und mit Kontaktflächen auf der Leiterplatte verlôtet werden kôn- nen. Die beiden in Längsrichtung der Tragschiene hintereinander angeordne- ten Kontaktglieder weisen jeweils zwei einander gegenüberliegende Kontakt- schenkel und einen die Kontaktschenkel miteinander verbindende Verbin- dungsbereiche auf, wobei im montierten Zustand des elektronischen Geräts die Kontaktschenkel der Kontaktglieder einen Schenkel der Tragschiene zwi- schen sich klemmend kontaktieren.
Dadurch, dass das bekannte Kontaktelement zwei parallel zueinander ange- ordnete Kontaktglieder aufweist, wird eine sichere und gute elektrische Ver- bindung zwischen der Elektronikeinheit und der Tragschiene durch das Kon- taktelement gewährleistet. Auf der anderen Seite kann durch die parallel zuei- nander angeordneten Kontaktglieder jedoch eine gewisse Mindestbreite des elektronischen Geräts nicht unterschritten werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches
Gerät bzw. ein Kontaktelement zur Verwendung in einem elektronischen Ge- rät zur Verfügung zu stellen, durch das auch bei nur geringem zur Verfügung stehenden Einbauraum eine gute und zuverlässige elektrische und mechani- sche Kontaktierung einer Tragschiene realisiert werden kann.
Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen elektronischen Gerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. An den einander zugewandten
Seiten der beiden Kontaktschenkel ist dazu jeweils ein Kontaktbereich ausge- bildet. Da im montierten Zustand des elektronischen Geräts die beiden Kon- taktschenkel des Kontaktelements den Schenkel der Tragschiene zwischen sich klemmend kontaktieren, weist das Kontaktelement bezogen auf den
Schenkel der Tragschiene einen oberen Kontaktschenkel und einen unteren
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Kontaktschenkel auf. Als oberer Kontaktschenkel wird dabei der Kontakt- schenkel bezeichnet, der die dem elektronischen Gerät zugewandte Seite des
Schenkels der Tragschiene kontaktiert. Entsprechend wird als unterer Kon- taktschenkel der Kontaktschenkel des Kontaktelements bezeichnet, der die dem elektronischen Gerät abgewandte Seite des Schenkels der Tragschiene kontaktiert, wenn das elektronische Gerät auf der Tragschiene aufgerastet ist.
Der erste Kontaktbereich, der an dem oberen Kontaktschenkel ausgebildet ist, ist scharfkantig ausgebildet. Der zweite Kontaktbereich, der an dem unteren
Kontaktschenkel ausgebildet ist, ist senkrecht zur Längsrichtung der Trag- schiene versetzt zum ersten Kontaktbereich angeordnet, sodass der erste Kon- taktbereich und der zweite Kontaktbereich einander nicht gegenüberliegen.
Der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich weisen somit einen
Abstand entlang der horizontalen Mittelachse des Kontaktelements zueinan- der auf. Außerdem sind die beiden Kontaktbereiche . Der zwischen den Kon- taktschenkeln des Kontaktelements im montierten Zustand eingeklemmte
Schenkel der Tragschiene wird dadurch nicht großflächig, sondern sowohl auf seiner Oberseite als auch auf seiner Unterseite nur in einem begrenzten Kon- taktbereich kontaktiert.
Das Gehäuse des elektronischen Geräts ist dazu ausgebildet, auf die Trag- schiene aufgeschwenkt zu werden, wobei das elektronische Gerät zunächst mit dem im FuBbereich des Gehäuses angeordneten Kontaktelement auf den einen Schenkel der Tragschiene aufgeschoben und anschlieBend durch eine
Drehbewegung aufgerastet wird. Dabei wird der Rand des zweiten Schenkels der Tragschiene, der nicht von dem Kontaktelement geklemmt wird, von ei- nem im FuBbereich des Gehäuses ausgebildeten federnden Rastarm untergrif- fen, wodurch das elektronische Gerät bzw. das Gehäuse auf der Tragschiene verrastet wird. Durch die Drehbewegung des Gehäuses beim Aufrasten auf die
Tragschiene vollzieht der scharfkantige erste Kontaktbereich eine Relativbe- wegung auf der zugewandten Oberseite des Schenkels der Tragschiene, wodurch eventuell vorhandene Fremdschichten von der Spitze des scharfkan- tigen Kontaktbereichs durchdrungen bzw. abgetragen werden, sodass ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Schenkel der Tragschiene und dem Kon- taktschenkel gewährleistet ist. Beim Aufrasten des elektronischen Geräts auf die Tragschiene bildet der zweite Kontaktbereich am unteren Kontaktschenkel dabei ein Drehlager für die untere Randkante des Schenkels der Tragschiene.
Zuvor ist ausgeführt worden, dass die beiden Kontaktbereiche kurz ausgebil- det sind. Die beiden Kontaktbereiche können dabei insbesondere im Vergleich
-4- BE2022/5812 zu den jeweiligen Kontaktschenkeln kurz ausgebildet sein, sodass sie sich nur über einen Teilbereich der einander zugewandten Seite des jeweiligen Kon- taktschenkels erstrecken. Anders formuliert können also die Kontaktschenkeln deutlich länger ausgebildet sein als die jeweiligen Kontaktbereiche.
Bei einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäBen Geräts bzw. des erfindungsgemäBen Kontaktelements, bei der die beiden Kontakt- schenkeln jeweils länger ausgebildet sind als die jeweiligen Kontaktbereiche, sind die beiden Kontaktschenkel zumindest teilweise einander gegenüberlie- gend angeordnet. Der untere Kontaktschenkel ist dann so ausgebildet, dass seine dem Schenkel der Tragschiene zugewandte Seite im montierten Zustand des elektronischen Geräts unter einem spitzen Winkel a zum Schenkel der
Tragschiene verläuft. Mit anderen Worten verläuft die dem oberen Kontakt- schenkel zugewandte Seite des unteren Kontaktschenkels unter einem spitzen
Winkel a zur horizontalen Mittelachse des Kontaktelements, wobei im mon- tierten Zustand des Geräts die horizontale Mittelachse des Kontaktelements und die Erstreckungsrichtung des Schenkels der Tragschiene senkrecht zur
Längserstreckung der Tragschiene zusammenfallen.
Die Angabe, dass die beiden Kontaktschenkel zumindest teilweise einander gegenüberliegend angeordnet sind, bedeutet, dass die beiden Kontaktschenkel auch etwas versetzt zueinander angeordnet sein können oder unterschiedliche
Längen aufweisen können. Da auBerdem die dem oberen Kontaktschenkel zu- gewandte Seite des unteren Kontaktschenkels unter einem spitzen Winkel a zur horizontalen Mittelachse des Kontaktelements verläuft, müssen die beiden
Kontaktschenkel auch nicht, jedenfalls nicht über thre gesamte Länge, parallel zueinander angeordnet sein.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist bei einem Kontaktelement mit zwei zumindest teilweise einander gegenüberliegenden Kontaktschenkeln der vertikale Abstand a zwischen dem ersten Kontaktbereich des oberen Kontakt- schenkels und dem gegenüberliegenden Bereich des unteren Kontaktschen- kels größer als die Dicke d des Schenkels der Tragschiene. Dies führt dazu, dass beim Aufschieben des Kontaktelements auf den Schenkel der Trag- schiene die Spitze des scharfkantigen ersten Kontaktbereichs nicht gegen den oberen Rand des Schenkels der Tragschiene gedrückt wird, wenn die dem obe- ren Kontaktschenkel zugewandte Seite des unteren Kontaktschenkels entlang der Unterseite des Schenkels der Tragschiene gleitet. Die dem Durchdringen bzw. Abtragen von möglichen Fremdschichten auf der Oberseite des Schen-
-5- BE2022/5812 kels der Tragschiene dienende Spitze des scharfkantigen ersten Kontaktbe- reichs wird somit nicht dadurch beschädigt, dass diese Spitze gegen die obere
Kante des Schenkels der Tragschiene stößt. Dies wäre nämlich dann der Fall, wenn der vertikale Abstand a zwischen dem ersten Kontaktbereich des oberen
Kontaktschenkels und dem gegenüberliegenden Bereich des unteren Kontakt- schenkels kleiner als die Dicke d des Schenkels der Tragschiene wäre, da dann bereits beim Aufschieben des Kontaktelements auf den Schenkel der Trag- schiene die beiden Kontaktschenkel durch den zwischen sie eingeschobenen
Schenkel der Tragschiene auseinandergedrückt werden müssten.
Zuvor ist ausgeführt worden, dass der zweite Kontaktbereich ein Drehlager für den unteren Rand des Schenkels der Tragschiene bildet. Fin solches Dreh- lager kônnte beispielsweise dadurch realisiert sein, dass in der dem oberen
Kontaktschenkel zugewandten Seite des unteren Kontaktschenkels eine ent- sprechende Ausnehmung oder Vertiefung ausgebildet ist, in die die untere
Randkante des Schenkels der Tragschiene beim Verschwenken des elektroni- schen Geräts in die fixierte Position eingreift.
Vorzugsweise ist an der dem oberen Kontaktschenkel zugewandten Seite des unteren Kontaktschenkels jedoch ein Anschlag ausgebildet, der zusammen mit dem zweiten Kontaktbereich das Drehlager für die untere Randkante des
Schenkels der Tragschiene bildet. Durch die Ausbildung eines Anschlags am zweiten Kontaktschenkel wird gleichzeitig eine Begrenzung beim Aufschie- ben des Kontaktelements bzw. des elektronischen Geräts auf den Schenkel der
Tragschiene realisiert. Wird nach dem Aufschieben des Kontaktelements auf den Schenkel der Tragschiene das elektronische Gerät verschwenkt, so kommt es dabei auch zu einer kleinen Relativbewegung zwischen dem zweiten Kon- taktbereich und dem unteren Rand des Schenkels der Tragschiene, sodass auch in diesem Bereich eventuell vorhandene Fremdschichten von der Oberfläche der Tragschiene entfernt werden.
Bei einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäBen Geräts bzw. des er- findungsgemäBen Kontaktelements ist der untere Kontaktschekel kürzer, ins- besondere deutlich kürzer als der obere Kontaktschenkel ausgebildet ist. Der untere Kontaktschenkel ist dabei vorzugsweise so kurz ausgebildet, dass er im wesentlichen nur den zweiten Kontaktbereich und den daran anschlieBenden
Anschlag aufweist, der mit dem zweiten Kontaktbereich das Drehlager für die untere Randkante des Schenkels einer Tragschiene bildet. Im auf die Trag- schiene aufgesetzten Zustand erstreckt sich der untere Kontaktschekel dann vorzugsweise nicht oder nur geringfügig über die untere Randkante des
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Schenkels der Tragschiene hinaus in Richtung der Mitte der Tragschiene. Bei dieser Ausgestaltung kann das Kontaktelement somit mit besonders geringem
Materialaufwand hergestellt werden.
Wenn der zweite Kontaktschenkel, so wie gerade beschrieben, nur eine sehr ge- ringe Länge aufweist, kônnen die beiden Kontaktschenkel zwar im montierten
Zustand des elektronischen Geräts noch einen Schenkel der Tragschiene zwi- schen sich klemmend kontaktieren, der zweite Kontaktschenkel kann dann je- doch nicht mehr als Einführschräge beim Aufschieben des Geräts auf die Trag- schiene genutzt werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist daher vorgesehen dass, im Fußbereich des Gehäuses, angrenzend an den unteren
Kontaktschenkel, eine Einführschräge ausgebildet ist, auf die der Schenkel der
Tragschiene aufliegt, wenn das Gehäuse auf die Tragschiene aufgesetzt wird.
Die Funktion einer Einführschräge, die bei einem unteren Kontaktschenkel mit einer ausreichenden Länge von diesem übernommen wird, wird dann von der im FuBbereich des Gehäuses ausgebildeten Einführschräge übernommen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des elektronischen Geräts bzw. des Kontaktelements ist der horizontale Abstand 1 zwischen dem ersten
Kontaktbereich des oberen Kontaktschenkels und dem zweiten Kontaktbe- reich des unteren Kontaktschenkels größer als die Dicke d des Schenkels der
Tragschiene. Ein relativ großer horizontaler Abstand senkrecht zur Längsrich- tung der Tragschiene zwischen den beiden Kontaktbereichen führt sowohl zu einer größeren Relativbewegung des ersten, scharfkantigen Kontaktbereichs beim Aufschwenken des elektronischen Geräts auf die Tragschiene als auch zu einer höheren Kontaktkraft der beiden Kontaktschenkel des Kontaktele- ments auf den Schenkel der Tragschiene im montierten Zustand.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist in dem der Tragschiene zugewandten Fußbereich des Gehäuses ein Aufnahmeraum für das Kontakte- lement ausgebildet. In dem Aufnahmeraum sind dabei Führungs- und Halte- stege für den Kontaktierungsabschnitt des Kontaktelements ausgebildet, so- dass die beim Aufrasten des elektronischen Geräts auf die Tragschiene an dem
Kontaktelement angreifenden Kräfte in erster Linie vom Gehäuse aufgenom- men werden und nicht an der Verbindung zwischen dem Kontaktierungsab- schnitt des Kontaktelements und der Elektronikeinheit angreifen.
Neben dem zuvor beschriebenen elektronischen Gerät mit einem Kontaktele- ment zur leitenden Verbindung zwischen der Elektronikeinheit und einer Trag- schiene betrifft die Erfindung auch ein entsprechendes Kontaktelement zur
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Verwendung bei einem elektronischen Gerät. Das Kontaktelement ist dabei erfindungsgemäß gemäß dem Patentanspruch 9 ausgebildet.
Wie zuvor im Zusammenhang mit dem elektronischen Gerät beschrieben wor- den ist, ist an den einander zugewandten Seiten der beiden Kontaktschenkel jeweils ein Kontaktbereich ausgebildet, wobei der erste Kontaktbereich, der an dem oberen Kontaktschenkel ausgebildet ist, scharfkantig ist. Der zweite
Kontaktbereich, der an dem unteren Kontaktschenkel ausgebildet ist, ist ent- lang der horizontalen Mittelachse des Kontaktelements versetzt zum ersten
Kontaktbereich angeordnet und bildet ein Drehlager für den unteren Rand des
Schenkels der Tragschiene.
Sind bei dem Kontaktelement die beiden Kontaktschenkeln jeweils deutlich länger ausgebildet als die jeweiligen Kontaktbereiche, so sind die beiden Kon- taktschenkel zumindest teilweise einander gegenüberliegend angeordnet. Da- bei verläuft dann die dem oberen Kontaktschenkel zugewandte Seite des unteren
Kontaktschenkels unter einem spitzen Winkel a zur horizontalen Mittelachse
M des Kontaktelements.
Diese Ausgestaltung der beiden Kontaktschenkel ermôglicht es, dass das Kon- taktelement zunächst auf den Schenkel einer Tragschiene aufgeschoben und anschließend um einen geringen Winkel verschwenkt werden kann, wobei der mögliche Drehwinkel dem Winkel a entspricht, unter dem die dem oberen
Kontaktschenkel zugewandte Seite des unteren Kontaktschenkels zur horizon- talen Mittelachse des Kontaktelements bzw. zum Schenkel der Tragschiene verläuft. Der Winkel a beträgt dabei vorzugsweise weniger als 30°, insbeson- dere weniger als 20°.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kontaktele- ments ist der untere Kontaktschekel kürzer als der obere Kontaktschenkel aus- gebildet Der untere Kontaktschenkel ist dabei vorzugsweise so kurz ausgebil- det, dass er im wesentlichen nur den zweiten Kontaktbereich und den daran anschließenden Anschlag aufweist, der mit dem zweiten Kontaktbereich das
Drehlager für die untere Randkante des Schenkels einer Tragschiene bildet.
Der untere Kontaktschenkel weist dann keinem dem ersten Kontaktbereich gegenüberliegenden Bereich auf.
Das erfindungsgemäße Kontaktelement kann dadurch besonders einfach und damit kostengünstig hergestellt werden, dass das Kontaktelement vorzugs-
-8- BE2022/5812 weise als einstückiges Stanzteil oder als einstückiges Stanz- und Biegeteil aus- gebildet ist. Hierbei ist der Kontaktierungsabschnitt vorzugsweise im Wesent- lichen senkrecht zur horizontalen Mittelachse M des Kontaktelements ausge- richtet. Über die Ausgestaltung des vorzugsweise C-förmigen Verbindungsbe- reichs zwischen den beiden Kontaktschenkeln kann die Federkraft des Kon- taktelements und damit die erreichbare Kontaktkraft zwischen den Kontakt- schenkeln und dem Schenkel der Tragschiene festgelegt werden.
Der Kontaktierungsabschnitt ist vorzugsweise als Kontakt- oder Lôtstift aus- gebildet oder weist seitlich überstehende Kontakt- oder Lôtpins auf, sodass der Kontaktierungsabschnitt mit einem entsprechenden Anschlussbereich der
Flektronikeinheit, insbesondere entsprechenden Anschlussflächen auf einer
Leiterplatte, verlôtet werden kann.
Im Einzelnen gibt es mehrere Möglichkeiten, das erfindungsgemäße elektro- nische Gerät bzw. das Kontaktelement auszugestalten und weiterzubilden.
Dazu wird verwiesen sowohl auf die nachgeordneten Patentansprüche, als auch auf die nachfolgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbei- spiels in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines auf eine Tragschiene aufgerasteten elektronischen Geräts,
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kontaktelements in perspek- tivischer Darstellung und von der Seite,
Fig. 3 das Kontaktelement gemäß Figur 2, in drei verschiedenen Positio- nen beim Aufrasten auf eine Tragschiene,
Fig. 4 das elektronische Gerät gemäß Fig. 1 vor dem Aufschwenken auf die Tragschiene, und
Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kontaktelements in per- spektivischer Darstellung und von der Seite.
Die Figuren 1 und 4 zeigen als elektronisches Gerät 1 ein Überspannungs- schutzgerät zum Aufsetzen auf eine Tragschiene 2, wobei die Tragschiene 2 zwei nach außen weisende Schenkel 3, 4 hat. Das elektronische Gerät 1 weist ein Gehäuse 5 auf, in dem eine Elektronikeinheit 6 aufgenommen ist, die vor- liegend von einer Leiterplatte mit darauf angeordneten elektronischen Bauele- menten gebildet wird. An den beiden Stirnseiten des Gehäuses 5 sind mehrere
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Leiteranschlusselemente 7 angeordnet, die im dargestellten Ausführungsbei- spiel als Federkraftklemmen ausgebildet sind.
In Fig. 1 ist das elektronische Gerät 1 1m auf der Tragschiene 2 aufgerasteten
Zustand dargestellt, während bei der Darstellung gemäß Fig. 4 das elektroni- sche Gerät 1 erst auf den einen Schenkel 3 der Tragschiene 2 aufgeschoben, aber noch nicht auf der Tragschiene 2 aufgerastet ist. Hierzu muss das elekt- ronische Gerät 1 aus der in Fig. 4 dargestellten Position entgegengesetzt zum
Uhrzeigersinn verschwenkt werden, bis das Gehäuse 5 des elektronischen Ge- räts 1 mit dem zweiten Schenkel 4 der Tragschiene 2 verrastet. Zur Realisie- rung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Flektronikeinheit 6 bzw. einer auf der Leiterplatte angeordneten Leiterbahn und der Tragschiene 2 ist im FuBbereich 8 des Gehäuses 5 ein metallisches Kontaktelement 9 an- geordnet, das nachfolgend insbesondere 1m Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 genauer beschrieben wird.
Wie aus den Figuren 2a und 2b ersichtlich ist, weist das metallische Kontak- telement 9 zwei zumindest teilweise einander gegenüberliegend angeordnete
Kontaktschenkel 10, 11, einen die Kontaktschenkel 10, 11 miteinander ver- bindenden Verbindungsbereich 12 und einen Kontaktierungsabschnitt 13 auf, der der Kontaktierung der Elektronikeinheit 6 dient und über einen Steg 14 mit dem Verbindungsbereich 12 emstückig verbunden ist. An den einander zu- gewandten Seiten 15, 16 der beiden Kontaktschenkel 10, 11 ist jeweils ein kurzer Kontaktbereich 17, 18 ausgebildet, der im auf der Tragschiene 2 auf- gerasteten Zustand des elektronischen Geräts 1 den Schenkel 3 der Trag- schiene 2 an dessen Oberseite und Unterseite kontaktiert.
Insbesondere aus der Seitenansicht gemäß Fig. 2b ist ersichtlich, dass die bei- den Kontaktschenkel 10, 11 etwas versetzt zueinander angeordnet sind und auch nicht genau die gleiche Länge aufweisen, sodass die beiden Kontakt- schenkel 10, 11 nicht exakt einander gegenüberliegend angeordnet sind. Er- kennbar ist darüber hinaus, dass die beiden Kontaktschenkel 10, 11 auch nicht, jedenfalls nicht über ihre gesamte Länge, parallel zueinander angeordnet sind, was sich bereits dadurch ergibt, dass der erste Kontaktbereich 17, der an dem oberen Kontaktschenkel 10 ausgebildet ist, scharfkantig ausgebildet ist und somit eine Spitze 19 aufweist. Die Spitze dient dazu, auf der Oberfläche des
Schenkels 3 der Tragschiene 2 eventuell vorhandene Fremdschichten, bei- spielsweise eine Oxidschicht, zu durchdringen und abzutragen.
- 10 - BE2022/5812
Der zweite Kontaktbereich 18, der an dem unteren Kontaktschenkel 11 ausge- bildet ist, ist entlang der horizontalen Mittelachse M des Kontaktelements 9 versetzt zum ersten Kontaktbereich 17 angeordnet, wie insbesondere aus der
Fig. 2b ersichtlich ist. Außerdem dient der zweite Kontaktbereich 18 als Dreh- lager für die untere Randkante 20 des Schenkels 3 der Tragschiene 2 beim
Aufrasten des elektronischen Geräts 1 auf die Tragschiene 2, wie aus den Fig. 3a, 3b und 3c ersichtlich ist. Hierzu ist an der dem oberen Kontaktschenkel 10 zugewandten Seite 16 des unteren Kontaktschenkels 11 im Übergang zum Ver- bindungsbereich 12 ein Anschlag 21 ausgebildet.
Fig. 3a zeigt die Position des Kontaktelements 9 am Schenkel 3 der Trag- schiene 2, wenn das elektronische Gerät 1 gemäß Fig. 4 zunächst nur mit dem
Kontaktelement 9 auf den ersten Schenkel 3 der Tragschiene 2 aufgeschoben ist. Die dem Schenkel 3 bzw. dem ersten Kontaktschenkel 10 zugewandte
Seite 16 des zweiten Kontaktschenkels 11 liegt dabei an der Unterseite des
Schenkels 3 der Tragschiene 2 an. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist dabei das elektronische Gerät 1 bzw. das Gehäuse 5 um einen Winkel a gegenüber seiner aufgerasteten Position gemäß Fig. 1 bzw. gemäß Fig. 3c im Uhrzeigersinn ver- kippt. Dieser Verkippungswinkel des elektronischen Geräts 1 beim Aufschie- ben des Kontaktelements 9 auf den Schenkel 3 der Tragschiene 2 entspricht dem spitzen Winkel a, um den die dem oberen Kontaktschenkel 10 zuge- wandte Seite 16 des unteren Kontaktschenkels 11 zur horizontalen Mittelachse
M des Kontaktelements 9 ausgerichtet ist (vgl. Fig. 3c).
Aus Fig. 3a ist außerdem erkennbar, dass der vertikale Abstand a zwischen dem ersten Kontaktbereich 17 bzw. der Spitze 19 des oberen Kontaktschenkels 10 und dem gegenüberliegenden Bereich 22 des unteren Kontaktschenkels 11 größer ist als die Dicke d der Schenkel 3, 4 der Tragschiene 2. Dies führt dazu, dass das Kontaktelement 9 zunächst einfach auf den Schenkel 3 der Trag- schiene 2 aufgeschoben werden kann, ohne dass die Spitze 19 des scharfkan- tigen ersten Kontaktbereichs 17 gegen den oberen Rand des Schenkels 3 der
Tragschiene 2 gedrückt wird. Dadurch wird eine Beschädigung der Spitze 19 des scharfkantigen ersten Kontaktbereichs 17 verhindert, sodass der scharf- kantige erste Kontaktbereich 17 beim nachfolgenden Verschwenken des elekt- ronischen Geräts 1 Fremdschichten, die auf der Oberseite des Schenkels 3 aus- gebildet sind, optimal durchdringen und abtragen kann.
Wird das elektronische Gerät 1 entgegen dem Uhrzeigersinn aus der in Fig. 4 dargestellten Position in die in Fig. 1 dargestellte Position verschwenkt, so
„11 - BE2022/5812 wird damit auch das Kontaktelement 9 entgegen dem Uhrzeigersinn ver- schwenkt, wie aus einem Vergleich der Figuren 3a und 3c ersichtlich ist. Fig. 3b zeigt dabei eine Zwischenposition, wenn das Kontaktelement 9 um einen
Winkle kleiner als der Winkel a verschwenkt worden ist. Das Verschwenken des Kontaktelements 9 führt zu der gewollten Relativbewegung des scharf- kantigen ersten Kontaktbereichs 17 gegenüber dem Schenkel 3 der Trag- schiene 2 und damit zum Durchtrennen einer auf der Oberfläche des Schenkels 3 ggf. vorhandenen Fremdschicht.
Beim Verschwenken des elektronischen Geräts 1 bzw. des Kontaktelements 9 hebt sich die dem ersten Kontaktschenkel 10 zugewandte Seite 16 des zweiten
Kontaktschenkels 11 von der Unterseite des Schenkels 3 der Tragschiene 2 ab.
Dabei fungiert der zweite Kontaktbereich 18 am unteren Kontaktschenkel 11 als Drehpunkt während des Verschwenkens des Kontaktelements 9. Da der vertikale Abstand c zwischen dem ersten Kontaktbereich 17 und dem zweiten
Kontaktbereich 18 geringer ist als der vertikale Abstand a zwischen dem ers- ten Kontaktbereich 17 und dem gegenüberliegenden Bereich 21 des zweiten
Kontaktschenkels 11 und auch geringer als die Dicke d des Schenkels 3 der
Tragschiene 2, führt das Verschwenken des Kontaktelements 9 zu einem Auf- biegen der beiden Kontaktschenkel 10, 11 bzw. des Verbindungsbereichs 12, sodass die beiden Kontaktbereiche 17, 18 gegen die Oberseite bzw. die Unter- seite des Schenkels 3 der Tragschiene 2 gepresst werden. Dadurch wird ein guter elektrischer Kontakt und auch eine stabile mechanische Fixierung des
Kontaktelements 9 an dem Schenkel 3 der Tragschiene 2 und damit auch eine sichere Fixierung des elektronischen Geräts 1 an der Tragschiene 2 gewähr- leistet.
In der in Fig. 3c bzw. Fig. 4 dargestellten Position des Kontaktelements 9 ist das elektronische Gerät 1 auf der Tragschiene 2 aufgerastet. Die horizontale
Mittelachse M des Kontaktelements 9 fällt dann mit der Erstreckung des
Schenkels 3 senkrecht zur Längserstreckung der Tragschiene 2 zusammen.
Der Winkel a, unter dem die dem oberen Kontaktschenkel 10 zugewandte
Seite 16 des unteren Kontaktschenkels 11 zur horizontalen Mittelachse M des
Kontaktelements 9 verläuft, beträgt vorzugsweise weniger als 20 Grad, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 10 Grad. Außerdem ist der hori- zontale Abstand 1 zwischen dem ersten Kontaktbereich 17 und dem zweiten
Kontaktbereich 18 größer als die Dicke d des Schenkels 3 der Tragschiene 2.
Die Fig. 5a und 5b zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eine Kontaktele- ments 9 in perspektischer Darstellung (Fig. 5a) und von der Seite (5b). Im
-12- BE2022/5812
Vergleich zu dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Kon- taktelements 9 ist bei diesem Kontaktelement 9 der untere Kontaktschenkel 11 deutlich kürzer als der obere Kontaktschenkel 10 ausgebildet. Das untere
Kontaktelement 9 weist auch keinen dem ersten Kontaktbereich 17 gegen- überliegenden Bereich auf, sondern nur den zweiten Kontaktbereich 18 und den daran anschlieBenden Anschlag 22, der mit dem zweiten Kontaktbereich 18 ein Drehlager für die untere Randkante 20 des Schenkels 3 einer Trag- schiene 2 bildet.
Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des Kontaktelements 9 sind die beiden Kontaktschenkel 10, 11 über den Verbindungsbereich 12 miteinander verbunden und ist der Verbindungsbereich 12 über einen Steg 14 mit einem
Kontaktierungsabschnitt 13 verbunden, der der Kontaktierung der Elektroni- keinheit 6 dient. An den einander zugewandten Seiten 15, 16 der beiden Kon- taktschenkel 10, 11 ist jeweils ein kurzer Kontaktbereich 17, 18 ausgebildet, der im auf der Tragschiene 2 aufgerasteten Zustand des elektronischen Geräts 1 den Schenkel 3 der Tragschiene 2 an dessen Oberseite und Unterseite kon- taktiert. Auch bei diesem Kontaktelement 9 weist der erste Kontaktbereich 17 eine Spitze 19 auf, sodass der Kontaktbereich 17 scharfkantig ausgebildet ist.
Der zweite Kontaktbereich 18, der an dem unteren Kontaktschenkel 11 ausge- bildet ist, ist entlang der horizontalen Mittelachse M des Kontaktelements 9 versetzt zum ersten Kontaktbereich 17 angeordnet und dient zusammen mit dem Anschlag 21 als Drehlager für die untere Randkante 20 des Schenkels 3 der Tragschiene 2 beim Aufrasten des elektronischen Geräts 1 auf die Trag- schiene 2.
Wie aus den Figuren ersichtlich ist, ist das Kontaktelement 9 insgesamt ein- stückig ausgebildet und kann einfach durch Ausstanzen und ggf. Abbiegen aus einem flachen Metallteil hergestellt werden. Das Kontaktelement 9 besteht da- bei vorzugsweise aus einer Kupferlegierung, die sich durch hohe Festigkeits- und gute Federeigenschaften bei ebenfalls guter Leitfähigkeit auszeichnet.
-13- BE2022/5812
Bezugszeichen 1 Elektronisches Gerät 2 Tragschiene 3,4 Schenkel 5 Gehäuse 6 Elektronikeinheit 7 Leiteranschlusselement 8 FuBbereich 9 Kontaktelement 10, 11 Kontaktschenkel 12 Verbindungsbereich 13 Kontaktierungsabschnitt 14 Steg 15,16 Seiten 17 erster Kontaktbereich 18 zweiter Kontaktbereich 19 Spitze untere Randkante des Schenkels 21 Anschlag 20 22 gegenüberliegender Bereich œ spitzer Winkel a vertikaler Abstand 1 horizontaler Abstand d Dicke
M horizontale Mittelachse

Claims (16)

-14- BE2022/5812 Patentansprüche:
1. Elektronisches Gerät (1) zum Aufsetzen auf eine Tragschiene (2), mit einem Gehäuse (5), mit einer in dem Gehäuse (5) angeordneten Elektronikein- heit (6) und mit einem der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Elekt- ronikeinheit und der Tragschiene (2) dienenden federnden Kontaktelement (9), wobei das Kontaktelement (9) zwei Kontaktschenkel (10, 11), einen die Kon- taktschenkel (10, 11) miteinander verbindenden Verbindungsbereich (12) und einen mit dem Verbindungsbereich (12) verbundenen Kontaktierungsabschnitt (13) zur Kontaktierung der Elektronikeinheit (6) aufweist, und wobei im montierten Zustand des elektronischen Geräts (1) die Kontaktschen- kel (10, 11) des Kontaktelements (9) einen Schenkel (3) der Tragschiene (2) zwischen sich klemmend kontaktieren, dadurch gekennzeichnet, dass an den einander zugewandten Seiten (15, 16) der beiden Kontaktschenkel (10, 11) jeweils ein Kontaktbereich (17, 18) ausgebildet ist, dass der erste Kontaktbereich (17), der an dem oberen Kontaktschenkel (10) ausgebildet ist, scharfkantig ausgebildet ist, dass der zweite Kontaktbereich (18), der an dem untern Kontaktschenkel (11) ausgebildet ist, senkrecht zur Längsrichtung der Tragschiene (2) versetzt zum ersten Kontaktbereich (17) angeordnet ist, und dass der zweite Kontaktbereich (18) ein Drehlager für die untere Randkante (20) des Schenkels (3) der Tragschiene (2) bildet.
2. Flektronisches Gerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kontaktschenkel (10, 11) zumindest teilweise einander gegenüber- liegend angeordnet sind und dass die dem oberen Kontaktschenkel (10) zuge- wandte Seite (16) des unteren Kontaktschenkels (11) im montierten Zustand des elektronischen Geräts (1) unter einem spitzen Winkel a zum Schenkel (3) der Tragschiene (2) verläuft.
3. Flektronisches Gerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel a zwischen dem unteren Kontaktschenkel (11) und dem Schen- kel (3) der Tragschiene (2) im montierten Zustand des elektronischen Geräts (1) weniger als 30°, insbesondere weniger als 20° beträgt.
-15- BE2022/5812
4. Elektronisches Gerät (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich- net, dass der vertikale Abstand a zwischen dem ersten Kontaktbereich (17) des oberen Kontaktschenkels (10) und dem gegenüberliegenden Bereich (22) des untern Kontaktschenkels (11) größer als die Dicke d des Schenkels (3) der Tragschiene (2) ist.
5. Elektronisches Gerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, dass an der dem oberen Kontaktschenkel (10) zugewandte Seite (16) des unteren Kontaktschenkels (11) ein Anschlag (21) ausgebildet ist, der zusammen mit dem zweiten Kontaktbereich (18) das Drehlager für die untere Randkante (20) des Schenkels (3) der Tragschiene (2) bildet.
6. Elektronisches Gerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Kontaktschenkel (11) kürzer als der obere Kontaktschenkel (10) ausgebildet ist, wobei sich der untere Kontaktschenkel (11) im auf die Trag- schiene (2) aufgesetzten Zustand vorzugsweise nicht oder nur geringfügig über die untere Randkante (20) des Schenkels (3) der Tragschiene (2) hinaus in Richtung der Mitte der Tragschiene (2) erstreckt.
7. Elektronisches Gerät (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Fußbereich (8) des Gehäuses (5), angrenzend an den unteren Kontakt- schenkel (11), eine Einführschräge ausgebildet ist, auf die der Schenkel (3) der Tragschiene (2) aufliegt, wenn das Gehäuse (5) auf die Tragschiene (2) aufgesetzt ist.
8. Elektronisches Gerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass der horizontale Abstand 1 senkrecht zur Längsrichtung der Tragschiene (2) zwischen dem ersten Kontaktbereich (17) des oberen Kon- taktschenkels (10) und dem zweiten Kontaktbereich (18) des untern Kontakt- schenkels (11) größer als die Dicke d des Schenkels (3) der Tragschiene (2)
ist.
9. Kontaktelement (9) zur Verwendung in einem ein Gehäuse (5) und eme Elektronikeinheit (6) aufweisenden elektronischen Gerät (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit zwei Kontaktschenkeln (10, 11), einem die Kontaktschenkel (10, 11) miteinander verbindenden Verbindungsbereich (12) und einem mit dem Verbindungsbereich (12) verbundenen Kontaktie- rungsabschnitt (13) zur Kontaktierung der Elektronikeinheit (6), dadurch gekennzeichnet,
-16- BE2022/5812 dass an den einander zugewandten Seiten (15, 16) der beiden Kontaktschenkel (10, 11) jeweils ein Kontaktbereich (17, 18) ausgebildet ist, dass der erste Kontaktbereich (17), der an dem oberen Kontaktschenkel (10) ausgebildet ist, scharfkantig ausgebildet ist, dass der zweite Kontaktbereich (18), der an dem untern Kontaktschenkel (11) ausgebildet ist, entlang der horizontalen Mittelachse M des Kontaktelements (9) versetzt zum ersten Kontaktbereich (17) angeordnet ist und ein Drehlager für die untere Randkante (20) des Schenkels (3) der Tragschiene (2) bildet.
10. Kontaktelement (9) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kontaktschenkel (10, 11) zumindest teilweise einander gegenüberlie- gen und dass die dem oberen Kontaktschenkel (10) zugewandte Seite (16) des unteren Kontaktschenkels (11) unter einem spitzen Winkel a zur horizontalen Mittelachse M des Kontaktelements (9) verläuft.
11. Kontaktelement (9) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel œ zwischen dem unteren Kontaktschenkel (11) und der hori- zontalen Mittelachse M des Kontaktelements (9) weniger als 30°, insbeson- dere weniger als 20° beträgt.
12. Kontaktelement (9) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ge- kennzeichnet, dass an der dem oberen Kontaktschenkel (10) zugewandte Seite (16) des unteren Kontaktschenkels (11) ein Anschlag (21) ausgebildet ist.
13. Kontaktelement (9) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Kontaktschenkel (11) kürzer als der obere Kontaktschenkel (10) ausgebildet ist, vorzugsweise nur den zweiten Kontaktbereich (18) und den daran anschließenden Anschlag (21) aufweist, der mit dem zweiten Kontakt- bereich (18) ein Drehlager für die untere Randkante (20) des Schenkels (3) einer Tragschiene (2) bildet.
14. Kontaktelement (9) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Kontaktierungsabschnitt (13) als Kontakt- oder Lötstift ausgebildet ist und im Wesentlichen senkrecht zur horizontalen Mittelachse M des Kontaktelements (9) verläuft.
15. Kontaktelement (9) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (12) C-förmig ausgebildet ist.
-17- BE2022/5812
16. Kontaktelement (9) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Kontaktelement (9) ein einstückiges Stanzteil oder ein einteiliges Stanz- und Biegeteil ist.
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