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Die
Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktanordnung für hohe Impulsströme und zur
Verbindung mit einer polygonalen Buchse, mit einem zumindest zwei
sich im Wesentlichen in einer Steckrichtung erstreckende Kontaktarme
aufweisenden Kontaktelement, von denen einer in einer senkrecht
zur Steckrichtung verlaufenden Auslenkrichtung relativ zum anderen
elastisch auslenkbar ausgestaltet ist, wobei die beiden Kontaktarme
wenigstens abschnittsweise in Auslenkrichtung voneinander beabstandet
angeordnet sind und am Kontaktelement wenigstens ein weiterer Kontaktarm
vorgesehen ist, der in Steckrichtung verläuft und der in einer senkrecht zur
Längs-
und zur Auslenkrichtung verlaufenden Querrichtung von den beiden
anderen Kontaktarmen beabstandet angeordnet ist, wobei der elastisch
auslenkbare Kontaktarm in Auslenkrichtung wenigstens abschnittsweise
in den Zwischenraum zwischen den beiden andere Kontaktarmen beweglich
ist.
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Impulsströmen widerstehende
elektrische Kontaktanordnungen zur Verbindung mit einer polygonalen
Buchse sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise zeigt
die
US 5,533,915 einen Stecker
mit zwei sich in Steckrichtung erstreckenden Kontaktanordnungen,
die aus einem quaderförmigen Kontaktstift
und einer Federzunge gebildet sind. Die Federzunge ist an einer
Seite des Kontaktstiftes befestigt und krümmt sich in ihrem bogenförmigen Verlauf
erst vom Kontaktstift weg, um sich später wieder auf den Kontaktstift
zuzukrümmen.
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Eine
solche Federzunge ist im Stand der Technik in der Regel aus einem
elastisch gut verformbaren Stahl, beispielsweise einem Federstahl,
gefertigt und weist einen Querschnitt auf, der eine ausreichend
starke Federkraft ermöglicht.
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An
einer der Federzunge gegenüberliegenden
Seite weist der Kontaktstift eine Kontaktfläche zur elektrischen Verbindung
mit einem Gegenkontakt auf, in dessen Buchse die Kontaktanordnung
in Steckrichtung einsteckbar ist.
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Eine
derart ausgestaltete Kontaktanordnung hat den Vorteil, dass der
Gegenkontakt einfach ausgebildet sein kann und insbesondere keine
Federzunge zum Andrücken
des Kontaktstiftes benötigt,
da diese durch die Kontaktanordnung bereitgestellt wird. Die Kontaktanordnung
ist trotz der Federzunge kompakt ausgebildet. Der Gegenkontakt kann
beispielsweise als eine Stromschiene ausgeformt sein, in die eine
polygonale und insbesondere rechteckige Buchse gestanzt ist. Auf
einen Buchsenkörper
kann verzichtet werden, da die Buchse keine weiteren Teile umfasst;
die Ausgestaltung der Buchse ist nicht weiter zu vereinfachen.
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Ohne
externe auf die Kontaktanordnung einwirkende Kräfte liegt der in die Buchse
eingesteckte Kontaktstift an einer Verbindungsseite der Buchse an und
bildet hier den elektrisch leitfähigen
Teil der Steckverbindung aus. Die Federzunge stützt sich an einer Seitenwand
der Buchse ab und drückt
den Kontaktstift gegen die gegenüberliegende
Verbindungsseite der Buchse. Zur Stromleitung trägt die Federzunge jedoch nur
unwesentlich bei, da sie im Vergleich zum Kontaktstift einen geringeren
Querschnitt und eine geringere elektrische spezifische Leitfähigkeit
aufweist als der Kontaktstift, der in der Regel aus einem Metall
mit guter elektrischer Leitfähigkeit
gefertigt ist.
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Wirkt
nun jedoch eine mechanische Kraft auf die Kontaktanordnung ein,
so kann diese Kraft zu einem Verkippen oder Verdrehen des Kontaktstiftes insbesondere
um die Steckrichtung führen.
Hierdurch besteht die Gefahr, dass sich der Kontaktstift vom Gegenkontakt
löst und
die Steckverbindung zwischen Kontaktanordnung und Gegenkontakt undefiniert
ist. Die Leitfähigkeit
der Steckverbindung kann drastisch abnehmen.
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Die
den Stecker womöglich
verdrehenden Kräfte
können
zum Beispiel durch an der Kontaktanordnung hängende Kabel verursacht werden.
Selbst wenn keine äußeren mechanischen
Kräfte
auf die Kontaktanordnung einwirken, kann der Kontaktstift verkippt
werden, wenn die Steckverbindung in einem womöglich geringen äußeren Magnetfeld
angeordnet ist und durch die Kontaktanordnung zumindest kurzfristig,
also zum Beispiel in einem Zeitraum von wenigen Millisekunden, ein
Impulsstrom von einigen Tausend Ampere fließt. Solche Impulsströme können beispielsweise
bei Schaltvorgängen
im Bereich von Leistungselektronikschaltungen auftreten und Lorentzkräfte erzeugen,
durch welche die Kontaktanordnung in der Buchse verdreht werden
kann.
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Eine
undefinierte und sich bei hohen Strömen womöglich verschlechternde Steckverbindung kann
zu Betriebsstörungen
der Leistungselektronik führen
und womöglich
zwischen dem Kontaktstift und dem Gegenkontakt Lichtbögen hervorrufen,
durch welche die beiden Kontakte miteinander nahezu untrennbar verschweißen können. Auch
die Lebensdauer der Kontaktanordnung oder des Gegenkontaktes kann
durch auftretende Lichtbögen
und durch von diesen erzeugten Abbrand der Kontaktflächen stark reduziert
werden.
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Im
Stand der Technik sind Kontaktelemente mit mehr als zwei Kontaktarmen
bekannt, von denen wenigstens einer elastisch auslenkbar ist. Beispielsweise
sind solche Kontaktele mente in den Druckschriften
EP 0 105 044 A1 ,
DE 35 40 571 C2 ,
WO 86/07201 A1 ,
DE 16 15 760 ,
US 2,294,608 ,
DE 101 29 053 A1 ,
US 4,362,353 und
WO 2006/126624 A1 beschrieben.
Im Wesentlichen liegen die gezeigten Kontaktelemente in drei Kontaktbereichen
rechteckiger Buchsen an. Nachteilig bei einer solchen Kontaktierung
ist, dass die Kontaktbereiche der Buchsen nicht in einer sondern
in wenigstens zwei sich gegenüberliegenden
Ebenen angeordnet sind. Somit ist sogar eine Dreipunktauflage des
Kontaktelements an der Buchse zur Sicherung des Kontaktelements
gegen Verdrehungen unzureichend. Ferner bleiben bei dem im Stand
der Technik dargestellten Kontaktelementen wenigstens ein Drittel
der Kontaktflächen
der Buchsen unkontaktiert.
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Es
ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Kontaktanordnung
bereitzustellen, die auch mit einer einfach ausgestalteten polygonalen Buchse
bei hohen Impulsströmen
eine zuverlässige Steckverbindung
gewährleistet.
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Für die Eingangs
genannte Kontaktanordnung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass
die Kontaktanordung einen Federbügel
umfasst, der entgegen der Steckrichtung auf das Kontaktelement aufsteckbar
ist und der im auf das Kontaktelement aufgesteckten Montagezustand
elastisch in oder entgegen der Auslenkrichtung verformbar ist.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist
konstruktiv besonders einfach und hat den Vorteil, dass durch die
versetzte Anordnung der drei Kontaktarme zueinander und insbesondere
des elastisch auslenkbaren Kontaktarms in Querrichtung zwischen
den beiden anderen Kontaktarmen eine mechanisch stabile Dreipunktlagerung
der Kontaktanordnung in der Buchse gewährleistet wird. Mechanischen
Kräften,
welche die in die Buchse eingesteckte Kontaktanordnung zu verdrehen
oder zu verkippen suchen, kann die erfindungsgemäße Kontaktanordnung besser
widerstehen, wodurch die Kontaktarme verlässlich an der Buchse anliegen.
Die elektrische Steckverbindung ist somit deutlich zuverlässiger und
die Lebensdauer der Kontaktanordnung ist länger, ohne dass eine kompliziert
aufgebaute Buchse benötigt
wird oder die Kontaktanordnung mehr Raum einnimmt als die Kontaktanordnungen
des Standes der Technik.
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Im
in die Buchse eingesteckten Zustand stützt sich der Federbügel an den
beiden sich gegenüberliegenden
Kontaktflächen
der Buchse ab und trägt
in Steckrichtung durch Reibschluss mit der Buchse zur Sicherung
der Kontaktanordnung gegen ungewolltes Verschieben in Steckrichtung
bei.
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Ferner
kann auch der Impulsstrom durch mehrere Kontaktbereiche von der
Kontaktanordnung in die Buchse fließen; im Stand der Technik fließt der Strom
nur durch einen Kontaktbereich. Bei Verwendung mehrerer Kontaktbereiche
kann die Stromdichte verringert werden, wodurch auch magnetische oder
thermische Belastungen in den einzelnen Kontaktbereichen im Vergleich
zum Stand der Technik abnehmen. Der durch die Kontaktanordnung insgesamt
fließende
Strom kann dabei weiterhin hoch sein.
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Die
erfindungsgemäße Lösung kann
durch verschiedene, jeweils für
sich vorteilhafte, beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungsformen weiter
verbessert werden. Auf diese Ausgestaltungen und die mit ihnen verbundenen
Vorteile wird im Folgenden eingegangen.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung können die
Kontaktarme von der Kontaktanordnung weg weisende Kontaktabschnitte
aufweisen, die in einer senkrecht zur Steckrichtung angeordneten
Ebene, in der die Buchse verlaufen kann, wenigstens abschnittsweise
einen polygonal umrissenen Querschnitt umgrenzen können, der
im Wesentlichen der Buchse und insbesondere deren innerer Kontur
entsprechen kann. Die Kontaktabschnitte können dabei in einem in Steckrichtung
mittleren Teilabschnitt der Kontaktarme angeordnet sein und sich
in Steckrichtung über
einen Großteil
der Kontaktarme erstrecken. Beispielsweise können die Kontaktabschnitte eben
ausgebildet sein, um an ebenfalls eben ausgebildete Kontaktierungsflächen einer
rechteckig ausgebildeten Buchse bündig anlegbar zu sein, wodurch ein
besonders guter und möglichst
großflächiger elektrischer
Kontakt zwischen Kontaktanordnung und Buchse erzeugt wird.
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Insbesondere
können
die Kontaktabschnitte der beiden Kontaktarme von dem Kontaktabschnitt des
elastisch auslenkbaren Kontaktarms weg weisend angeordnet sein.
Auch diese Anordnung der Kontaktabschnitte sorgt für eine gute
Verbindbarkeit der Kontaktanordnung mit einer Buchse mit einer rechteckigen
Innenkontur.
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Ist
die Kontaktanordnung in die Buchse eingesteckt, so kann der elastisch
auslenkbare Kontaktarm in Auslenkrichtung wenigstens abschnittsweise und
entgegen einer Federkraft in den Zwischenraum zwischen den anderen
beiden Kontaktarmen überführt sein.
Mit dieser Federkraft werden auch diese beiden anderen Kontaktarme
gegen Kontaktierungsflächen
der Buchse gedrückt.
Die Kontaktanordnung kann über
einen Reibschluss zwischen den Kontaktabschnitten und den Kontaktierungsflächen in
der Buchse gegen ungewollte Bewegungen zumindest entlang der Steckrichtung
gesichert sein. Dabei erzeugt die durch den elastisch auslenkbaren
Kontaktarm aufgebrachte Federkraft einen Großteil der Haltekräfte.
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Um
die Federkraft bzw. die durch die Federkraft hervorgerufenen Haltekräfte möglichst
gleichmäßig auf
die Kontaktabschnitte zu verteilen, können die Kontaktarme ein gleichschenkliges
Dreieck ausbilden und in dessen Ecken angeordnet sein, wobei der
elastisch auslenkbare Kontaktarm in der Spitze des Dreiecks vorgesehen
sein kann. Insbesondere kann die Auslenkrichtung mit der Winkelhalbierenden der
Spitze des Dreiecks zusammenfallen. Die Kontaktabschnitte der in
den anderen Ecken des Dreiecks angeordneten Kontaktarmen können parallel
zu der diese beiden Ecken verbindenden Grundseite des Dreiecks verlaufen.
Das Dreieck kann auch gleichschenklig oder unregelmäßig sein,
wenn es die Buchsengeometrie erfordert.
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Weist
die Buchse jedoch eine andere und beispielsweise eine sechseckige
Innenkontur auf, so können
die in den Ecken des gleichschenkligen Dreiecks angeordneten Kontaktabschnitte
auch anders und insbesondere senkrecht zu Verbindungslinien zwischen
den E cken des Dreiecks und einem ausgezeichneten Punkt des Dreiecks
angeordnet sein. Der ausgezeichnete Punkt des Dreiecks kann beispielsweise
der Mittelpunkt eines Inkreises des Dreiecks oder der Schwerpunkt
des Dreiecks oder ein anderer beliebiger ausgezeichneter Punkt sein.
Die Kontaktabschnitte können
auch anders ausgerichtet sein und insbesondere zueinander verkippt
in Steckrichtung verlaufen, um im in die Buchse eingesetzten Zustand
parallel zu deren Kontaktierungsflächen zu verlaufen. Vorteilhafterweise
weist wenigstens einer der Kontaktabschnitte zur Halterung der Kontaktanordnung
in der Buchse von zumindest einem anderen Kontaktabschnitt weg.
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Die
in Steckrichtung weisenden Enden wenigstens zweier Kontaktarme können über ein
Kontaktjoch starr miteinander verbunden sein. Ist das Ende des elastisch
auslenkbaren Kontaktarms mit dem Ende eines der anderen Kontaktarme
verbunden, so kann hierdurch die Federkonstante des elastisch auslenkbaren
Kontaktarms erhöht
werden. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Verbindung der Enden
der beiden anderen Kontaktarme, da die Federkraft gezielt durch
den elastisch auslenkbaren Kontaktarm aufgebracht werden soll, und
die beiden anderen Kontaktarme im Wesentlichen starr und zueinander
unbeweglich die Federkraft in die Buchse einbringen sollen.
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Um
die Kontaktanordnung einfach in die Buchse einstecken zu können und
ein Verhaken der Kontaktarme mit Randbereichen der Buchse zumindest
zu Beginn des Einsteckvorgangs zu vermeiden, kann sich das in Steckrichtung
weisende Ende der Kontaktanordnung in seinem Verlauf verjüngen und sich
in Querrichtung erstreckende und in Bezug auf die Steckrichtung
verkippte Einführschrägen ausbilden.
Die Einführschrägen können von
der Kontaktanordnung nach außen
geneigt verlaufen und parallel zur Querrichtung betrachtet v-förmig angeordnet sein.
Zusammen mit dem sich an die Einführschrägen in Steckrichtung ausschließenden Kontaktjoch kann
das in Steckrichtung weisende Ende der Kontaktanordnung parallel
zur Querrichtung gesehen Y-förmig
ausgeformt sein, wobei das Kontaktjoch den senkrechten und in Steckrichtung
weisenden Strich des Ypsilons ausbilden kann.
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Zum
Schutz insbesondere des elastisch auslenkbaren Kontaktarms, der
in Steckrichtung mit einem freien Ende ausgebildet sein kann, kann
dieses freie Ende in einer Ruheposition, in welcher der elastisch
auslenkbare Kontaktarm nicht entgegen der Federkraft ausgelenkt
ist, in den vom Kontaktjoch in Steckrichtung begrenzten Abschnitt
des schlitzförmigen
Zwischenraums ragen. Das freie Ende des elastisch auslenkbaren Kontaktarms
kann so we nigstens in Querrichtung durch die beiden anderen Kontaktarme
gegen ungewollte Bewegungen geschützt sein. Zusätzlich kann
am freien Ende eine der Einführschrägen angeordnet
sein, so dass das freie Ende auch in Auslenkrichtung gegen ungewollte
Bewegungen geschützt
ist.
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Zusätzlich zu
dem einzelnen, elastisch auslenkbaren Kontaktarm können auch
die beiden anderen Kontaktarme, die den Zwischenraum in Querrichtung
begrenzen und in der bisherigen Beschreibung der Erfindung als starr
ausgebildet angesehen werden können,
zumindest parallel zur Auslenkrichtung und insbesondere entgegen
der Auslenkrichtung elastisch auslenkbar ausgestaltet sein.
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Hierdurch
kann sich die Kontaktanordnung noch besser an möglicherweise in der Ausbildung
der Buchse vorhandene Ungenauigkeiten anpassen. Zum Beispiel können die
Kontaktierungsflächen
der Buchsen schräg
zueinander verlaufen und somit von einem bevorzugten parallelen
Verlauf abweichen. Alle elastisch auslenkbaren Kontaktarme können wenigstens
teilweise unabhängig
voneinander auf solche Abweichungen reagieren und diese ausgleichen.
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Von
besonderem Vorteil ist die Ausgestaltung der Kontaktanordnung mit
drei elastisch auslenkbaren Federarmen auch, wenn Kräfte auf
die in der Buchse angeordnete Kontaktanordnung einwirken und die
Kontaktanordnung zu verdrehen suchen.
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Insbesondere
in diesem Fall können
mehrere und insbesondere alle drei elastisch auslenkbaren Kontaktarme
die elektrische Verbindung sichern, indem sie einerseits den von
außen
einwirkenden Kräften
Federkräfte
entgegensetzen, welche die Lage der Kontaktanordnung sicher können, und
andererseits ausgleichende Bewegungen ausführen können, falls die äußeren Kräfte zu einer
Verdrehung des Kontaktelementes in der Buchse führen sollten.
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Besonders
vorteilhaft ist, wenn jeder der elastisch auslenkbaren Kontaktarme
bereits als ein Federabschnitt zur Fixierung der Kontaktanordnung in
der Buchse ausgelegt bzw. ausgebildet ist. Somit kann der elastisch
auslenkbare Kontaktarm eine Doppelfunktion erfüllen, in der er sowohl als
ein hohen Impulsströmen
widerstehender Leiter als auch als ein Haltekräfte hervorrufender Federabschnitt ausgebildet
ist.
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Zum
Beispiel kann der elastisch auslenkbare Kontaktarm eine andere Geometrie
aufweisen als die beiden anderen Kontaktarme und womöglich in
Auslenkrichtung wenigstens ab abschnittsweise dünner ausgeformt sein, wodurch
sich seine Elastizität
im Vergleich zu den anderen beiden Kontaktarmen erhöht und er
besser verformbar ist. Auch kann der elastisch auslenkbare Kontaktarm
aus einem Material gefertigt sein, das bessere elastische Eigenschaften
aufweist und möglicherweise
weicher ist als das Material, aus dem die beiden anderen Kontaktarme gefertigt
sind.
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In
einer für
sich selbst genommenen besonders vorteilhaften Ausgestaltung können Material und
Geometrie der drei Kontaktarme in Wesentlichen übereinstimmen, wobei insbesondere
der Querschnitt der Kontaktarme senkrecht zur Steckrichtung im Wesentlichen
identisch sein kann. Die beiden anderen Kontaktarme können dann
als ein zweiter elastisch auslenkbarer Kontaktarm angesehen werden, dessen
Federkonstante in oder entgegen der Auslenkrichtung in etwa doppelt
so groß sein
kann, wie die Federkonstante des ursprünglich einzelnen elastisch auslenkbaren
Kontaktarms.
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Alternativ
können
die beiden anderen Kontaktarme auch so ausgestaltet sein, dass deren
Federkonstanten, womöglich
auch in Summe, geringer sind als die Federkonstante des dritten
elastisch auslenkbaren Federarms. Zum Beispiel können die anderen beiden Kontaktarme
wenigstens abschnittsweise und insbesondere in einem die Federkraft
aufbringenden Bereich dünner
ausgebildet sein als der eine elastisch auslenkbare Kontaktarm.
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Um
eine einstückig
handhabbare Kontaktanordnung zu erhalten, können die entgegen der Steckrichtung
weisenden Enden der Kontaktarme als Teil eines Kontaktelementes
ausgeformt und miteinander verbunden sein. Dabei können die
Kontaktarme über einen
Kontaktarmhalter miteinander verbunden und an diesem beispielsweise
verschraubt, vernietet, verschweißt oder verlötet sein.
Insbesondere vorteilhaft ist eine Ausbildung, in welcher der Kontaktarmhalter und
die Kontaktarme einstückig
und beispielsweise aus einem Stück
Metall mit hoher Leitfähigkeit
ausgeformt sind.
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Der
Federbügel
kann einen hohlzylindrisch ausgeformten Halteabschnitt aufweisen,
der über den
Kontaktarmhalter schiebbar sein kann. Dabei kann der Kontaktarmhalter
im Wesentlichen komplementär
im hohlzylindrischen Halteabschnitt des Federbügels aufnehmbar sein. In Steckrichtung
kann der Halteabschnitt des auf das Kontaktelement aufgesteckten
Federbügels
beispielsweise über
einen Passstift gegen Bewegungen relativ zum Kontaktarmhalter gesichert
sein. Zusätzlich
kann der Halteabschnitt so ausgebildet sein, dass er stramm am Kontaktarmhalter
anliegt und relativ zum Kontaktarmhalter im Wesentlichen unbeweglich
ist. Hierzu trägt
eine quaderförmige
Ausbildung des Kontaktarmhalters bei, da eben ausgebildete Halteflächen, an
denen der Halteabschnitt am Kontaktarmhalter anliegen kann, den
Halteabschnitt optimal gegen Verdrehungen um die Steckrichtung stützen.
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Anstelle
eines Halte- oder Passstiftes kann der Halteabschnitt auch mit dem
Kontaktarmhalter verschraubt oder vernietet sein. Soll der Federbügel auch
elektrisch leitfähig
mit dem Kontaktelement verbunden sein, so ist eine stoffschlüssige Verbindung besonders
vorteilhaft. Als stoffschlüssige
Verbindungen kommen hier insbesondere Löten oder Schweißen in Betracht.
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Der
Federbügel
kann eine Mehrzahl von Federarmen umfassen, die sich in mehreren
Richtungen in der Buchse abstützen
können.
Wenigstens drei dieser Federarme können sich im Montagezustand,
in dem der Federbügel
entgegen der Steckrichtung auf das Kontaktelement aufgesteckt ist,
im Wesentlichen in Steckrichtung erstrecken. Um die Kontaktanordnung
möglichst
platzsparend auszubilden, können
diese drei sich in Steckrichtung erstreckenden Federarme als Komplementärfederarme ausgebildet
sein, wobei zwei der Komplementärfederarme
im Montagezustand in Querrichtung vor und hinter dem elastisch auslenkbaren
Kontaktarm angeordnet sein können.
Der dritte Komplementärfederarm
kann zwischen den anderen beiden Kontaktarmen angeordnet sein. Bei
einer solchen Anordnung der Komplementärfederarme zum Kontaktelement kann
sich eine Kontaktanordnung mit einem kompakten Querschnitt ergeben,
der, wenn überhaupt,
nur unwesentlich größer ausfällt als
der Querschnitt der Kontaktanordnungen im Stand der Technik.
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Zum
Schutz der Komplementärfederarme gegen
ungewolltes Auslenken vor allem beim Einstecken der Kontaktanordnung
in die Buchse, können die
in Steckrichtung weisenden Enden der Komplementärfederarme über ein womöglich starres Bügeljoch
miteinander verbunden sein. Dieses Bügeljoch kann im Montagezustand
in Steckrichtung hinter dem Kontaktjoch angeordnet und zumindest
im in die Buchse eingesteckten Zustand der Kontaktanordnung von
dem Kontaktjoch beabstandet sein.
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Um
das Einstecken der Kontaktanordnung in die Buchse zu erleichtern,
kann sich auch der Federbügel
in Steckrichtung verjüngen,
wobei sich die in Steckrichtung weisenden Enden der gegenüberliegenden
Komplementärfederarme
in Auslenkrichtung aufeinander zu wölben können.
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Alternativ
können
die in Steckrichtung gelegenen Enden der in Auslenkrichtung vorderen
oder hinteren Komplementärfederarme über eine
in Bezug zur Steckrichtung vom Federbügel weg verkippte Einführplatte
mit dem Bügeljoch
verbunden und aus Querrichtung betrachtet schlaufenförmig ausgestaltet
sein.
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Der
im Zwischenraum angeordnete Komplementärfederarm kann den elastisch
auslenkbaren Kontaktarm wenigstens abschnittsweise in Auslenkrichtung überdecken
und somit ein Überdehnen
des elastisch auslenkbaren Kontaktarms in Auslenkrichtung verhindern.
Insbesondere für
das freie Ende des elastisch auslenkbaren Kontaktarms kann bei einer drohenden Überdehnung
des Kontaktarms an dem Komplementärfederarm anschlagen.
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Ferner
können
die Komplementärfederarme den
von den Komplementärfederarmen
wenigstens abschnittsweise umgrenzten und polygonal umrissenen Querschnitt
im Wesentlichen zum Buchsenquerschnitt ergänzend angeordnet order aus
ausgeformt sein. Somit kann der senkrecht zur Steckrichtung verlaufende
Querschnitt der Kontaktanordnung noch besser an den Querschnitt
der Buchse angepasst sein. In Folge dessen wird das in der Buchse
zur Verfügung
stehende Volumen optimal genutzt und vor allem die Kontaktierungsflächen der
Buchse im Wesentlichen vollständig
mit der Kontaktanordnung verbunden. Hierzu kann insbesondere vorteilhaft
sein, wenn eine Lücke
zwischen den Federarmen und den zu diesen benachbarten Kontaktarmen
möglichst klein
ist. Womöglich
können die
Federarme und die Kontaktarme in Querrichtung sogar aneinander anliegen.
Dies erfordert jedoch eine sehr präzise Fertigung sowohl des Kontaktelementes
als auch des Federbügels.
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In
einem in Steckrichtung mittleren Teilabschnitt der Komplementärfederarme
können
vom Federbügel
weg weisende Andruckabschnitte angeordnet sein, die zur flächigen Anlage
an den Kontaktierungsflächen
der Buchse ausgebildet sein können. Weist
die Buchse beispielsweise in einer quer zur Steckrichtung verlaufenden
Ebene eine hexagonale Innenkontur auf, so können die Andruckabschnitte
so zu den Kontaktabschnitten der Kontaktarme angeordnet sein, dass
die Kontaktanordnung im Wesentlichen einem sich in Steckrichtung
erstreckenden hexagonalen Zylinder gleicht. Dabei können auch
die Andruckabschnitte in den Ecken eines möglicherweise gleichschenkligen
Dreiecks angeordnet sein, wobei der im Zwischenraum angeordnete
Andruckabschnitt in der Spitze des Dreiecks vorgesehen sein kann
und die Andruckabschnitte möglicherweise senkrecht
zu durch einen ausgezeichneten Punkt des Dreiecks sowie durch dessen
Ecken verlaufenden Linien ausgerichtet sein. Die beiden Dreiecke,
in denen die Kontaktabschnitte bzw. die Andruckabschnitte angeordnet
sind, können
einander gleichen, wobei sich die Dreiecke in einer gemeinsamen
Ebene erstrecken und zueinander in dieser Ebene um 180 Grad verdreht
sein können.
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Auch
besteht die Möglichkeit,
dass die Buchse einen dreieckigen Querschnitt aufweist. Hier können entweder
die Kontaktabschnitte der Kontaktarme oder die Andruckabschnitte
der Komplementärfederarme
so ausgeformt sein, dass sie womöglich
formschlüssig
in den Ecken des Dreiecks anordenbar sind. Die nicht in den Ecken
anordenbaren Abschnitte können
an zwischen den Ecken verlaufenden Seiten der Buchse anlegbar sein.
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Die
Kontaktanordnung kann auch mit anders ausgeformten polygonalen Buchsen
verwendbar sein, wobei wenigstens die Kontaktarme wie oben beschrieben
angeordnet sein und sich über
eine Dreipunktauflage in der Buchse quer zur Steckrichtung abstützen können.
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Weist
die Buchse jedoch einen rechteckigen Querschnitt auf, so können die
Andruckabschnitte im Montagezustand mit den Kontaktabschnitten der Kontaktarme
zumindest dann in Querrichtung fluchten, wenn die Kontaktanordnung
in die Buchse eingeschoben ist. Hierdurch können die Kontaktierungsflächen im
Wesentlichen vollflächig
mit der Kontaktanordnung verbunden sein, wodurch die Kontaktanordnung
besonders stabil in der Buchse aufgenommen sein kann.
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Insbesondere
durch die Kombination des erfindungsgemäßen Kontaktelementes mit drei
Kontaktarmen und des erfindungsgemäßen Federbügels mit drei Komplementärfederarmen
ergibt sich eine ausgesprochen stabile mechanische Verbindung zwischen
Buchse und Kontaktanordnung. Diese Verbindung schützt die
Kontaktanordnung gegen Verdrehungen insbesondere um die Steckrichtung.
Sowohl das Kontaktelement als auch der Federbügel bilden mit den Kontaktierungsflächen der
Buchse jeweils eine Dreipunkthalterung aus. Die sechs Kontaktpunkte
zwischen Kontaktanordnung und Buchse ergeben dabei keine mechanisch überbestimmte Verbindung,
da der Federbügel
und das Kontaktelement nur im Bereich des Kontaktarmhalters starr
miteinander verbunden sind und sich die Komplementärfederarme
und die Kontaktarme durch ihre Elastizität getrennt voneinander an den
Kontaktierungsflächen
abstützen
und so zwei voneinander wenigstens teilweise unabhängig agierende
Dreipunktauflagen schaffen.
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Soll
der Federbügel
nennenswert zu der elektrischen Leitfähigkeit der Kontaktanordnung
beitragen, so kann der Federbügel
elektrisch leitend mit dem Kontaktelement und insbesondere mit dem
Kontaktarmhalter verbunden sein. Hierfür ist vorteilhaft, wenn der
Halteabschnitt des Federbügels
im Wesentlichen vollflächig
am Kontaktarmhalter anliegt und womöglich sogar wenigstens abschnittsweise mit
diesem stoffschlüssig
verbunden ist. Der Kontaktarmhalter und der Halteabschnitt können einen
ersten Stromknoten ausformen, wobei die Komplementärfederarme
und die Kontaktarme zwischen diesem ersten Stromknoten und den Kontaktierungsflächen der
Buchse, die einen zweiten Stromknoten ausbilden, als zwei miteinander
parallel geschaltete elektrische Leiter angesehen werden können. Berühren sich
beieinander liegende Kontakt- und Komplementärfederarme großflächig, können das
Kontaktelement und der Federbügel
als ein einzelner elektrischer Leiter mit großen Querschnitt fungieren.
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Um
einen möglichst
gleichmäßigen Stromfluss
sowohl durch die Kontaktarme als auch durch die Komplementärfederarme
gewährleisten
zu können,
kann die Breite der Komplementärfederarme quer
zur Steckrichtung der Breite der Kontaktarme in dieser Richtung
entsprechen. Insbesondere wenn sich die Breiten in Auslenkrichtung
entsprechen, oder die Komplementärfederarme
und die Kontaktarme einen im Wesentlichen gleich großen Querschnitt
aufweisen und aus Materialien mit einer vergleichbaren spezifischen
elektrischen Leitfähigkeit
gefertigt sind, kann der Strom gleich verteilt durch das Kontaktelement
und den Federbügel
zur Buchse fließen.
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Die
nebeneinander angeordneten Andruck- und Kontaktabschnitte können eine
im Wesentlichen zusammenhängende
Kontaktfläche
ausbilden, um möglichst
vollflächig
an den Kontaktierungsflächen der
Buchse anliegen zu können
und somit den geringstmöglichen Übergangswiderstand
zwischen Kontaktanordnung und Gegenkontakt zu ermöglichen.
Insbesondere die miteinander fluchtenden Andruck- und Kontaktabschnitte,
die vor allem an eine Buchse mit einem rechteckigen Grundriss angepasst sind,
können
diese zusammenhängende
Kontaktfläche
ausbilden. Sollte die Kontaktanordnung trotz der mehrfachen Dreipunktauflage
in Folge von einer Krafteinwirkung dennoch um die Steckrichtung
verdreht werden, so können
wenigstens die Komplementärfederarme
und auch der elastisch auslenkbare Kontaktarm aufgrund ihrer elastischen
Verformbarkeit und der in Richtung auf die Kontaktierungsflächen der
Buchsen wirkenden Haltekräfte
diese Bewegung wenigstens bis zu einem gewissen Grad ausgleichen,
so dass der elektrische Kontakt zwischen Kontaktanordnung und Gegenkontakt
im Wesentlichen bestehen bleibt und der Stromfluss auch hoher Impulsströme nicht
abreißt.
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Durch
einen elektrisch leitend mit dem Kontaktelement verbundenen Federbügel können neben den
Kontaktstellen zwischen dem Kontaktelement und der Buchse noch weitere
Kontaktstellen zur Verfügung
stehen, nämlich
die zwischen dem Federbügel
und der Buchse. Hierdurch kann der Stromfluss durch die einzelnen
Kontaktstellen weiter verringert werden, ohne dass der gesamte Stromfluss
von der Kontaktanordnung zum Gegenkontakt geringer sein muss; durch
den Strom hervorgerufene thermische und magneto-mechanische Belastungen
sind so weiter zu verringern als ohne Bügelfeder. Insbesondere kann
die Kontaktanordnung mit Kontaktelement und Federbügel Stromhöhen widerstehen,
die bei einer Kontaktanordnung ohne Federbügel zu einer Überlastung
und womöglich
zu einer Beschädigung
des Kontaktelementes oder der Buchse führen können.
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Im
Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsformen
mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Die unterschiedlichen
Merkmale der Ausführungsformen
können
dabei unabhängig
voneinander kombiniert werden, wie es bei den einzelnen vorteilhaften
Ausgestaltungen bereits dargelegt wurde.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung;
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Federbügels;
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3 eine
perspektivische Darstellung der Kontaktanordnung mit einem Gegenkontakt;
-
4a eine
schematische Darstellung der Kontaktanordnung des Ausführungsbeispiels
der 3;
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4b eine
Schnittdarstellung der Kontaktanordnung des Ausführungsbeispiels der 4a;
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5 eine
perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,
in dem die Kontaktanordnung in eine Buchse des Gegenkontaktes eingesetzt
dargestellt ist;
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6 eine
perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,
in dem der Federbügel
in die Buchse eingesetzt gezeigt ist;
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7 eine
perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,
in dem die Kontaktanordnung in die Buchse eingesteckt gezeigt ist;
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8a eine
Seitenansicht des Ausführungsbeispiels
der 7;
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8b eine
Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels
der 8a.
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Zunächst sind
Aufbau und Funktion einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung K mit
Bezug auf das Ausführungsbeispiel
der 1 beschrieben. Hier ist perspektivisch ein Kontaktelement 1 mit
drei sich in einer Steckrichtung S erstreckenden Kontaktarmen 2, 2', 2'' gezeigt. Entgegen der Steckrichtung S
sind die Kontaktarme 2, 2', 2'' mit
einem Kontaktarmhalter 3 verbunden gezeigt und können insbesondere
mit dem Kontaktarmhalter 3 einteilig ausgeformt sein. Alternativ
können
die Kontaktarme 2, 2', 2'' auch
anders am Kontaktarmhalter 3 elektrisch leitend befestigt
sein. Sowohl der Kontaktarmhalter 3 als auch die Kontaktarme 2, 2', 2'' sind aus einem elektrisch leitfähigem Material
und insbesondere aus einem Metall gefertigt und sind womöglich mit
einem anderen Metall beschichtet. Der Kontaktarmhalter 3 weist
einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf.
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Die
in einer quer zur Steckrichtung S weisenden Querrichtung Q voneinander
beabstandeten Kontaktarme 2, 2' sind an ihren in Steckrichtung
S weisenden Enden 4, 4' über ein Kon taktjoch 5 miteinander
verbunden. Die Kontaktarme 2, 2' sind insbesondere relativ zueinander
unbeweglich dargestellt und umfassen zusammen mit dem Kontaktjoch 5 einen
schlitzförmig
ausgebildeten Zwischenraum Z, der sich entlang der Steckrichtung
S erstreckt und in und entgegen der Querrichtung Q von den Kontaktarmen 2, 2' begrenzt ist.
Entgegen einer quer zur Steckrichtung S und zur Querrichtung Q weisenden Auslenkrichtung
A endet der Zwischenraum Z am Kontaktarm 2''.
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In
ihrem Verlauf knicken die Kontaktarme 2, 2' in ersten Teilabschnitten 6, 6' in Richtung
der Auslenkrichtung A ab und verlaufen in diesen ersten Teilabschnitten 6, 6' verkippt zur
Steckrichtung S. In Steckrichtung S hinter den ersten Teilabschnitten 6, 6' verlaufen die
Kontaktarme 2, 2' in
mittleren Teilabschnitten 7, 7' im Wesentlichen in Steckrichtung
S. Die mittleren Teilabschnitte 7, 7' sind mit Kontaktabschnitten 8, 8' ausgebildet,
die hier in Auslenkrichtung A und weg vom Kontaktelement 1 weisend
dargestellt sind. Die Kontaktabschnitte 8, 8' sind parallel zueinander
verlaufend gezeigt, können
jedoch auch zueinander verkippt verlaufen. In Steckrichtung S hinter
den mittleren Teilabschnitten 7, 7' verlaufen die Kontaktarme 2, 2' in Einführabschnitten 9, 9' wieder verkippt
zur Steckrichtung S, wobei die Kontaktarme 2, 2' hier entgegen
der Auslenkrichtung A verkippt gezeigt sind. In Steckrichtung S
weisende Endabschnitte 10, 10', an denen die Kontaktarme 2, 2' über das
Kontaktjoch 5 miteinander verbunden sind, verlaufen die
Kontaktarme 2, 2' wieder
entlang der Steckrichtung S. Insbesondere können die Endabschnitte 10, 10' mit dem Kontaktarmhalter 3 in Steckrichtung
S fluchten. Das Kontaktjoch 5 verjüngt sich in seinem in Steckrichtung
S weisenden Verlauf und bildet ein freies Ende der miteinander fest
verbundenen Kontaktarme 2, 2' aus.
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Der
Kontaktarm 2'' ist an seinen
entgegen der Steckrichtung S weisenden und mit dem Kontaktarmhalter 3 verbundenen
Ende 11 entgegen der Auslenkrichtung A verkippt bzw. zur
Steckrichtung S geneigt dargestellt, wobei das Ende 11 des
Kontaktarms 2'' in Steckrichtung
S vor den ersten Teilabschnitten 6, 6' der Kontaktarme 2, 2' angeordnet
gezeigt ist. Der Zwischenraum Z endet entgegen der Steckrichtung
S im Bereich dieses Endes 11. In seinem weiteren in Steckrichtung
S weisenden Verlauf weist der Kontaktarm 2'' einen
mittleren Teilabschnitt 12 auf, der in Steckrichtung S
weisend verläuft.
Der mittlere Teilabschnitt 12 des Kontaktarms 2'' kann in Bezug auf die Steckrichtung
S, jedoch auch wenigstens teilweise entgegen der Auslenkrichtung
A geneigt verlaufend, ausgerichtet sein. Der Kontaktarm 2'' ist wenigstens in seinem mittleren
Teilabschnitt 12 mit einem vom Kontaktele ment 1 weg
weisenden Kontaktabschnitt 8'' ausgebildet.
An das in Steckrichtung S weisende Ende des mittleren Teilabschnitts 12 schließt sich
ein Einführabschnitt 13 an,
der zur Steckrichtung S in Auslenkrichtung A verkippt ist und dessen
freies Ende 14 in den von den Einführabschnitten 9, 9' und dem Kontaktjoch 5 begrenzten
Abschnitt des Zwischenraums Z ragt.
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Die
Einführabschnitte 9, 9', 13 sind
so ausgebildet, dass sie das Kontaktelement 1 in seinem
in Steckrichtung S weisenden Endbereich verjüngen, wobei die Einführabschnitte 9, 9', 13 jeweils
mit einer Einführschräge 15, 15', 15'' dargestellt sind. Die Einführschrägen 15, 15', 15'' verlaufen parallel zur Querrichtung
Q, sind in Bezug auf die Steckrichtung S verkippt und weisen vom
Kontaktelement 1 weg.
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Der
Kontaktarm 2'' ist wenigstens über sein mit
dem Kontaktarmhalter 3 verbundenes Ende 11 oder
seinen mittleren Teilabschnitt 12 elastisch auslenkbar
ausgebildet und kann zumindest abschnittsweise in Auslenkrichtung
A ausgelenkt werden. Dabei erzeugt der Kontaktarm 2'' eine entgegen der Auslenkrichtung
A weisende Federkraft F. Der Zwischenraum Z ist so bemessen, dass
der elastisch auslenkbare Kontaktarm 2'' wenigstens
abschnittsweise weiter in den Zwischenraum Z bewegbar ist.
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Der
Kontaktarmhalter 3 ist an seiner in Auslenkrichtung weisenden
Seite 16 mit einem sich in Auslenkrichtung A erstreckenden
und zylindrisch ausgebildeten Haltestift 17 versehen. Der
Haltestift 17 dient zur Befestigung eines später gezeigten
Federbügels.
Der Haltestift 17 kann einteilig mit dem Kontaktarmhalter 3 ausgebildet
sein oder als ein separater Haltestift 17 in einer für diesen
Haltestift 17 im Kontaktarmhalter 3 vorgesehenen Öffnung eingesteckt
sein. Alternativ kann der Haltestift 17 auch als eine womöglich hügelförmige Rasterhebung
oder als Rastsenke ausgestaltet sein.
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Der
Federbügel
kann jedoch auch anders mit dem Kontaktarmhalter 3 verbunden
sein. Beispielsweise kann der Federbügel mit dem Kontaktarmhalter 3 vernietet,
verschraubt, verschweißt
oder verlötet sein.
Insbesondere kann der Federbügel
mit dem Kontaktarmhalter 3 elektrisch leitfähig verbunden sein.
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2 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel,
wobei für
Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen des Ausführungsbeispiels
der 1 entsprechen, dieselben Bezugs zeichen verwendet werden.
Der Kürze
halber wird lediglich auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel
der 1 eingegangen.
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2 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung einen auf das Kontaktelement 1 aufsteckbaren
Federbügel 18.
Der Federbügel 18 ist
an seinem entgegen der Steckrichtung S gelegenen Ende mit einem
hohlzylindrisch ausgeformten Halteabschnitt 19 versehen,
der einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist.
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Der
Halteabschnitt 19 ist mit Befestigungsöffnungen 20, 21 zur
Befestigung des Federbügels 18 an
dem Haltestift 17 versehen, die sich Auslenkrichtung A
erstreckenden. Weist der Kontaktarmhalter 3 des Kontaktelementes 1 anders
ausgestaltete Befestigungsmittel auf, kann der Halteabschnitt 19 an
diese angepasst ausgestaltet sein. Insbesondere kann der Halteabschnitt 19 mit
dem Kontaktelement 1 verschweißar oder verlötbar ausgebildet
sein.
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An
den die Befestigungsöffnungen 20 und 21 aufweisenden
und parallel zur Querrichtung Q verlaufenden Seitenflächen 22, 23 schließen sich
in Steckrichtung S drei Federarme an, die insbesondere als Komplementärfederarme 24, 24', 24'' ausgebildet sind und sich im Wesentlichen
entlang der Steckrichtung S erstrecken. Die Komplementärfederarme 24, 24', 24'' sind in bzw. entgegen der Auslenkrichtung
A verformbar ausgebildet.
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Die
in Querrichtung Q nebeneinander angeordneten und im Wesentlichen
miteinander fluchtenden Komplementärfederarme 24, 24' verlaufen in ersten
Teilabschnitten 25, 25' wenigstens teilweise von einem
ersten Teilabschnitt 25'' des Komplementärfederarms 24'' weg weisend. In Steckrichtung
S verlaufen die Komplementärfederarme 24, 24', 24'' in einem in Steckrichtung S hinter
dem ersten Teilabschnitt 25, 25', 25'' gelegenen
mittleren Teilabschnitt wenigstens abschnittsweise parallel zur
Steckrichtung S. In den mittleren Teilabschnitten sind die Komplementärfederarme 24, 24, 24'' mit vom Federbügel 18 weg weisenden
Andruckabschnitten 26, 26', 26'' ausgebildet.
Im Bereich des in Steckrichtung S weisenden Endes 27 des
Federbügels 18 verlaufen
die Komplementärfederarme 24, 24', 24'' wenigstens teilweise aufeinander
zu. Die von der entgegen der Auslenkrichtung A weisenden Seitenfläche 23 ausgehenden
Komplementärfederarme 24, 24' sind an ihren
in Steckrichtung S weisenden Enden 28, 28' über eine
Einführplatte 29 miteinander
verbunden. Die Einführplatte 29 verläuft im Wesentlichen
in Auslenkrichtung A verkippt zur Steckrichtung S auf den Komplementärfederarm 24'' zu. Die Einführplatte 29 und das
in Steck richtung S weisende Ende 30 des Komplementärfederarms 24'' sind über ein Bügeljoch 31 fest miteinander
verbunden.
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Insbesondere
kann der Federbügel 18 aus einem
Stück gut
federndem Kontaktmaterial, zum Beispiel Federbronze, ausgebildet
sein. Die Komplementärfederarme 24, 24, 24'' umfassen aus Querrichtung Q betrachtet
einen im Wesentlichen konvex ausgestalteten Hohlraum und sind schlaufenförmig ausgebildet.
Werden die Komplementärfederarme 24, 24', 24'' in bzw. entgegen der Auslenkrichtung
A aufeinander zu bewegt, so kann sich das Bügeljoch 31 in Steckrichtung
S bewegen.
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Die
beiden Komplementärfederarme 24, 24' fluchten im
Wesentlichen in Querrichtung Q miteinander und verlaufen in einem
Abstand D parallel zueinander.
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3 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Kontaktanordnung
K mit einem Gegenkontakt, wobei für Elemente, die in Funktion
und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele der 1 oder 2 entsprechen,
dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird lediglich auf
die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen
der 1 und 2 eingegangen.
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3 zeigt
neben dem Kontaktelement 1 auch den Gegenkontakt G, der
aus einer Stromschiene mit einem rechteckigen Querschnitt gebildet
ist. Der Gegenkontakt G weist eine Buchse B auf, die quer zur Steckrichtung
S ebenfalls einen rechteckig ausgebildeten Querschnitt aufweist
und in Steckrichtung S durch den Gegenkontakt G hindurch gestanzt ist.
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In
der 3 ist der Federbügel 18 entgegen der
Steckrichtung S auf das Kontaktelement 1 aufgesteckt gezeigt,
wobei die Öffnung 20 des
Halteabschnitts 19 über
den zumindest einseitig am Kontaktarmhalter 3 vorgesehenen
Haltestift 17 geschoben ist. Um ein Aufschieben des Federbügels 18 auf
das Kontaktelement 1 und ein Verrasten der Öffnung 20 mit
dem Haltestift 17 zu erleichtern, kann die in Auslenkrichtung
A weisende Seite 32 zur Steckrichtung S verkippt verlaufen,
so dass der Haltestift 17 einen keilförmigen Querschnitt aufweist
und sein in Steckrichtung S weisendes Ende mit der in Auslenkrichtung
A weisenden Seite 16 des Kontaktarmhalters 3 abschließt. Die
Seite 32 des Haltestiftes 17 bildet somit eine
Einlaufschräge.
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Der
Komplementärfederarm 24'' verläuft wenigstens teilweise in
dem zwischen den Kontaktarmen 2, 2' angeordneten Zwischenraum Z, wobei
wenigstens die mittleren Teilab schnitte 7, 7' der Kontaktarme 2, 2' und der mittlere
Teilabschnitt des Komplementärfederarms 24'' im Wesentlichen parallel zueinander
verlaufen. Das den Federbügel 18 in
Steckrichtung S abschließende
Bügeljoch 31 ist
in Steckrichtung hinter dem Kontaktjoch 5 angeordnet und
kann in der hier gezeigten Grundposition, in der die Kontaktanordnung
K nicht in die Buchst des Gegenkontaktes eingesteckt ist, am Kontaktjoch 5 anliegen.
Alternativ kann das Bügeljoch 31 auch
bereits in der Grundposition in Steckrichtung S beabstandet vom Kontaktjoch 5 sein,
um in Steckrichtung S wirkende Fertigungstoleranzen ausgleichen
zu können.
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4a zeigt
die Kontaktanordnung K der 3 mit dem
auf das Kontaktelement 1 aufgeschobenen Federbügel 18 in
einer Frontalansicht in Auslenkrichtung A. Eine Schnittebene I verläuft senkrecht
zur Zeichenebene entlang der Auslenkrichtung A und der Steckrichtung
S und schneidet das Kontaktelement 1 in Querrichtung Q
mittig.
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4b zeigt
das Ausführungsbeispiel
der 4a in einer geschnittenen Seitenansicht, wobei für Elemente,
die in Funktion und Aufbau den Elementen des Ausführungsbeispiels
der 4a entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet
werden. Der Kürze
halber wird lediglich auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel
der 4a eingegangen.
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Die
Schnittebene I der 4a läuft, wie aus der 4b ersichtlich,
durch den elastisch auslenkbaren Kontaktarm 2'' sowie durch den zwischen den Kontaktarmen 2, 2' angeordneten
Komplementärfederarm 24''. Insbesondere in dieser Ansicht
ist erkennbar, dass sich sowohl der elastisch auslenkbare Kontaktarm 2'', als auch der Komplementärfederarm 24'' in ihrem Steckrichtung S weisenden
Verlauf voneinander weg wölben.
Auch die in Querrichtung Q vor und hinter dem elastisch auslenkbaren
Kontaktarm 2'' angeordneten
Komplementärfederarme 24, 24 sind
entgegen der Auslenkrichtung A gewölbt ausgebildet. Die den Federarm 24'' in Querrichtung Q umgebenden Kontaktarme 2, 2' sind in Auslenkrichtung A
gewölbt
ausgebildet. Insgesamt weist die Kontaktanordnung K in dieser Ansicht
eine bikonvexe Grundform auf.
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Das
freie Ende 14 des elastisch auslenbaren Kontaktarmes 2'' ist wenigstens abschnittsweise
neben den Einführabschnitten 9, 9' angeordnet
gezeigt. Der dem elastisch auslenkbaren Kontaktarm 2'' gegenüberliegende Komplementärfederarm 24'' ist als ein Anschlag für das freie
Ende 14 des elastisch auslenkbaren Kontaktarms 2'' ausgebildet. Somit ist der elastisch
auslenkbare Kontaktarm 2'' gegen ein Überdehnen
in Auslenkrichtung A gesichert.
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In
Auslenkrichtung A weisen die Komplementärfederarme 24, 24', 24'' eine Breite W auf, die im hier
gezeigten Ausführungsbeispiel
geringer ist als die Breite der Kontaktarme 2, 2', 2'' in dieser Richtung. Jedoch kann
die Breite W der Komplementärfederarme 24, 24', 24'' auch größer als im hier gezeigten Ausführungsbeispiel
sein und insbesondere der Breite der Kontaktarme 2, 2', 2'' in der gleichen Richtung entsprechen.
Hierdurch kann sich die elektrische Leitfähigkeit des Federbügels 18 verbessern. 5 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wobei für
Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele
der vorherigen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet
werden. Der Kürze
halber wird lediglich auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen
der schon beschriebenen Figuren eingegangen.
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In
der 5 ist das Kontaktelement 1 in Steckrichtung
S mit den mittleren Teilabschnitten 7, 7', 12 der
Kontaktarme 2, 2', 2'' in die Buchse B des Gegenkontaktes
G eingesetzt gezeigt. Der elastisch auslenkbare Kontaktarm 2'' ist in Auslenkrichtung A ausgelenkt
und drückt
mit der entgegen der Auslenkrichtung A weisenden Federkraft F gegen
eine in Auslenkrichtung A weisende Kontaktierungsfläche 33 der
Buchse B. Dabei liegt der Kontaktabschnitt 8'' des
Kontaktarms 2'' elektrisch
leitend an der Kontaktierungsfläche 33 an.
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An
einer weiteren und der Kontaktierungsfläche 33 gegenüberliegenden
Kontaktierungsfläche 34 der
Buchse B liegen die Kontaktabschnitte 8, 8' der Kontaktarme 2, 2' an, wobei sich
die Kontaktabschnitte 8, 8' an der Kontaktierungsfläche 34 mit
der Federkraft F abstützen.
Das Kontaktelement 1 ist also über drei zwischen den Kontaktabschnitten 8, 8', 8'' und den Kontaktierungsflächen 33, 34 gebildete Kontaktstellen 35, 35', 35'' elektrisch leitend mit dem Gegenkontakt
G verbunden.
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Das
Kontaktelement 1 stützt
sich mit den drei Kontaktabschnitten 8, 8', 8'' über die Kontaktstellen 35, 35', 35'' an den Kontaktierungsflächen 33, 34 ab, wodurch
das Kontaktelement 1 mittels einer Dreipunktauflage in
der Buchse B gehalten ist. Durch eine solche Dreipunktauflage ist
das Kontaktelement 1 optimal gegen Verdrehungen, insbesondere
um die Steckrichtung S in der Buchse B gesichert.
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Zusätzlich zu
den sich in Querrichtung Q erstreckenden Kontaktstellen 35, 35', 35'' kann das Kontaktelement 1 über wenigstens
eine weitere, sich in Auslenkrichtung A erstreckende Kontaktstelle
mit dem Gegenkontakt G verbunden sein. So kann beispielsweise der
Kontaktarm 2 an einer in Querrichtung Q weisenden Seite
der Buchse B anliegen und so eine elektrische leitende Kontaktstelle
ausbilden. Insgesamt kann das Kontaktelement 1 also über bis zu
fünf Kontaktstellen 35, 35', 35'' mit dem Gegenkontakt G verbunden
sein. Vorteilhaft kann hierbei sein, dass die bisher starren Kontaktarme 2, 2' zumindest in
oder entgegen der Querrichtung Q elastisch auslenkbar und in dieser
Richtung womöglich konvex
oder nach außen
gebogen ausgeformt sind. In den meisten Anwendungsfällen ist
es jedoch ausreichend, wenn das Kontaktelement 1 über die
drei Kontaktstellen 35, 35, 35'' mit dem Gegenkontakt G verbunden
ist.
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6 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Erfindung, wobei für
die Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele
der bisherigen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet
werden. Der Kürze
halber wird lediglich auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen
der schon beschriebenen Figuren eingegangen.
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Um
neben den drei oben genannten elektrischen Kontaktstellen 35, 35', 35'' noch weitere Kotaktstellen bereitzustellen,
kann auch der Federbügel 18 zur
Kontaktierung des Kontaktelementes 1 mit dem Gegenkontakt
G verwendet werden. In der 6 ist der
Federbügel 18 in
Steckrichtung S bis zu einem mittleren Beriech seiner Andruckabschnitte 26, 26', 26'' in die Buchse B des Gegenkontaktes
G eingesteckt gezeigt. Die Komplementärfederarme 24, 24', 24'' sind in Folge des Einsteckvorgangs
aufeinander zu ausgelenkt und stützen
sich an den Kontaktierungsflächen 33, 34 ab.
Die Andruckabschnitte 26, 26', 26'' liegen
an den Kontaktierungsflächen 33, 34 im
Wesentlichen an und bilden zusammen mit diesen die elektrischen
Kontaktstellen 36, 36', 36'' aus.
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Der
Federbügel 18 stützt sich
ebenfalls in Form einer Dreipunktauflage an den Kontaktierungsflächen 33, 34 und
insbesondere an den Kontaktstellen 36, 36', 36'' der Buchse B ab. Hierbei liegen
die Andruckabschnitte 26, 26', 26'' an
den Kontaktierungsflächen 33, 34 an
und sichern so auch den Federbügel 18 gegen
Verdrehungen, insbesondere um die Steckrichtung S.
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7 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Kontaktanordnung, wobei für
die Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele
der vorherigen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet
werden. Der Kürze
halber wird lediglich auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen
der schon beschriebenen Figuren eingegangen.
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In
der 7 sind sowohl das Kontaktelement 1 als
auch der Federbügel 18 zusammen
in die Buchse B des Gegenkontaktes G eingesteckt. Sowohl der elastisch
auslenkbare Kontaktarm 2'' als auch die Komplementärfederarme 24, 24', 24'' sind parallel zur Auslenkrichtung
A ins Innere der Kontaktanordnung K ausgelenkt und drücken gegen
die Kontaktierungsflächen 33, 34 der
Buchse B. Hierdurch werden auch die Kontaktarme 2, 2' gegen die Kontaktierungsfläche 34 gedrückt. Insgesamt
ist die Kontaktanordnung K über
sechs Kontaktstellen 35, 35', 35'', 36, 36', 36'' mit dem Gegenkontakt G verbunden.
Dabei fluchten die in Auslenkrichtung A weisenden Kontaktabschnitte 8, 8' der Kontaktarme 2, 2' in Querrichtung
Q mit dem Andruckabschnitte 26'' und
bilden eine gemeinsame und im Wesentlichen zusammenhängende Kontaktfläche aus,
die durch zwei schmale und in Querrichtung Q vor und hinter dem
Komplementärfederarm 24'' in Steckrichtung S verlaufende Schlitze
unterbrochen sein kann. Die entgegen der Auslenkrichtung A weisende
Seite der Kontaktanordnung K und insbesondere der Kontaktabschnitt 8'' des elastisch auslenkbaren Kontaktarms 2'' bildet zusammen mit den Andruckabschnitten 26, 26' eine zweite
gemeinsame und ebenfalls im Wesentlichen durchgängige Kontaktfläche aus.
Die parallel zur Querrichtung Q verlaufenden Kontaktierungsflächen 33, 34 sind
also im Wesentlichen flächendeckend
mit der Kontaktanordnung K verbunden, wodurch sich ein nahezu minimaler Übergangswiderstand
zwischen der Kontaktanordnung K und dem Gegenkontakt G ergibt, der
auch Impulsströme
von mehreren Tausend Ampere sicher leitet. Durch die durch den elastisch
auslenkbaren Kontaktarm 2'' und die Komplementärfederarme 24, 24', 24''' aufgebrachten
Federkräfte
ist die Kontaktanordnung K kraftschlüssig in der Buchse B des Gegenkontaktes
G aufgenommen und gegen ungewollte Verschiebungen in Steckrichtung
S gesichert.
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Die
Kontaktanordnung K ist über
das Kontaktelement 1 und den Federbügel 18, die beide
jeweils über
eine Dreipunktauflage in der Buchse B gehalten sind, optimal gegen
Verdrehungen, insbesondere um die Steckrichtung S geschützt.
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8a zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der in den Gegenkontakt G eingesteckten Kontaktanordnung K, wobei
für Elemente,
die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele
der bisherigen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet
werden. Der Kürze
halber wird lediglich auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen
der schon beschriebenen Figuren eingegangen.
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8a zeigt
die Kontaktanordnung K und den Gegenkontakt G in einer entgegen
der Querrichtung Q weisenden Seitenansicht. Eine durch die Auslenkrichtung
A und Querrichtung Q aufgespannte Schnittebene II verläuft in Steckrichtung
S im Wesentlichen mittig durch den Gegenkontakt G.
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8b zeigt
das Ausführungsbeispiel
der 8a, wobei für
die Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen des Ausführungsbeispiels
der 8a entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet
werden. Der Kürze
halber wird lediglich auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen
der 8a eingegangen.
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In
der Schnittdarstellung II sind die Kontaktstellen 35, 35', 35'', 36, 36', 36'' klar ersichtlich. Gut zu erkennen
ist, dass die Kontaktarme 2, 2', 2'' im
Bereich der mittleren Teilabschnitte 7, 7, 12 einen
der Innenkontur der Buchse im Wesentlichen entsprechenden polygonal
und insbesondere rechteckig umrissenen Querschnitt umgrenzen. Dieser
Querschnitt wird durch die mittleren Teilabschnitte und insbesondere durch
die Andruckabschnitte 26, 26', 26'' der
Komplementärfederarme 24, 24', 24'' im Wesentlichen so ergänzt, dass
die in der Buchse B angeordnete Kontaktanordnung K nahezu vollständig komplementär zur Innenkontur
der Buchse B ausgebildet ist. Die Kontaktanordnung K stützt sich über zwei
im Wesentlichen unabhängig
voneinander wirkende Dreipunktauflagen an der Innenseite der Buchse
B ab und ist somit im Wesentlichen gegen ein ungewolltes Verdrehen,
insbesondere um die Steckrichtung S geschützt. Diese Halterung wird durch
die starre Verbindung des Halteabschnitts 19 des Federbügels 18 mit dem
Kontaktarmhalter 3 des Kontaktelements 1 begünstigt und
verstärkt.
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Durch
die elektrische Verbindung des Federbügels 18 mit dem Kontaktelement 1 und
dem Gegenkontakt G wirkt der Federbügel 18 wie ein parallel zum
Kontaktelement 1 geschalteter elektrischer Leiter, wodurch
sich die elektrische Leitfähigkeit
der Kontaktanordnung K also nicht nur durch die vergrößerte Fläche der
mehreren Kontaktstellen 35, 35', 35'', 36, 36', 36'', sondern auch durch den vergrößerten elektrischen
Wirkungsquerschnitt der Kontaktanordnung, ergibt.