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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem Flachkontakt und einem Hochstromleiter, wobei die Anordnung eine Haltestruktur aufweist, die einen Verbindungsabschnitt mit wenigstens einem Befestigungsmittel zur Fixierung an einem Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters und eine Aufnahme für den Flachkontakt aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem einen Hochstromleiter, insbesondere ein Masseband, oder eine Stromschiene, mit wenigstens einem kompaktierten Ende.
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In der Hochstromtechnik, insbesondere in der Gleichstromtechnik für den Kfz-Bereich ist es häufig erforderlich, einen Hochstromleiter, wie beispielsweise ein Masseband oder eine Stromschiene, mit einem Flachkontakt, beispielsweise einem Kabelschuh, zu verbinden. Gerade im Fahrzeugbereich ist es notwendig, dass die Verbindungen vibrationsbeständig sind. Da in der Regel hohe Ströme durch die Verbindungen geleitet werden, ist zudem ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Hochstromleiter und dem Flachkontakt erforderlich. Häufig ist es zudem gewünscht, dass eine solche Verbindung schnell geschlossen und/oder gelöst werden kann. Anordnungen der oben genannten Art sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise können sowohl das zu verbindende Ende des Hochstromleiters als auch der Flachkontakt jeweils mit einer Öffnung versehen sein, durch welche eine Schraube geführt werden kann, so dass der Flachkontakt mit dem Hochstromleiter verschraubt werden kann. Diese Methode kann zwar zu einer guten elektrischen Verbindung führen, ist jedoch in der Handhabung aufwendig. Eine weitere bekannte Art der Verbindung ist die, dass der Hochstromleiter zunächst fest mit einer Buchse für den Flachkontakt versehen wird. Der Flachkontakt kann dann in die Buchse eingeführt werden. Dies erlaubt zwar eine einfache Verbindung, jedoch ist auch hier die Herstellung aufwendig und der elektrische Kontakt wird zudem über die Buchse vermittelt. Dabei können an mehreren Stellen hohe Kontaktwiderstände auftreten.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der oben genannten Art und einen Hochstromleiter bereitzustellen, die einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Hochstromleiter und dem Flachkontakt zur Leitung von hohen Strömen gewährleisten, eine schnelle Verbindung und ein schnelles Lösen von Hochstromleiter und Flachkontakt erlauben, sowie schnell und einfach herzustellen sind.
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Für eine Anordnung der oben genannten Art wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass die Haltestruktur wenigstens ein Anpressorgan aufweist, das zur Erzeugung eines Anpressdrucks in Richtung auf den Verbindungsabschnitt ausgestaltet ist.
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Für den eingangs genannten Hochstromleiter ist die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass das wenigstens eine kompaktierte Ende mit einem plattenförmigen Verbindungsteil kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden ist, wobei das Verbindungsteil eine vom kompaktierten Ende wegweisende Kontaktierungsseite mit wenigstens einem sich zumindest abschnittsweise vom Verbindungsteil weg erstreckenden Kontaktierungselement aufweist.
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Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt es, auf umständlich zu montierende Vorrichtungen, wie beispielsweise Schraubverbindungen, zu verzichten. Beispielsweise kann ein Flachkontakt einfach in die Aufnahme für diesen gesteckt werden. Auf eine Öffnung bzw. eine Bohrung durch den Flachkontakt kann verzichtet werden. Durch das erfindungsgemäße Anpressorgan kann ein in der Aufnahme angeordneter Flachkontakt gegen den Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters gepresst werden. Dabei kann der Flachkontakt beispielsweise direkt gegen den Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters gepresst werden. Alternativ dazu kann der Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters auch zunächst mit einem plattenförmigen Verbindungsteil versehen werden, welches zur Verbesserung des Kontakts zwischen dem Flachkontakt und dem Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters dienen kann. In diesem Falle kann das wenigstens eine Anpressorgan den Flachkontakt gegen das Verbindungsteil pressen. In beiden genannten Fällen wird der Flachkontakt durch das Anpressorgan in Richtung auf den im Verbindungsabschnitt angeordneten Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters gepresst. Das Anpressen erfolgt bevorzugt entlang einer Anpressrichtung, welche von dem wenigstens einen Anpressorgan in Richtung auf den Verbindungsabschnitt verläuft. In der Regel verläuft die Anpressrichtung senkrecht zu einer Flachseite eines in der Aufnahme angeordneten Flachkontakts, bzw. senkrecht zu einer Flachseite des Kontaktierungsabschnitts des Hochstromleiters. Der Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters ist bevorzugt zumindest abschnittsweise flach bzw. plattenförmig ausgestaltet. Der Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters ist bevorzugt durch ein kompaktiertes Ende eines geflochtenen Kabels gebildet. Das Kabel kann insbesondere ein Massekabel sein. Das Ende kann beispielsweise durch Löten, Widerstandsschweißen, Crimpen, kombiniertes Crimpen und Löten oder durch Ultraschallschweißen kompaktiert sein. Der Kontaktierungsabschnitt muss nicht zwingend am Ende des Hochstromleiters angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, dass der Kontaktierungsabschnitt zwischen zwei Leiterenden angeordnet ist.
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Der erfindungsgemäße Hochstromleiter ist durch das plattenförmige Verbindungsteil dazu ausgestaltet, dass ein an dieses gepresster Flachkontakt einen guten elektrischen Kontakt zum Hochstromleiter herstellen kann. Das Verbindungsteil kann insbesondere eine Form aufweisen, durch die eine große Kontaktierungsfläche zum Flachkontakt gegeben ist. Das wenigstens eine Kontaktierungselement kann ebenfalls zur verbesserten elektrischen Verbindung zwischen dem Hochstromleiter und dem Flachkontakt dienen.
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Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte, beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Auf diese Ausgestaltungsformen und die mit ihnen verbundenen Vorteile ist im Folgenden eingegangen.
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Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung kann das wenigstens eine Anpressorgan monolithisch mit der Haltestruktur gebildet und elastisch von der Aufnahme weg auslenkbar sein. Das wenigstens eine Anpressorgan kann also federartig ausgebildet sein. Durch die monolithische Ausgestaltung ist es unverlierbar mit der übrigen Haltestruktur verbunden. Zudem kann die Haltestruktur dadurch einfach herzustellen sein. Die elastische Auslenkbarkeit kann dazu führen, dass ein Flachkontakt wiederholt in die Aufnahme eingeführt und wieder herausgeführt werden kann.
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Zumindest wenn kein Flachkontakt in der Aufnahme der Haltestruktur angeordnet ist, kann das wenigstens eine Anpressorgan zumindest abschnittsweise in die Aufnahme hineinragen. Beim Einführen eines Flachkontakt kann das wenigstens eine Anpressorgan elastisch ausgelenkt werden und dadurch mit Federspannung beaufschlagt werden. Dadurch kann es gegen den Flachkontakt drücken, bzw. den Flachkontakt in Richtung auf den Verbindungsabschnitt bzw. einen im Verbindungsabschnitt angeordneten Kontaktierungsabschnitt eines Hochstromleiters pressen.
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Bevorzugt weist die Haltestruktur eine Mehrzahl von Anpressorganen auf. Dadurch kann ein hoher und gleichmäßiger Anpressdruck auf den Flachkontakt in Richtung auf den Verbindungsabschnitt erzeugt werden.
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Wenigstens ein Anpressorgan kann eine im Wesentlichen längliche Form aufweisen, wobei ein Ende fest mit der Haltestruktur verbunden ist, so das eine freischwingende Blattfeder bzw. ein Federarm gebildet ist. Bevorzugt verläuft eine Längsrichtung eines solchen Anpressorgans parallel zu einer Einführrichtung für einen Flachkontakt. Beim Einführen des Flachkontakts in die Aufnahme kann der Flachkontakt dann an dem Anpressorgan vorbeigleiten, wodurch das Anpressorgan gleichmäßig ausgelenkt wird. Da Flachkontakte häufig aufgrund der erforderlichen guten elektrischen Leitungseigenschaften aus weichen Materialien gebildet sind, kann die beschriebene Anordnung des wenigstens einen Anpressorgans zur Schonung der Oberfläche des Flachkontakts beitragen.
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Das längliche Anpressorgan kann insbesondere mit seinem freien Ende in die Aufnahme hineinragen. An diesem freien Ende kann das Anpressorgan von der Aufnahme weg gebogen sein, so dass eine abgerundete Struktur entsteht, welche mit ihrer abgerundeten Seite den Kontakt zu einem Flachkontakt herstellen kann. Dies kann ebenfalls zur Schonung der Oberfläche eines Flachkontakts beitragen.
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Bevorzugt weist die Haltestruktur eine Mehrzahl von Anpressorganen mit einer länglichen Form auf, welche quer zu ihren Längsrichtungen nebeneinander und mit ihren Längsrichtungen parallel zueinander angeordnet sind. Jeweils benachbarte Anpressorgane können in entgegengesetzter Richtung fest mit der übrigen Haltestruktur verbunden sein. Dadurch kann eine alternierende Ausrichtung der Anpressorgane erreicht werden, was zu einer besonders gleichmäßigen Verteilung des Anpressdrucks beitragen kann.
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Um einen in der Aufnahme angeordneten Flachkontakt besonders wirksam in Richtung auf den Verbindungsabschnitt, insbesondere gegen einen im Verbindungsabschnitt angeordneten Kontaktierungsabschnitt eines Hochstromleiters, zu pressen, kann der Verbindungsabschnitt dem wenigstens einen Anpressorgan über die Aufnahme für den Flachkontakt hinweg gegenüber liegen.
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Die Haltestruktur kann im Verbindungsabschnitt wenigstens ein Formschlusselement zum Hintergreifen des Kontaktierungsabschnittes des Hochstromleiters aufweisen. Dies kann zur sicheren Fixierung der Haltestruktur am Hochstromleiter dienen. Des Weiteren kann das wenigstens eine Formschlusselement als Widerlager für den Hochstromleiter dienen, wenn wenigstens ein Anpressorgan der Haltestruktur einen in der Aufnahme angeordneten Flachkontakt gegen den Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters presst. Bevorzugt weist die Haltestruktur eine Mehrzahl von vom Formschlusselementen auf.
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Um das Hintergreifen des Kontaktierungsabschnittes durch das wenigstens eine Formschlusselement schnell und einfach zu gestalten, kann das wenigstens eine Formschlusselement als vom Verbindungsabschnitt weg auslenkbares Rastmittel ausgebildet sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Formschlusselement zerstörungsfrei wieder vom Hochstromleiter gelöst werden.
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Die Haltestruktur kann entlang einer im Wesentlichen parallel zu einer Anpressrichtung des Anpressorgans verlaufenden Montagerichtung mit dem Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters verrastbar sein. Zum Verrasten können insbesondere als Rastmittel ausgebildete Formschlusselemente dienen. Durch die Möglichkeit zur Verrastung kann die Haltestruktur schnell und einfach mit dem Hochstromleiter verbunden werden. Ebenso kann es möglich sein, die Haltestruktur zerstörungsfrei wieder vom Hochstromleiter zu lösen, wenn beispielsweise ein Austausch des Hochstromleiters der Haltestruktur erfolgen soll.
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Bevorzugt weist die Haltestruktur quer zur Montagerichtung auslenkbare Rastelemente auf. In einem verrasteten Zustand können die Rastelemente den Hochstromleiter hintergreifen.
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Die Anpressrichtung des wenigstens einen Anpressorgans verläuft bevorzugt quer zu einer Einführrichtung für einen Flachkontakt. In Folge dessen verläuft auch die Montagerichtung quer zur Einführrichtung des Flachkontakts. Dadurch kann gewährleistet sein, dass beim Einführen des Flachkontakts in die Aufnahme oder beim Herauslösen desselben aus der Aufnahme die Haltestruktur nicht vom Hochstromleiter getrennt wird.
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Um sowohl Material für die Haltestruktur zu sparen als auch um zu erreichen, dass ein in der Aufnahme angeordneter Flachkontakt störungsfrei auf den Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters gepresst wird, kann im Verbindungsabschnitt ein Aufnahmeraum für den Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters angeordnet sein, welcher mit der Aufnahme für den Flachkontakt einen gemeinsamen Hohlraum bildet. In einem verbundenen Zustand können sowohl der Flachkontakt als auch der Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters in diesem gemeinsamen Hohlraum angeordnet sein. Durch den gemeinsamen Hohlraum kann erreicht werden, dass der Flachkontakt gegen den Hochstromleiter gepresst wird, während der Hochstromleiter an dem wenigstens einen Formschlusselement abgestützt ist.
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Die Aufnahme für den Flachkontakt kann eine Einführöffnung aufweisen, welche wenigstens die Aufnahme, bevorzugt den gemeinsamen Hohlraum, gegen eine Einführrichtung bzw. eine Steckrichtung für den Flachkontakt nach außen hin öffnet. Bevorzugt ist zumindest die Aufnahme so ausgebildet, dass sie nur eine Einführöffnung für den Flachkontakt aufweist und dadurch eine Einführrichtung vorgibt. Zu anderen Richtungen hin kann die Aufnahme bzw. die Haltestruktur so geschlossen sein, dass ein Fehlstecken des Flachsteckers, oder ein Durchstecken über eine gewünschte Steckposition hinaus, verhindert wird.
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Um das Fixieren der Haltestruktur mit dem Hochstromleiter zu erleichtern, bzw. um den Hochstromleiter leicht in den Verbindungsabschnitt einzusetzen, kann die Haltestruktur im Verbindungsabschnitt auf ihrer dem wenigstens einen Anpressorgan gegenüberliegenden Seite zumindest abschnittsweise geöffnet sein. Insbesondere kann die Haltestruktur eine Montageöffnung zum Einsetzen des Hochstromleiters aufweisen. Wenn die Haltestruktur einen gemeinsamen Hohlraum, wie oben beschrieben, aufweist, so ist bevorzugt dieser gemeinsame Hohlraum durch die Montageöffnung von außen zugänglich.
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Die Haltestruktur kann wenigstens ein zumindest abschnittsweise in die Aufnahme ragendes und elastisch aus dieser heraus auslenkbares Klemmelement zur kraftschlüssigen Halterung eines Flachkontakts aufweisen. Das Klemmelement ist bevorzugt quer zur Anpressrichtung auslenkbar. Insbesondere kann das wenigstens eine Klemmelement an den Schmalseiten eines in der Aufnahme angeordneten Flachkontakts anliegen, um dessen Position zu sichern. An den beweglichen Enden kann das wenigstens eine Klemmelement Rastelemente aufweisen, welche in komplementär dazu ausgebildete Aussparungen im Flachkontakt eingreifen können. Das wenigstens eine Klemmelement kann zumindest abschnittsweise in die Aufnahme hineinragen, zumindest wenn kein Flachkontakt in der Aufnahme angeordnet ist. Bevorzugt ist das wenigstens eine Klemmelement monolithisch mit der Haltestruktur gebildet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Haltestruktur zwei sich über die Aufnahme hinweg gegenüberliegende Klemmelemente aufweist, sodass ein Flachkontakt in einem eingesetzten Zustand zwischen zwei Klemmelementen zumindest kraftschlüssig gehalten ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Verbesserung kann die Haltestruktur einstückig aus Stahl gebildet sein. Dadurch kann die Haltestruktur besonders fest und widerstandsfähig sein. Auf diese Weise kann ein guter Halt an dem Hochstromleiter gewährleistet sein. Ein weiterer Vorteil ist der, dass das wenigstens eine Anpressorgan von den guten Federeigenschaften des Stahls profitieren kann. Das wenigstens eine Anpressorgan kann, wenn es aus Stahl gebildet ist, einen hohen Anpressdruck in Richtung auf den Verbindungsabschnitt erzeugen. Dadurch kann ein in der Aufnahme angeordneter Flachkontakt mit einem hohen Druck gegen den Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters gepresst werden. Wäre die Haltestruktur, insbesondere das wenigstens eine Anpressorgan, dagegen aus einem metallischen Material gefertigt, welches im Hinblick auf die elektrische Leitfähigkeit ausgewählt wäre, so bestünde die Gefahr, dass das wenigstens eine Anpressorgan über die Zeit plastisch verformt wird. Materialien mit einem hohen Kupferanteil beispielsweise neigen dazu, mit der Zeit zu fließen, wodurch der Anpressdruck nachlässt. Ebenso besteht die Gefahr, dass bei einem häufigen Auslenken des wenigstens einen Anpressorgans, beispielsweise durch wiederholtes Einführen eines Flachkontakts in die Aufnahme, das wenigstens eine Anpressorgan seine Festigkeit verliert. Bei der erfindungsgemäßen Haltestruktur ist die elektrische Verbindung eines in der Aufnahme angeordneten Flachkontakts zum Hochstromleiter im Wesentlichen über den direkten Kontakt zum Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters, bzw. zu einem auf dem Kontaktierungsabschnitt angeordneten Verbindungsteil hergestellt. Auf die elektrische Leitfähigkeit der Haltestruktur, insbesondere des Anpressorgans, kommt es bei der erfindungsgemäßen Anordnung daher nicht an erster Stelle an. Alternativ zur Ausgestaltung aus Stahl kann die Haltestruktur auch aus anderen Materialien gebildet sein. Insbesondere solche, welche die erforderlichen Federeigenschaften aufweisen. Beispielsweise kann die Haltestruktur auch aus anderen Metallen oder aus Kunststoffen gebildet sein.
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Um die elektrische Verbindung zwischen einem in der Aufnahme angeordneten Flachkontakt und dem Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters zu gewährleisten bzw. weiter zu verbessern, kann die Anordnung wenigstens ein plattenförmiges Verbindungsteil mit einer Verbindungsseite zur festen Verbindung mit dem Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters und mit einer Kontaktierungsseite zur Kontaktierung eines in der Aufnahme aufgenommenen Flachkontakts umfassen. Dadurch kann erreicht werden, dass der Kontaktierungsabschnitt eine wohldefinierte Oberfläche aufweist. Das plattenförmige Verbindungsteil ist bevorzugt aus einem Material mit guten Leitungseigenschaften gebildet sein. Ebenso kann die Form bzw. Oberfläche des Verbindungsteils so beschaffen sein, dass ein möglichst großer Kontaktbereich zu einem Flachkontakt hergestellt werden kann. Ein weiterer Vorteil des Verbindungsteils ist der, dass Unebenheiten eines kompaktierten Endes eines Hochstromleiters ausgeglichen werden können.
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Das wenigstens eine plattenförmige Verbindungsteil ist bevorzugt mit dem Kontaktierungsabschnitt des Hochstromleiters verschweißbar. Durch ein Verschweißen des Verbindungsteils mit dem Hochstromleiter kann eine feste und gut leitende Verbindung zwischen diesen Teilen erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das plattenförmige Verbindungsteil auch durch Löten, Crimpen oder Vernieten mit dem Hochstromleiter verbunden werden. Bevorzugt kann das plattenförmige Verbindungsteil durch Laserschweißen an dem Kontaktierungsabschnitt befestigt werden.
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Um den elektrischen Kontakt zwischen dem wenigstens einen plattenförmigen Verbindungsteil mit einem in der Aufnahme angeordneten Flachkontakt weiter zu verbessern, kann die Kontaktierungsseite wenigstens ein, sich zumindest abschnittsweise vom Verbindungsteil weg erstreckendes, Kontaktierungselement aufweisen. Das Kontaktierungselement kann beispielsweise ein Vorsprung sein, welcher von der Kontaktierungsseite in Richtung der Aufnahme weist. Das Kontaktierungselement kann beispielsweise punktförmig oder rippenartig ausgestaltet sein. In einem montierten Zustand, wenn das plattenförmige Verbindungsteil mit einem Hochstromleiter verbunden und die erfindungsgemäße Haltestruktur am Hochstromleiter angebracht ist, ragt das wenigstens eine Kontaktierungselement bevorzugt zumindest abschnittsweise in die Aufnahme für den Flachkontakt hinein.
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Bevorzugt ist das wenigstens eine Kontaktierungselement als eine elastisch zum übrigen Verbindungsteil hin auslenkbare Kontaktfeder gebildet. Das wenigstens eine Kontaktierungselement kann sich also von der Kontaktierungsseite des plattenförmigen Verbindungsteils weg erstrecken und elastisch zu diesem hin auslenkbar sein. Dies kann vorteilhaft sein, um einen Flachkontakt zu kontaktieren, da beispielsweise geringe Variationen des Abstands vom Flachkontakt zum wenigstens einen Verbindungsteil ausgeglichen werden können.
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Bevorzugt weist das wenigstens eine plattenförmige Verbindungsteil eine Mehrzahl von Kontaktfedern auf. Die Kontaktfedern können beispielsweise eine längliche Form aufweisen und mit ihren Längsrichtungen parallel zu einer Steckrichtung des Flachkontakts angeordnet sein. Dadurch kann ein Verkannten des Flachkontakts beim Einführen in die Aufnahme und ein dadurch erzeugter Abrieb vom Material des Flachkontakts vermieden werden. Die frei beweglichen Enden jeder Kontaktfeder können gebogen und/oder abgerundet sein, um die Oberfläche eines Flachkontakts weiter zu schonen. Um eine möglichst gleichmäßige Kontaktierung über die Fläche des Flachkontakts zu erreichen, können die Kontaktfedern entlang einer Reihe von nebeneinander angeordneten Kontaktfedern jeweils alternierende Ausrichtungen aufweisen.
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Der erfindungsgemäße Hochstromleiter kann dadurch weiter verbessert werden, dass das wenigstens eine kompaktierte Ende mit einer erfindungsgemäßen Anordnung, wie vorab beschrieben, versehen ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Hochstromleiter sowohl ein erfindungsgemäßes plattenförmiges Verbindungsteil als auch eine erfindungsgemäße Haltestruktur aufweist.
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Der erfindungsgemäße Hochstromleiter kann im Bereich des kompaktierten Endes Aussparungen aufweisen, welche komplementär zu Formschlusselementen einer Haltestruktur gebildet sind und zur Aufnahme dieser Formschlusselemente dienen können. Die Aussparungen können so angeordnet sein, dass die in ihnen angeordneten Formschlusselemente eine Bewegung der Haltestruktur entlang des Hochstromleiters in einer parallel zu einer durch eine Flachseite eines Flachkontakts aufgespannten Ebene verhindern. Bevorzugt ist das kompaktierte Ende des Hochstromleiters als Flachteil ausgeführt. Die Aussparungen können sich dann parallel zu einer durch das Flachteil aufgespannten Ebene in dieses hinein erstrecken.
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Zur erfindungsgemäßen Anordnung kann zudem ein Schutzgehäuse gehören, welches die erfindungsgemäße Haltestruktur an einem erfindungsgemäßen Hochstromleiter so umgibt, dass ein Berührungsschutz für eine Bedienperson gebildet ist. Das erfindungsgemäße Schutzgehäuse kann insbesondere so geschlossen sein, dass ein VDE-Prüffinger keinen Kontakt zu leitenden Teilen im Inneren des Schutzgehäuses herstellen kann. Das Schutzgehäuse kann so weit geschlossen sein, dass nur eine einzige Öffnung für einen Flachkontakt vorhanden ist, welche die Aufnahme für den Flachkontakt in der Haltestruktur nach außen hin freigibt.
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Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft anhand von vorteilhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Die bei den Ausführungsformen beispielhaft dargestellten Merkmalskombinationen können nach Maßgabe der obigen Ausführungen entsprechend für einen bestimmten Anwendungsfall durch weitere Merkmale ergänzt werden. Auch können, ebenfalls nach Maßgabe der obigen Ausführungen, einzelne Merkmale bei der beschriebenen Ausführungsformen weggelassen werden, wenn es auf die Wirkung dieses Merkmals in einem konkreten Anwendungsfall nicht ankommt.
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In den Zeichnungen werden für Elemente gleicher Funktion und/oder gleichen Aufbaus stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Es zeigen:
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1 einen erfindungsgemäßen Hochstromleiter mit einem plattenförmigen Verbindungsteil in einer perspektivischen Darstellung;
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2 eine erfindungsgemäße Haltestruktur in einer perspektivischen Darstellung mit Blick in einen gemeinsamen Hohlraum hinein;
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3 die erfindungsgemäße Haltestruktur aus 2 in einem montierten Zustand auf dem erfindungsgemäßen Hochstromleiter aus 1;
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4 die erfindungsgemäße Anordnung aus 3 mit einem eingesetzten Flachkontakt;
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5 die Anordnung aus 4 in einer Querschnittsdarstellung
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6 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung.
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Im Folgenden ist ein erfindungsgemäßer Hochstromleiter 1 mit einem erfindungsgemäßen plattenförmigen Verbindungsteil 3 anhand der 1 beschrieben. Gleichzeitig sei auf die 5 verwiesen, welche den erfindungsgemäßen Hochstromleiter 1 in einer Schnittdarstellung zeigt.
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Der Hochstromleiter 1 weist das kompaktierte Ende 5 auf. Das kompaktierte Ende 5 kann durch Widerstandschweißen, Ultraschallschweißen, Crimpen, Löten, oder durch andere geeignete Techniken gebildet sein. Ebenso kann das Ende 5 auch durch die Kombination mehrerer dieser Techniken kompaktiert sein. Das kompaktierte Ende 5 weist eine im Wesentlichen flache Form auf, welche die Leiterebene 7 aufgespannt. Das kompaktierte Ende 5 stellt den Kontaktierungsabschnitt 9 des Hochstromleiters 1 dar. Der Kontaktierungsabschnitt 9 als kompaktiertes Ende 5 des Hochstromleiters 1 ist lediglich beispielhaft. Der Kontaktierungsabschnitt 9 kann auch in einem Bereich des Hochstromleiters 1 angeordnet sein, welcher kein Ende des Hochstromleiters 1 darstellt. Der Hochstromleiter 1 ist bevorzugt ein Masseband mit einem oben genannten kompaktierten Ende 5. Alternativ dazu kann der Hochstromleiter 1 auch eine Stromschiene oder ein anderer Leiter sein. Im Falle einer Stromschiene kann das zu kontaktierende Teil derselben bereits ausreichend kompakt sein, so dass eine zusätzliche Kompaktierung nicht zwingend erforderlich ist. Das Ende 5 der Stromschiene ist dann per se kompaktiert.
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Der Hochstromleiter 1 weist Aussparungen 11 auf, welche zur Aufnahme von Formschlusselementen einer Haltestruktur und/oder des Verbindungsteils 3 dienen können. Das kompaktierte Ende 5 erstreckt sich im wesentlichen entlang einer Leitungsrichtung L. die Aussparungen 11 erstrecken sich bevorzugt quer zur Leitung Richtung L parallel zur Leiterebene 7 in das kompaktierte Ende 5 hinein. Auf diese Weise kann ein Formschluss mit dem kompaktierte Ende 5 zumindest in Leitungsrichtung L gegeben sein, wenn eines oder mehrere Formschlusselemente in einer oder mehrerer der Aussparungen 11 angeordnet sind.
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Das plattenförmige Verbindungsteil 3 liegt auf dem Kontaktierungsabschnitt 9 auf und ist mit diesem stoff- und/oder formschlüssig verbunden. Bevorzugt ist das Verbindungsteil 3 durch Laserschweißen mit dem Hochstromleiter 1 verbunden. Jedoch sind auch andere Verbindungsarten möglich. Beispielsweise kann das Verbindungsteil 3 an den Hochstromleiter 1 gelötet, genietet oder gecrimpt sein. Auch sind Kombinationen dieser Verbindungsarten möglich.
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Das Verbindungsteil 3 weist eine Kontaktierungsseite 13 auf, welche im mit dem Hochstromleiter 1 verbundenen Zustand vom kompaktierte Ende 5 weg weist. Die Kontaktierungsseite 13 dient zum Kontaktieren eines Flachkontakts. Der Kontaktierungsseite 13 abgewandt befindet sich die Verbindungsseite 15 des Verbindungsteils 3. die Verbindungsseite 15 liegt im montierten Zustand an dem kompaktierte Ende 5 bzw. dem Kontaktierungsabschnitt 9 an.
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Das Verbindungsteil 3 weist eine Mehrzahl von Kontaktierungselementen 17 auf. Die Kontaktierungselemente 17 sind als elastisch auslenkbare Kontaktfedern 19 gebildet. Sie erstrecken sich von der Kontaktierungsseite 13 weg und sind zu dieser hin elastisch auslenkbar. Jede der Kontaktfedern 19 weist eine insgesamt längliche Form auf, wobei eine Längsrichtung 21 der Kontaktfedern 19 im Wesentlichen senkrecht zur Leitungsrichtung L verläuft. An ihren freien Enden 23 sind die Kontaktfedern 19 zumindest abschnittsweise in Richtung der Kontaktierungsseite 13 zurück gebogen. Dadurch sind die freien Enden 23 abgerundet, wodurch die Oberfläche eines Flachkontakts, welcher in Verbindung mit der Kontaktierungsseite 13 steht, geschont werden kann. Bevorzugt sind die Kontaktfedern 19 in parallel zur Leitungsrichtung L verlaufenden Reihen 25 angeordnet. Dabei verlaufen die Längsrichtungen 21 nebeneinanderliegender Kontaktfedern 19 parallel zueinander. Bevorzugt weisen nebeneinanderliegende Kontaktfedern 19 gegenläufige Ausrichtungen auf. Das heißt, ihre freien Enden 23 weisen jeweils in entgegengesetzte Richtungen. Bevorzugt weist das Verbindungsteil 3 zwei parallel zur Leitungsrichtung L und parallel zueinander verlaufende Reihen 25 von Kontaktfedern 19 auf. Dadurch kann eine gleichmäßige Abdeckung der Kontaktierungsseite 13 mit Kontaktfedern 19, bzw. mit Kontaktierungselementen 17 gegeben sein.
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Das Verbindungsteil 3 weist Formschlusselemente 27 auf, welche zum Positionieren des Verbindungsteils 3 auf dem kompaktierte Ende 5 dienen können, um die Position während eines Befestigungsvorgangs, wie beispielsweise Schweißen, zu sichern. Die Formschlusselemente 27 sind bevorzugt an den äußeren Enden des Verbindungsteils 3 angeordnet. Sie erstrecken sich von der Kontaktierungsseite 13 weg und sind im am Hochstromleiter 1 montierten Zustand in den Aussparungen 11 angeordnet. Dadurch ist ein Verschieben des Verbindungsteils 3 sowohl in Leitungsrichtung L als auch quer dazu innerhalb der Leiterebene 7 wirksam verhindert.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Haltestruktur 29 in einer perspektivischen Darstellung. Die Haltestruktur 29 kann eine erfindungsgemäße Anordnung 31 darstellen oder Teil einer solchen sein, wenn zu der Anordnung 31 noch weitere Komponenten, beispielsweise ein Verbindungsteil 3, gehören.
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Die Haltestruktur 29 ist bevorzugt einstückig aus einem Stahl gebildet. Die Haltestruktur 29 weist einen Verbindungsabschnitt 33 zur Fixierung der Haltestruktur 29 an einem Kontaktierungsabschnitt 9 eines Hochstromleiters 1 und eine Aufnahme 35 für einen Flachkontakt auf. Im Verbindungsabschnitt 33 kann ein Aufnahmeraum 37 für den Kontaktierungsabschnitt 9 des Hochstromleiters 1 angeordnet sein. Dieser Aufnahmeraum 37 bildet bevorzugt mit der Aufnahme 35 für den Flachkontakt einen gemeinsamen Hohlraum 39. Im Verbindungsabschnitt 33 ist die Haltestruktur 29 bevorzugt auf ihrer der Aufnahme 35 gegenüberliegenden Seite offen. Die dadurch gebildete Montageöffnung 40 kann die Verbindung mit einem Hochstromleiter 1 vereinfachen.
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Die Haltestruktur 29 weist Anpressorgane 41 auf, welche zur Erzeugung eines Anpressdrucks in Richtung auf den Verbindungsabschnitt 33 ausgebildet sind. Dadurch ist eine Anpressrichtung A vorgegeben. Ist ein Hochstromleiter 1 im Verbindungsabschnitt 33 angeordnet, so weist die Anpressrichtung A in Richtung auf den Hochstromleiter 1. in Anpressrichtung A gesehen, ist der Verbindungsabschnitt 33 hinter der Aufnahme 35 angeordnet. Mit anderen Worten liegt der Verbindungsabschnitt 33 den Anpressorganen 41 über die Aufnahme 35 hinweg gegenüber. Dadurch kann ein in der Aufnahme 35 angeordneter Flachkontakt in Richtung auf den Verbindungsabschnitt 33, bzw. auf einen dort fixierten Hochstromleiter 1 gepresst werden.
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Die Anpressorgane 41 sind monolithisch mit der Haltestruktur 29 gebildet und elastisch von der Aufnahme 35 weg auslenkbar. D.h., sie sind gegen die Anpressrichtung A von der Aufnahme 35 weg auslenkbar. Zumindest wenn kein Flachkontakt in der Aufnahme 35 angeordnet ist, ragen die Anpressorgane 41 zumindest abschnittsweise in die Aufnahme 35 hinein. Die Anpressorgane 41 weisen eine insgesamt längliche Form auf und verlaufen im Wesentlichen quer zur Anpressrichtung A.
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Die Anpressorgane 41 sind bevorzugt als Federarme ausgebildet, wobei ein freies Ende 43 auslenkbar und eine Basis 45 mit der übrigen Haltestruktur 29 verbunden ist. Bevorzugt ist eine Mehrzahl von Anpressorganen 41 nebeneinander angeordnet, wobei sich die freien Enden 43 und die Basen 45 von benachbarten Anpressorganen 41 jeweils abwechseln. Die Anpressorgane 41 weisen also eine alternierende Ausrichtung auf.
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Die Längsrichtungen 47 benachbarter Anpressorgane 41, welche durch eine Verbindungslinie von jeweils einer Basis 45 zu einem freien Ende 43 vorgegeben sind, verlaufen bevorzugt parallel zueinander. Die Anpressorgane 41 weisen gewölbte Bereiche 49 auf, welche mit ihren konvexen Seiten zur Aufnahme 35 hin orientiert sind. Dadurch kann ein Abrieb von einer Oberfläche eines Flachkontakts beim Einführen in die Aufnahme 35 vermieden werden.
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Die Haltestruktur 29 weist eine Einführöffnung 51 auf, welche die Aufnahme 35 für einen Flachkontakt freigibt. Bevorzugt weist die Aufnahme 35 bzw. die Haltestruktur 29 genau eine Einführöffnung 51 auf, um eine definierte Einführrichtung E für einen Flachkontakt vorzugeben. Die Anpressorgane 41 verlaufen mit ihren Längsrichtungen 47 bevorzugt parallel zur Einführrichtung E.
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An ihrem der Einführöffnung 51 gegenüberliegenden Ende kann die Haltestruktur ein Stoppelement 53 aufweisen, welches ein Durchschieben eines Flachkontakts über eine gewünschte Position in der Aufnahme 35 hinaus verhindern kann. Des Weiteren kann das Stoppelement 53 verhindern, dass ein Flachkontakt in einer anderen Richtung als der Einführrichtung E in die Haltestruktur 29 eingeführt wird.
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Bevorzugt ist die Haltestruktur 29 so geformt, dass die Anpressrichtung A und die Einführrichtung E quer zueinander verlaufen. Ebenfalls bevorzugt verlaufen die Einpressrichtung E und die Anpressrichtung A quer zur Leitungsrichtung L eines Hochstromleiters 1. In Leitungsrichtung L gesehen weist die Haltestruktur bevorzugt an beiden sich gegenüberliegenden Enden jeweils ein weiteres Stoppelement 55 auf. Diese Stoppelemente 55 können ebenfalls dazu dienen, dass Einführen eines Flachkontakts in einer von der Einführrichtung E abweichenden Richtung zu verhindern. Die Stoppelemente 53 und 55 können zusätzlich oder alternativ dazu auch als Abstandshalter bzw. Auflagen für die Haltestruktur 29 auf dem Kontaktierungsabschnitt 9 dienen. Mit den Stoppelementen 53 und 55 kann sich also die Haltestruktur 29 in Anpressrichtung A an dem Hochstromleiter 1 abstützen.
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Die Haltestruktur 29 weist Klemmelemente 57 auf, welche die Aufnahme 35 parallel zur Einführrichtung E flankieren. Die Klemmelemente 57 ragen in die Aufnahme 35 hinein und sind elastisch aus dieser heraus auslenkbar. Die Klemmelemente 57 sind als Federarme ausgebildet und verlaufen im Wesentlichen parallel zur Einführrichtung E. Dabei sind die Klemmelemente 57 parallel zur Leitungsrichtung L bzw. quer zur Einführrichtung E und quer zur Anpressrichtung A auslenkbar. Die Klemmelemente 57 können dazu dienen, einen in der Aufnahme 35 angeordneten Flachkontakt kraftschlüssig zu halten.
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Um die Halterung eines Flachkontakts in der Aufnahme 35 in Einführrichtung E noch sicherer zu gestalten, weisen die Klemmelemente 57 an freien, auslenkbaren Enden 59 Rastelemente 61 auf, welche in komplementäre Aussparungen in einem Flachkontakt eingreifen können um diesen zusätzlich in Einführrichtung E zu sichern. Die Klemmelemente 57 mit den Rastelementen 61 stellen dann Formgehemme für den Flachkontakt dar. Zusätzlich zum Sichern eines in der Aufnahme 35 angeordneten Flachkontakts können die Klemmelemente 57 auch zur Führung eines Flachkontakts während des Einführens in die Aufnahme 35 dienen.
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Die Haltestruktur 29 weist im Verbindungsabschnitt 33 Befestigungsmittel 63 auf, welche zur Fixierung der Haltestruktur 29 am Kontaktierungsabschnitt 9 des Hochstromleiters 1 dienen. Die Befestigungsmittel 63 sind bevorzugt als Formschlusselemente 65 ausgebildet. Die Formschlusselemente 65 sind zum Hintergreifen des Kontaktierungsabschnittes 9 des Hochstromleiters 1 ausgestaltet. Dazu verlaufen sie zunächst parallel zur Anpressrichtung A und weisen dann Abschnitte 67 auf, welche quer zur Anpressrichtung A verlaufen. Dabei weisen je 2 Abschnitte 67, welche sich in Einführrichtung E gegenüber liegen, zueinander. Durch die Abschnitte 67 ist der Verbindungsabschnitt 33 in Anpressrichtung A begrenzt. In einem am Hochstromleiter 1 montierten Zustand kann der Hochstromleiter 1, bzw. dessen Kontaktierungsabschnitt 9 an den Abschnitten 67 anliegen. Wird nun ein Flachkontakt durch die Anpressorgane 41 gegen einen im Verbindungsabschnitt 33 angeordneten Hochstromleiter gepresst, so dienen die Formschlusselemente 65 als Widerlager für den Hochstromleiter 1. Der Hochstromleiter 1 ist also gegen die Formschlusselemente 65 abgestützt und kann durch den Anpressdruck nicht aus der Haltestruktur 29 bewegt werden. Auf diese Weise kann ein Flachkontakt mit hohem Druck gegen den Kontaktierungsabschnitt 9 gepresst werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Haltestruktur 29 zwei stationäre Formschlusselemente 69 und zwei Formschlusselemente 65 auf, welche als elastisch auslenkbare Rastmittel 71 gebildet sind. Dabei liegen sich die zwei stationären Formschlusselemente 69 parallel zur Einführrichtung E und die beiden als Rastmittel 71 ausgebildeten Formschlusselemente 65 ebenfalls parallel zur Einführrichtung E gegenüber.
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Die Rastmittel 71 sind quer zur Anpressrichtung A vom Verbindungsabschnitt 33 weg auslenkbar. Bevorzugt sind die Rastmittel 71 parallel zur Einführrichtung E vom Verbindungsabschnitt 33 weg auslenkbar. Durch die elastische Auslenkbarkeit lassen sich die Abschnitte 67 der Rastmittel 71 vom Verbindungsabschnitt 33 weg auslenken, so dass ein Hochstromleiter 1 in den Verbindungsabschnitt 33 eingesetzt werden kann. Zum Einsetzen eines Hochstromleiters 1, bzw. zum Aufsetzen der Haltestruktur 29 auf einen Hochstromleiter 1 kann ein Teil des Hochstromleiters 1 zunächst durch die Montageöffnung 40 in den Verbindungsabschnitt 33 eingesetzt werden, wobei die stationären Formschlusselemente 69 diesen hintergreifen. Anschließend kann der Teil der Haltestruktur 29, welcher die Rastmittel 71 aufweist, gegen den Hochstromleiter 1 gepresst werden, sodass die Rastmittel 71 ausgelenkt werden. Dadurch kann der Hochstromleiter 1 in den Verbindungsabschnitt 33 bewegt werden und die Rastmittel 71 können wieder in ihre in 2 gezeigte Ausgangsposition zurückkehren. Dann ist der Hochstromleiter 1 von sämtlichen Formschlusselementen 65 der Haltestruktur 29 hintergriffen. Der Hochstromleiter 1 kann also entlang einer Montagerichtung M in die Haltestruktur 29 bewegt werden, welche entgegengesetzt zur Anpressrichtung A verläuft.
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3 zeigt eine auf einem Kontaktierungsabschnitt 9 eines Hochstromleiters 1 montierte Haltestruktur 29. Dabei entspricht der Hochstromleiter 1 der mit Bezug auf die 1 beschriebenen Ausführungsform und die Haltestruktur 29 der mit Bezug auf die 2 beschriebenen Ausführungsform. Zu der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 31 gehören in diesem Fall das plattenförmige Verbindungsteil 3 und die Haltestruktur 29. Die Haltestruktur 29 kann insbesondere in der mit Bezug auf die 2 beschriebenen Art mit dem Kontaktierungsabschnitt 9 verbunden worden sein.
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In dem montierten Zustand ist der Kontaktierungsabschnitt 9 in dem Verbindungsabschnitt 33 der Haltestruktur 29 angeordnet die Formschlusselemente 65 der Haltestruktur 29 hintergreifen diesen. Die Formschlusselemente 65 sind dabei in den Aussparungen 11 des Kontaktierungsabschnittes 9 angeordnet. Dadurch ist die Haltestruktur 29 gegen Verlieren gesichert.
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Die Anpressorgane 41 der Haltestruktur sind in Anpressrichtung A den Kontaktierungselementen 17 des plattenförmigen Verbindungsteils 3 gegenüberliegend angeordnet. Die Stoppelemente 53 und 55 liegen an dem Hochstromleiter 1 an, so dass die Haltestruktur 29 in Anpressrichtung A auf dem Hochstromleiter 1 abgestützt ist. Gleichzeitig dienen diese, wie bereits beschrieben, als Sicherung gegen das Einführen eines Flachkontakts entlang einer von der Einführrichtung E abweichenden Richtung. Die Aufnahme 35 für einen Flachkontakt ist nun ausschließlich durch die Einführöffnung 51 zugänglich.
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4 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 31 wie in 3 gezeigt, jedoch mit einem angedeuteten, eingesetzten Flachkontakt 73. 5 zeigt einen Querschnitt entlang der in 4 mit A-A gekennzeichneten Schnittlinie.
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Der Flachkontakt 73 ist in der Aufnahme 35 angeordnet. Dabei liegen an seiner Oberseite 75 die Anpressorgane 41 und an seiner Unterseite 77 die Kontaktierungselemente 17 an. Die Anpressorgane 41 erzeugen einen Anpressdruck in Richtung auf den Verbindungsabschnitt 33, wodurch der Flachkontakt 73 in Anpressrichtung A gegen das plattenförmige Verbindungsteil 3 gepresst wird. Auf diese Weise wird ein elektrischer Kontakt zwischen dem Flachkontakt und dem Hochstromleiter 1 über die Kontaktierungselemente 17, bzw. über das Verbindungsteil 3 hergestellt. Es ist anzumerken, dass die erfindungsgemäße Anordnung 31 auch nur aus der Haltestruktur 29 bestehen kann. Das plattenförmige Verbindungsteil 3 stellt eine Verbesserung der erfindungsgemäßen Anordnung 31 dar, ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
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Im Folgenden ist mit Bezug auf die 6 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 31 mit einer erfindungsgemäßen Haltestruktur 29 an einem Hochstromleiter 1 beschrieben. Der Kürze halber ist dabei lediglich auf die Unterschiede zu der mit Bezug auf die 1–5 beschriebenen Ausführungsform eingegangen.
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Während bei der ersten Ausführungsform die Einführrichtung E quer zur Leitungsrichtung L verläuft, so das es sich um eine 90°-Steckverbindung handelt, verlaufen die Einführrichtung E und die Leitungsrichtung L bei der zweiten Ausführungsform parallel zueinander. Die in 6 dargestellte Ausführungsform stellt also eine 180°-Steckverbindung dar.
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Die Haltestruktur 29 weist eine Einführöffnung 51 auf, welche die Aufnahme 35 in Leitungsrichtung L bzw. gegen die Einführrichtung E öffnet. Zum Hochstromleiter 1 hin weist die Haltestruktur ein Stoppelement 53 auf. An den beiden quer zur Leitungsrichtung L liegenden Enden weist die Haltestruktur 29 zwei sich gegenüberliegende weitere Stoppelemente 55 auf.
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Die Anpressorgane 41 sind mit ihren Längsrichtungen 47 parallel zur Einführrichtung E angeordnet um auch bei der zweiten Ausführungsform ein störungsfreies Einführen eines Flachkontakts 73 zu ermöglichen. Auch die Längsrichtungen ein und 20 der Kontaktfedern 19 des plattenförmigen Verbindungsteils 3 sind parallel zur Einführrichtung E ausgerichtet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hochstromleiter
- 3
- Verbindungsteil
- 5
- Kompaktiertes Ende
- 7
- Leiterebene
- 9
- Kontaktierungsabschnitt
- 11
- Aussparung
- 13
- Kontaktierungsseite
- 15
- Verbindungsseite
- 17
- Kontaktierungselement
- 19
- Kontaktfeder
- 21
- Längsrichtung der Kontaktfedern
- 23
- Freie Enden der Kontaktfedern
- 25
- Reihe von Kontaktfedern
- 27
- Formschlusselement des Verbindungsteils
- 29
- Haltestruktur
- 31
- Anordnung
- 33
- Verbindungsabschnitt
- 35
- Aufnahme
- 37
- Aufnahmeraum
- 39
- Gemeinsamer Hohlraum
- 40
- Montageöffnung
- 41
- Anpressorgan
- 43
- Freies Ende eines Anpressorgans
- 45
- Basis eines Anpressorgans
- 47
- Längsrichtung eines Anpressorgans
- 49
- Gewölbter Bereich eines Anpressorgans
- 51
- Einführöffnung
- 53
- Stoppelement
- 55
- Weiteres Stoppelement
- 57
- Klemmelement
- 59
- Auslenkbares Ende
- 61
- Rastelement
- 63
- Befestigungsmittel
- 65
- Formschlusselement
- 67
- Abschnitt des Formschlusselements
- 69
- Stationäres Formschlusselement
- 71
- Rastmittel
- 73
- Flachkontakt
- 75
- Oberseite des Flachkontakts
- 77
- Unterseite des Flachkontakts
- L
- Leitungsrichtung
- A
- Anpressrichtung
- E
- Einführrichtung
- M
- Montagerichtung
