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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktklemme zum lösbaren Kontaktieren eines insbesondere als Flachkontakt ausgebildeten Kontaktpartners nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung einer solchen Kontaktklemme, und die Erfindung betrifft ein Prüf- und Kontaktsystem, welches eine derartige Kontaktklemme aufweist.
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Aus dem Stand der Technik sind insbesondere für Flachkontakte geeignete elektrische Kontaktklemmen allgemein bekannt. Aufgrund ihrer Eignung für die Kontaktierung von Kontakten mit Strömen im mehrstelligen Amperebereich werden bekannte elektrische Kontaktklemmen für Flachkontakte insbesondere auch in Form von Hochstromklemmen ausgebildet und eingesetzt.
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Ein als allgemein bekannt vorausgesetzter Flachkontakt als Kontaktpartner wird bei gattungsbildend bekannten Kontaktklemmen durch typischerweise backenartig ausgestaltete Kontaktmittel kontaktiert, welche endseitig einer Anordnung aus einer üblicherweise langgestreckt und stiftartig ausgebildeten Innenbaugruppe vorgesehen sind, welche wiederum – etwa zum Zweck der Federung – axial beweglich in einer Außenbaugruppe geführt und gelagert ist. Über die (geeignet aus einem metallischen Werkstoff realisierten) Innen- bzw. Außenbaugruppen erfolgt dann die Zu- bzw. Abfuhr des über die als Klemmbacken realisierten Kontaktmittel zum bzw. vom Kontaktpartner.
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Um einen zuverlässigen elektrischen (und üblicherweise für eine Vielzahl von Betätigungsvorgängen lösbaren) Kontakt mit gleichbleibender elektrischer Kontaktgüte sicherzustellen, kommt es kritisch auf die Ausgestaltung der verwendeten Kontaktmittel an, sowohl im Hinblick auf eine Wahl des geeigneten Materials, als auch die konstruktive Ausgestaltung: Insbesondere vor dem Hintergrund eines möglichen Einsatzes als Starkstromklemme ist es nämlich einerseits erforderlich, die Kontaktmittel (also etwa eine backenartige Struktur) mit ihrem Kontaktabschnitt für den Kontaktpartner mit hinreichender Anpresskraft anzulegen, so dass keine nachteiligen Übergangswiderstände oder dgl. unerwünschte elektrische Effekte entstehen. Bekannt ist es in diesem Zusammenhang, Federmaterialien auszuwählen, welche dann in geeigneter Weise – bzw. bügelartig – zum Kontaktieren des (etwa als Flachkontakt ausgestalteten) Kontaktpartners gebogen sind. Ein Einsetzen bzw. Einführen des zu kontaktierenden Abschnitts des Kontaktpartners in den von diesen Kontaktmitteln beschriebenen Aufnahmebereich führt dann zu einem (federnden) Auslenken, mit der Wirkung, dass durch Federkraft die Kontaktierung des Kontaktpartners erfolgen kann.
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Für eine geeignete Dimensionierung, wiederum vor dem Hintergrund hoher fließender Kontaktströme, besteht daher das Erfordernis, einen durch eine derartige Federgestaltung möglichen Anpressdruck möglichst hoch auszugestalten. Dies ist jedoch auch in zweifacher Richtung nachteilig: Je fester etwa Backen eines Backenpaares durch – entsprechend hohe – Federkraft aneinander gepresst sind, desto mehr Kraft ist für das Einsetzen bzw. Einführen des Kontaktpartners in eine solche Anordnung erforderlich. Darüber hinaus bewirkt eine hohe Federkraft beim Einführungsvorgang, dass die Kontaktmittel auf der zu kontaktierenden (üblicherweise flachen) Oberfläche des Kontaktpartners entlang schleifen, bis die vollständige Einsetz- bzw. Einführungsposition erreicht ist. Nachteilige Konsequenz daraus sind schädliche Schleif- und Kratzspuren auf der zu kontaktierenden Oberfläche des Kontaktpartners, was insbesondere im Rahmen von Prüfsystemen, welche mit der gattungsbildenden elektrischen Kontaktklemme für neu hergestellte und noch zu vermarktende Geräte konzipiert sind, offensichtlich nachteilig ist. Dagegen würde eine Federkraft- bzw. Kontaktdruckoptimierung im Hinblick auf möglichst geringe Schleif- bzw. Kratzschäden das Problem tendenziell mangelhafter elektrischer Kontaktgüter bewirken können, insbesondere im Hinblick auf hohe (Prüf-)Ströme. In der Praxis einer Kontaktierung eines Hochstrom-Flachkontakts einer typischen Dicke von 0,8mm und einer Breite von 4mm bis 7mm führt dies zur reproduzierbar erreichbaren Kontaktströmen von maximal ca. 3A bis 5A.
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Als weitere, als aus dem Stand der Technik allgemein bekannt vorausgesetzte Technologie wird der (etwa wiederum typischerweise als Flachkontakt ausgebildete) Kontaktpartner mit nicht-federnden Kontaktmitteln kontaktiert, welche nach dem Einsetzen oder Einführen des (Flach-)Kontakts in den Aufnahmebereich ein (üblicherweise manuelles) Fixieren durch Klemmschrauben oder dgl. zusätzliche Befestigungsmittel vorsehen. Während derartige Klemmschrauben ein feinfühliges und auch justierbares Kontaktieren eines Flachkontakts – auch unter Minimierung von nachteiligem Schleifen oder Kratzen auf der Oberfläche – ermöglichen, ist gleichwohl eine derartige Technologie aufwändig in der Handhabung, etwa dass das Betätigen der zusätzlichen Fixierelemente im Regelfall ausschließlich manuell erfolgt und so eine Eignung für ein automatisiertes Herstellen (und Lösen) des Kontakts mit dem Kontaktpartner praktisch unmöglich, bzw. nur durch deutlich erhöhten apparativen Aufwand realisierbar ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine bekannte elektrische Kontaktklemme nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowohl im Hinblick auf ihre elektrischen und mechanischen Kontakteigenschaften zu verbessern, als auch sicherzustellen, dass beim Herstellen und Lösen des Kontakts mit dem Kontaktpartner kein nachteiliges Schleifen oder Kratzen auf einem bevorzugt einzusetzenden Flachabschnitt des Kontaktpartners auftritt; dabei soll gleichwohl eine hohe elektrische Kontaktgüte herstellbar sein, welche insbesondere das Übertragen von Strömen im mehrstelligen Amperebereich gestattet.
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Schließlich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte elektrische Kontaktklemme nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu schaffen, welche konstruktiv einfach realisierbar ist und das Herstellen bzw. Lösen des Kontakts zum Kontaktpartner automatisiert und insbesondere ohne die Notwendigkeit manueller Einstellungen oder Justierungen für jeden Einzelfall ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch die elektrische Kontaktklemme mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Zusätzlicher Schutz im Rahmen der Erfindung wird beansprucht für eine Verwendung einer derartigen erfindungsgemäßen Kontaktklemme zur Realisierung einer elektrischen Prüfvorrichtung, wobei diese Verwendung insbesondere die Übertragung von Kontaktströmen oberhalb von 10A, weiter bevorzugt oberhalb von 30A, vorsieht. Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung Schutz beansprucht für ein System bestehend aus der erfindungsgemäßen Kontaktklemme nach einem der Erzeugnisansprüche sowie mindestens einem laschenartig ausgestalteten Flachkontakt, welcher mit einem nachgeschalteten Prüfobjekt verbunden ist.
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In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise wird durch die elektrische Kontaktklemme der vorliegenden Erfindung die Relativbewegung zwischen der Innen- und der Außenbaugruppe entlang der axialen Richtung mit der dadurch definierten ersten bzw. zweiten axialen Relativstellung so ausgestaltet, dass in der ersten axialen Relativstellung, bei Nicht-Kontaktgabe, der durch die Kontaktmittel bestimmte Aufnahmebereich eine lichte Mindestweite (quer zur Längsachse) aufweist und so das berührungslose Einsetzen bzw. Einführen des Kontaktpartners gestattet.
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Dadurch, dass die Kontaktmittel mit mindestens einem federnd und/oder schwenkbar ausgebildeten Kontaktarm realisiert sind, entspricht diese erste axiale Relativstellung auch einer vorbestimmten (nämlich die lichte Öffnungsweite ermöglichenden) Schwenkposition des Kontaktarms, welcher parallel oder annährend parallel zur Längsachse schwenkbar gehalten ist.
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Dagegen gestattet die vorliegende Erfindung, dass bei einem Verbringen der Innen- und der Außenbaugruppe in die zweite axiale Relativstellung der Kontaktarm eine (vorteilhaft gefederte) Schwenkbewegung in Richtung auf die zentrale Längsachse durchführt, mit anderen Worten, zum Schließen der lichten Öffnungsweite bewegt wird. Auf dieser Weise ist es ermöglicht, dass bei eingeführtem Kontaktpartner dessen zu kontaktierender Abschnitt durch den Kontaktarm berührt wird, wobei weiter vorteilhaft diese Bewegung durch die (die beschriebene Relativbewegung ausführende) Außenbaugruppe bewirkt bzw. mechanisch angetrieben wird.
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Dieses in den beschriebenen mechanischen Funktionalitäten verkörperte Lösungsprinzip besitzt mehrere Vorteile: Zum einen gestattet die lichte Öffnungsweite in der ersten axialen Relativstellung von Innen- und Außenbaugruppe das Einführen bzw. Einsetzen des Kontaktpartners (welcher selbst nicht Gegenstand der Erfindung ist, jedoch die funktionale Eignung der Erfindung zur Kontaktierung beschreibt), ohne dass beim Einführen oder Einsetzen der Kontaktarm in potenziell nachteiliger Weise auf einem Flachabschnitt oder dgl. Oberfläche des Kontaktpartners kratzt oder schleift. Dagegen greift in der zweiten axialen Relativstellung der Kontaktarm definiert und mit vorbestimmbarer Kraft, insbesondere Federkraft, auf diesen Flachabschnitt, aber erst, wenn das Einführen abgeschlossen ist, mit anderen Worten keine kratzende oder schabende Relativbewegung mehr stattfindet. Entsprechend ist es konstruktiv möglich, eine Andruck- oder Anpresskraft für diesen Kontakt hoch zu dimensionieren.
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Im Vergleich mit dem gattungsbildenden Stand der Technik ist so eine Verbesserung um den Faktor 5 bis 10 realisierbar, also Ströme bis zu 50A und mehr.
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Wird zudem weiterbildend und gemäß einer bevorzugten Realisierungsform die Kontaktmittelanordnung mit dem mindestens einen Kontaktarm an der Innenbaugruppe (insbesondere axial innenseitig) festgelegt, führt das Einsetzen oder Einführen eines Kontaktpartners zu der Relativbewegung zwischen der ersten und der zweiten Relativstellung, sobald eine Vorderkante des Kontaktpartners auf einen geeignet vorzusehenden Abschnitt der Innenbaugruppe greift und diese dann zum Ausbilden der Relativbewegung mitnimmt. Erfindungsgemäß vorteilhaft sorgt dann die Außenbaugruppe, insbesondere und bevorzugt an einem öffnungsseitigen Abschnitt, d.h. im Bereich einer Öffnung des Aufnahmebereichs, für das Bewegen und Führen (d.h. Verschwenken) in Richtung auf die Längsachse zur Kontaktgabe. Auf diese Weise ist in mechanisch einfacher Weise eine leicht herstellbare, gleichzeitig einfach in der Kontaktbewegung automatisierbare elektrische Kontaktklemmenvorrichtung realisierbar.
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Dabei ist es einerseits unter Herstellungs- und Dimensionierungsaspekten bevorzugt, die Kontaktmittel mit dem (mindestens einen) Kontaktarm als separate Baugruppe von der Innen- und der Außenbaugruppe vorzusehen, etwa mit dem Zweck, die weiterbildend vorteilhafte Ausbildung als Stanz- bzw. Biegeteil serientauglich, geeignet dimensioniert aus einem Federmaterial und mit den gewünschten Biegeeigenschaften vorzugeben. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich und von der Erfindung umfasst, etwa einen (z.B. federnd beweglichen) Abschnitt der Innenbaugruppe als erfindungsgemäßen Kontaktarm auszubilden.
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Wiederum in der konkreten Realisierung und als vorteilhafte Weiterbildung sieht die Erfindung vor, die Kontaktmittel zum beidseitigen Kontaktieren des bevorzugt flach ausgebildeten Kontaktpartners als Paar einander gegenüberliegender und zwischen sich zum Aufspannen des Aufnahmebereichs ausgebildeter Kontaktarme zu realisieren. Auf diese Weise ist dann die – bevorzugt als separate Baugruppe vorzusehende – Kontaktmittelanordnung als Bügel aus einem Paar der Kontaktarme zu realisieren, welche einends durch einen Bügelabschnitt verbunden sind, welcher wiederum geeignet etwa an der Innenbaugruppe befestigt oder befestigbar ist.
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Der Kontaktarm oder die Kontaktarme, in beliebigen Ausgestaltungen, sind dann vorteilhaft weiterbildend backenförmig, blattartig oder lamellenartig und weisen weiter bevorzugt einen verformten oder profilierten Abschnitt auf, welcher zum Kontaktieren des Kontaktpartners vorgesehen ist. In der praktischen Realisierung kann etwa dieser verformte oder profilierte Abschnitt als Abwinkelung realisiert sein, so dass sich ein weiterbildend nach innen (d.h. in Richtung auf die mittige Längsachse) gerichteter Abschnitt als Knickkante ausbildet, welcher dann, bei einem Anliegen am Kontaktpartner in der zweiten Relativstellung, einen definierten elektrischen Kontaktübergang sicherstellt. Dabei ist es vorteilhaft, diese etwa durch Abwinkeln oder Knicken realisierte Kante nicht durch eine äußere, endseitige Kante an einem (freien) Ende des Arms auszubilden, sondern diese Kante vielmehr um einen vorbestimmten Abschnitt von diesem freien Ende vorzusehen, so dass mit den Verformungs- bzw. Profilierungstechnologien, hier dem bevorzugten Abwinkeln oder Knicken, die Andruckverhältnisse bestmöglich ausgestaltet werden können: So entsteht etwa eine besonders bevorzugte federnde Anpresskraft dadurch, dass bei der Relativbewegung von Innenbaugruppe zu Außenbaugruppe der (mindestens eine) Kontaktarm außenseitig an dem Endabschnitt der Außenbaugruppe entlang gleitet, wobei dann die abgewinkelte, geknickte bzw. profilierte Kontur des Arms durch diesen Gleitvorgang die (nach innen klemmend bzw. federnd gerichtete) Armbewegung bewirkt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Innenbaugruppe und die Außenbaugruppe in der ersten Relativstellung gegeneinander vorgespannt, nämlich durch vorteilhafte Wirkung der weiterbildend vorzusehenden Federmittel zwischen diesen Baugruppen, wobei sich etwa, bei axial ineinander geführten Baugruppen, eine Druckfeder im Übergangsbereich bzw. an geeigneten Widerlagern angreifend als besonders vorteilhaft und bevorzugt herausgestellt hat.
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Eine insbesondere im Hinblick auf fortgeschrittene Messaufgaben, zum Realisieren der vorgenannten Vierpol-Messung, günstige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die elektrische Kontaktklemme elektrisch mehrpolig ausgestaltet ist, d.h. der mindestens eine Kontaktarm mehrpolig geteilt ist oder aber mehrere Kontaktarme, einander benachbart oder gegenüberliegend aufeinander gerichtet, wiederum ergänzend auch in Vielzahl entlang eines Kreisumfangs angeordnet und jeweils separat voneinander elektrisch kontaktiert bzw. kontaktierbar, ausgestaltet sind. In einer einfachen zweipoligen Ausgestaltung ist es zu diesem Zweck bevorzugt, die Innen- und die Außenbaugruppe voneinander elektrisch zu isolieren, so dass insoweit eine Zweipoligkeit hergestellt werden kann. In der alternativen Weiterbildung kann insbesondere auch ein hohler Mittenbereich der Innenbaugruppe zum Vorsehen eines geeignet mehrartigen Zuleitungskabels für die mehrpoligen Kontaktmittel ausgestaltet sein.
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Die vorliegende Erfindung ist, nicht zuletzt aufgrund eines bevorzugten Einsatzkontext im Bereich einer Hochstromkontaktierung, besonders günstig für Flachkontakte als Kontaktpartner, gleichzeitig ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Eignung für derartig ausgestaltete Flachkontakte beschränkt.
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Vielmehr ist es auch von der Erfindung umfasst, Kontaktpartner mit komplexen, etwa nicht-rechteckigen Querschnitt zu kontaktieren, eingeschlossen runde Querschnitte oder Kontaktpartnerquerschnitte mit abschnittsweise entlang des Umfangs vorgesehenen Rundungen bzw. bogenförmigen Abschnitten. Weiterbildend ist es zu diesem Zweck dann günstig, die Kontaktmittel, nämlich einen jeweiligen Kontaktarm zumindest im Kontaktbereich mit einer entsprechenden gerundeten bzw. bogenförmigen Einformung auszugestalten, so dass auch hierfür ein bestmöglicher elektrischer Kontakt erreichbar ist.
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Insbesondere in der Verwendung im Zusammenhang mit Prüf- bzw. Kontaktsystemen, welche eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktklemmen der erfindungsgemäßen Art vorsehen, ist es günstig, der Anordnung aus Innen- und Außenbaugruppe Befestigungsmittel zuzuordnen, welche etwa in besonders günstiger Weise als die Innen- und Außenbaugruppe zumindest einends umschließende Trägerhülse ausgestaltet sein können und das Anordnen auf geeigneten Trägersystemen oder dgl. Prüfvorrichtungen gestatten. In der vorteilhaften Weiterbildung einer derartigen Trägerhülse ist es dann vorteilhaft, diese Trägerhülse, insbesondere stirnseitig, d.h. einem Aufnahmeabschnitt mit der Innen-/Außenbaugruppenanordnung gegenüberliegend, zum Kontaktieren mit einer elektrischen Zuleitung auszubilden, wobei etwa im Hinblick auf einen Hochstromkontext hier auch eine innere Hülsenweite bereits die Aufnahme eines entsprechend querschnittlich dick dimensionierten Zuleitungskabels ermöglichen kann. Auch ist es weiterbildend vorteilhaft, die erfindungsgemäße Anordnung aus Innen- und Außenbaugruppe in weiterbildende Befestigungsmittel (etwa die vorteilhafte Trägerhülse) lösbar mit Hilfe von Hub-Drehkupplungen, wie sie etwa durch einen Bajonettverschluss realisierbar sind, vorzusehen; zu diesem Zweck kann dann konstruktiv einfach die Innen- bzw. Außenbaugruppe endseitig einen Verriegelungsabschnitt ausbilden, z.B. durch einen quer zur Längsachse eingesetzten Stift, welcher dann in geeignete Schlitze bzw. Hinterschneidungen der Trägerhülse eingreift und so die lösbare Verriegelung ermöglicht.
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Wiederum vorteilhaft weiterbildend ist es möglich, die Trägerhülse mit geeigneten Montage bzw. Angriffsabschnitten für Montagewerkzeug zu versehen; besonders günstig und vorteilhaft ist etwa ein mit polygonalen Angriffsflächen für ein Schlüsselwerkzeug oder dgl. ausgestalteter Kragenabschnitt an der Trägerhülse, um diese dann etwa auch in ihrer Einsatzposition geeignet drehen zu können. Für die Montage bietet diese Variante dann den zusätzlichen Vorteil, dass etwa die erfindungsgemäß vorteilhaft backen-, blatt- oder lamellenartig ausgestalteten Kontaktmittel auf Längs- bzw. Flachabschnitte eines derartigen Montagebereichs ausgerichtet werden können, so dass dem Monteur bereits eine visuelle Orientierung und Handhabungshilfe angeboten ist.
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Während das Vorsehen der Befestigungsmittel bzw. der Trägerhülse und deren Ausgestaltung, wie oben erläutert, eine bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist und insbesondere die Verwendung im Zusammenhang mit Prüf- und Kontaktsystemen begünstigt, liegt es gleichwohl im Rahmen der vorliegenden Offenbarung, derartige Befestigungsmittel bzw. eine derartige Trägerhülse und deren Ausgestaltungen, insbesondere nach den Ansprüchen 13 und/oder 14, auch als unabhängige Lösungen in Verbindung mit den oberbegrifflichen Merkmalen zu beanspruchen; auch eine derartige Erfindung lässt sich dann durch die weiteren abhängigen Ansprüche bzw. den kennzeichnenden Inhalt des Hauptanspruchs weiterbilden, ebenso wie Merkmale der nachfolgenden Figurenbeschreibung, einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander, zur Weiterbildung dieser Erfindungsvariante, auch im Rahmen einer unabhängigen Lösung mit entsprechendem unabhängigem Anspruch, dienen können.
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Im Ergebnis entsteht durch die vorliegende Erfindung mit ihren zahlreichen Ausgestaltungsvarianten eine elektrische Kontaktklemme, welche das Optimierungs- bzw. Dimensionierungsproblem gattungsbildender Kontaktklemmen in eleganter Weise überwindet, dabei hochgradige Kontaktgüte und hohe Kontaktkraft mit geringstmöglicher Kratz- und Schleifgefahr im Hinblick auf einen empfindlichen Kontaktpartner kombiniert und zudem mechanisch einfach und automatisiert betätigbar aufgebaut und realisiert ist. Damit eignet sich die vorliegende Erfindung besonders für Hochstromanwendungen im Bereich oberhalb von 10A, bevorzugt oberhalb von 30A, wobei hier Flachkontakte als Kontaktpartner zu bevorzugen sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Anwendungskontext beschränkt und eignet sich vielmehr auch für andere Einsatzumgebungen, in denen die vorbeschriebenen Vorteile günstig realisierbar sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
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1 bis 3 Verschiedene Ansichten der elektrischen Kontaktklemme gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform in einpoliger Ausgestaltung als partielle Längsschnittansicht (1) sowie demgegenüber um die Längsachse um 90° gedrehte, wiederum partiell längsgeschnittene Ansicht (2), als Perspektivansicht (3), wobei diese erste Ausführungsform in den 1 bis 3 in Verbindung mit einer Trägerhülse gezeigt ist;
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4 und 5 Seitenansichten der elektrischen Kontaktklemme des ersten Ausführungsbeispiels, jedoch mit abgenommener Trägerhülse und in Relativpositionen zu einem Flachkontakt als zu kontaktierendem Kontaktpartner, wiederum in zueinander um die Längsachse um 90° verdrehten Ansichten;
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6 und 7 Ansichten der in der 1 bis 3 montierten und 4, 5 demontierten Trägerhülse in Perspektivansicht (6) bzw. Längsschnittansicht (7);
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8 bis 10 Längsschnittansichten des Eingriffsbereichs der 1 im ersten Ausführungsbeispiel zum Verdeutlichen eines Betriebsablaufs beim Kontaktieren eines Kontaktpartners durch sukzessives Einführen dieses Kontaktpartners in den Öffnungsbereich;
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11 eine Seitenansicht analog 5 eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektrischen Kontaktklemme, wobei das zweite Ausführungsbeispiel eine zweipolige Kontaktierung ermöglicht, und
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12 eine Detailansicht des Aufnahmebereichs des zweiten Ausführungsbeispiels (11) mit kontaktierend eingesetztem Kontaktpartner, insoweit analog zur Zeichnungsdarstellung der 10 des ersten Ausführungsbeispiels.
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Anhand der 1 bis 7 wird zunächst die konstruktive Realisierung der elektrischen Kontaktklemme des ersten, einpolig ausgebildeten Ausführungsbeispiels erläutert. Als „einpolig“ ist bei diesem Ausführungsbeispiel zu verstehen, dass ein bevorzugt flacher, in einem Aufnahmebereich 10 der geöffneten, d.h. unkontaktierten, Kontaktklemme 12 einzusetzender Kontaktpartner einpolig kontaktiert wird und das (einzelne) Potenzial dieses Kontaktpartners von der elektrischen Kontaktklemme abgegriffen und zur Weiterverarbeitung, insbesondere über einen anderenends des Aufnahmebereichs 10 an der langgestreckt ausgebildeten Kontaktklemme 12 vorgesehenen Befestigungsabschnitt 14 für ein Kabel bereitgestellt wird.
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Wie insbesondere die Längsschnittansicht der elektrischen Kontaktklemme des ersten Ausführungsbeispiel illustriert, wird eine stiftartige, langgestreckte Innenbaugruppe 16 umschlossen von einer hülsenartigen Außenbaugruppe 18, welche entlang der axialen Längsrichtung relativ beweglich zur Innenbaugruppe 16 gehalten ist. Eine Druckfeder 20 spannt die Baugruppen 16, 18 gegeneinander vor, dergestalt, dass diese Druckfeder sich einends von einem Boden eines oberen Bereichs 22 der Außenbaugruppe 18, anderenends von einem verbreiterten Endabschnitt 24 der Innenbaugruppe 16 abstützt.
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Die Anordnung aus Außenbaugruppe 18 und Innenbaugruppe 16 ist einends gehalten in einer Trägerhülse 26 (6, 7), welche in ansonsten bekannter Weise zum Einsetzen bzw. Anordnen in/auf Prüfmitteleinrichtungen vorgesehen ist.
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Die Trägerhülse 26 (siehe wiederum die partiellen Schnittansichten der 1, 2) ist zum lösbaren Halten der Anordnung 16, 18 mittels eines Steck-/Drehverschlusses in der Art einer Bajonettkupplung eingerichtet, dergestalt, dass ein unteres Ende des Stifts (Innenbaugruppe 16), versehen mit einem Querstift 28 für eine Verriegelung, in eine innenliegende Nut 30 der Hülse 26 zum Ermöglichen einer Axialbewegung eingreifen kann, um dann, in der in 1, 2 gezeigten Weise, nach dem Verdrehen entsprechend des Bajonettprinzips, zu verriegeln.
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Am in der Figurenebene der 1 bis 7 oben liegenden Ende, d.h. in Richtung auf den Aufnahmebereich 10, ist die Hülse 26 mit einer Rändelung 32 versehen, ferner ist die obere Öffnung der Hülse 26 von einem Kragen 34 umschlossen, welcher, zur geeigneten Betätigung durch angreifende Schlüsselwerkzeuge, ein Paar gegenüberliegender Abflachungen 36 ausbildet. Diese Abflachungen sind zudem, insbesondere durch geeignete Ausrichtung der inneren Schlitzanordnung 30, so ausgestaltet, dass mit diesen Abflachungen gleichzeitig eine Orientierung des im Weiteren im Detail zu erläuternden Aufnahmebereichs ermöglicht ist.
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Wie diesbezüglich wiederum die Schnittansicht der 1 verdeutlicht, sitzt im Inneren des offenen Endbereichs 22 der Außenbaugruppe – diese bildet ein Paar einander gegenüberstehender, freier Arme – ein Feder-Bügelelement 38, welches, aus einem geeignet federnden Stahlmaterial durch Stanzen bzw. Biegen gefertigt, querschnittlich U-förmig ausgestaltet ist (1), mit einem bodenseitigen Verbindungsabschnitt freier Lamellenabschnitte 40, 42 über ein Verbindungselement 44 auf dem Endabschnitt 24 der Innenbaugruppe mechanisch und elektrisch kontaktierend festgelegt ist und im Bereich der äußeren Enden der Lamellenabschnitte 40, 42 aus dem offenen Endbereich der Außenbaugruppe 22 herausragt, wobei, wie die Schnittansicht der 1 erkennen lässt, diese freien Endabschnitte der Lamellen 40, 42 jeweils nach außen unter Ausbildung einer innenliegenden Knickkante 46 aufweitend aufgebogen sind. Im konkreten Ausführungsbeispiel ist das Bauelement 44 aus einem Kunststoffmaterial realisiert und in eine endseitige Bohrung des Endabschnitts 24 so eingepresst, dass in der beabsichtigten Weise die Kontaktbaugruppe 38 elektrisch die Innenbaugruppe 16 kontaktiert und gleichzeitig mechanisch fest auf dieser gehalten ist.
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Wie zudem die 2 und 3 im eingriffseitigen Bereich (d.h. im Bereich des Aufnahmebereichs 10) verdeutlichen, sind die freien Lamellenarme 40, 42 der Kontaktbaugruppe 38 in einer Querrichtung geschlitzt bzw. gefächert, um eine – federnde – Kontaktgabe an einen flachen Kontaktpartner, hier eine für Starkstrom vorgesehene Lasche 50 (4, 5) zu verbessern. Erkennbar ist ferner, dass die freien und aus der Außenbaugruppe 22 endseitig herausragenden Endabschnitte der Lamellen 40, 42 an den äußeren Endkanten der Außenbaugruppe 42 unter Ausbildung einer jeweiligen schiefen Ebene anliegen, so dass eine Relativbewegung zwischen der Innenbaugruppe 16 und der Außenbaugruppe 18 zu einem Entlanggleiten der Abschnitte 40, 42 am offenen Endbereich 22 führt und damit die innenliegenden Kanten 46, die den lichten Aufnahmebereich 10 bestimmen, schließend aufeinander zu bewegen, um den Kontakt herzustellen.
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Diese Funktionalität wird im Weiteren unter Bezugnahme auf die 8 bis 10 erläutert.
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Wie die Abfolge der 8 bis 10 verdeutlicht (Perspektive und Darstellung analog des oberen Bereichs der 1) ist in einem ersten freien, geöffneten und unkontaktierten Zustand der Öffnungsbereich 10 geöffnet; die Biege- bzw. Knickkanten 46 bilden einen maximalen Abstand zueinander aus, welcher eine lichte Weite besitzt, die größer ist als die Dicke des schematisch gezeigten Kontaktpartners 50. Dies führt dazu, dass der Kontaktpartner in den Öffnungs- bzw. Aufnahmebereich 10 eingeführt werden kann, ohne dass es zu einer Berührung mit den Lamellen 40 bzw. 42 kommt, mit der vorteilhaften Wirkung, dass jegliches nachteiliges Schaben, Kratzen oder dgl. auf der potenziell zu schützenden Oberfläche (Flachseite) des Kontaktpartners 50 verhindert werden kann.
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Im fortgesetzten Einführungszustand der 9 wird deutlich, dass eine vordere Eingriffskante 52 des Kontaktpartners das stiftförmige Element 44 erreicht und kontaktiert, so dass ein weiteres Einführen des Kontaktpartners 50 dann ein nachfolgendes Eintauchen der Innenbaugruppe 16 relativ zur Außenbaugruppe 18 bewirkt, wie die 10 zeigt. Diese Relativbewegung (Eintauchen) führt zur gezeigten Kompression der Feder 20 im Vergleich der 9 und 10. Gleichzeitig sorgt die Relativbewegung zwischen der Innen- und der Außenbaugruppe 16, 18 dafür, dass in der vorbeschriebenen Weise die freien Endabschnitte der Lamellen 40, 42 an den freien Endabschnitten der Außenbaugruppe 22 entlang- bzw. abgleiten, so dass das jeweils durch das auswärtige Biegen der Lamellen erzeugte schiefe-Ebene-Verhalten zu einem Schließen der Kontaktbaugruppe 38 um den Kontaktpartner 50 führt, wie die 10 mit dem vollständig kontaktierten Zustand verdeutlicht. In diesem Betriebszustand liegen damit die Knickkanten 46 kontaktierend und, bedingt durch die definierte Feder- und Andruckgeometrie (mit definierter Kontaktkraft) an dem Kontaktpartner 50 an, ohne dass es jedoch bis dahin ein Schleifen oder dgl. Relativbewegung des Kontaktpartners gegeben hat. Vorteilhafte Wirkung ist ein definierter, elektrisch belastbarer und für hohe Ströme, im dargestellten Ausführungsbeispiel bis 30A und mehr, geeigneter Kontakt, der jedoch jegliches schädliche Verkratzen der flachen Oberfläche des Kontaktpartners 50 wirksam verhindert.
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Beim Kontaktzustand der 10 ist die Relativbewegung zwischen Innen- und Außenbaugruppe soweit fortgeschritten, dass das U-förmige Stanz- und Biegelement praktisch vollständig im offenen Endbereich der Außenbaugruppe aufgenommen ist, mithin ist die maximale Anpresskraft des Kontakts erreicht.
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Ein nachfolgendes Lösen des Kontakts erfolgt durch Freigeben bzw. Auseinanderführen von Kontaktpartner 50 und Kontaktklemme 12; durch Wirkung der in der komprimierten Druckfeder 20 gespeicherten Kraft wird die Innenbaugruppe 16 wiederum relativ zur Außenbaugruppe 18 aufwärts bewegt, nimmt die Bügelfeder 38 mit, welche sich daraufhin mit ihren Endabschnitten 40, 42 aus dem offenen Endbereich 22 erstreckt und aufweitet, so dass unter Ausbildung einer lichten Weite zwischen den Kontaktkanten 46 der Aufnahmebereich geöffnet wird und der Kontaktpartner 50 nachfolgend, wiederum ohne Kratzen oder Schaben, frei entnommen werden kann.
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Im gezeigten exemplarischen Ausführungsbeispiel eines Maximaldurchmessers der Hülse 26 von 5mm einer effektiven Länge der Trägerhülse 26 von ca. 50mm und einer entspannten (1) Gesamtlänge der Vorrichtung von ca. 80mm ist die elektrische Kontaktklemme des gezeigten Ausführungsbeispiels zur Übertragung von Kontaktströmen im zweistelligen Amperebereich, bis zu Strömstärken von 30 oder gar 50 Ampere geeignet und liegt damit ein Vielfaches oberhalb bekannter Lösungen, mit dem zusätzlichen erläuterten Vorteil des praktisch punkt- bzw. strichförmigen und damit schleif- und kratzfreien Kontaktierens des Kontaktpartners, bei durch die Feder- und Andruckgeometrie definiertem Federkontaktdruck.
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Anhand der 11 und 12, ansonsten strukturell weitgehend identisch zum vorbeschriebenen ersten Ausführungsbeispiel der 1 bis 10, wird eine Modifikation dieses ersten Ausführungsbeispiels dahingehend gezeigt, dass, über die beschriebene Einpoligkeit hinaus, auch eine zweipolige Kontaktierung erfolgen kann. So verdeutlicht insbesondere die Teilschnittansicht der 12 (analog der Darstellung der 10 im Kontaktzustand), wie der Kontaktpartner 50 zweipolig kontaktiert ist, nämlich zum einen durch die Federkontaktbaugruppe 38, welche analog zur 10 beidseitig die Flachseiten des Kontaktpartners 50 kontaktiert und den elektrischen Kontakt zur Ableitung über die Außenbaugruppe 18 bzw. dessen Endabschnitt 22 ableitet. Ein zweiter Pol wird für die Kontaktpartnerspitze erreicht mittels eines innenliegenden Stifts 60, realisiert durch eine endseitig in der Form modifizierte Stiftgestaltung der Innenbaugruppe 16, wobei, zur elektrischen Isolation gegenüber der Außenbaugruppe 18, ein zylindrischer Isolatorkörper 62 im erweiterten Bereich 22 die Partner trennt und dann im weiteren Verlauf eine Mantelisolation 64 einen langgestreckten Innenstößelabschnitt der Innenbaugruppe 18 von einem umgebenden äußeren Hülsenabschnitt der Außenbaugruppe 18 isoliert.
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Ein separat zu kontaktierender Endabschnitt 66, bodenseitig herausgeführt, stellt die elektrische Verbindung zum Stiftabschnitt 60 bzw. der Spitze 52 des Kontaktpartners 50 her, wobei die Beschaltung des Kontaktpartners (ebenfalls dann geeignet intern isoliert) geeignet erfolgen kann.
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Auch die anhand der 11, 12 illustrierte Mehrpoligkeit ist nicht auf die zwei voneinander isolierten Leiterkonfigurationen beschränkt, vielmehr kann auch hier eine Mehrpoligkeit etwa dadurch entstehen, dass eine Innenleiter (60 in 12) als mehrpoliger Draht realisiert ist, welcher dann etwa eine Mehrzahl von Laschen- bzw. Lamellenabschnitten der Arme 40, 42 kontaktieren kann (wobei hier dann wiederum die geeignete mehrpolige Isolation stattfindet). Ein dann zugeordneter Kontaktpartner 50 kann dann geeignet mehrpolig abgegriffen und kontaktiert werden.
