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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktanordnung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Vermittlung einer elektrischen Verbindung zwischen wenigstens zwei einzelnen, stromführenden Leitungskörpern, z. B. in Form von Stromschienen oder ebenen Platten, die über jeweilige Kontaktflächen flächig in Kontakt stehen.
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Die gattungsbildende
DE 60 2004 006 237 T2 befasst sich mit einer Anordnung zur mechanischen und elektrischen Verbindung zwischen mindestens einem Leiter und einem Trägerteil.
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Ein Verfahren zum Verbinden von flachen Leitungskabeln ist in der
DE 690 13 964 T2 offenbart.
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In der Elektrotechnik ist es allgemein bekannt, dass größere plane Kontaktflächen, z. B. zwei überlappte Stromschienen oder Platten, keinen sicheren Stromübergang gewährleisten. Es sind nur relativ wenige Kontaktpunkte auf den Kontaktflächen derartiger Kontaktschienen vorhanden. Bei größeren Strömen, beispielsweise größer 100 A, sind diese Kontaktpunkte dann spezifisch zu hoch belastet und erwärmen sich. Unter der erhöhten Temperatur ergibt sich eine beschleunigte Oxydation und damit eine weitere Verschlechterung und stärkere Erwärmung der Kontaktstellen. Unfälle, insbesondere Brände, können die Folge hiervon sein.
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In der Vergangenheit sind bereits verschiedene Wege beschritten worden, diese Nachteile bei der Vermittlung einer elektrischen Verbindung zwischen einzelnen, stromführenden Leitungskörpern zu beseitigen. So ist es beispielsweise bekannt, die Kontaktflächen an Kontaktschienen aufzurauen oder engmaschige Gitter aus Kupferblech und dergleichen oder Folien zwischenzulegen und die Kontaktschienen anschließend miteinander zu verschrauben. Das führt jedoch nicht immer zu befriedigenden Lösungen, insbesondere wenn gleichzeitig mechanische Beanspruchungen, zum Beispiel in Form von Vibrationen, auftreten, durch welche sich die Verschraubungen lösen könnten. Außerdem neigen Zwischenlagen aus Kupferblech und dergleichen zu Kriechen, was zu weiteren Lockerungen der Schrauben führt. Zwar ist es bei Anordnungen zur Vermittlung von elektrischen Kontaktverbindungen mittels Schraubverbindungen bekannt, auch Federscheiben zwischenzulegen, doch treten hier wieder die eingangs erwähnten elektrischen Nachteile auf.
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Schraubverbindungen zur Vermittlung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei einzelnen, stromführenden Leitungskörpern, bei denen in die gemeinsame Kontaktfläche metallische, federnde Zwischenlagen eingefügt sind, sind beispielsweise in der
US 3 895 853 ,
US 5 360 355 und
DE 1 286 170 B beschrieben.
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Die
WO 2012/076101 A1 offenbart ferner einen Hochstrom-Steckverbinder, bei dem zwei als Flachstücke ausgebildete Verbindungselemente miteinander formschlüssig in Eingriff gebracht werden können, wobei ein Federelement zur elektrischen Verbindung zwischen den Verbindungselementen verspannt ist.
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Eine an einem Gehäuse befestigte Haltevorrichtung zum sicheren Halten eines elektrischen, stromführenden Steckverbinders in der Haltevorrichtung, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Steckverbinder und dem Gehäuse sicherzustellen, ist aus der
US 5 934 945 bekannt. Die Haltevorrichtung weist zur Fixierung am Gehäuse sowie zum Halten des Steckverbinders entsprechend ausgebildete Anschlagflächen und Rastelemente auf.
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Aus der
US 4 191 445 ist weiterhin ein elektrisches Verbindungsteil bekannt, das eine oder mehrere Lamellen zur Bildung eines elektrischen Strompfades zwischen zwei stromführenden Enden aufweist. Die Verbindungsteile können zwischen zwei stromführende Platten eingefügt werden, um die Platten elektrisch leitend miteinander zu verbinden.
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Die
US 3 845 451 beschreibt außerdem eine elektrische Steckverbindung, bei der ein erster Steckerteil männliche und weibliche Verbindungselemente aufweist, die in komplementäre weibliche und männliche Verbindungselemente eines zweiten Steckerteils eingreifen. An den Kontaktflächen der weiblichen Verbindungselemente sind gewölbte Kontaktstreifen angeordnet, die eine federelastische Kontaktkraft auf das jeweilige männliche Verbindungselement ausüben.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Verbindungsanordnung zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei einzelnen, stromführenden Leitungskörpern bereitzustellen, die einfach und schnell zu montieren ist und dauerhaft eine hohe Stromtragfähigkeit der elektrischen Verbindung sicherstellt. Diese Eigenschaften soll die elektrische Verbindungsanordnung außerdem auch unter statischen wie dynamischen mechanischen Beanspruchungen (z. B. Vibrationen) gewährleisten können.
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Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Kontaktanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Es sei ferner angemerkt, dass eine hierin verwendete, zwischen zwei Merkmalen stehende und diese miteinander verknüpfende Konjunktion „und/oder“ stets so auszulegen ist, dass in einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gegenstands lediglich das erste Merkmal vorhanden sein kann, in einer zweiten Ausgestaltung lediglich das zweite Merkmal vorhanden sein kann und in einer dritten Ausgestaltung sowohl das erste als auch das zweite Merkmal vorhanden sein können.
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Eine elektrische Kontaktanordnung vermittelt eine elektrische Verbindung zwischen wenigstens zwei einzelnen, stromführenden Leitungskörpern, beispielsweise in Form von Stromschienen oder im Wesentlichen ebenen Platten, die jeweils eine Kontaktfläche aufweisen, an welchen die Leitungskörper in einem Überlappungsbereich flächig in Kontakt stehen. Hierbei weist zumindest einer der Leitungskörper wenigstens eine sich durch die Kontaktfläche erstreckende Durchgangsöffnung, z. B. in Form einer Bohrung, Ausstanzung o. ä., auf und zumindest der andere Leitungskörper wenigstens eine Erhebung gegenüber der sich im Überlappungsbereich erstreckenden Kontaktfläche auf.
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Als Durchgangsöffnung durch die Kontaktfläche ist insbesondere eine im Wesentlichen senkrecht zur Kontaktfläche bzw. zur Kontaktebene verlaufende Öffnung im Leitungskörper zu verstehen. Als Erhebung im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine sich von dem Höhenniveau (z. B. einem Durchschnittsniveau) der Kontaktfläche zumindest im Überlappungsbereich des jeweiligen Leitungskörpers deutlich abgrenzende, das heißt sich wesentlich von diesem Niveau unterscheidende, Ausgestaltung am Leitungskörper oder auch Gestaltung des Leitungskörpers selbst, beispielsweise in Form einer Auskragung, Auswölbung o. ä., zu verstehen. Hierbei sind lediglich solche Niveauunterschiede zwischen dem Kontaktflächenniveau und dem Erhebungsniveau zu verstehen, die sicher das Ergebnis zielgerichteten Handelns bei der Gestaltung des Leitungskörpers, der Kontaktfläche und/oder der Erhebung sind und nicht etwa alleine auf herstellungs- und/oder materialbedingten Toleranzabweichungen der einzelnen Elemente beruhen.
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Des Weiteren sind die Leitungskörper im Überlappungsbereich an ihren jeweiligen Kontaktflächen derart einander kontaktierend (insbesondere aneinander liegend) angeordnet, dass die Erhebung des einen Leitungskörpers durch die Durchgangsöffnung des anderen Leitungskörpers ragt. Vorgesehen ist ferner wenigstens ein Halteelement, das in einer Halteanordnung in Wirkeingriff mit der Erhebung steht und auf diese eine Haltekraft derart ausübt, dass die Kontaktflächen der Leitungskörper gegeneinandergedrückt sind. Mit anderen Worten können durch einfaches Positionieren des Halteelements, das zum Beispiel ein von dem oder den Leitungskörpern unabhängiges, separates Halteelement sein kann oder ein von zumindest einem der Leitungskörper bereitgestelltes Halteelement sein kann, in seine Halteanordnung die Kontaktflächen der Leitungskörper mit einer vorgegebenen Druckkraft derart gegeneinandergedrückt werden, dass die auf diese Weise zusammengeführten Kontaktflächen eine hohe Stromtragfähigkeit der elektrischen Verbindung zwischen den Leitungskörpern sicherstellen. Diese elektrische Verbindung ist mit dem Halteelement einfach und ohne großen Aufwand zu realisieren, was sowohl die Herstellung als auch die Montage der erfindungsgemäßen elektrischen Kontaktanordnung kostengünstig macht.
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Gemäß einer bevorzugten, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Erhebung einstückig mit dem entsprechenden Leitungskörper ausgebildet, insbesondere zum Beispiel durch einen Teil des Leitungskörpers selbst, wodurch sich einerseits die Herstellung der elektrischen Kontaktanordnung vereinfacht, da keine separate Erhebung zunächst in einem zusätzlichen Fertigungsschritt mit dem Leitungskörper zu verbinden ist, und andererseits eine vorteilhafte Einleitung der Haltekraft von dem Halteelement über die Erhebung in den die Erhebung bereitstellenden Leitungskörper und damit letztendlich auf die Kontaktflächen der Leitungskörper realisieren lässt. Selbst bei statischen oder dynamischen mechanischen Belastungen (z. B. Vibrationen) kann die elektrische Verbindung der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung mit einer hohen Stromtragfähigkeit sichergestellt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Halteelement durch die Erhebung selbst lediglich reibschlüssig in seiner Halteanordnung gehalten. Mit anderen Worten wird die Halteanordnung des Halteelements alleine durch reibschlüssiges Verbinden des Halteelements, beispielsweise durch Klemmen, mit der Erhebung in Wirkeingriff gebracht. Nachdem das Halteelement in seine Halteanordnung gebracht wurde, kann die Halteanordnung ohne weitere, zusätzliche Krafteinleitung auf das Haltelement von außen sichergestellt werden. Es wird alleine durch die Reibkraft der reibschlüssigen Verbindung in seiner Halteanordnung gehalten, was u. a. den Aufbau der elektrischen Kontaktanordnung vereinfacht und eine sehr kompakt bauende Kontaktanordnung ermöglicht, da keine zusätzlichen Elemente zur Sicherung des Halteelements in der Halteanordnung erforderlich sind.
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Nach einer weiterhin bevorzugten Ausführung der Erfindung bewirkt das Halteelement die Haltekraft durch einen Formschluss mit der Erhebung. Dies ermöglicht die Sicherstellung einer konstanten, dauerhaft wirksamen Haltekraft. Gleichfalls erübrigen sich durch den zwischen der Erhebung und dem Halteelement selbst hergestellten Formschluss weitere Elemente zur Übertragung der Haltekraft vom Halteelement auf die Erhebung, so dass sich der Aufbau der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung vereinfachen und kompakt ausführen lässt.
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Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Erhebung in Wirkrichtung der Haltekraft federelastisch ausgebildet, die von dem Halteelement in seiner Halteanordnung auf die Erhebung ausgeübte Haltekraft maximal so groß ist, dass diese stets im federelastischen Verformungsbereich der Erhebung liegt. Da sich die Erhebung infolge der wirkenden Haltekraft höchstens in ihrem elastischen Bereich verformt, werden die Leitungskörper an ihren Kontaktflächen über eine stets wirksame Federkraft sicher gegeneinandergedrückt, um die elektrische Verbindung zwischen den Leitungskörpern mit hoher Stromübertragungskapazität zu gewährleisten. Dieser gute elektrische Kontakt bleibt selbst im Fall von dynamischen mechanischen Belastungen (z. B. Vibrationen) im Bereich oder in unmittelbarer Nähe der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung sicher und dauerhaft erhalten.
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Nach einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das Halteelement und die Erhebung elektrisch leitfähig. Hierbei kann das jeweilige Element vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Material (z. B. Metall) hergestellt sein oder lediglich eine elektrisch leitende Beschichtung eines ansonsten elektrisch nicht leitfähigen Grundmaterials aufweisen. Jedenfalls bilden das in Kontakt mit der Erhebung stehende Halteelement zusätzlich zu den Kontaktflächen der Leitungskörper eine stromleitfähige Verbindung, wodurch die Stromtragfähigkeit der gesamten elektrischen Kontaktanordnung gemäß der Erfindung weiter verbessert wird.
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Gemäß der Erfindung ist die Erhebung bogenförmig oder brückenförmig, bevorzugt gerundet, ausgebildet und ragt schlaufenartig durch die Durchgangsöffnung und begrenzt auf diese Weise einen Durchlass zwischen der bogenförmigen Erhebung einerseits und dem die Durchgangsöffnung bereitstellenden Leitungskörper andererseits. Das Halteelement erstreckt sich in seiner Halteanordnung in diesem Fall die Durchgangsöffnung überbrückend durch den Durchlass. Auf diese Weise kann mit baulich einfach und kostengünstig zu realisierender Ausgestaltung das Halteelement sowohl reibschlüssig im Durchlass in Bezug auf die Durchlassrichtung zwischen die Erhebung und den die Durchgangsöffnung bereitstellenden Leitungskörper geklemmt werden als auch der Formschluss zwischen der Erhebung und dem die Durchgangsöffnung bereitstellenden Leitungskörper bezüglich der Richtung der Durchgangsöffnung hergestellt werden, so dass die Haltekraft von dem Halteelement auf die Erhebung ausgeübt bzw. in diese eingeleitet werden kann. Die elektrische Kontaktanordnung nach dieser Ausführung baut zudem besonders kompakt.
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In einer alternativen Ausgestaltung der Erhebung ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung auch denkbar, anstelle einer runden Bogen- oder runden oder eckigen Brückenform eine steg- oder stabförmige oder flanschartige Ausgestaltung der Erhebung vorzusehen.
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Eine noch weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Halteelement als im Wesentlichen zylinderförmiger Haltestift ausgebildet ist, was u. a. eine kostengünstige Herstellung sowie einfache Montage der elektrischen Kontaktanordnung zulässt und eine kompakt bauende Kontaktanordnung ermöglicht. Bei wie vorstehend beschriebener bogenförmiger, gerundeter Ausgestaltung der Erhebung kann der Durchmesser des zylinderförmigen Haltestifts vorteilhaft an die Bogenform der Erhebung angepasst sein, um eine sichere reibschlüssige Verbindung zwischen dem Haltestift und der Erhebung herstellen zu können, sobald der Haltestift in seiner Halteanordnung durch den Durchlass der bogen- oder brückenförmigen Erhebung gesteckt ist.
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Ferner kann der Haltestift nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung an einem axialen Ende konisch geformt sein, so dass die Zylindermantelfläche des Haltestifts zu diesem Ende hin spitz zuläuft. Das konisch geformte Ende kann dann zum Beispiel als Einführschräge genutzt werden, um den Haltestift einfacherer z. B. in den durch die Erhebung gebildeten Durchlass einzuführen.
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Außerdem kann der Haltestift gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung an einem axialen Ende ein Gewinde aufweisen. Das Gewinde kann zum Beispiel an einem im Wesentlichen zylinderförmigen Fortsatz des konisch geformten axialen Endes (Einführschräge) ausgebildet sein. Jedenfalls erlaubt das Gewinde eine (zusätzliche) Fixierung des Haltestifts in seiner Halteanordnung, beispielsweise an einer Gehäusewand eines Gehäuses, in welchem die elektrische Kontaktanordnung aufgenommen ist. So kann entweder zusätzlich zur weiter oben erläuterten reibschlüssigen Verbindung oder auch allein durch das Gewinde eine dauerhafte und sichere Positionierung des Haltestifts in seiner Halteanordnung gewährleistet werden. Der Haltestift kann demnach zunächst mit der Erhebung in Eingriff gebracht werden und anschließend mit Hilfe des Gewindes an einem gegenüber der Kontaktanordnung feststehenden weiteren Bauteil zusätzlich oder allein gesichert werden.
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Nach einer besonders bevorzugten weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind entlang einer vorgegebenen Erstreckungsrichtung zumindest an einem der Leitungskörper mehrere sich durch die Kontaktfläche erstreckende Durchgangsöffnungen vorgesehen und zumindest an einem anderen der Leitungskörper mehrere Erhebungen vorgesehen, so dass die mehreren Erhebungen durch die entsprechenden Durchgangsöffnungen ragen, wenn die Leitungskörper in der hierin beschriebenen Kontaktanordnung angeordnet sind. In diesem Fall stellt entweder ein einziges Halteelement oder stellen mehrere Halteelemente die die Leitungskörper an ihren Kontaktflächen gegeneinanderdrückende Verbindung her, wie hierin beschrieben ist. Auf diese Weise lässt sich die Druckkraft, mit der die Kontaktflächen der Leitungskörper gegeneinandergepresst werden, gleichmäßiger über die Kontaktflächen verteilen. Auch können Leitungskörper mit größerer flächiger Ausdehnung auf diese Weise immer noch sicher miteinander elektrisch verbunden werden.
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Eine noch andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass jeder Leitungskörper wenigstens eine sich durch die Kontaktfläche erstreckende Durchgangsöffnung aufweist sowie jeweils wenigstens eine Erhebung gegenüber seiner sich im Überlappungsbereich erstreckenden Kontaktfläche aufweist. In ihrer Kontaktierungsanordnung, in der die Kontaktflächen der Leitungskörper zusammengedrückt werden, ragen die Erhebungen des einen Leitungskörpers durch die entsprechenden Durchgangsöffnungen des anderen Leitungskörpers und die Durchgangsöffnungen des einen Leitungskörpers sind von den Erhebungen des anderen Leitungskörpers durchsetzt.
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Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung nicht einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen schematisch:
- 1 (a)-(c) zwei perspektivische Ansichten und eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Kontaktanordnung gemäß der Erfindung,
- 2(a)-(d) verschiedene Teilansichten der elektrischen Kontaktanordnung aus 1 und
- 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Halteelements einer elektrischen Halteanordnung gemäß der Erfindung.
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In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 stellt schematisch in Ansicht (a) eine perspektivische Detailansicht eines Ausführungsbeispiels einer elektrischen Kontaktanordnung 1 gemäß der Erfindung dar, in Ansicht (b) eine Draufsicht auf einen Teil der Kontaktanordnung 1 aus 1a und in Ansicht (c) eine größere perspektivische Ansicht der Kontaktanordnung aus 1a. In 1c ist der in 1a dargestellte Ausschnitt durch eine gestrichelte Linie markiert. Die in 1 dargestellte Kontaktanordnung 1 dient der Vermittlung einer elektrischen Verbindung zwischen vorliegende zwei einzelnen, stromführenden Leitungskörpern 2 und 3, die in dieser Ausführungsform als plattenförmige Leitungskörper ausgebildet sind. Besonders deutlich sind der erste und zweite Leitungskörper 2 und 3 in einer vergrößerten Ausschnittansicht der 1a in seitlicher Darstellung zu erkennen. In dieser Ausschnittvergrößerung ist ferner zu erkennen, dass jeder Leitungskörper 2, 3 jeweils eine Kontaktfläche 4 aufweist. An diesen Kontaktflächen 4 stehen die Leitungskörper 2, 3 in einem Überlappungsbereich 5 flächig in Kontakt. Im Überlappungsbereich 5 überlappen die Leitungskörper 2, 3 entlang ihrer Kontaktflächen 4.
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Wie 1 weiter zu entnehmen ist, weisen vorliegend alle Leitungskörper 2, 3 sich durch ihre jeweilige Kontaktfläche 4 erstreckende Durchgangsöffnungen 6 bzw. 7 auf sowie vorliegend alle Leitungskörper 2, 3 mehrere Erhebungen 8 bzw. 9 auf. Die Erhebungen 8, 9 erheben sich von der jeweiligen im Überlappungsbereich 5 verlaufenden Kontaktfläche 4 und weisen damit ein anderes Höhenniveau auf als die jeweilige Kontaktfläche 4, wodurch sie sich deutlich von der vorliegend im Wesentlichen eben verlaufenden Kontaktfläche 4 abgrenzen.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Erhebungen 8, 9 jeweils alle einstückig mit ihrem entsprechenden Leitungskörper 2, 3 ausgebildet bzw. von diesem selbst gebildet. Damit sind die Erhebungen 8, 9 genauso elektrisch leitfähig wie der entsprechende Leitungskörper 2 bzw. 3, die insbesondere aus einem elektrisch sehr gut leitfähigen Material, z. B. Metall, bestehen. Darüber hinaus ist 1 zu entnehmen, dass die Erhebungen 8, 9 jeweils bogenförmig bzw. gerundet brückenförmig ausgebildet sind.
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Ferner sind bei der in 1 gezeigten Kontaktanordnung 1 die Leitungskörper 2 und 3 im Überlappungsbereich 5 an ihren jeweiligen Kontaktflächen 4 derart einander kontaktierend (d. h. einander gegenüberliegend) angeordnet, dass die Erhebungen 8 des einen Leitungskörpers 2 durch die Durchgangsöffnungen 7 des anderen Leitungskörpers 3 ragen und die Durchgangsöffnungen 6 des einen Leitungskörpers 2 von den Erhebungen 9 des anderen Leitungskörpers 3 bei der in 1 gezeigten Kontaktierungsanordnung 1 durchsetzt sind. Insbesondere ragen bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die jeweiligen Erhebungen 8, 9 schlaufenartig durch die jeweilige Durchgangsöffnungen 6 bzw. 7 und begrenzen so jeweils einen Durchlass 10 zwischen der entsprechenden bogenförmigen Erhebung 8 bzw. 9 und dem die Durchgangsöffnung 6, 7 bereitstellenden Leitungskörper 2 bzw. 3.
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In 1 ist weiter zu erkennen, dass vorliegend ein einziges Halteelement 11 in einer Halteanordnung (teilweise in 1c eingenommen) gleichzeitig in Wirkeingriff mit den Erhebungen 8 und 9 der jeweiligen Leitungskörper 2 bzw. 3 gebracht werden kann bzw. steht, indem das Halteelement 11 in seiner Halteanordnung durch den Durchlass 10 geführt ist und so die jeweiligen Durchgangsöffnungen 6 und 7 der Leitungskörper 2 und 3 vollständig überbrückt. In dieser Halteanordnung übt das Halteelement 11 eine Haltekraft F auf die Erhebungen 8, 9 derart aus, dass die Kontaktflächen 4 der Leitungskörper 2 und 3 sicher gegeneinandergedrückt sind und so eine elektrische Verbindung mit einer dauerhaft hohen Stromtragfähigkeit bilden.
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Insbesondere in 1a ist zu erkennen, dass das Halteelement 11 vorliegend als im Wesentlichen zylinderförmiger Haltestift ausgebildet ist. Zudem ist das Halteelement 11 der gezeigten Kontaktanordnung 1 an einem axialen Ende konisch geformt und bildet auf diese Weise eine Einführschräge 12 auf, die das Einführen des Halteelements 11 in den Durchlass 10 und damit die Montage der Kontaktanordnung 1 deutlich vereinfacht.
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Der 1 ist weiter zu entnehmen, dass das Halteelement 11 durch die Erhebungen 8, 9 lediglich reibschlüssig in seiner Halteanordnung bezüglich der Richtung des Durchlasses 10 gehalten ist. Die reibschlüssige Fixierung des Haltestifts 11 im Durchlass 10 ist bei der Kontaktanordnung 1 sicher und dauerhaft gewährleistet, indem der Durchmesser des zylinderförmigen Haltestifts 11 und der Radius der bogenförmigen Erhebungen 8, 9 entsprechend derart aneinander angepasst sind, dass sich eine möglichst große Reibfläche zwischen dem Haltestift 11 und den Erhebungen 8, 9 ergibt, wenn sich der Haltestift 11 in seiner Halteanordnung, das heißt vollständig in den Durchlass 10 eingeschoben, befindet.
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Andererseits bewirkt das Halteelement 11 die Haltekraft F durch Formschluss mit den jeweiligen Erhebungen 8, 9 bezüglich der Richtung der entsprechenden Durchgangsöffnungen 6, 7, die vom Halteelement 11 in seiner Halteanordnung (vollständig) überbrückt sind. Die Haltekraft F presst bzw. drückt die Kontaktflächen 4 der jeweiligen Leitungskörper 2, 3 fest zusammen.
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Die Leitungskörper 2 und 3 werden demnach gegeneinander gezogen, wenn der Haltestift 11 in die schlaufenförmigen Erhebungen 8, 9 eingetrieben wird. Dies stellt eine sichere, dauerhafte Verbindung sowohl durch Formschluss als auch durch Kraft-/Reibschluss dar. Das Eintreiben des Haltestifts 11 gestaltet sich durch die bereitgestellte Einführschräge 12 als besonders einfach. Die Montage der Kontaktanordnung 1 ist demnach wesentlich einfacher und schneller ausführbar als beispielsweise durch Verschrauben der Leitungskörper 2, 3 miteinander.
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Weiterhin sind die Erhebungen 8, 9 der gezeigten Kontaktanordnung 1 in Wirkrichtung der Haltekraft F federelastisch ausgebildet. Zudem ist die von dem Halteelement 11 in seiner Halteanordnung auf die Erhebungen 8, 9 ausgeübte Haltekraft F maximal so groß, dass diese stets im federelastischen Verformungsbereich der jeweiligen Erhebungen 8, 9 liegt. Damit ist sichergestellt, dass die Haltekraft F stets durch die Federkraft der Erhebungen 8, 9 bewirkt wird, was ein dauerhaft sicheres Zusammenpressen der Kontaktflächen 4 der Leitungskörper 2 und 3 gewährleistet, selbst bei wechselnder, dynamischer mechanischer Beanspruchung (z. B. Vibration), der die Kontaktanordnung 1 ausgesetzt sein kann.
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Das Halteelement 11 der dargestellten Kontaktanordnung 1 ist wie die Erhebungen 8, 9 elektrisch leitfähig, so dass die Stromübertragung zwischen den Leitungskörpern 2, 3 sowohl über die zusammengedrückten Kontaktflächen 4 als auch über die Erhebungen 8, 9 und den Haltestift 11 erfolgen kann.
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2 stellt schematisch verschiedene Teilansichten der elektrischen Kontaktanordnung 1 aus 1, hier insbesondere des Halteelements bzw. Haltestifts 11 und der Erhebungen 8, 9 dar. In 2a ist der Zustand des Haltestifts 11 vor dem Eintreiben in den durch die Erhebungen 8 und 9 gebildeten Durchlass 10 zu sehen. In 2b befindet sich der Haltestift 11 vollständig in seiner Halteanordnung. 2c zeigt eine perspektivische Ansicht der Halteanordnung des Haltestifts 11 und 2d eine vergrößerte Ausschnittansicht des durch die Anordnung der Erhebungen 8 und 9 gebildeten Durchlasses 10 der Kontaktanordnung 1 aus 1.
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3 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Halteelements 13 einer nicht weiter gezeigten elektrischen Halteanordnung gemäß der Erfindung dar. Im Unterschied zum Halteelement 11 der Halteanordnung 1 aus 1 weist das Halteelement 13 an einem axialen Ende, vorliegend am axialen Ende, an dem die Einführschräge 12 ausgebildet ist, ein Gewinde 14 auf. Das Gewinde 14 bildet einen Fortsatz am axialen Ende der Einführschräge 12 und erlaubt zusätzlich zur reibschlüssigen Verbindung des Halteelements 13 an den Erhebungen 8, 9 oder alternativ hierzu eine Verschraubung (Fixierung) des Halteelements 13 an einem relativ zu den elektrisch zu verbindenden Leitungskörpern (z. B. Leitungskörper 2 und 3 aus 1) feststehenden weiteren Bauteil (z. B. Gehäuse). Auf diese Weise kann die Fixierung des Halteelements 13 noch weiter gesteigert werden.
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In bevorzugter Ausführung wird die erfindungsgemäße elektrische Kontaktanordnung zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung, beispielsweise einer Hochstromverbindung (> 100 A), zwischen wenigstens zwei bereichsweise flächig überlappenden Leitungskörpern, insbesondere plattenförmigen Leitungskörpern (z. B. Plattenstapel), verwendet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrische Kontaktanordnung
- 2
- Erster Leitungskörper
- 3
- Zweiter Leitungskörper
- 4
- Kontaktfläche
- 5
- Überlappungsbereich
- 6
- Durchgangsöffnung in 2
- 7
- Durchgangsöffnung in 3
- 8
- Erhebung von 2
- 9
- Erhebung von 3
- 10
- Durchlass
- 11
- Halteelement
- 12
- Einführschräge
- 13
- Halteelement
- 14
- Gewinde
- F
- Haltekraft
