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Die Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktanordnung für einen ersten Pol und einen zweiten Pol einer elektrischen Spannungsquelle, wobei die elektrische Kontaktanordnung zum zum-Trennen und Verbinden der elektrischen Pole einer elektrischen Spannungsquelle mit einem elektrischen Verbraucher ausgebildet ist. Durch eine koaxiale Anordnung können Strompfade niederinduktiv gesetzt werden, die in multiplen Kontaktpunkten eine niederohmige/hochstromfeste und toleranzflexible elektrisch leitende Verbindung sicherstellen können.
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Sie kann in der Leistungselektronik eingesetzt werden, wobei Last- oder Hilfsverbindungsanschlüsse über Federelemente realisiert sind, um die Toleranzflexibilität zu erhöhen und die Kommutierungsinduktivität eines Leistungshalbleitermoduls zu reduzieren.
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Zum Ausgleich von geometrischen Differenzen, Fertigungstoleranzen und/oder auftretenden mechanischen Schwingungen werden üblicherweise federnde Elemente eingesetzt, um einen sicheren elektrischen Stromfluss zu ermöglichen.
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Zur Reduzierung von elektrischen Verlusten und der Vermeidung hoher elektrischer Übergangswiderstände spielt die Oberflächentopologie der Kontaktoberflächen, über die ein elektrischer Stromfluss erfolgen kann, eine große Rolle.
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Außerdem sollten verursachte Toleranzverschiebungen oder während des Betriebes auftretende Mikrobewegungen berücksichtigt werden können, um erhöhte bzw. unregelmäßige elektrische Kontaktwiderstände zu reduzieren.
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Jeder stromdurchflossene elektrische Leiter bildet ein magnetisches Feldaus, das in den umgebenden elektrischen Leitungen eines zweiten elektrischen Pols eine elektrische Spannung induziert und dem elektrischen Stromfluss entgegen wirkt. Dabei wird dieser negative Effekt durch die aufgespannte Fläche des Magnetfelds bestimmt. So tritt auch eine Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit kontaktierter elektrischer Bauelemente, die zur Vermeidung dynamischer Spannungsspitzen während eines Schaltvorgangs mit steilen elektrischen Stromanstiegen bzw. kurzen Schaltzeiten verbunden sind, auf. Die von stromdurchflossenen Zuleitungen aufgespannten Flächen sollten daher minimiert werden, um eine niederinduktive Verbindung elektrischer Bauelemente zu ermöglichen.
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So sind aus
DE 10 2016 100 227 A1 ein Hochfrequenz-Miniaturverbinder mit Canted-Coil-Fdern und zugehörige Verfahren beschrieben. Dabei sind ein erstes und ein zweites Verbindungselement jeweils mit einem Außen- und einem Innenleiter, die jeweils von einem Isolator getrennt sind sowie ein Canted-Coil-Federkontakt vorhanden.
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US 2014/0130329 A1 betrifft Verbindungselemente, die Ringfedern nutzen, um einen Stift in einem Gehäuse zu halten. Die Ringfedern weisen unterschiedliche Kraftverhältnisse zum Lösen und Verbinden auf.
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Ein Verbindungselement mit einer Canted-Coil-Feder, einem mehrteiligen Gehäuse und einem Einsatz geht aus
US 8 382 532 B2 hervor. Das Gehäuse weist einen ersten Teil mit einer Bohrung auf. Ein zweites Teil des Gehäuses ist mit dem ersten Teil verbunden und weist eine schräge Wand an einem ersten Bereich mit einem ersten Innendurchmesser und einen zweiten Bereich mit einem zweiten größeren Innendurchmesser auf. In einer Vertiefung der Bohrung ist mindestens ein Teil der Canted-Coil-Feder aufgenommen. Der Einsatz kann in die Bohrung eingesetzt werden, um die Canted-Coil-Feder zu halten.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Kontaktanordnung vorzuschlagen, die niederinduktiv sowie niederohmig ist und mechanische Betriebssowie Fertigungstoleranzen ausgleichen kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer elektrischen Kontaktanordnung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.
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Die Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktanordnung für einen ersten Pol und einen zweiten Pol einer elektrischen Spannungsquelle. Es sind ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement, die mittels mindestens eines Isolationselements oder einer elektrisch isolierenden Beschichtung, die auf der Oberfläche mindestens eines der Kontaktelemente ausgebildet ist, elektrisch voneinander isoliert angeordnet sind, vorhanden.
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Dabei sind im ersten und zweiten Kontaktelement jeweils eine Durchbrechung ausgebildet, wobei im ersten Kontaktelement ein erster Dorn und im zweiten Kontaktelement ein zweiter Dorn eingeführt ist.
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Am ersten Kontaktelement und/oder dem ersten Dorn und der inneren Mantelfläche des zweiten Kontaktelements und/oder der äußeren Mantelfläche des zweiten Dorns ist jeweils eine nutenförmige Vertiefung ausgebildet, in die jeweils mindestens ein ringförmiges Federelement, insbesondere eine Schraubenfeder, deren stirnseitigen Enden miteinander verbunden sind, formschlüssig einsetzbar ist. Wenn eine nutenförmige Vertiefung sowohl in einem Dorn, wie auch in einer Durchbrechung eines Kontaktelements ausgebildet ist, sollte eine nutenförmige Vertiefung eines solchen Vertiefungspaares kleiner dimensioniert sein als die jeweils andere nutenförmige Vertiefung.
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Ein ringförmiges Federelement sollte innen hohl, insbesondere zylinderförmig oder auch elliptisch mit über seine Länge konstantem Innen- und Außendurchmesser sowie einem konstanten Querschnitt ausgebildet sein, wenn es sich in einem unbelasteten Zustand befindet. Das ringförmige Federelement muss nicht zwingend zylinderförmig sein.
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Das jeweils mindestens eine ringförmige Federelement ist aus einem elektrisch leitenden und elastisch verformbaren Material gebildet. Seine inneren und äußeren Abmessungen, insbesondere die Windungen einer Schraubenfeder sind so geometrisch ausgebildet und dimensioniert, dass die radial nach außen und/oder die radial nach innen weisende Wand gegen die Oberfläche des jeweiligen Dorns und die Oberfläche des ersten und zweiten Kontaktelements im Bereich einer jeweiligen nutenförmigen Vertiefung mit Druckkraftbeaufschlagung wirken, wenn die Dorne in die Durchbrechungen zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung eingeführt sind.
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Das erste elektrische Kontaktelement oder der erste Dorn ist an den ersten Pol der elektrischen Spannungsquelle und das zweite elektrische Kontaktelement oder der zweite Dorn an den zweiten Pol der elektrischen Spannungsquelle angeschlossen. Je nachdem ob ein elektrisches Kontaktelement oder der zugehörige Dorn an einen Pol einer elektrischen Spannungsquelle angeschlossen ist, kann entweder der jeweilige Dorn oder das jeweilige elektrische Kontaktelement, der/das nicht an die elektrische Spannungsquelle angeschlossen ist, elektrisch leitend mit einem Pol eines elektrischen Verbrauchers verbunden sein.
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Die nutenförmigen Vertiefungen sollten so dimensioniert sein, dass eine Federkompression von mindestens 10 %, bevorzugt von mindestens 20 % und maximal 30 % gegenüber dem Ursprungszustand des ringförmigen Federelements erreicht ist, wenn die Dorne in die Durchbrechungen des ersten und zweiten Kontaktelements eingeführt sind. Die ringförmigen Federelemente können so elliptisch verformt werden. Somit können Druckkräfte zwischen Oberflächen der elektrischen Kontaktelemente und der Dorne wirken, so dass ein sicherer elektrischer Stromfluss über die elektrischen Kontaktelemente, die ringförmigen Federelemente und die Dorne, erreicht werden kann, da auch bei mechanischer, insbesondere schwingender Belastung ein temporäres Abheben der ringförmigen Federelemente, insbesondere der Windungen von Schraubenfedern von den jeweiligen zur elektrischen Leitung genutzten Oberflächen sicher vermieden werden kann. Oberflächen von ringförmigen Federelementen können so jederzeit an der Oberfläche mindesten einer nutenförmigen Vertiefung und einer gegenüberliegend angeordneten Oberfläche anliegen und so für einen niederohmigen Stromfluss sorgen. Durch die Verformung der ringförmigen Federelemente kann auch die für den elektrischen Stromfluss nutzbare Kontaktfläche vergrößert werden. Die dort wirkenden Kontaktkräfte können auch Rauheitsspitzen an den Oberflächen kompensieren.
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Vorteilhaft sollten die nutenförmigen Vertiefungen konkav, trapezförmige oder als V-Nut ausgebildet sein. Die Wahl des Radius der jeweiligen nutenförmigen Vertiefung sollte die Form und Dimensionierung des jeweiligen komprimierten ringförmigen Federelements berücksichtigen, wenn sich die elektrische Kontaktanordnung in einem Zustand befindet, bei dem ein elektrischer Stromfluss über die zwei ringförmigen Federelemente erfolgt.
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Die konkave, trapez- oder V-förmige Nut vergrößert die für einen elektrischen Stromfluss nutzbare Oberfläche. Außerdem unterstützt sie eine mechanische Arretierung. Unabhängig vom jeweils gewählten Vertiefungsradius liegt mindestens ein Kontaktpunkt vor, was vorteilhaft ist, da flächige Kontakte in der Praxis Kontaktkräfte erfordern, die normalerweise technisch nicht realisiert werden können oder sehr hohe Montagekräfte erfordern. Obwohl eigentlich lediglich ein Kontaktpunkt vorliegt, bilden sich durch elastische Werkstoffverformung im Bereich vieler Rauheitsspitzen der Oberfläche Kontaktfinger aus, über die ein elektrischer Stromfluss erfolgen kann. Flächige Kontakte erfordern in der Praxis nicht realisierbare Kontaktkräfte. Durch elastische Materialverformung bei der Kontaktfindung von einem oder mehreren Kontaktpunkt(en) kann sich ein kreisförmiger Querschnitt mit einer Vielzahl kontaktfindender Rauheitsspitzen ausbilden. Insbesondere bei einer Ausbildung nutenförmiger Vertiefungen in V-Nutform ergeben sich mehrere Kontaktpunkte. Außerdem kann damit der Weg für den elektrischen Stromfluss verkürzt werden.
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Bei einer Alternative kann eine nutenförmige Vertiefung im Bereich der inneren Mantelfläche der Durchbrechung des ersten Kontaktelements ausgebildet sein. Bei einer weiteren Alternative kann eine nutenförmige Vertiefung auch an einer Oberfläche des ersten elektrischen Kontaktelements ausgebildet sein, die in Richtung eines umlaufenden Flansches, der am ersten Dorn ausgebildet ist, angeordnet ist. Wiederum alternativ dazu, kann eine nutenförmige Vertiefung auch an einer Oberfläche eines Flansches, der Bestandteil des ersten Dornes ist, und diese Oberfläche in Richtung einer Oberfläche des ersten elektrischen Kontaktelements angeordnet ist, vorhanden sein. Wird der Dorn bei einer dieser Alternativen in die Durchbrechung des ersten elektrischen Kontaktelements eingeführt, kann eine Verformung des in der entsprechend angeordneten nutenförmigen Vertiefung angeordneten ringförmigen Federelements, wie oben erläutert, durch die Aufrechterhaltung einer entsprechenden Kraftwirkung auf den ersten Dorn, die diesen axial gegen die entsprechende Oberfläche des ersten elektrischen Kontaktelements drückt, oder allein gravitationskraftbedingt infolge der Eigenmasse des ersten Dorns erreicht werden.
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In die nutenförmige(n) Vertiefung(en) kann/können eine oder mehrere axial verkippbare oder bereits bei der Herstellung verkippte Schraubenfeder(n) als ringförmige Federelemente eingesetzt werden. Es können auch Schraubenfedern mit ovaler Form ihrer Windungen eingesetzt werden.
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Für den Fall, dass eine nutenförmige Vertiefung sowohl in einem Dorn, wie auch in einer Durchbrechung eines Kontaktelements ausgebildet ist, kann eine der nutenförmigen Vertiefungen eines solchen Vertiefungspaares kleiner dimensioniert sein als die jeweils andere nutenförmige Vertiefung. Dies hat einmal den Vorteil, dass ein Trennen der elektrischen Verbindung durch eine translatorische Bewegung des jeweiligen Dornes einfach erreicht werden kann, ohne dass die formschlüssige Verbindung des jeweiligen ringförmigen Federelements mit dem entsprechenden Kontaktelement oder dem jeweiligen Dorn, an dem die tiefere nutenförmige Vertiefung vorhanden ist, gelöst wird. Zum Anderen kann mit einem Paar von nutenförmigen Vertiefungen eine größere Oberfläche, die für einen elektrischen Stromfluss über das/die jeweilige ringförmige(n) Federelement(e) zu Verfügung steht, genutzt werden. Mittels der Querschnittsform einer nutenförmigen Vertiefung kann der Strompfad verkürzt werden.
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Ein Dorn kann einteilig aus einem Vollmaterial, aber auch als Hohlzylinder ausgebildet sein.
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Ein Isolationselement kann in Form einer Hülse oder Buchse, an der ein radial nach außen weisender Flansch vorhanden ist, ausgebildet sein. Die jeweilige Hülse kann zwischen der äußeren Mantelfläche mindestens eines der Dorne und der inneren Mantelfläche im Bereich eines der zwei Kontaktelemente und der Flansch kann zwischen erstem und zweitem Kontaktelement angeordnet sein.
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Die Dorne und die in den Kontaktelementen ausgebildeten Durchbrechungen sollten eine komplementäre Querschnittsgeometrie aufweisen. Diese kann beispielsweise rotationssymmetrisch, elliptisch oder mehreckig ausgebildet sein. Die ringförmigen Federelemente können sich wegen ihrer Elastizität an die jeweilige Geometrie anpassen.
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Mindestens einer der Dorne kann in Form einer Hülse oder Buchse, also innen hohl, insbesondere hohlzylindrisch ausgebildet sein, in die der jeweils andere Dorn und der hülsenförmige Bereich des Isolationselements eingeführt werden können.
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Die Abmessungen und geometrische Gestaltung der Durchbrechungen sowie des mindestens einen Isolationselements sollten so gewählt sein, dass die Dorne bei elektrischen Schaltvorgängen unter elektrischer Last gleitend innerhalb der Durchbrechungen bzw. einem hülsenförmigen Isolationselement translatorisch bewegt werden können. Dabei soll ein Verkippen weitestgehend vermieden und eine ausreichende Druckkraftwirkung, die eine entsprechende Verformung der ringförmigen Federelemente während eines elektrischen Stromflusses über die ringförmigen Federelemente ermöglichen, erreicht werden.
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Zum Herstellen und Trennen einer elektrisch leitenden Verbindung können die zwei Dorne jeweils einzeln aber auch gemeinsam translatorisch bewegt werden.
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Ein erster Dorn kann einen Innenleiter und der zweite Dorn einen Außenleiter bilden.
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Mit der Erfindung ist ein mechanischer Toleranzausgleich, der zu gleichbleibenden elektrischen Kontaktverhältnissen führt, auch im bewegten Zustand möglich. Sie stellt einen koaxialen Aufbau zweier elektrischer Kontaktpartner mit jeweils unterschiedlichem elektrischem Potential dar.
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Es ist eine nahe Anordnung zweier elektrischer Leitwege möglich, so dass parasitäre Induktivitäten minimiert werden können.
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Ein elektrischer Stromfluss erfolgt ausschließlich über die ringförmigen Federelemente, insbesondere die Windungen der Schraubenfedern, wenn ein elektrischer Stromfluss erfolgen soll und die Dorne entsprechend positioniert worden sind.
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Der elektrische Stromfluss kann über die Anzahl der Windungen, den Neigungswinkel der Windungen, der Breite und Höhe des jeweiligen Windungsfensters sowie deren Verhältnis seines Durchmessers bzw. seiner Querschnittsflächengröße, dem Werkstoff mit dem die jeweilige Schraubenfeder gebildet ist und ob die Oberfläche des Federwerkstoffs modifiziert bzw. veredelt ist und dementsprechend auch die der Kontaktpunkte sowie dem jeweiligen Windungsfenster der Schraubenfedern und der Querschnittsfläche der Windungen (Drahtstärke) beeinflusst werden.
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Es tritt keine zeitliche Beschränkung der Stromverteilung im Leitungsquerschnitt auf. Es können auch drehstromförmige elektrische Ströme geschaltet werden.
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Durch die mögliche und beeinflussbare Größe der elektrischen Kontaktfläche, was mittels der Anzahl der Windungspunkte und der Windungsquerschnittsfläche beeinflussbar ist, kann eine Skalierung für einen elektrischen Stromfluss hoher elektrischer Ströme > 50 A erreicht werden.
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Beim Verformen eines ringförmigen Federelements, das in einer nutenförmigen Vertiefung formschlüssig gehalten und durch Bewegung eines Dorns komprimiert worden ist, kann eine Vergrößerung der für den elektrischen Stromfluss nutzbaren Kontaktfläche erreicht werden. Die jeweilige Federkompression kann innerhalb eines toleranzflexiblen Kompressionsbereichs der charakteristischen Federkennlinie des jeweiligen ringförmigen Federelements gewählt werden, was man 6 entnehmen kann. Bei der Kompression können insbesondere die Windungen einer Schraubenfeder, als ringförmiges Federelement verkippt werden, bis in etwa die Mitte des Toleranzfeldes erreicht worden ist.
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Die ringförmigen Federelemente bestehen aus einem Metall oder einem anderen elektrisch leitenden Werkstoff bzw. Material. Bei der Auswahl des Federwerkstoffs sollte man die elektrische Leitfähigkeit und die Federkonstante berücksichtigen. Bei einer Legierung kann man CuCrZr oder CuBe2 bevorzugen. Bei mechanisch stark beanspruchten ringförmigen Federelementen können diese aus oder mit einem Edelstahl gebildet sein. Es ist besonders vorteilhaft, die Oberfläche zu beschichten, um eine Oxidation zu vermeiden bzw. zumindest zu behindern. Dies kann man z.B. mit Gold-, Silber, Nickel- oder Zinnschichten erreichen.
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Die elektrischen Kontaktelemente sind ebenfalls elektrisch leitend und können aus einem geeigneten Metall, z.B. Kupfer bestehen.
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Ein Isolationselement kann aus einem Polymer oder einem elektrisch nicht leitenden keramischen Werkstoff gebildet sein.
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Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden. Dabei sind einzelne Merkmale, die man den Beispielen oder Figuren entnehmen kann, nicht auf das jeweilige Beispiel oder die Figur beschränkt. Merkmale können unabhängig vom jeweiligen Beispiel oder Figur miteinander kombiniert werden.
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Figurenliste
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- 1 ein erstes Beispiel einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung;
- 2 ein zweites Beispiel einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung;
- 3 ein drittes Beispiel einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung;
- 4 ein viertes Beispiel einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung;
- 5 ein fünftes Beispiel einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung und
- 6 ein Diagramm, dem man ein Toleranzfeld bei der Kompression von Schraubenfedern entnehmen kann.
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Bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist ein ringförmiges elektrisches Kontaktelement 1 in nicht dargestellter Form an einen Pol einer elektrischen Spannungsquelle angeschlossen. Im Kontaktelement 1 ist eine Bohrung als Durchbrechung ausgebildet, in die ein erster Dorn 4 spielbehaftet eingeführt ist. Er bildet den Innenleiter. An der äußeren Mantelfläche des ersten Dorns 4 ist eine nutenförmige Vertiefung ausgebildet, in die eine an den Stirnseiten miteinander verbundene Schraubenfeder als ein Beispiel für ein ringförmiges Federelement 6.1 eingesetzt und formschlüssig gehalten ist. Die nutenförmige Vertiefung ist so dimensioniert, dass die Schraubenfeder 6.1 sicher gehalten und mittels der inneren Mantelfläche des ersten Kontaktelements 1 im Bereich der Durchbrechung so komprimiert wird, dass Druckkräfte zwischen den Windungen der Schraubenfeder 6.1 und den entsprechenden Oberflächen von erstem Kontaktelement 1 und erstem Dorn 4 wirken und die Schraubenfeder 6.1 elliptisch verformt worden ist. Die Windungen der Schraubenfeder 6.1 können dabei auch seitlich verkippt werden.
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In dieser Position des ersten Dorns 4 ist eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt. Wird der erste Dorn 4 translatorisch in axialer Richtung bewegt gelangt die nutenförmige Vertiefung mit der ersten Schraubenfeder 6.1 in eine Position, in der die Schraubenfeder 6.1 keinen Kontakt mehr zum ersten Kontaktelement 1 hat und dadurch kann die elektrisch leitende Verbindung getrennt werden.
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Die elektrisch leitende Verbindung kann auch getrennt werden, wenn das erste Kontaktelement 1 so translatorisch bewegt wird, dass kein berührender Kontakt zur ersten Schraubenfader 6.1 besteht.
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Bei diesem Beispiel ist ein zweites Kontaktelement 2 mit einem Pol einer elektrischen Spannungsquelle verbunden (nicht gezeigt). Im zweiten elektrischen Kontaktelement 2 ist ebenfalls eine Bohrung, als Durchbrechung ausgebildet. In diese Durchbrechung kann zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung ein zweiter Dorn 5 mit geringem Spiel behaftet eingeführt werden, der bei diesem Beispiel hülsenförmig ausgebildet ist. Durch das Innere der Hülse ist ein ebenfalls hülsenförmiges Isolationselement 3.1, bei dem an einer in Richtung erstem elektrischen Kontaktelement 1 weisenden Stirnseite ein umlaufender Flansch ausgebildet ist, als elektrische Isolation zum ersten Dorn 4 und dem ersten elektrischen Kontaktelement 1 geführt.
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An der äußeren Mantelfläche des zweiten Dorns 5 ist ebenfalls eine nutenförmige Vertiefung ausgebildet, in die eine Schraubenfeder als ein Beispiel für ein ringförmiges Federelement 6.2 analog wie Schraubenfeder 6.1 eingesetzt worden. Auch sie wird formschlüssig in der nutenförmigen Vertiefung gehalten und stellt einen elektrischen Stromfluss zwischen zweitem elektrischen Kontaktelement 2 und zweitem Dorn 5 her, wenn der zweite Dorn 5, wie in 1 gezeigt, positioniert worden ist. Die elektrisch leitende Verbindung kann bei diesem Beispiel auch alternativ mittels einer translatorischen Bewegung des zweiten Kontaktelements 2 erreicht werden, die soweit geführt wird, dass zwischen zweitem Kontaktelement 2 und der Schraubenfeder 6.2 kein berührender Kontakt mehr besteht.
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Es wird deutlich, dass die Windungen der Schraubenfedern 6.1 und 6.2 in Form einer Ellipse wegen der wirkenden Druckkräfte in Bezug zur Rotationsachse des Kontaktsystems in radialer Richtung verformt werden können, wenn ein elektrischer Stromfluss über Außenleiter und Innenleiter erfolgen soll.
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Wird zumindest einer der Dorne 4 oder 5 oder das erste Kontaktelement 1 bzw. das zweite Kontaktelement 2 translatorisch so bewegt, dass die Position der Schraubenfeder 6.1 oder 6.2 so verändert ist, dass kein berührender Kontakt zum ersten oder zweiten elektrischen Kontaktelement 1 oder 2 besteht, erfolgt eine Trennung des elektrischen Stromflusses zu einem elektrischen Verbraucher, der in nicht dargestellter Form elektrisch leitend mit den Dornen 4 und 5 verbunden ist. Selbstverständlich können auch die elektrischen Kontaktelemente 1 und 2 elektrisch leitend mit einem elektrischen Verbraucher und die Dorne 4 und 5 jeweils mit einem Pol einer elektrischen Spannungsquelle verbunden sein.
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Das in 2 gezeigte zweite Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel nach 1 dadurch, dass ein zweites Isolationselement 3.2 vorhanden ist. Dieses ist ebenfalls teilweise hülsenförmig ausgebildet und mit einem umlaufenden Flansch versehen, der eine elektrische Isolation zwischen erstem und zweitem elektrischen Kontaktelement 1 und 2 bildet. Der hülsenförmige Bereich des zweiten Isolationselements 3.2 bildet eine elektrische Isolation zwischen erstem elektrischen Kotaktelement 1 und erstem Dorn 4 in einem Bereich, in dem keine nutenförmige Vertiefung ausgebildet ist. Im Gegensatz zum Beispiel nach 1 besteht bei diesem Beispiel eine vorteilhafte Blindmontagefähigkeit.
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Ansonsten unterscheiden sich erstes und zweites Beispiel nicht.
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Beim in 3 gezeigten dritten Beispiel ist die Position der nutenförmigen Vertiefungen für die Aufnahme der Schraubenfedern 6.1 und 6.2 im Vergleich zu den zwei vorher beschriebenen Beispielen vertauscht. Eine nutenförmige Vertiefung für die Schraubenfeder 6.1 ist in der Innenwand der Durchbrechung des ersten elektrischen Kontaktelements 1 und nicht an einer Oberfläche des ersten Dornes 4 und eine weitere nutenförmige Vertiefung ist in der Innenwand der Durchbrechung des zweiten elektrischen Kontaktelements 2 und nicht an einer Oberfläche des zweiten Dorns 5 ausgebildet.
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Weitere Version: Nutenförmige Vertiefung sowohl im Kontaktelement als auch in Dorn/Buchse (Kombination von 1 und 3)
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Das in 4 gezeigte vierte Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel nach 1 dadurch, dass zwei nutenförmige Vertiefungen ausgebildet sind, so dass jeweils zwei Schraubenfedern 6.1 und 6.2 nebeneinander in jeweils zwei nutenförmige Vertiefungen einsetz- und darin fixierbar sind, wodurch die für einen elektrischen Stromfluss zur Verfügung stehenden Kontaktpunkte bzw. - fläche vergrößert ist und größere elektrische Stromstärken geschaltet werden können. Es kann auch radial verfügbarer Bauraum besser genutzt werden. In nicht dargestellter Form können die nutenförmigen Vertiefungen auch länger ausgebildet sein, so dass in jeweils eine nutenförmige Vertiefung zwei Schraubenfedern 6.1 bzw. 6.2 eingesetzt werden können.
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Das in 5 gezeigte Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel nach 1 dadurch, dass eine ringförmige nutenförmige Vertiefung an einer Oberfläche eines umlaufend am ersten Dorn 4 ausgebildeten Flansches ausgebildet ist. Die entsprechende Oberfläche weist in Richtung einer Oberfläche des ersten elektrischen Kontaktelements 1. In die nutenförmige Vertiefung ist eine axial verkippbare oder bereits verkippte Schraubenfeder 6.1 eingesetzt, über die der elektrische Stromfluss erfolgt, wenn der erste Dorn 4, wie in 5 gezeigt, positioniert worden ist. Dieser elektrische Stromfluss kann unterbrochen werden, wenn der erste Dorn 4 in der hier gezeigten Form nach oben, also vom ersten elektrischen Kontaktelement 1 weg, bewegt worden ist.
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Der elektrische Stromfluss kann auch unterbrochen werden, wenn der zweite Dorn 5 so bewegt worden ist bis kein direkter berührender Kontakt zwischen der Schraubenfeder 6.2 und dem zweiten Dorn 5 mehr besteht.
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Beim zweiten Beispiel kann zumindest einer der Dorne 4 oder 5 in der Durchbrechung so bewegt werden bis kein berührender Kontakt zwischen Schraubenfeder 6.1 oder 6.2 und erstem Dorn 4 oder zweitem Dorn 5 mehr besteht, um den elektrischen Stromfluss zu beenden.
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Beim Einschalten kann die Bewegung entgegengesetzt erfolgen, so dass ein elektrischer Stromfluss über die elektrischen Kontaktelemente 1 und 2, die Schraubenfedern 6.1 und 6.2 zu den Dornen 4 und 5 oder umgekehrt erfolgen kann.
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Bei allen Beispielen können Schraubenfedern 6.1 und 6.2, deren Windungen oval geformt sind, eingesetzt werden.
