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Die Erfindung betrifft einen Kontaktstift
zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem Anschlusselement,
bei dem im Abstand von den Stiftenden ein unter Biegung der Stiftlängsachse
verformbarer Stiftabschnitt gebildet ist. Vorteilhaft kann sich
ein Kontaktstift mit einem verformbaren Abschnitt Änderungen
der Anordnung eines damit zu verbindenden Anschlusselements anpassen.
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Kontaktstifte solcher Art gehen aus
der
DE 24 26 373 A1 ,
der
US 4 753 617 , der
US 2 972 728 , der
GB 1 026 939 und der
DE 37 33 380 C2 hervor. Die
Verformbarkeit wird bei diesen Kontaktstiften dadurch erreicht,
dass der Materialquerschnitt in dem betreffenden Stiftabschnitt
gegenüber
dem angrenzenden Kontaktende des Stiftes merklich verringert und
der elektrische Widerstand entsprechend erhöht ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, weitere Einsatzmöglichkeiten für einen Kontaktstift
der eingangs erwähnten
Art zu erschließen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass
der Kontaktstift eine stiftförmige
Drahtader- oder/und
Lamellenstruktur aufweist, auf welcher angrenzend an den verformbaren
Stiftabschnitt wenigstens eine Hülse
aufsitzt, oder dass anstelle der Hülse ein Bereich vorgesehen
ist, in welchem die Drahtadern bzw. Lamellen vollkommen miteinander
verschweißt
sind.
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Die Erfindung erlaubt die Herstellung
zum Leiten großer
Ströme
geeigneter Kontaktstifte, die sich z.B. beim Anschluss von Stromzählern verwenden
lassen. Bei der Verbindung eines Stromzählers mit einer am Zählerplatz
installierten Anschlussleiste kommen bisher starre Kontaktstifte
zum Einsatz. Auf die Anschlussleiste ist ein Stecker zur Überbrückung der
in den Stromzähler
hinein und aus dem Stromzähler
herausführenden
Phasenleitungen aufsteckbar, so dass sich der Stromzähler ohne
Unterbrechung des Stromflusses auswechseln lässt. Die Kontaktstifte sind
mit beiden Enden jeweils in Klemmkörper bzw. Klemmkäfige am
Stromzähler
und der Anschlussleiste geführt
und dort durch Klemmschrauben befestigt. Je nach Art und Herkunft
des Stromzählers
kann die Anordnung der Klemmkörper
variieren, wobei kleinere Variationen durch Verwendung entsprechend
breiter Klemmkäfige
an der Anschlussleiste ausgeglichen werden können. Bei zu starkem gegenseitigem
Versatz der den Stift aufnehmenden Anschlusselemente quer zur Stiftlängsachse
kommt es beim Anziehen der Klemmschrauben jedoch zu Verspannungen
an den elektrischen Verbindungsstellen, welche die Kontaktsicherheit
beeinträchtigen können und
zu einer unerwünschten
Materialbeanspruchung an Zähler
und Leiste führen.
Durch den Kontaktstift nach der Erfindung wird dies vermieden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist eine doppelte Biegung unter Bildung quer zur Stiftlängsrichtung
zueinander versetzter Abschnitte der Stiftlängsachse entsprechend quer
zur Stiftlängsachse
versetzt angeordneter Anschlusselemente möglich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung tritt die Verformbarkeit des Stiftabschnitts erst
oberhalb eines Schwellenwertes einer am Stift angreifenden Verformungskraft
ein. Zum Beispiel während
der Montage weist der Stift dann eine gewünschte Steifigkeit auf. Erst
beim Befestigen des Stifts in einem Klemmkörper wird der Schwellenwert der
Verformungskraft erreicht und durch Verformung des Stifts eine weitgehend
spannungsfreie mechanische Verbindung geschaffen, in welcher Kräfte im wesentlichen
nur zwischen Stift und Klemmkörper ausgeübt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Endung weist der Kontaktstift zwei freie Enden auf, und es sitzen
darauf zwei axial im Abstand zueinander angeordnete Hülsen auf,
die jeweils in einen Klemmkörper
bzw. einen Klemmkäfig
einführbar
und dort verklemmbar sind.
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Eine Ausführungsform mit nur einer einzigen Hülse käme z.B.
für einen
Kontaktstift eines Steckers in Betracht, wobei die Hülse am freien
Ende des Steckerkontaktstifts angeordnet ist.
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In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist zwischen den Drahtadern bzw. Lamellen eine bei
dem Schwellenwert der Verformungskraft aufbrechende Haftverbindung
hergestellt. Oberhalb der Verformungskraft werden die Drahtadern
bzw. Lamellen voneinander gelöst
und so eine gewünschte
Flexibilität
geschaffen.
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Die Haftverbindung ist vorzugsweise
durch Zusammenpressen der Drahtadern bzw. Lamellen unter Ausübung hoher
Presskräfte
gebildet, wobei ihre Festigkeit an diejenige einer Schweißverbindung heranreicht.
Eine Verbindung durch Schweißen selbst
kommt ebenso in Betracht, wobei an eine Erhitzung des Materials
durch Stromfluß zu
denken ist. Auch eine aufbrechbare Verklebung der Drahtadern oder
Lamellen wäre
denkbar.
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Vorzugsweise ist der Kern durch Pressen
eines Kabels aus einer Vielzahl gerader, parallel zueinander verlaufender
Drahtadern gebildet.
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Die Erfindung soll nun anhand eines
Ausführungsbeispiels
und der beiliegenden, sich auf dieses Ausführungsbeispiel beziehenden
Zeichnungen näher
erläutert
werden. Es zeigen:
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1 einen
Kontaktstift nach der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht,
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2 den
Stift von 1 in einer
zu der Ansicht von 1 um
180° gedrehten
perspektivischen Ansicht, und
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3 eine
Teilansicht eines Stromzählers, der über Kontaktstifte
gemäß 1 und 2 mit einer Anschlussleiste verbunden
ist.
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Ein zur Herstellung einer elektrischen
Leitungsverbindung vorgesehener Kontaktstift 1 weist einen
Kern 2 und auf dem Kern 2 aufsitzende Hülsen 3 und 4 auf.
Zwischen den in Stiftlängsrichtung
zueinander im Abstand angeordneten Hülsen 3 und 4 liegt ein
Abschnitt 5 des Kerns 2 frei.
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Der Kern weist in dem betreffenden
Ausführungsbeispiel
eine Drahtaderstruktur 6 aus sich in Stiftlängsrichtung
erstreckenden Drahtadern aus Kupfer auf. Bei der Hülse 3 handelt
es sich um eine Rundhülse
mit einer Abplattung 7. Ferner weist sie einander diametral
gegenüberliegende
Abplattungen 8 und 9 auf. Die wie die Hülse 3 aus
Kupfer bestehende Hülse 4 ist
in dem betreffenden Ausführungsbeispiel
quaderförmig.
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Bei der Herstellung des Kontaktstifts 1 wird zur
Bildung des Kerns 2 ein Kabelstück, das aus einer Vielzahl
gerader, zueinander paralleler Adern besteht, unter sehr hohem Druck
zusammengepresst, so dass die Drahtadern aneinander anhaften. Auf
das so verdichtete Kabel werden Rohlinge für die Bildung der Hülsen 3 und 4 aufgesetzt,
welche dann beim Aufpressen auf den verdichteten Kern die erforderlichen
Endmaße
erhalten.
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An den Stirnflächen des Kerns bzw. Stifts kann
eine Verschleifung erfolgen, so dass eine glatte Fläche entsteht,
welche die Drahtstruktur 6 des Kerns kaum noch erkennen
lässt.
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Der vorangehend beschriebene Kontaktstift 1 kann,
wie in 3 gezeigt ist,
zur Verbindung eines Stromzählers 11 mit
einer Anschlussleiste 12 dienen. Auf die Anschlussleiste 12 ist
ein nicht gezeigter Stecker zur Überbrückung der
Phasen L1 und L1',
L2 und L2' sowie
L3 und L3' aufsteckbar.
Die Anschlussleiste 12 gestattet daher die Auswechslung
des Stromzählers 11 ohne
Unterbrechung des Stromflusses.
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Sowohl am Zähler 11 als auch an
der Anschlussleiste 12 sind Klemmanschlusselemente gebildet,
in welchen jeweils ein Kontaktstift gemäß 1 und 2 durch eine nicht gezeigte
Klemmschraube befestigt werden kann. Am Stromzähler 1 1 sind im Innenquerschnitt
den Maßen
der Hülse 3 entsprechende
Klemmhülsen 18 vorgesehen.
Gegenüberliegende
Klemmkäfige 17 an
der Anschlussleiste 12 erlauben in gewissem Umfang eine
Variation der Lage des Kontaktstifts in Längsrichtung der Anschlussleiste
entsprechend unterschiedlichen Kontaktstiftanordnungen am Stromzähler.
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Während
die gegenüberliegenden
Klemmanschlusselemente 17,18 für die Phasen L1 bis L3' in dem betreffenden
Ausführungsbeispiel
hauptsächlich
nur senkrecht zur Leistenlängsrichtung
zueinander versetzt sind, weisen die Anschlusselemente für den Nullleiter
N auch einen beträchtlichen
Versatz in Leistenlängsrichtung
auf.
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Die Kontaktstifte werden vor dem
Anschluss des Stromzählers 11 an
die Leiste 12 in die Klemmhülsen 18 am Stromzähler eingeschoben
und durch die genannte, an der Abplattung 7 angreifende Klemmschraube
unter Bildung eines elektrischen Kontakts befestigt. Beim Einschieben
des Kontaktstifts 1 in die betreffende Hülse gibt
die Markierung 10 eine Orientierung zur Begrenzung der
Einschubtiefe.
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Zur Verbindung mit der Anschlussleiste 12 wird
der Stromzähler
mit den vorstehenden Kontaktstiften dann auf die Leiste 12 aufgesteckt.
In dieser Steckphase an den Kontaktstiften 1 angreifende Kräfte reichen
nicht aus, die zwischen den Drahtadern des Kerns 2 bestehende
Haftung aufzuheben. Der Kontaktstifte 1 bleiben starr.
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Nach dem Aufstecken werden die in
die Klemmkäfige 17 der
Anschlussleiste 12 geführten Kontaktstifte
mit Hilfe der genannten Klemmschrauben unter Bildung elektrischer
Kontakte befestigt. Beim Anziehen der Klemmschraube für den Kontaktstift 1 entstehen
derart hohe Kräfte,
dass zumindest im Abschnitt 5 die Haftung zwischen den
Drahtadern aufgebrochen und der Kontaktstift 1 in diesem
Abschnitt verformbar wird. Der Kontaktstift passt sich so dem Versatz
der Klemmanschlusselemente 17,18 an. Im fertig
montierten Zustand sind die Längsachsen 15 und 16 der
Hülsen 3 und 4 zueinander
versetzt, wie dies anhand des Kontaktstifts für den Nullleiter N erkennbar
ist, der nicht nur senkrecht zur Leistenlängsrichtung sondern auch in
Leistenlängsrichtung
abgebogen ist. Durch die Anpassung wird die Anschlussverbindung
zwischen dem Stromzähler und
der Anschlussleiste mechanisch weitgehend spannungsfrei gehalten.
Es ergibt sich eine definierte, den elektrischen Kontakt dauerhaft
sichernde Klemmkraft zwischen Klemmkörper und Stift. Bei Verwendung
eines starren Stifts könnte
es zur Aufhebung der Klemmkraft und unerwünschter Beanspruchung des die
Klemmkörper
tragenden Gehäusematerials
kommen.
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In Abweichung von dem gezeigten Ausführungsbeispiel
könnten
die Drahtadern im Bereich der Hülsen 3, 4 vollkommen
miteinander verschweißt und
diese Bereiche unter Herstellung einer den Hülsen entsprechenden Form spanabhebend
bearbeitet sein.
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Ein für Montagezwecke in vielen Fällen ausreichend
starrer Kontaktstift ließe
sich auch ohne Haftverbindung zwischen den Drahtadern herstellen.