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Die
Erfindung betrifft eine Federkontaktanordnung für elektrische Verbindungen,
bestehend aus zwei sich gegenüberliegenden
Federschenkeln, die unten über
eine Wurzel miteinander verbunden sind.
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Derartig
ausgebildete Federkontaktanordnungen – im weiteren Federkontakte
genannt – sind im
Stand der Technik in mannigfacher Ausführungsform bekannt. Die Wurzeln
der Federkontakte werden dabei beispielsweise mit stromführenden
Adern von Zuleitungs- bzw. Verbindungskabeln verbunden. Die Herstellung
der elektrischen Verbindung mit beispielsweise Relais, Sicherungen
oder Leiterplatten erfolgt, indem die Federkontakte mit den sich
gegenüberliegenden
Federschenkeln von deren freien, oberen Enden bzw. Kopfenden her
auf entsprechende Messerleisten, Kontaktfahnen oder gedruckte Leiterbahnen
von Schaltkreiskarten aufgesteckt werden, wobei die Federschenkel
die Leisten, Fahnen bzw. Bahnen sowohl auf ihrer Ober- als auch
ihrer Unterfläche
bzw. -seite, also beidseitig übergreifen und
dabei mit Pressung ihrer Kopfendenbereiche auf den entsprechenden
Kontaktflächen
aufliegen.
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Werden
die Federkontakte beispielsweise im Bereich von Automobilsicherungen
bzw. -relais eingesetzt, müssen
sie sehr hohen Steck- bzw. Ziehkräften standhalten. Zu diesem
Zweck ist es bekannt, zur Verstärkung
des Anpreßdruckes
der sich in der Regel mit Luft, alternativ auch ohne Spalt gegenüberliegenden
Federschenkel, diese mit sogenannten Über- bzw. Kompressionsfedern
zu versehen. Die Überfedern
erstrecken sich dabei jeweils armartig von den Kontaktwurzeln hin
zu den freien Enden der Federschenkel, wobei sie mit an ihren Armenden
abgewin kelten Stegen die Federschenkel im Maulbereich an ihrer Außenseite
beaufschlagen.
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Die
solchermaßen
ausgebildeten Federkontakte ermöglichen
zwar die Übertragung
der geforderten hohen Steck- und Ziehkräfte, sind aber einerseits nur
mit aufwendigen und dementsprechend teuren Form- bzw. Stanzwerkzeugen
herzustellen. Andererseits ist aufgrund der Überfedern ein erhöhter Einsatz
von beispielsweise Kupfermaterial notwendig, der die Herstellkosten
und letztendlich den Verkaufspreis der Federkontakte zusätzlich verteuert.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Federkontaktanordnung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich einfach sowie kostengünstig herstellen
läßt und gleichwohl
hohen Steck- und Ziehkräften
standhält.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Wurzel als umfangsgeschlossener Rahmen in Hohlbauweise ausgebildet
ist. Die Federschenkel sind hierbei einstückig an zwei sich gegenüberliegenden
Seiten des umfangsgeschlossenen Kontaktwurzel-Rahmens angeformt.
Durch die erfindungsgemäße Hohlraumbauweise
wird ein hohes Widerstandsmoment in der mechanisch beanspruchten
Wurzelzone erreicht. Die beim Aufstecken bzw. Abziehen der Federkontakte
auf bzw. von entsprechenden Kontaktflächen auftretenden Federkräfte werden über die
Federschenkel in den geschlossenen Rahmen geleitet und von diesem
aufgenommen. Über
den geschlossenen Rahmen wird somit eine Aussteifung und Verfestigung
erreicht, die bewirkt, daß die
Festig- bzw. Steifigkeit der einzelnen Federschenkel deutlich erhöht wird,
ohne daß die
Materialdicke – gegenüber herkömmlichen
Federschenkeln – zunehmen
muß. Somit
stellt sich bei gleicher Materialdicke eine höhere Kontaktkraft ein. Dadurch
fällt der Übergangswiderstand
ab und die Stromtragfähigkeit
steigt.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Federschenkel
an ihren Außenflächen jeweils
mit einer sich über
ihre Länge
erstreckenden Sicke (rinnenförmige
Kehlung) versehen sind. Mit dieser vorzugsweise in der Mitte der
Federschenkel angeordneten und von deren Kopfenden bzw. freien Enden
bis in den Rahmen reichenden Einprägung erhöht sich deren Stabilität. Somit
wird eine Verstärkung
des Anpreßdruckes
der Federschenkel zur kraftschlüssigen,
elektrischen Kontaktverbindung mit den Anschlüssen weiter begünstigt.
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Erfindungsgemäß wird weiterhin
vorgeschlagen, daß die
Federschenkel an den Innenflächen
ihrer freien Enden einander zugewandte, warzenförmige Vorsprünge aufweisen.
Hiermit wird eine wesentlich erhöhte
Flächenpressung
auf die zu kontaktierenden Anschlüsse erzielt. Durch die verbesserte Flächenpressung
im Stromübergangsbereich
zwischen den Anschlußkontakten
und den Federschenkeln werden die aufgrund von Energieverlusten
in diesem Bereich unerwünschten Übergangswiderstände erheblich
reduziert.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung, in der in den Figuren dargestellte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher
erläutert
werden. Es zeigen:
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1 eine Ausführungsform
einer Federkontaktanordnung mit einem Federschenkelpaar, in einer
Vorderansicht;
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2 die Federkontaktanordnung
gemäß 1 im Längsschnitt dargestellt;
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3 die Federkontaktanordnung
gemäß 1 in der Draufsicht von den
Federkontakten her gesehen dargestellt;
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4 eine andere Ausführungsform
einer Federkontaktanordnung, umfassend zwei Federschenkelpaare,
in einer Vorderansicht dargestellt;
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5 die Fedekontaktanordnung
gemäß 4 in einem Längsschnitt
dargestellt; und
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6 die Federkontaktanordnung
gemäß 4 in der Draufsicht dargestellt.
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In
der 1 ist eine Federkontaktanordnung 1 für elektrische
Verbindungen dargestellt. Die Federkontaktanordnung bzw. die Federkontakte 1 bestehen
aus zwei sich mit Luft gegenüberliegenden Federschenkeln 2, 3,
die über
eine Wurzel 4 miteinander verbunden sind. Die Wurzel 4 ist
hierbei als umfangsgeschlossener Rahmen 5 in Hohlbauweise ausgebildet
(vgl. hierzu 2 und 3). Zur elektrischen Verbindung
mit hier nicht näher
dargestellten Kontaktflächen
bzw. Anschlußkontakten,
beispielsweise Messerleisten, Kontaktfahnen oder gedruckten Leiterbahnen
von Schaltkreiskarten, wird der Federkontakt 1 mit seinen
Federschenkeln 2, 3 auf diese mit Vorspannung
aufgesteckt, wobei die Federschenkel 2, 3 – ausgehend
von ihrem Maulbereich 6 – die Kontaktflächen beidseitig übergreifen
und mit Pressung darauf aufliegen. Beim Aufstecken bzw. beim Abziehen
des Federkontaktes 1 auftretende hohe Federkräfte werden über die
Federschenkel 2, 3 in den umfangsgeschlossenen,
einen Hohlraum 7 begrenzenden Rahmen 5 geleitet
und von diesem aufgenommen.
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Des
weiteren sind die Federschenkel 2, 3 an ihren
Außenflächen 8, 9 mit
einer sie verstärkenden Sicke 10 versehen.
Die im Ausführungsbeispiel
im wesentlichen V-förmig nach
innen eingedrückten, sich
im Luftspalt zwischen den Federschenkeln 2, 3 gegenüberliegenden
Sicken 10 erstrecken sich dabei ausgehend von der rahmenartigen
Wurzel 4 über
die gesamte Länge
der Federschenkel 2, 3. Die somit erreichte höhere Festigkeit
bzw. Steifigkeit bewirkt eine zusätzliche Verstärkung des
Anpreßdruckes
der Federschenkel 2, 3 zur kraftschlüssigen Verbindung
mit den entsprechenden Kontaktflächen.
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Zur
weiteren Verbesserung der Flächenpressung
auf die Kontaktflächen
der anzuschließenden Verbraucher
und einer damit einhergehenden Reduzierung des Übergangswiderstandes im Kontaktsteckbereich,
sind die Federschenkel 2, 3 im Maulbereich 6 an
den Innenflächen 11, 12 ihrer
freien Enden 13, 14 mit warzenförmigen von
außen
her eingedrückten
Vorsprüngen 15 ausgebildet.
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Die 4 bis 6 zeigen eine Ausführungsform einer Doppel-Federkontaktanordnung 100.
Diese weist zwei nebeneinanderliegende, parallel voneinander beabstandete
Federschenkel 102 auf, denen – im Ausführungsbeispiel mit Luft – zwei Federschenkel 103 gegenüberliegen.
Die Federkontaktpaare sind über
eine Wurzel 104 miteinander verbunden, die wiederum als
umfangsgeschlossener Rahmen 105 in Hohlbauweise ausgebildet
ist.
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Die
Federschenkel 102, 103 sind hierbei an ihren Außenflächen 108, 109 ebenfalls
mit einer sie versteifenden Sicke 110 ausgebildet. Durch
die bei dieser Ausführung
breiter ausgeprägten
und wannenförmig
nach innen vorkragenden Sicken 110 wird die Stabilität und somit
die Federsteifigkeit der Federschenkel 102, 103 weiter
gesteigert.
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Eine
verstärkte
Flächenpressung
der Federschenkel 102, 103 auf die Anschlußkontakte
elektrischer Betriebsmittel wird auch hier dadurch erreicht, daß im Maulbereich 106 an
den Innenflächen 111, 112 der
Federschenkel 102, 103 ausgebildete, warzenförmige Vorsprünge 115 vorgesehen
sind, die im Querschnitt stärker
als die zuvor beschriebenen Warzen ausgeprägt sind und somit eine größere Auflagefläche zur
Verfügung
stellen.
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Bei
beiden Federkontaktanordnungen 1 und 100 sind
an dem den Federschenkeln 2, 3 bzw. 102, 103 gegenüberliegenden
Ende der Hohlkammer-Rahmen 5 bzw. 105 Anschlußbeine 16, 116 zur Verbindung
mit beispielsweise Adern von Zuleitungs- bzw. Verbindungskabeln
vorgesehen. Es liegt aber im Rahmen der Ausge staltungsmöglichkeiten,
je nach Anwendungsfall die Federkontaktanordnung an beiden Stirnseiten
mit Federschenkeln bzw. Federschenkelpaaren vorzusehen.