DE19718004C1 - 1-poliges Kontaktsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein 1-poliges Kontaktsystem für hohe Ströme, beste­ hend aus einem starren Buchsenteil und einem mit federelastischen Kontakt­ lamellen versehenen Steckteil.

Bei derartigen Kontaktsystemen zur Übertragung hoher elektrischer Ströme muß der konstruktive Aufbau so ausgelegt sein, daß der elektrische Wider­ stand (Durchgangswiderstand) des gesamten Kontaktsystems so gering wie möglich ausfällt, da der elektrische Widerstand, in Abhängigkeit vom Strom­ fluß, für die Erwärmung des Kontaktes im Einsatzfall verantwortlich ist. Die­ ser geringe Widerstand muß über die gesamte Einsatzdauer des Kontaktes aufrechterhalten werden können. Gleichzeitig wird durch einen entspre­ chenden Aufbau der einzelnen Kontaktelemente dafür gesorgt, daß nach dem Zusammenstecken von Buchse und Stift eine Selbstverriegelung des Systems erfolgt, die zusätzliche Verriegelungselemente an den Gehäusen des Steckverbinders überflüssig macht.

Es sind Kontaktsysteme bekannt, die zur Erlangung eines geringen Kon­ taktwiderstandes im Innenbereich der Buchse mit speziellen Drahtfedern (Drahtfederkontakte) oder Kontaktlamellenblechen versehen sind. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß sich sehr viele Kontaktpunkte ergeben und sich somit ein geringer Durchgangswiderstand ausbildet. Als Verriege­ lungssystem wird häufig die Push-Pull-Verriegelung eingesetzt.

Zur Herstellung der Drahtfedern oder Kontaktlamellen sind aufwendige und teure Werkzeuge erforderlich. Die Endmontage erfordert einen hohen Auf­ wand.

Für das Push-Pull-Verriegelungssystem sind zusätzliche Teile erforderlich (Arretierring, Schiebering), die ebenfalls eine hohe Präzision bei der Herstel­ lung und einen hohen Montageaufwand erfordern. Die Kontakte sind auf­ grund der benötigten Werkzeuge zur Herstellung und Montage der Einzeltei­ le nur mit einem hohen finanziellen Aufwand (Investitionskosten) zu fertigen.

Aus der US 4 374 607 ist ein 1-poliges Kontaktsystem be­ kannt, das ein starres Buchsenteil und ein mit federela­ stischen Kontaktlamellen versehenes Steckteil aufweist. Dabei ist das Stiftteil mit einer Verzahnung versehen, die beim Einfügen des Stiftteils in das Buchsenteil mit einer im Buchsenteil vorgesehenen Verzahnung in Eingriff gelangt, wobei ein fester Zusammenhalt der beiden Teile erzielt wird. Ein ringförmiges Verriegelungs-/Löseele­ ment ist weiterhin vorgesehen, das bei axialen Zugkräften die Lamellen des Stiftteils zusammendrückt und wobei eine Trennung der beiden Kontaktteile ermöglicht wird.

Aus der US 5 423 692 ist daneben ein 1-poliges Kontaktsy­ stem bekannt, das ein starres Buchsenteil und ein federe­ lastisches Stiftteil aufweist. Dieses Kontaktsystem ist mit einer Bajonettverriegelung versehen, um einen festen Zusammenhalt beider Kontaktteile nach dem Zusammenfügen zu gewährleisten. Dieses im großen und ganzen zufrieden­ stellende Kontaktsystem ist jedoch aus einer Vielzahl von Einzelteilen aufgebaut und somit aufwendig herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktsy­ stem der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß dieses einfach herzustellen ist, einen geringen Über­ gangswiderstand aufweist und einfach zusammenzufügen ist. Dabei sollen möglichst nur einfache Drehteile und vorhan­ dene, kostengünstige DIN-Teile Verwendung finden, sowie für die Verriegelung keine zusätzlichen Bauteile erfor­ derlich sein.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Steckteil einen stiftförmigen Ansatz aufweist, daß auf den stiftförmigen Ansatz ein zylinderförmiges, mit Schlitzen versehenes Kontaktteil aufgeschoben ist, wobei die Schlitze in axialer Richtung des Steckteils vorgesehen sind und federelastische Kon­ taktlamellen ausgebildet sind, daß die freien Enden der Kontaktlamellen zu einem Konus am Steckteil weisen, und daß am vorderen Ende des Ansat­ zes ein Druckteil vorgesehen ist, das auf das Kontaktteil einwirken kann, wobei die freien Enden der Kontaktlamellen gegen den Konus gepreßt wer­ den, so daß bei der Einführung des Steckteils in den Buchsenteil diese radial nach außen gegen die Buchseninnenseite ge­ drückt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die formschlüssige (Wulst in Rille) und kraftschlüssige (Anpreßkraft Kontaktlamellen an Buchseninnenseite und Stiftkontaktgrundkörper) Verbin­ dung zusätzliche Verriegelungselemente entfallen können. Ein ungewolltes Lösen der Verbindung ist nur durch hohe Zugkräfte am Kontaktsystem mög­ lich. Diese Kräfte treten aber während des normalen Betriebs und auch bei starken Vibrationen nicht auf. Da hohe Kontaktkräfte erzielt werden, wird ei­ ne drastische Verringerung des Kontaktwiderstands und somit eine geringe­ re Eigenerwärmung erreicht. Es können höhere Ströme übertragen werden. Bis auf das Druckteil sind alle Einzelteile einfache Drehteile, die kostengünstig gefertigt werden können, oder es sind vorhandene DIN-Teile, die ebenfalls günstig zu beziehen sind. Das Druckteil kann auf einfache und kostengünstige Weise als Druckgußteil hergestellt sein. Insgesamt weist das gesamte Kontaktsystem eine geringe Baugröße auf.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die Ansicht eines 1-poligen Kontaktsystems,

Fig. 2 die Ansicht des Kontaktsystems gern. Fig. 1 in auseinandergezoge­ ner Darstellung, und

Fig. 3 die Ansicht des Kontaktsystems gern. Fig. 1 in auseinandergezoge­ ner und perspektivischer Darstellung.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Kontaktsystem besteht im wesentlichen aus einem Buchsenteil 1 und einem Steckteil 2, die ineinander steckbar sind.

Das Buchsenteil, weist im Steckbereich eine 2-fach geschlitzte Bohrung 3 auf, wobei hier die axialen Schlitze 4 vorgesehen sind. Diese Art Buchse ist sehr stabil und hat nur eine geringe Federwirkung. In einer bestimmten Tiefe der Bohrung 3 befindet sich eine Innen-Nut 5 geringer Tiefe und bestimmter Breite, deren Wirkungsweise weiter unten erläutert wird. Zum Anschluß ei­ nes Leiters an der der Bohrung gegenüberliegenden Seite, können alle be­ kannten Anschlußtechniken Verwendung finden. Im vorliegenden Fall han­ delt es sich um eine Axialschraubklemme 6.

Das Steckteil 2 besteht im wesentlichen aus dem Grundkörper 7 mit beliebi­ gem Anschlußbereich 8 und einem abgesetzten vorderen Bereich 9 mit einer Querbohrung 10 zur Aufnahme eines Querstiftes 11, vorzugsweise eines Knebelkerbstiftes. Weiter zum mittleren Bereich weitet sich der Stift noch­ mals konisch auf einen größeren Durchmesser, wobei hier der Konus 12 ausgebildet ist. Vor dem Anschlußbereich 8 wird der Durchmesser nochmals größer und ist in diesem Bereich mit einem 2-Flach 13 versehen. Der Lei­ teranschluß 8 ist im vorliegenden Fall als Bolzenklemme ausgebildet.

Auf dem abgesetzten Ende des Grundkörpers 7 ist ein mit sechs Schlitzen 14 versehenes Kontaktteil 15 mit entsprechender Innenbohrung aufgesetzt. Im geschlitzten Bereich ist der Bohrungsdurchmesser größer, so daß dort leicht federnde Kontaktlamellen 16 entstehen. Die große Bohrung ist am äu­ ßeren Ende innenseitig mit einer Fase 17 ausgestattet. Dieser Bereich be­ findet sich über dem Konus 12 des Grundkörpers. An der Innenseite der Bohrung des Kontaktteils 15 ist ein Federelement 18, vorzugsweise eine Tellerfeder vorgesehen. Diese hält das Kontaktteil auf Distanz zum koni­ schen Bereich des Grundkörpers, so daß die Kontaktlamellen 16 des Kon­ taktteils noch nicht auf dem Konus 12 des Grundkörpers aufliegen. Sie kön­ nen noch nach innen federn. Das ist erforderlich, da auf der Außenseite des Kontaktteils, etwa in der Mitte der Kontaktlamellen, eine umlaufende Wulst 19 geringer Höhe vorhanden ist. Der Außendurchmesser der Wulst ist etwas größer als der Innendurchmesser der Bohrung 3 des Buchsenteils 1. Auf dem abgesetzten Ende des Grundkörpers sitzt an der äußeren Stirnfläche des Kontaktteils 15 ein weiteres Federelement 18', vorzugsweise ist auch hier eine Tellerfeder vorgesehen.

Anschließend befindet sich auf dem vorderen Bereich 9 des Grundkörpers ein Druckteil 20, das mit dem Querstift 11 gesichert ist, der in die Querboh­ rung 10 des abgesetzten Endes des Grundkörpers eingedrückt ist.

Das Druckteil hat eine zylindrische Form mit Innenbohrung und an der Au­ ßenseite zwei gegenüberliegende Rippen 21. An der Stirnfläche befindet sich eine Nut 22, die zu den Rippen um 90° versetzt ist.

Die durch die Nut gebildeten Vertiefungen sind über eine ansteigende Gleit­ fläche mit zwei weiteren Aussparungen (Kerben) an der Stirnfläche verbun­ den. Diese sind zu den Ausgangsvertiefungen wiederum um 90° versetzt, sie befindet sich somit im Bereich der außenliegenden Rippen 21 Kontakt­ teils. Sie haben eine geringe Tiefe, so daß ein gewisser Anstieg vom er­ sten Kerbenpaar zum um 90° versetzten zweiten Kerbenpaar vorhanden ist. Das Buchsenteil wird so auf das Steckteil gesteckt, daß die zwei Rippen des Schaltelements in die zwei Schlitze 4 der Buchse eintauchen.

Das Buchsenteil kann dann so weit kraftlos aufgesteckt werden, bis sie auf die Wulst 19 des Kontaktteils stößt. Jetzt muß das Buchsenteil mit etwas Kraftaufwand weitergeschoben werden, so daß die Kontaktlamellen 16 des Kontaktteils leicht nach innen federn und das Buchsenteil so weit auf das Steckteil geschoben werden kann, bis die Wulst des Kontaktteils in die Nut 5 in der Buchseninnenseite einrastet.

Wird jetzt das Buchsenteil um 90° in Uhrzeigerrichtung gedreht, schiebt sich das Druckteil 20 um den Betrag des Anstiegs von der unteren zu oberen Aussparung an der Stirnfläche nach hinten, in Richtung konischer Kontakt­ bereich am Stiftkontaktgrundkörper. Es wird vom Querstift (Knebelkerbstift) in der entgegengesetzten Richtung gesichert.

Durch diese leichte Rückwärtsbewegung des Kontaktteils berühren die In­ nenseiten der federnden Kontaktlamellen den konischen Bereich des Grundkörpers (Konus 12) und bewegen sich auf diesem nach außen. Jetzt kontaktieren sie mit ihren hinteren Außenflächen auch gleichzeitig die Buchseninnenseite und werden gegen diese gepreßt. Es entsteht eine inni­ ge Kontaktierung, die durch die zusammengepreßten Federelemente 18, 18' (Tellerfedern) aufrechterhalten wird.

Claims (7)

1. 1-poliges Kontaktsystem für hohe Ströme, bestehend aus einem star­ ren Buchsenteil (1) und einem mit federelastischen Kontaktlamellen (16) versehenen Steckteil (2), dadurch gekennzeichnet,
daß das Steckteil (2) einen stiftförmigen Ansatz aufweist,
daß auf den stiftförmigen Ansatz ein zylinderförmiges, mit Schlitzen (14) versehenes Kontaktteil (15) aufgeschoben ist, wobei die Schlitze in axialer Richtung des Steckteils vorgesehen sind und federelastische Kontaktlamellen (16) ausgebildet sind,
daß die freien Enden der Kontaktlamellen zu einem Konus (12) am Steckteil weisen, und
daß am vorderen Ende des Ansatzes ein Druckteil (20) vorgesehen ist, das auf das Kontaktteil (15) einwirken kann, wobei die freien Enden der Kontaktlamellen (16) gegen den Konus (12) gepreßt werden, so daß bei der Einführung des Steckteils in den Buchsenteil diese radial nach außen gegen die Buchseninnenseite gedrückt werden.

2. 1-poliges Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckteil (20) durch einen endseitigen Querstift (11) im Ansat­ zende gegen Abrutschen vom Ansatz gesichert ist.

3. 1-poliges Kontaktsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Axialspiel des Kontaktteils (15) durch beidseitig angeordnete Federelemente (18, 18') begrenzt ist, wobei die freien Enden der Kon­ taktlamellen (16) in der Grundstellung noch nicht mit dem Konus (12) in Berührung gelangen.

4. 1-poliges Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Querstift (11) auf eine Schrägfläche des Druckteils (20) ein­ wirkt, wobei bei einer Verdrehung des Druckteils in Bezug auf den Querstift dieses axial verschoben wird, so daß die freien Enden der Kontaktlamellen (16) gegen den Konus (12) gepreßt werden, so daß bei der Einführung des Steckteils in den Buchsenteil diese radial nach außen gegen die Buchseninnenseite gedrückt werden.

5. 1-poliges Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Druckteil (20) mit mindestens einer Rippe (21) versehen ist, die beim Zusammenfügen der Steckteile in einen entsprechend be­ messenen axialen Schlitz (4) des Buchsenteils (1) eintaucht.

6. 1-poliges Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Druckteils (20) mit einer radialen Nut (22) ver­ sehen ist, in die der Querstift (11) bei Erreichen der Verriegelungsposi­ tion einrastet.

7. 1-poliges Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet,
daß das Kontaktteil (15) eine umlaufende Ringwulst (19) im Bereich der Kontaktlamellen-Außenseite aufweist, und
daß das Buchsenteil (1) mit einer Innen-Nut (5) versehen ist, in die die Wulst beim Zusammenfügen der Steckteile einrastet.