EP0254770A2 - Elektrische Kontaktvorrichtung - Google Patents

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EP0254770A2
EP0254770A2 EP19860115324 EP86115324A EP0254770A2 EP 0254770 A2 EP0254770 A2 EP 0254770A2 EP 19860115324 EP19860115324 EP 19860115324 EP 86115324 A EP86115324 A EP 86115324A EP 0254770 A2 EP0254770 A2 EP 0254770A2
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EP
European Patent Office
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contact
bodies
spring
electrical contact
contact device
Prior art date
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EP19860115324
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English (en)
French (fr)
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EP0254770B1 (de
EP0254770A3 (en
Inventor
Rudolf Dipl.-Ing. Neidecker
Jacques Kunz
Felix Dipl.-Ing. Riedl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Staeubli Electrical Connectors AG
Original Assignee
Multi Contact AG
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Publication date
Application filed by Multi Contact AG filed Critical Multi Contact AG
Priority to AT86115324T priority Critical patent/ATE93995T1/de
Publication of EP0254770A2 publication Critical patent/EP0254770A2/de
Publication of EP0254770A3 publication Critical patent/EP0254770A3/de
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Publication of EP0254770B1 publication Critical patent/EP0254770B1/de
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02Contact members
    • H01R13/15Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure

Definitions

  • the invention relates to an electrical contact device for forming a conductive connection between connection bodies via a plurality of contact bodies according to the preamble of claims 1, 4, 18, 22 and 27.
  • Contact devices of the generic type have been known or proposed in various variations. They create an easily detachable electrical connection or a bridge between electrically conductive connection bodies.
  • the contact devices are used in particular in electrical plug connections as a resilient intermediate member. In the case of a plug-socket connection, the contact device can be fastened either in the socket or on the plug.
  • Another application is the electrical contacting of busbars. At the overlapping connection points of busbars, the contact devices are arranged between the rail sections pressed against one another.
  • the contact devices can be used in sliding devices as sliding contacts, wherein they are attached either to the fixed or to the movable contact base bodies of the switching device.
  • connection devices are intended on the one hand to ensure reliable mechanical contact between the connection bodies, even after a long period of use and possibly after a large number of plug-in operations, and on the other hand to have the lowest possible electrical contact resistance between the connection bodies to be connected.
  • both conditions are influenced by a suitable choice of material for the conductor parts and by suitable dimensioning of the contact pressure.
  • the working range of the contact device is limited in such a way that the contact bodies have to be manufactured with narrow tolerances, so that perfect contacting is ensured even over a long period of time.
  • a particularly serious disadvantage of this proposal is the considerable technical or manufacturing effort and thus also the high manufacturing costs, especially due to the complicated connections between the contact bodies and the spring element.
  • the manufacturing outlay of the contact device should in particular also be reduced.
  • the decisive advantage of these measures lies in the optimal exploitation of the good spring properties of the spring material used and the much larger tolerance ranges for the contact bodies made possible and the surprisingly high safety and reliability and uniformity of the desired contact pressure despite the increased dimensional tolerances.
  • the manufacturing effort for the training described is relatively low compared to the known designs.
  • the proposed training requires few simple and easy to master manufacturing steps.
  • the electrical contact device 1 shown in FIGS. 1A to 1D consists of a spring band 2, into which contact bodies 3 arranged in the manner of a blind are inserted.
  • the spring band 2 is provided with receiving slots 4.
  • the contact bodies 3 are provided from both sides with inclined locking grooves 5. These grooves correspond to the thickness of the spring band 1, so that the contact bodies 3 can be pressed in in a latching manner (cf. FIG. 1D).
  • the locking grooves 5 are inclined at an angle ⁇ relative to the level of the contact bodies 3 in order to implement the desired angle of inclination thereof relative to the plane 7 of the spring band 2.
  • the amount by which the contact bodies 3 are inclined with respect to the spring band plane 7 can in practice be between a few degrees of angle and approximately 45 °. An inclination of approximately 40 ° has proven to be particularly advantageous.
  • the spring band 2 can consist of spring steel or spring bronze, for example of Cu / Be bronze.
  • An electrically highly conductive material is preferably used as the contact material. It should be noted that the height of the contact bodies 3 is independent of the mutual spacing between them along the spring band 2. This means that it is possible to bridge larger tolerances between two connecting bodies to be electrically connected to one another by appropriate choice of the contact height without the number of Contact body, based on the length of the spring band, would have to be reduced. The desired high current carrying capacity remains fully guaranteed.
  • the spring band 2 can be composed of two sub-bands 2a, 2b which are connected to one another. This has the advantage that the edges 6 of the slots 4 do not have to be bent away (as shown in FIG. 1D) during the assembly of the contact bodies 3. Rather, in this case, the sub-bands 2a, 2b can be pushed laterally into the locking grooves 5 and, if necessary, subsequently connected to one another.
  • the spring band 16 In the relaxed state according to FIG. 2A, the spring band 16 is flat.
  • the contact bodies 8 to 11 are lined up at a distance a at an angle ⁇ relative to the spring band plane on the spring band 16.
  • the angle ⁇ is preferably 40 °. If, under the influence of a contact pressure that is exerted on the electrical contact device between a first connection body 200 and a second connection body 210, the gap D is narrowed to the dimension D1 (FIG. 2B), the contact bodies 8 to 11 inevitably take a more inclined one Position. This means that the angle ⁇ decreases.
  • the contact bodies 8 to 11 and the spring band 16 assumes a corrugated shape, as is shown for the selected example in FIG. 2B.
  • the described device also permits larger adjustment angles of the contact bodies without any problems and under largely constant spring pressure of the contact bodies relative to the connection bodies 100 and 210.
  • FIG. 2B shows in the area of the two outer left contact bodies a particularly advantageous, because simple and reliable, spacer 16a in the form of a hose section pulled over the spring band 16.
  • This preferably consists of soft-elastic or soft-plastic material and is therefore adaptable on its end faces with respect to the variable inclination of the adjacent contact body. This also results in a desired increase in the contact pressure, which can be influenced by suitable dimensioning and choice of material.
  • spacers are particularly advantageous for designs with spring wires (see Fig. 3A).
  • Resilient spacers that are at least partially elastically deformable in the axial direction are expediently inserted under a certain axial compression between the contact bodies. This can be easily achieved when assembling with alternating rows of contact bodies and spacers on the spring band or the spring wire by pressing the line together with subsequent locking or closing the ends of the band or wire.
  • the axial preload of the spacers results in a play-free, but flexible and adaptable position securing of the contact bodies in the operating state.
  • This further favors the shape of the plate-like contact body with simple, prismatic or cylindrical recesses running in the direction transverse to the plate plane for the passage of the spring band or spring wire. This has considerable advantages in terms of production technology, without impairing the backlash-free or low-backlash securing of the contact bodies.
  • a modification of this embodiment is indicated in the right part of FIG. 2B.
  • a flexible securing of the position of the contact bodies is achieved by means of a hose 16b which surrounds the spring band or the spring wire and extends continuously over a plurality of contact bodies and is radially elastically and / or plastically compressible.
  • the insertion of the spring element with hose into the recesses can still be carried out comfortably during assembly.
  • the radial one Compression of the tube sections located within the contact body recesses provides a secure, force-fitting or, due to the displacement of tube material into the adjacent areas outside the recesses, even positive, but nevertheless flexible, positional securing of the contact bodies.
  • hose sections can also be inserted as spacers between the contact bodies.
  • hose profile does not necessarily have to be closed on the circumference for the present applications. Rather, all suitable hollow profiles are considered, e.g. also U profiles. It is also understood that such a spacer - as is not particularly shown in FIG. 2B - is generally to be extended over a larger number or over a whole series of contact bodies.
  • FIGS. 3A to 3D show exemplary embodiments for suitable contact body shapes.
  • the contact body 8 according to FIG. 3A has two bores 12, which are inclined relative to the contact plane 17 (cf. FIG. 2A) and are used for the passage of spring wires.
  • FIG. 3B shows the example of a central slot 13 that is inclined relative to the contact plane 17 (see FIG. 2A) for receiving a spring band.
  • FIGS. 3C and 3D show contact bodies 10, 11 which have lateral recesses 14, 15 for inserting spring wires (FIG. 3C) or spring bands (FIG. 3D). These recesses 14, 15 can be easily closed by compressing or squeezing after the insertion of the spring elements.
  • FIG. 4 shows an example with a multi-corrugated spring band or spring wire 16.
  • Such embodiments contribute to a further extension of the spring area.
  • FIGS. 5A to 5F show an electrical contact device, the contact bodies of which are formed by pockets 21 made of a material with high electrical conductivity, such as copper, which are each arranged on a web 20 of the spring band 18 and completely encompass it (cf. 5A; 5E). Recesses 19 are punched out of the spring band 18, resulting in webs 20 (cf. FIG. 5C). These are opposite the spring band plane 31 rotated by an angle (see. Fig. 5A). It is thereby achieved that the webs 20 can spring like a torsion relative to the edges 18a of the spring band 18.
  • the assembly of the pocket-shaped contact bodies is very simple: they are pushed over the assigned webs 20 and their end regions 21a are then connected in a form-fitting or material-locking manner, for example with the aid of spot welds 22 (cf. FIG. 5D; 5E).
  • the fastening problem can also be solved in such a way that the end regions 21a mentioned are claw-shaped and brought into engagement with one another. In this case, it may be possible to dispense with integrally bonded lead connections.
  • 5B a section of the electrical contact device with two mounted pockets 21 is shown in perspective.
  • FIGS. 6A to 6E show an electrical contact device, the contact bodies of which are formed by windings 29 made of a material with high electrical conductivity (which in turn can be copper), which are each connected to two tongues 25 or possibly only held in mutual contact , 27 are arranged, which belong to different spring bands 24 and are pushed into the winding 29 from opposite sides (cf. FIG. 6B). Accordingly, two tongues 25, 27 are completely encompassed by a winding 29 (cf. FIG. 6B).
  • the electrical contact device also has at least two spring bands 24 lying next to one another, cutouts 26, 28 are punched out of each spring band 24, which results in tongues 25, 27 which are integrally connected to a connecting strip 24a (cf. FIG. 6C).
  • the tongues 25, 27 are rotated by an angle with respect to the spring band level 31 (cf. FIG. 6A). This in turn ensures that the tongues 25, 27 can spring like a torsion relative to the connecting strip 24a connected to them.
  • the torsion axis and the axis of symmetry of each tongue 25 can coincide or the former can be eccentric with respect to the latter (cf. tongue 27 shown in broken lines in FIG. 6C).
  • the winding-shaped contact bodies are assembled by inserting the associated tongues 25, 27 (cf. FIG. 6D).
  • the individual tongue pairs 25, 27 are then connected to one another, for example, with the aid of spot welds 30. The assembly performed in this way impresses with its simplicity.
  • the winding-shaped contact bodies can be arranged in several rows (cf. FIG. 6E).
  • contact bodies used in the exemplary embodiment according to FIGS. 5A to 5F may also be in the form of a wrap and the exemplary embodiment according to FIGS. 6A to 6E may also be pocket-shaped.
  • the webs 20 or the mutually connected tongue pairs 25, 27 can also be arranged in more than two rows.
  • connection bodies 200, 210 It is known that in particular the longitudinal edges of the contact bodies 3, 8 to 11 serve as a contact bridge to the connection bodies 200, 210. These parts of the contact bodies are subjected to particularly high loads depending on the current load between the connection bodies.
  • the contact body consists of a first and a second outer contact part 32 and a contact lamella 42 which is clamped between them and is made of a material with high electrical conductivity, the ends 43 of which project beyond the contact parts 32.
  • the outer contact parts 32 can consist of metal, plastic or another material having the required mechanical properties.
  • the contact lamella 42 must have good electrical properties; the mechanical properties of this lamella 42, such as sufficient strength, on the other hand play a rather minor role.
  • a copper braid for example, can be used as the material for the lamella 42.
  • the contact body is made of metal or insulating material and is wrapped with a wire 41, which consists of a material with high electrical conductivity, or with a strand.
  • the edge regions of the contact bodies are provided with an inserted contact lamella 33 made of a material with high electrical conductivity.
  • the edge areas are provided with grooves.
  • FIGS. 10A to 10C show further exemplary embodiments of contact bodies. These have resilient contact blades with high electrical conductivity.
  • the contact lamella 34 according to FIG. 10A has a U-shaped cross section and is placed over one end of the contact body.
  • the contact lamella 35 is inserted with one end in a groove 37 on the contact body.
  • the contact lamella 36 according to FIG. 10C can consist of phosphor bronze wire and, like the contact lamella 34 according to FIG. 10A, can be placed over one end of the contact body.
  • the contact lamellae 34, 35 shown in FIGS. 10A and 10B also have slots 39, as a result of which a plurality of contact regions which are arranged next to one another and are independent of one another are created.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 11 provides for a contact body, which consists of one on the contact surfaces Slots 39 provided circuit board. According to FIG. 12, the contact edges 40 can additionally be angled slightly.
  • connection bodies described in connection with FIGS. 7 to 11 are particularly suitable for high current loads on the contact device when used with connection bodies which, with regard to their mutual position and / or as a result of machining tolerances on their surfaces, do not guarantee that an essentially rigid one Contact body lies along its entire contact edges on the surfaces of the connection body.
  • two plate-like prismatic, dimensionally stable contact bodies 101 are arranged one behind the other in the direction parallel to the axis of cylindrical connecting bodies 100a and 100b and connected to one another by a rod-shaped torsion spring 104.
  • the latter comprises two square profile sections 104a arranged with axial spacing and lies in aligned channels 101a of the two contact bodies 101, which have a square profile adapted to the profile sections 104a and thus produce a positive torsion connection between the contact bodies located one behind the other.
  • cylindrical rod sections 104b of the torsion spring the middle one lying between the two square profile sections 104a acts as elastic twistable spring element, while the two outer protrude beyond the end faces of the contact bodies and engage in radial slots 110a of mutual ring elements 110b and 110c of a cage-like guide device 110 formed thereby.
  • the pivot axis XX of the aligned contact bodies can shift radially relative to the axis of the cylindrical connecting bodies 100a, 100b during their pivoting movement without the risk of tilting due to tangential inclination with respect to the connecting bodies.
  • connection body In the relaxed state of the torsion spring, the two contact bodies are pivoted at right angles to one another, while when inserted between the contact surfaces of the connection bodies 100a and 100b, with elastic deformation of the torsion spring according to arrows P1 and P2 in FIG. 15, they assume their position according to FIG.
  • the outer longitudinal edges of the contact bodies are under a pressure corresponding to the pretension on the contact surfaces of the connection bodies.
  • the ring elements 110a and 110b of the guide device 110 furthermore ensure precise axial locking of the guide bodies, so that repeated axial displacement of the connection bodies relative to one another is possible.
  • the connection body can therefore be designed in particular as a socket and plug, as indicated in FIGS. 13 and 14. For the sake of clarity, only one pair of contact bodies is shown in FIG. 13 in the space between the two connection bodies.
  • complete occupation of the available contact areas with contact body arrangements corresponding to the number of existing pairs of mutually opposite slots 110a enables contact devices of simple construction for high current loads.
  • two outer contact bodies 102 and one middle contact body 103 - all of which are designed with a profile similar to the embodiment according to FIG. 13 - are aligned with one another with their continuous square profile channels 102a and 103a.
  • a torsion spring 105 acting analogously to the previous embodiment is in turn provided with profile sections 105a and 105b which are adapted to the channel profile and are assigned to the contact bodies 102 and 103, respectively.
  • Relatively torsion-soft spring sections 109 are formed between the profile sections, the diameter of which is smaller than the smallest diameter of the profile sections.
  • the torsion springs can be made of high-strength material, for example spring steel, while an embodiment of the torsion springs according to the preceding exemplary embodiment with its torsion springs with a larger diameter allows the use of materials with a lower modulus of elasticity, for example suitable plastics which are particularly economical to process allow.
  • the symmetrical composition of the three contact bodies results in an arrangement of the contact bodies which is statically essentially in equilibrium under prestress. Nevertheless, guide pins 105c are provided at the ends of the torsion spring, which engage in slots 111b of opposite edge sections 111a of a cage-like guide device. Do not intervene in more detail. In a manner not shown here, this also gives the possibility of producing larger contact fields, e.g. also flat contact fields for connections on power rails. To increase the current carrying capacity, in the example, elastically flexible contact blades 112 are again used on the outer edges of the contact bodies 102 and 103.
  • the modification according to FIG. 18 shows the possibility of a cylindrical torsion spring rod 113 with strongly dimensioned and distinctly radially projecting profile sections 114 for the torsion coupling of the contact bodies.
  • Such a design allows particularly large force transmission surfaces between the torsion spring and contact bodies. It is therefore particularly suitable for cheap plastic torsion springs.

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Abstract

Die elektrische Kontaktvorrichtung zur Bildung einer elektrischen Verbindung zwischen elektrisch leitenden Anschlusskörpern weist eine Reihe zusammenhängenden Kontakt­körpern (8; 9; 10; 11) auf, die durch mindestens ein durch­gehendes band- oder drahtförmiges Federelement (16) mitein­ander verbunden sind. Jeder Kontaktkörper (8; 9; 10; 11) ist mit mindestens einer Ausnehmung versehen, durch die das Feder­element (16) hindurchgeführt ist. Unter dem Einfluss des Kon­taktdruckes verformt sich das Federelement (16), z.B. wellen­artig, wodurch eine Rückstellkraft erzeugt wird. Es lässt sich leicht eine vergleichsweise flach verlaufende Federkennlinie erreichen, wodurch grössere Toleranzen an den Anschluss- und Kontaktkörpern (100; 110) zulässig werden. Vorzugsweise sind die Kontaktkörper an ihren den Anschlusskörpern zugewandten Kanten mit einer Beschichtung oder gesondert angebrachten Kontaktlamellen hoher elektrischer Leitfähigkeit versehen. Die Feder (16) wird zweckmässig mit einer weichelastischen Umhüllung (16a, 16b) versehen, die sich als Abstandhalterung zwischen benachbarten Kontaktkörpern oder auch uber eine Mehrzahl derselben erstreckt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktvorrichtung zur Bildung einer Leitverbindung zwischen Anschlusskörpern über eine Mehrzahl von Kontaktkörpern gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1, 4, 18, 22 bzw. 27.
  • Kontaktvorrichtungen der gattungsgemässen Art sind in verschiedenen Variationen bekannt bzw. vorgeschlagen worden. Sie stellen eine leicht lösbare elektrische Verbindung bzw. eine Brücke zwischen elektrisch leitenden Anschlusskörpern her. Die Kontaktvorrichtungen werden insbesondere in elek­trischen Steckverbindungen als federndes Zwischenglied ein­gesetzt. Bei einer Stecker-Buchsenverbindung kann die Kontaktvorrichtung entweder in der Buchse oder auf dem Stecker befestigt sein. Eine weitere Anwendung ist die elektrische Kontaktierung von Stromschienen. An den sich überlappenden Verbindungsstellen von Stromschienen werden die Kontaktvorrichtungen zwischen den gegeneinander angepressten Schienenabschnitten angeordnet. Ferner können die Kontaktvorrichtungen bei Schaltvorrichtungen als Gleitkon- takte Verwendung finden, wobei sie entweder an den festen oder an den beweglichen Kontaktgrundkörpern der Schaltvor- richtung befestigt sind.
  • Diese Kontaktvorrichtungen sollen einerseits einen sicheren mechanischen Kontakt zwischen den Anschlusskörpern gewähr­leisten, und zwar auch nach langer Gebrauchsdauer und gegebenenfalls nach einer grossen Zahl von Steckoperationen, sowie andererseits einem möglichst geringen elektrischen Uebergangswiderstand zwischen den zu verbindenden Anschlusskörpern aufweisen. Beide Bedingungen werden bei lösbaren Kontakten durch geeignete Wahl des Werkstoffes für die Leiterteile sowie durch geeignete Bemessung des Kontaktdruckes beeinflusst.
  • Für derzeit verfügbare Werkstoffe schliessen gute elek­trische Leitfähigkeit und gute federmechanische Eigenschaften einander weitgehend aus. Sollen beide Eigenschaften optimal realisiert werden, so ist das dadurch erreichbar, dass Leitereigenschaften und Federeigenschaften durch getrennte Bauteile aus unterschiedlichen Werkstoffen gewährleistet werden. So ist aus der DE-AS 30 14 118 ein Kontaktorgan bekannt, welches plattenförmige Leiterkörper sowie mit den Leiterkörpern verbundene Federelemente aufweist. Durch die funktionelle Trennung der elektrischen Leiterkörper von den Federelementen lassen sich beide Bauteile aus am besten geeigneten Materialien herstellen.
  • Wie bereits erwähnt, sollen derartige Kontaktvorrichtungen neben einem möglichst geringen elektrischen Uebergangs­widerstand zwischen den Anschlusskörpern einen sicheren mechanischen Kontakt zwischen den Anschlusskörpern gewähr­ leisten. Gemäss der genannten DE-AS 30 14 118 wurde zwar das erste Teilproblem, d.h. die Reduzierung des Uebergangs­widerstandes, in Angriff genommen. Dagegen wurde dem zweiten Teilproblem, nämlich dem sicheren mechanischen Kontakt bzw. dem durch die Feder aufzubringenden Kontaktdruck, nur unge­nügend Beachtung geschenkt. Es hat sich nämlich erweisen, dass trotz guter Federeigenschaften der erzielbare Federweg, der den Verstellbereich der Kontakt bestimmt, gemäss dem genannten Vorschlag relativ gering bleibt. Daraus resultiert die Gefahr, dass die Federn leicht überdehnt werden und damit erlahmen. Ausserdem ist der Arbeitsbereich der Kon­taktvorrichtung infolge des geringen Einfederungsbereiches derart begrenzt, dass die Kontaktkörper mit engen Toleranzen gefertigt werden müssen, damit die einwandfreie Kontaktgabe auch über längere Zeit gewährleistet bleibt. Ein ganz beson­ders gravierender Nachteil dieses Vorschlags besteht aber in dem erheblichen technischen bzw. herstellungsmässigen Auf­wand und damit auch in den hohen Herstellungskosten, vor allem auf Grund der komplizierten Verbindungen zwischen den Kontaktkörpern und dem Federelement.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektri­sche Kontaktvorrichtung der genannten Art dahingehend zu verbessern, dass durch geeignete Ausbildung des Federelemen­tes bzw. der Verbindung zwischen Federelement und Kontakt­körper ein wesentlich verbesserter Kontaktdruck zwischen den Kontakt- und Anschlusskörpern gewährleistet werden kann, der auch unter wechselnden Bedingungen oder bei grösseren Mass­ toleranzen für die beteiligten Kontaktkörper beibehalten wird. Ausserdem soll insbesondere auch der Fertigungsaufwand der Kontaktvorrichtung verringert werden.
  • Diese Aufgabe erfindungsgemäss durch die in den Patent­ansprüchen 1 bzw. 4 bzw. 18 bzw. 22 bzw. 27 definierten Merkmale gelöst.
  • Der entscheidende Vorteil dieser Massnahmen liegt in der optimalen Ausnutzung der guten Federeigenschaften des ver­wendeten Federwerkstoffes und der dadurch ermöglichten wesentlich grösseren Toleranzbereiche für die Kontaktkörper und der trotz der vergrösserten Masstoleranzen überraschend hohen Sicherheit und Zuverlässigkeit sowie Gleichmässigkeit des gewünschten Kontaktdrucks. Der Fertigungsaufwand für die beschriebene Ausbildung ist, verglichen mit den bekannten Ausführungen, relativ gering. Die vorgeschlagene Ausbildung erfordert wenige einfache und gut zu beherr­schende Fertigungsschritte.
  • Im folgenden werden Einzelheiten der Erfindung anhand bevor­zugter Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen näher beschrieben.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, nämlich:
    • Fig. 1A einen Teilschnitt durch eine Kontaktvorrichtung,
    • Fig. 1B eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Federbandes mit einem einzigen eingesetzten Kontaktkörper,
    • Fig. 1C eine ausschnittweise Ansicht eines Federbandes von oben, and
    • Fig. 1D eine Detailansicht einee Kontaktkörpers während des Einsetzens in das Federband:
    • Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, nämlich:
    • Figs. 2A einen Teilquerschnitt durch zwei Kontaktkörper und eine Kontakvorrichtung in entspanntem Zustand, und
    • Fig. 2B einen Teilquerschnitt durch zwei Kontaktkörper und eine Kontaktvorrichtung in belastetem Zustand, d.h. nach dem Anlegen des Kontaktdruckes;
    • Fig. 3 eine schematische Ansicht von verschiedenen Kon­taktkörper, nämlich:
    • Fig. 3A einen Kontaktkörper, der dazu bestimmt ist, auf zwei Federdräht montiert zu werden,
    • Fig. 3B einen Kontaktkörper, der dazu bestimmt ist, auf ein zentrales Federband montiert zu werden,
    • Fig. 3C eine andere Ausführung eines zur Montage auf zwei Federdrähten bestimmten Kontaktkörpers, und
    • Fig. 3D einen Kontaktkörper, der dazu bestimmt ist, auf zwei Federbänder montiert zu werden;
    • Fig. 4 eine auf gewelltem Federband bzw. gewellten Federdrähten angeordnete Kontaktkörperreihe;
    • Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel, nämlich:
    • Fig. 5A einen Teilschnitt durch eine Kontaktvorrichtung,
    • Fig. 5B eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Federbandes mit zwei darauf montierten Kontakt­körpern,
    • Fig. 5C eine ausschnittweise Ansicht eines Federbandes von oben,
    • Fig. 5D Detailansicht eines Kontaktkörpers während der Montage auf das Federband,
    • Fig. 5E eine Detailansicht eines Kontaktkörpers in montiertem Zustand, und
    • Fig. 5F eine Detailansicht eines weiteren Kontaktkörpers in montiertem Zustand;
    • Fig. 6 ein viertes Ausführungsbeispiel, nämlich:
    • Fig. 6A einen Teilschnitt durch eine Kontaktvorrichtung,
    • Fig. 6B eine perspektivische Ansicht eines Teils zweier miteinander verbundener Federbänder mit einem darauf montierten Kontaktkörper,
    • Fig. 6C eine ausschnittweise Ansicht eines Federbandes von oben.
    • Fig. 6D eine Darstellung der Montage eines Kontaktkörpers auf zwei Federbänder, und
    • Fig. 6E eine perspektivische Ansicht eines Teils von drei miteinander verbundenen Federbändern mit zwei darauf montierten Kontaktkörpern;
    • Fig. 7 einen Kontaktkörper mit einer als Sandwich zwischen zwei äusseren Kontaktplatten einge­klemmten Kontaktlamelle aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit;
    • Fig. 8 einen mit Kontaktmaterial umwickelten Kontakt­körper;
    • Fig. 9 einen Kontaktkörper mit eingesetzten Kontaktla­mellen;
    • Fig. 10A-10C Ausführungsbeispiele von Kontaktkörpern mit federnden Kontaktlamellen an den Kantenab­schnitten;
    • Fig. 11 einen Kontaktkörper mit geschlitzter Kontakt­lamelle;
    • Fig. 12 einen Querschnitt durch den in Fig. 11 dargestellten Kontaktkörper;
    • Fig. 13 einen Teil-Querschnitt einer Kontaktvorrichtung mit koaxial-zylindrischen Anschlusskörpern und zwischen diesen eingesetzten Kontaktkörpern, gemäss Schnittebene XIII-XIII in Fig. 14,
    • Fig. 14 einen Teil-Axialschnitt der Kontaktvorrichtung nach Fig. 13, gemäss Schnittebene XIV-XIV in Fig. 13
    • Fig. 15 eine in grösserem Massstab gehaltene Axialansicht eines Federelementes aus der Kontaktvorrichtung nach Fig. 13;
    • Fig. 16 einen Längsschnitt eines Satzes von zusammen­gehörigen Kontaktkörpern mit Federelement und Führungsvorrichtung einer weiteren Kontakt­vorrichtung in vergrösserndem Massstab, gemäss Schnittebene XVI-XVI in Fig. 17
    • Fig. 17 einen Querschnitt der Kontaktkörperanordung nach Fig. 16, gemäss Schnittebene XVII-XVII in Fig. 16 und
    • Fig. 18 eine Darstellung entsprechend Fig. 17 für eine abgewandelte Kontaktkörperausführung.
  • Die in den Figuren 1A bis 1D dargestellte elektrische Kon­taktvorrichtung 1 besteht aus einem Federband 2, in das jalousieartig angeordnete Kontaktkörper 3 eingesetzt sind. Zu diesem Zweck ist das Federband 2 mit Aufnahmeschlitzen 4 versehen. Wie insbesondere aus den Figuren 1A und 1D hervor­geht, sind die Kontaktkörper 3 von beiden Seiten her mit geneigt angebrachten Rastnuten 5 versehen. Diese Nuten ent­sprechen der Dicke des Federbands 1, so dass sich die Kon­taktkörpern 3 rastend eindrücken lassen (vgl. Fig. 1D).
  • Die Rastnuten 5 sind um einen Winkel α gegenüber Ebene der Kontaktkörper 3 geneigt angebracht, um den gewünschten Neigungswinkel derselben gegenüber der Ebene 7 des Feder­bandes 2 zu realisieren. Der Betrag, um den die Kontakt­körper 3 gegenüber der Federbandebene 7 geneigt sind, kann in der Praxis zwischen einigen Winkelgraden und ca. 45° liegen. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Neigung um ca. 40° erweisen.
  • Das Federband 2 kann aus Federstahl oder Federbronze, z.B. aus Cu/Be-Bronze bestehen. Als Kontaktmaterial wird vorzugs­weise ein elektrisch gut leitender Werkstoff verwendet. Es ist zu beachten, dass die Höhe der Kontaktkörper 3 unab­hängig ist vom gegenseitigen Abstand derselben längs des Federbandes 2. Dies bedeutet, dass es möglich ist, durch entsprechende Wahl der Kontakthöhe auch grössere Toleranzen zwischen zwei miteinander elektrisch zu verbindenden Anschlusskörpern zu überbrücken, ohne dass die Anzahl der Kontaktkörper, bezogen auf die Länge des Federbandes, ver­mindert werden müsste. Die gewünschte hohe Strombelast­barkeit bleibt also voll gewährleistet.
  • Das Federband 2 kann aus zwei Teilbändern 2a, 2b zusammen­gesetzt sein, die miteinander verbunden sind. Dies hat den Vorteil, dass bei der Montage der Kontaktkörper 3 die Ränder 6 der Schlitze 4 nicht (wie in Fig. 1D dargestellt) wegge­bogen werden müssen. Vielmehr können in diesem Fall die Teilbänder 2a, 2b seitlich in die Rastnuten 5 hinein­geschoben und gegebenenfalls anschliessend miteinander verbunden werden.
  • Anhand der Figuren 2A und 2B sei die Wirkungsweise der Kontaktvorrichtung erläutert, die sich in entscheidendem Masse von bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art unter­scheidet. In entspanntem Zustand nach Figur 2A ist das Federband 16 eben. Die Kontaktkörper 8 bis 11 sind im Abstand a unter Winkel α relativ zur Federbandebene auf dem Federband 16 aufgereiht. Vorzugsweise beträgt der Winkel α 40°. Wird nun unter dem Einfluss eines Kontakt­druckes, der zwischen einem ersten Anschlusskörper 200 und einem zweiten Anschlusskörper 210 auf die elektrische Kontaktvorrichtung ausgeübt wird, der Spalt D auf das Mass D1 (Fig. 2B) verengt, nehmen zwangsläufig die Kontaktkörper 8 bis 11 eine stärker geneigte Stellung ein. Das bedeutet, dass sich der Winkel α verkleinert. Infolge des praktisch formschlüssigen Kontaktes zwischen den Kontaktkörpern 8 bis 11 und dem Federband 16 nimmt letzteres eine gewellte Form ein, wie dies für das gewählte Beispiel in Figur 2B gezeigt ist.
  • Durch diese Massnahme wird eine zusätzliche Nachgiebigkeit des Federsystems erreicht, was sich in längeren nutzbaren Federwegen und damit in gleichmässiger verteilten und gegen Masstoleranzen unempfindlicheren Rückstellkräften äussert. Ferner lässt die beschriebene Vorrichtung auch grössere Ver­stellwinkel der Kontaktkörper einwandfrei und unter weitge­hend konstantem Federdruck der Kontaktkörper gegenüber den Anschlusskörpern 100 und 210 zu.
  • Ferner zeigt Fig.2B im Bereich der beiden äusseren linken Kontaktkörper einen besonders vorteilhaften, weil einfachen und zuverlässigen Abstandhalter 16a in Gestalt eines über das Federband 16 gezogenen Schlauchabschnittes. Dieser besteht vorzugsweise aus weichelastischem oder weichplas­tischem Material und ist daher an seinen Stirnflächen bezüg­lich der veränderlichen Schrägstellung des benachbarten Kontaktkörpers anpassungfähig. Dadurch ergibt sich auch eine gegebenenfalls erwünschte, durch geeignete Bemessung und Materialwahl beeinflussbare Erhöhung des Kontaktdruckes. Solche Abstandhalter kommen insbesondere mit Vorteil auch für Ausführungen mit Federdrähten in Betracht (siehe Fig. 3A).
  • Zweckmässig werden nachgiebige, in Axialrichtung wenigstens teilweise elastisch verformbare Abstandhalter unter einer gewissen axialen Zusammenpressung zwischen die Kontaktkörper eingesetzt. Dies lässt sich bei der Montage mit abwechseln­der Aufreihung von Kontaktkörpern und Abstandhaltern auf das Federband bzw. den Federdraht bequem durch Zusammendrücken der Aufreihung mit anschliessender Endarretierung oder Zusammenschliessen der Band- bzw. Drahtenden erreichen. Die axiale Vorspannung der Abstandhalter ergibt eine spielfreie, jedoch im Betriebszustand nachgiebige und anpassungsfähige Lagesicherung der Kontaktkörper. Diese begünstigt weiterhin eine Formgebung der plattenartigen Kontaktkörper mit einfachen, in Richtung quer zur Plattenebene verlaufenden, prismatischen oder zylindrischen Ausnehmungen für den Durch­tritt des Federbandes bzw. Federdrahtes. Dies hat erhebliche fertigungstechnische Vorteile, ohne die spielfreie oder spielarme Lagesicherung der Kontaktkörper zu beeinträchtigen.
  • Eine Abwandlung dieser Ausführungsform ist im rechten Teil von Fig. 2B angedeutet. Danach wird eine nachgiebige Lage­sicherung der Kontaktkörper mittels eines das Federband bzw. den Federdraht umgebenden und sich durchgehend über eine Mehrzahl von Kontaktkörpern erstreckenden, radial elastisch und/oder plastisch zusammendrückbaren Schlauches 16b erreicht. Bei passender Bemessung der Ausnehmungen der Kontaktkörper lässt sich einerseits das Einführen des Feder­elements mit Schlauch in die Ausnehmungen bei der Montage noch bequem ausführen. Andererseits bewirkt die radiale Zusammendrückung der innerhalb der Kontaktkörperausnehmungen befindlichen Schlauchabschnitte eine sichere, kraftschlüs­sige bzw. wegen der Verdrängung von Schlauchmaterial in die benachbarten Bereiche ausserhalb der Ausnehmungen sogar formschlüssige, jedoch gleichwohl nachgiebige Lagesicherung der Kontaktkörper. Gegebenenfalls können zusätzlich zwischen den Kontaktkörpern Schlauchabschnitte als Abstandhalter eingefügt werden.
  • Im übrigen versteht es sich, dass das Schlauchprofil für die vorliegenden Anwendungen nicht notwendigerweise umfangssei­tig geschlossen sein muss. Vielmehr kommen grundsätzlich alle geeigneten Hohlprofile in Betracht, z.B. auch U-Pro­file. Ebenso versteht es sich, dass eine solche Abstand­halterung - wie in Fig. 2B nicht besonders dargestellt - im allgemeinen über eine grössere Anzahl bzw. über eine ganze Reihe von Kontaktkörpern zu erstrecken ist.
  • In den Figuren 3A bis 3D sind Ausführungsbeispiel für geeignete Kontaktkörperformen dargestellt. Der Kontaktkörper 8 gemäss Figur 3A weist zwei gegenüber der Kontaktebene 17 (vgl. Fig. 2A) geneigt angebrachte Bohrungen 12 auf, die zur Durchführung von Federdrähten dienen.
  • Figur 3B zeigt das Beispiel eines zentralen, gegenüber der Kontaktebene 17 (vgl. Fig. 2A) geneigt angebrachten Schlit­zes 13 zur Aufnahme eines Federbandes.
  • Die Figuren 3C und 3D zeigen Kontaktkörpern 10, 11, die seitliche Ausnehmungen 14, 15 zum Einschieben von Feder­drähten (Fig. 3C) bzw. Federbändern (Fig. 3D) aufweisen. Diese Ausnehmungen 14, 15 können nach dem Einführen der Federelemente leicht durch Stauchen oder Quetschen ver­schlossen werden.
  • In Figur 4 is ein Beispiel mit einem mehrfach gewellten Federband oder Federdraht 16 dargestellt. Derartige Aus­führungsbeispiele tragen zu einer weiteren Verlängerung des Federbereiches bei. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Durchlass 41 für den Federdraht oder das Federband 16 senkrecht (d.h. α = 90°) zur Ebene 17 der Kontaktkörper 8 bis 11 angebracht werden kann. Trotzdem ergibt sich die gewünschte formschlüssige Verbindung zwischen dem Feder­element und den Kontaktkörpern, so dass die zuvor beschrie­bene Drehbewegung der Kontaktkörper einwandfrei in eine geeignete elastische Verformung des Federelementes umgesetzt wird.
  • In den Figuren 5A bis 5F ist eine elektrische Kontakt­vorrichtung dargestellt, deren Kontakrkörper durch Taschen 21 aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise Kupfer, gebildet sind, die jeweils auf einem Steg 20 des Federbandes 18 angeordnet sind und dieses vollständig umfassen (vgl. Fig. 5A; 5E). Aus dem Federband 18 sind Aussparungen 19 herausgestanzt, wodurch Stege 20 entstehen (vgl. Fig. 5C). Diese sind gegenüber der Feder­ bandebene 31 um einen Winkel verdreht (vgl. Fig. 5A). Dadurch wird erreicht, dass die Stege 20 gegenüber den Rändern 18a des Federbandes 18 torsionsartig federn können. Die Montage der taschenförmigen Kontaktkörpern ist denkbar einfach: Sie werden über die zugeordneten Stege 20 geschoben und ihre Endbereiche 21a anschliessend form- oder stoffschlüssig, z.B. mit Hilfe von Punktschweissungen 22, verbunden (vgl. Fig. 5D; 5E). Gemäss einer in Figur 5F dargestellten Variante kann das Befestigungs- problem auch so gelöst werden, dass man die genannten End- bereiche 21a krallenförmig ausbildet und miteinander in Eingriff bringt. In diesem Fall kann unter Umständen auf das Anbringen von stoffschlüssigen Leitverbindungen verzichtet werden. In Figur 5B ist im übrigen ein Abschnitt der elektrischen Kontaktvorrichtung mit zwei montierten Taschen 21 perspekti­visch dargestellt.
  • In den Figuren 6A bis 6E ist eine elektrische Kontakt­vorrichtung dargestellt, deren Kontaktkörper durch Wickel 29 aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit (das widerum Kupfer sein kann) gebildet sind, die jeweils auf zwei miteinander verbunden oder gegebenenfalls auch nur in gegenseitiger Berührung gehaltenen Zungen 25, 27 angeordnet sind, die verschiedenen Federbändern 24 angehören und von entgegengesetzten Seiten in den Wickel 29 hineingeschoben sind (vgl. Fig. 6B). Demnach werden jeweils zwei Zungen 25, 27 von einem Wickel 29 vollständig umfasst (vgl. Fig. 6B). Die elektrische Kontaktvorrichtung besitzt überdies mindestens zwei nebeneinanderliegende Federbänder 24. Aus jedem Federband 24 sind Aussparungen 26, 28 herausgestanzt, wodurch Zungen 25, 27 entstehen, die mit einem Verbindungs­streifen 24a einstückig verbunden sind (vgl. Fig. 6C). Die Zungen 25, 27 sind gegenüber der Federbandebene 31 um einen Winkel verdreht (vgl. Fig. 6A). Dadurch wird wiederum erreicht, dass die Zungen 25, 27 gegenüber dem mit ihnen verbundenen Verbindungsstreifen 24a torsionsartig federn können. Dabei können die Torsionsachse und die Symmetrieachse jeder Zunge 25 zusammenfallen oder die erstere in bezug auf die letztere exzentrisch sein (vgl. strichpunktiert dargestellte Zunge 27 in Fig. 6C). Die Montage der wickelförmigen Kontaktkörper erfolgt durch Einschieben der zugeordneten Zungen 25, 27 (vgl. Fig. 6D). Die einzelnen Zungenpaare 25, 27 werden anschliessend z.B., mit Hilfe von Punktschweissungen 30 mitein- ander verbunden. Die solcherart durchgeführte Montage besticht durch ihre Einfachheit. die wickelförmigen Kontakt- körper können in mehreren Reihen angeordnet sein (vgl. Fig. 6E).
  • Es ist offensichtlich, dass die im Ausführungsbeispiel nach Figuren 5A bis 5F verwendeten Kontaktkörper gegebenenfalls auch wickelförmig und die Ausführungsbeispiel nach Figuren 6A bis 6E benützten gegebenenfalls auch taschen­förmig sein können. Ferner können die Stege 20 bzw. die miteinander verbundenen Zungenpaare 25, 27 auch in mehr als zwei Reihen angeordnet sein.
  • Zur Gewährleistung einer einwandfreien Kontaktgabe unter verbesserten Anpressverhältnissen werden im folgenden in Weiterbildung des erfinderischen Prinzips Ausführungs­beispiels von Kontaktkörpern beschrieben, welche sich zur Verwendung mit zuvor beschriebenen Ausführungen besonders gut eignen.
  • Es ist bekannt, dass insbesondere die Längskanten der Kontaktkörper 3, 8 bis 11 als Kontaktbrücke zu den Anschlusskörpern 200, 210 dienen. Diese Teile der Kontakt­körper werden in Abhängigkeit von der jeweiligen Strombe­lastung zwischen den Anschlusskörpern besonders stark beansprucht.
  • Gemäss Figur 7 besteht der Kontaktkörper aus einem ersten und einem zweiten äusseren Kontaktteil 32 sowie einer dazwischen eingeklemmten Kontaktlamelle 42 aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, deren Enden 43 über die Kontaktteile 32 hinausragen. Die äusseren Kontaktteile 32 können aus Metall, Kunstoff oder einem anderen die erforderlichen mechanischen Eigenschaften besitzenden Werkstoff bestehen. Die dazwischen liegende Kontaktlamelle 42 muss vor allem über gute elektrische Eigenschaften verfügen; die mechanische Eigenschaften dieser Lamelle 42, wie genügende Festigkeit, spielen dagegen eine eher untergeordnete Rolle. Als Material für die Lamelle 42 kann beispielsweise ein Kupfergeflecht verwendet werden.
  • Gemäss Figur 8 ist der Kontaktkörper aus Metall oder Isoliermaterial gefertigt und mit einem Draht 41, der aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit besteht, oder mit einer Litze umwickelt.
  • Gemäss dem in Figure 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sind nur die Kantenbereiche der Kontaktkörper mit einer einge­setzten Kontaktlamelle 33 aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit versehen. Zu diesem Zweck sind die Kantenbereiche mit Nuten versehen.
  • Die Figuren 10A bis 10C zeigen weitere Ausführungsbeispiele von Kontaktkörpern. Diese verfügen über federnde Kontakt­lamellen mit hoher elektrischer Leitfähigkeit. Die Kontakt­lamelle 34 nach Figur 10A hat einen U-förmigen Querschnitt und ist über ein Ende des Kontaktkörpers gestülpt. Gemäss Figur 10B ist die Kontaktlamelle 35 mit einem Ende in einer Nut 37 am Kontaktkörper eingesetzt. Schliesslich kann die Kontaktlamelle 36 nach Figur 10C aus Phosphorbronze-Draht bestehen und ähnlich wie die Kontaktlamelle 34 gemäss Figur 10A über ein Ende des Kontaktkörpers gestülpt sein. Die in den Figuren 10A und 10B dargestellten Kontaktlamellen 34, 35 weisen überdies Schlitze 39 auf, wodurch mehrere nebenein­ander angeordnete, voneinander unabhängig federnde Kontakt­bereiche entstehen.
  • Das Ausführungsbeispiel nach Figur 11 sieht einen Kontakt­körper vor, der aus einer an den Kontaktflächen mit Schlitzen 39 versehenen Leiterplatte besteht. Gemäss Figur 12 können die Kontaktkanten 40 zusätzlich leicht abgewinkelt sein.
  • Die im Zusammenhang mit den Figuren 7 bis 11 beschriebenen Ausführungsbeispiele der Kontaktkörper eignen sich insbeson­dere für hohe Strombelastung der Kontaktvorrichtung beim Einsatz mit Anschlusskörpern, die in bezug auf ihre gegen­seitige Lage und/oder infolge Bearbeitungstoleranzen ihrer Oberflächen nicht Gewähr dafür bieten, dass ein im wesent­lichen starrer Kontaktkörper entlang seiner gesamten Kontaktkanten an den Oberflächen der Anschlusskörper anliegt.
  • Bei der Kontaktvorrichtung nach den Figuren 13 bis 15 sind jeweils zwei plattenartig-prismatische, formsteife Kontakt­körper 101 in Richtung parallel zur Achse von zylindrischen Anschlusskörpern 100a und 100b gesehen hintereinanderliegend angeordnet und durch eine stabförmige Torsionsfeder 104 mit­einander verbunden. Letztere umfasst zwei mit Axialabstand angeordnete Vierkant-Profilabschnitte 104a und liegt in fluchtenden Kanälen 101a der beiden Kontaktkörper 101, die ein den Profilabschnitten 104a angepasstes Vierkantprofil aufweisen und damit eine formschlüssige Torsionsverbindung zwischen den hintereinanderliegenden Kontaktkörpern herstel­len. Von den übrigen, zylindrischen Stababschnitten 104b der Torsionsfeder wirkt der mittlere, zwischen den beiden Vierkant-Profilabschnitten 104a liegende als elastisch tordierbares Federelement, während die beiden äusseren über die End-Stirnflächen der Kontaktkörper vorstehen und in radiale Schlitze 110a von beiderseitigen Ringelementen 110b und 110c einer dadurch gebildeten, käfigartigen Führungs­vorrichtung 110 eingreifen. Auf diese Weise kann sich die Schwenkachse X-X der fluchtenden Kontaktkörper bei deren Schwenkbewegung gegeneinander radial zur Achse der zylin­drischen Anschlusskörper 100a, 100b verlagern, ohne dass die Gefahr eines Verkantens durch tangentiale Schrägstellung bezüglich der Anschlusskörper besteht.
  • In entspanntem Zustand der Torsionsfeder sind die beiden Kontaktkörper zueinander rechtwinklig verschwenkt, während sie beim Einsetzen zwischen die Kontaktflächen der Anschlusskörper 100a und 100b unter elastischer Verformung der Torsionsfeder gemäss Pfeilen P1 und P2 in Figur 15 unter Vorspannung ihre Lage gemäss Figur 13 einnehmen. Dabei liegen die äusseren Längskanten der Kontaktkörper unter einer der Vorspannung entsprechenden Anpressung an den Kontaktflächen der Anschlusskörper. Die Ringelemente 110a und 110b der Führungsvorrichtung 110 besorgen ferner eine genaue axiale Arretierung der Führungskörper, so dass eine wiederholte Axialverschiebung der Anschlusskörper gegenein­ander möglich ist. Die Anschlusskörper können daher insbe­sondere als Buchse und Stecker ausgebildet werden, wie in Figur 13 und 14 angedeutet. Im übrigen ist in Figur 13 der Uebersichtlichkeit halber nur ein Kontaktkörperpaar in dem Raum zwischen den beiden Anschlusskörpern dargestellt. Die ersichtlich vorgesehene, vollständige Besetzung der verfüg­baren Kontaktflächen mit Kontaktkörperanordungen entspre­chend der Anzahl der vorhandenen Paare von einander fluch­tend gegenüberliegenden Schlitzen 110a ermöglicht Kontakt­vorrichtungen einfacher Konstruktion für hohe Strombe­lastungen.
  • Bei der Kontaktvorrichtung nach Figuren 16 und 17 liegen jeweils zwei äussere Kontaktkörper 102 und ein mittlerer Kontaktkörper 103 - alle mit einem Profil ähnlich der Aus­führung nach Figur 13 ausgebildet - mit ihren durchgehenden Vierkantprofil-Kanälen 102a und 103a fluchtend hinter­einander. Eine sinngemäss wie bei der vorangehenden Ausfüh­rung wirkende Torsionsfeder 105 ist wiederum mit Profil­abschnitten 105a und 105b versehen die dem Kanalprofil angepasst und den Kontaktkörpern 102 bzw. 103 zugeordnet sind. Zwischen den Profilabschnitten sind relativ torsions­weiche Federabschnitte 109 gebildet, deren Durchmesser geringer als der jeweils geringste Durchmesser der Profil­abschnitte bemessen ist. Auf diese Weise können die Tor­sionsfedern aus hochfestem Material hergestellt werden, z.B. aus Federstahl, während eine Ausführung der Torsionsfedern gemäss dem vorangehenden Ausführungsbeispiel mit seinen im Durchmesser stärkeren Torsionsfedern die Anwendung von Mate­rialien mit geringerem Elastizitätsmodul erlaubt, z.B. von geeigneten Kunststoffen, die eine besonders wirtschaftliche Bearbeitung zulassen.
  • Durch die mittelsymmetrische Zusammensetzung der drei Kontaktkörper ergibt sich eine unter Vorspannung in sich statisch im wesentlichen im Gleichgewicht befindliche Anord­nung der Kontaktkörper. Gleichwohl sind an den Enden der Torsionsfeder Führungszapfen 105c vorgesehen, die in Schlitzen 111b gegenüberliegender Randabschnitte 111a einer käfigartigen Führungsvorrichtung eingreifen. In nicht näher eingreifen. In nicht näher dargestellter Weise ergibt sich dadurch auch hier die Möglichkeit, grössere Kontaktfelder herzustellen, z.B. auch ebene Kontaktfelder für Verbindungen an Starkstromschienen. Zur Erhöhung der Strombelastbarkeit sind im Beispiel wiederum an den äusseren Kanten der Kontaktkörper 102 und 103 elastisch nachgiebige Kontaktlamellen 112 eingesetzt.
  • Die Abwandlung nach Figur 18 zeigt bei einer Vorrichtung entsprechend Figur 17 die Möglichkeit eines zylinderischen Torsionsfederstabes 113 mit stark bemessenen und ausgeprägt radial vorstehenden Profilabschnitten 114 für die Torsions­kupplung der Kontaktkörper. Eine solche Ausführung erlaubt besonders grosse Kraftübertragungsflächen zwischen Torsions­feder und Kontaktkörpern. Sie kommt daher insbesondere auch für billige Torsionsfedern aus Kunststoff in Betracht.

Claims (33)

1. Elektrische Kontaktvorrichtung zur Bildung einer Leit­verbindung zwischen Anschlusskörpern über eine Mehrzahl von Kontaktkörpern, mit mindestens einem für eine Mehr­zahl von Kontaktkörpern gemeinsamen Federelement für die Anpressung der Kontaktkörper gegen die Anschlusskörper, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement als Feder­band (2) ausgebildet ist, das Oeffnungen (4) aufweist, in die die Kontaktkörper (3) jeweils einzeln eingeführt sind, und dass die Kontaktkörper (3) in unbelastetem Zustand um einen Winkel von maximal 45° gegenüber der Ebene (7) des Federbandes (2) geneigt angeordnet sowie durch Einrastmittel (5, 6) am Federband (2) befestigt sind.
2. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnungen des Federbandes (2) als Schlitze (4) ausgebildet sind, die sich quer zur Längsrichtung des Federbandes (2) erstrecken, dass die Schlitze (4) eine oder mehrere Reihen bilden, die in Längsrichtung des Federbandes (2) verlaufen, dass die Einrastmittel (5, 6) an den Kontaktkörpern (3) ausgebil­dete, einander gegenüberliegende Rastnuten (5) umfassen, die in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind und mit den die Schlitze (4) umgebenden Randzonen (6) in Wirk­verbindung stehen, und dass die Lage der Rastnuten (5) an den Kontaktkörpern (3) in Abhängigkeit vom gewünsch­ten Winkel zwischen letzteren und der Ebene (7) des Federbandes (2) festgelegt ist.
3. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federband (2) aus min­destens zwei untereinander verbundenen Teilbändern (2a, 2b) zusammengesetzt ist.
4. Elektrische Kontaktvorrichtung zur Bildung einer Leit­verbindung zwischen Anschlusskörpern über eine Mehrzahl von Kontaktkörpern, bei der mindestens ein für eine Mehrzahl von Kontaktkörpern gemeinsames Federelement für die Anpressung der Kontaktkörper gegen die Anschluss­körper vorgesehen ist, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kontaktkörper (8; 9; 10; 11) mindestens eine Ausnehmung(12; 13; 14; 15) aufweist, die den Kontakt­körper vollständig durchdringt und sich von einer Seitenfläche (8a; 9a; 10a; 11a) der Kontaktkörper (8; 9; 10; 11) zur andern (8b; 9b; 10b; 11b) erstreckt, dass das Federelement (16) durch die Ausnehmung (12; 13; 14; 15) hindurchgeführt ist und dass die Ebene (17) der Kontaktkörper (8; 9; 10; 11) mit der Ausnehmung (12; 13; 14; 15) einen festgelegten Winkel α einschliesst.
5. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement als Federband (16) ausgebildet ist und die Ausnehmung die Form einer schlitzförmigen Oeffnung (13) aufweist, die sich im Zentrum der Kontaktkörper (9) befindet, und dass die Breite der Oeffnung (13) der Dicke des Federbandes (16) entspricht.
6. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Federelemente wenigstens annä­hernd parallel zueinander angeordnete Federbänder vorge­sehen sind und dass jeder Kontaktkörper (11) in seinem Randbereich zwei einander gegenüberliegende, schlitz­förmige Ausnehmungen (15) aufweist, deren Breite der Dicke der Federbänder (16) entspricht.
7. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. jedes Federband (16) in entspanntem Zustand eben ist und dass der Winkel α maximal 45° beträgt.
8. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. jedes Federband (16) in entspanntem Zustand einfach oder mehrfach gewellt ist und dass der Winkel α90° beträgt (Fig. 4).
9. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Federelemente wenigstens annähernd parallel zueinander angeordnete Federdrähte (16) vorgesehen sind und dass jeder Kontaktkörper (10) in seinem Randbereich zwei einander gegenüberliegende schlitzförmige Aussparungen (14) aufweist, deren Breite dem Durchmesser der Federdrähte (16) entspricht,
10. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Federelements wenigstens annä­hernd parallel zueinander angeordnete Federdrähte (16) vorgesehen sind und dass jeder Kontaktkörper (8) in seinem Randbereich zwei einander gegenüberliegende Bohrungen (12) zur Aufnahme der Federdrähte (16) aufweist.
11. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Federdrähte (16) in entspanntem Zustand geradlinig verlaufen und dass der Winkel α maximal 45° beträgt.
12. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Federdrähte (16 in entspanntem Zustand einfach oder mehrfach gewellt sind und dass der Winkel α 90° beträgt (Fig. 4).
13. Elektrische Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkörper (8; 9; 10; 11) in mehreren nebeneinanderliegenden Reihen angeordnet sind und dass die zugehörigen Federelemente (16) untereinander verbunden sind.
14. Elektrische Kontaktvorrichtung nach einem der vorange­henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen der Kontaktkörper durch Kontaklamellen (33; 34; 35; 36) aus einem Material mit hoher elektri­scher Leitfähigkeit gebildet sind, die im Randbereich des Kontaktkörpers ein- bzw. angesetzt sind (Fig.7, 9, 10A-10C).
15. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Anschlusskörpern in Verbindung tretenden Kantenbereiche (34; 35; 40) der Kontaktlamellen mit Schlitzen (39) versehen sind (Fig. 10A, 10B, 11).
16. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlitzten Kantenbereiche (34; 35; 40) federnd ausgebildet sind (Fig. 10A; 10B; 11; 12).
17. Elektrische Kontaktvorrichtung nach einem der voran­gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkörper zur Bildung von Kontaktflächen (38) mit draht- oder strangförmigem Material (41) hoher elektri­scher Leitfähigkeit umwickelt sind.
18. Elektrische Kontaktvorrichtung zur Bildung einer Leit­verbindung zwischen Anschlusskörpern über eine Mehrzahl von Kontaktkörpern, mit mindestens einem für eine Mehr­zahl von Kontaktkörpern gemeinsamen Federelement für die Anpressung der Kontaktkörper gegen die Anschlusskörper, wobei das Federelement durch Ausnehmungen gebildete, einstückig angeformte und zur Lagerung der Kontaktkörper bestimmte Trägerorgane aufweist, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkörper (21; 29) die zugeordneten Träger­organe (20; 25; 27) vollständig umfassen und in unbe­lastetem Zustand gegenüber der Federelementebene (31) unter einem Winkel von maximal etwa 45° geneigt ange­ordnet sind.
19. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkörper die Form von Taschen (21) haben, die aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit hergestellt sind.
20. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerorgane am Feder­element (18) die Form von Stegen (20) haben, die in einer oder mehreren nebeneinander liegenden, sich in Längsrichtung des Federelementes (18) zwischen zwei Randstreifen (18a) desselben erstreckenden Reihen angeordnet sind (Fig. 5B).
21. Elektrische Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Federelemente (24) vorhanden sind, deren jedes Träger­organe in Form von Zungen (25, 27) aurweist, die in einer sich in Längsrichtung des Federelementes (24) erstrek- kenden Reihe angeordnet und einstückig mit einem Verbin- dungsstreifen (24a) verbunden sind, dass jeweils eine Zunge (25, 27) des einen Federelementes (24) von der einen Seite her und eine Zunge (25, 27) des anderen Federelementes (24) von der anderen Seite her in die zugeordnete Kontaktkörper (12; 29) hineinragen und dass zwischen den solcherart gebildeten Zungenpaaren eine feste Verbindung besteht (Fig. 6B).
22. Elektrische Kontaktvorrichtung zur Bildung einer Leit­verbindung zwischen Anschlusskörpern, wobei eine Mehr­zahl von bezüglich der Anschlusskörper schwenkbar gela­gerten Kontaktkörpern mit mindestens einer für jeweils eine Mehrzahl von Kontaktkörpern gemeinsamen Feder für die Anpressung der Kontaktkörper gegen die Anschluss­körper vorgesehen ist, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kontaktkörper (101, 102, 103) in Rich­tung ihrer Schwenkachsen (X-X) gesehen im wesentlichen hintereinanderliegend angeordnet und durch mindestens eine Torsionsfeder (104, 105) miteinander in der Weise verbunden sind, dass sie im Anpresszustand bezüglich der Anschlusskörper (100a, 100b) unter gegensinniger Dreh­vorspannung stehen.
23. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kontaktkörper (101, 102, 103) in Richtung ihrer Schwenkachsen (X-X) im wesentlichen fluchtend angeordnet sind und sich über wenigstens einen Teil dere axialen Ausdehnung der Kontaktkörper erstreckende, ebenfalls im wesentlichen fluchtende Kanäle (101a, 102a, 103a) zur Aufnahme der Torsionsfeder (104, 105) aurweisen.
24. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder (104, 105) stabförmig ausgebildet ist und mindestens zwei mit gegenseitigem Axialabstand angeordnete Profilabschnitte (104a,; 105a, 105b) zur Bildung von Dreh-Formschluss­verbindungen mit den Kontaktkörpern (101, 102, 103) aufweist.
25. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsfeder (105) im Bereich zwischen den Profilabschnitten (105a, 105b, 105c) Tor­sionsstababschnitte (109) von bezüglich des geringsten Profildurchmessers geringerem Stabdurchmesser aufweist.
26. Elektrische Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Anordnungen jeweils axial hintereinanderliegender Kontaktkörper (101 bzw. 102, 103) zur Bildung eines Mehrfach-Kontaktfeldes nebeneinanderliegend angeordnet ist und dass eine Führungsvorrichtung (110, 111) zur Parallelhaltung der Schwenkachsen (X-X) der nebenein­anderliegenden Kontaktkörperanordnungen (101 bzw. 102, 103) vorgesehen ist.
27. Elektrische Kontaktvorrichtung zur Bildung einer Leit­verbindung zwischen Anschlusskörpern, wobei eine Mehr­zahl von bezüglich der Anschlusskörper schwenkbar gela­gerten Kontaktkörpern mit mindestens einer für jeweils eine Mehrzahl von Kontaktkörpern gemeinsamen Feder für die Anpressung der Kontaktkörper gegen die Anschluss­körper vorgesehen ist, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich über eine Mehrzahl von Kontaktkörpern (8; 9; 10; 11) erstreckende, band- oder drahtförmige Feder (16) vorgesehen ist, die wenigstens in den Zwischenräumen der Kontaktkörper mit einer Umhüllung (16a, 16b) zur Lagesicherung, insbesondere zur Abstandhaltung, der Kontaktkörper versehen ist.
28. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (16a, 16b) mindestens einen Hohlkörper, insbesondere einen Hohlprofilkörper mit mit geschlossenem Profilumfang, aufweist.
29. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (16a, 16b) mindestens einen Schlauch- oder Rohrkörper aufweist.
30. Elektrische Kontaktvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung eine Mehrzahl von aneinandergereihten, ringartigen Hohlkörpern aufweist.
31. Elektrische Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung jeweils zwischen benachbarten Kontaktkörpern angeord­nete, als Abstandhalter wirkende Hohlkörper aufweist, die mit Stirnflächen an den Kontaktkörpern anliegen.
32. Elektrische Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Umhül­lung (16b) über eine Mehrzahl von Kontaktkörpern (8; 9; 10; 11) erstreckt und in diesen gebildete Ausnehmungen (12; 13; 14; 15) durchgreift.
33. Elektrische Kontaktvorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung wenigstens teilweise aus weichelastischem und/oder weichplastischem Material besteht.
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