EP2223391A1 - Elektrisches kontaktelement - Google Patents

Elektrisches kontaktelement

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Publication number
EP2223391A1
EP2223391A1 EP08864948A EP08864948A EP2223391A1 EP 2223391 A1 EP2223391 A1 EP 2223391A1 EP 08864948 A EP08864948 A EP 08864948A EP 08864948 A EP08864948 A EP 08864948A EP 2223391 A1 EP2223391 A1 EP 2223391A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
contact element
element according
base
module
Prior art date
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Granted
Application number
EP08864948A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2223391B1 (de
Inventor
Richard Vicktorius
Wolfgang Görlich
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Merten GmbH
Original Assignee
Merten GmbH
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Publication date
Application filed by Merten GmbH filed Critical Merten GmbH
Publication of EP2223391A1 publication Critical patent/EP2223391A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2223391B1 publication Critical patent/EP2223391B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/10—Sockets for co-operation with pins or blades
    • H01R13/11—Resilient sockets
    • H01R13/111—Resilient sockets co-operating with pins having a circular transverse section
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/76—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure with sockets, clips or analogous contacts and secured to apparatus or structure, e.g. to a wall
    • H01R24/78—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure with sockets, clips or analogous contacts and secured to apparatus or structure, e.g. to a wall with additional earth or shield contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2103/00—Two poles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R27/00—Coupling parts adapted for co-operation with two or more dissimilar counterparts
    • H01R27/02—Coupling parts adapted for co-operation with two or more dissimilar counterparts for simultaneous co-operation with two or more dissimilar counterparts

Definitions

  • the invention relates to a contact element according to the preamble of claim 1.
  • Sockets with socket-shaped contact elements for receiving pins of appliance connectors are known in electrical home installations and are used in the initial equipment as well as in the retrofit area. Often it is important to be able to functionally upgrade such electrical installation device. For this reason, it has proved to be advantageous to provide corresponding assemblies that can be mounted as needed in addition to the existing installation device.
  • the object of the present invention is therefore to eliminate the above-mentioned disadvantages and to provide a contact element which enables a secure and easy to assemble contact of at least two elements. This problem is solved by the features specified in claim 1. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
  • the invention according to claim 1 has the advantage that a releasable contact for a device connector and a further assembly is provided, wherein mechanically and functionally independent contact points are formed in a one-piece contact region of a contact element.
  • the contact element consists of a connection region for the connection of supply lines and opposite from the one-piece contact region for at least two elements.
  • each pair of spring arm forms a socket for receiving a contact pin.
  • the Federarmcrue from the base parallel to each other and are separated by a slot.
  • the upper spring arms are bent backwards inwardly and form between them a socket for a contact pin.
  • the height of the spring arms rises on both sides up to the bending point and drops off to one side on the bushing.
  • the lower spring arms protrude in the longitudinal extension over the upper spring arms and are stepped in the longitudinal direction inwardly bent and occur immediately in front of the front-side terminating bush in abutment with each other.
  • the height of the spring arms is constant.
  • Conical designs of the socket facilitate the insertion.
  • the upper portion of the sleeve of the upper spring arm pair is not tied to the spring arms, so that the insertion of a contact pin is further facilitated.
  • the contact pin widens the socket initially only on top and then slides along a resulting Inclination with further expansion in the socket.
  • the twisting effect also acts, so that the contact pin or plug is "ejected" to the end, and when the pull-out force is applied, the bush is deformed a little elastically even before the limit for sliding friction is reached Force conditions within the socket and the plug can be solved more easily.
  • the contact element according to the invention allows a universally usable installation device that can be upgraded if necessary with a suitable modular assembly, with a simple
  • the contact element is suitable both for the front side and / or of the
  • the modules can fulfill a wide variety of functions and form functionally self-contained assemblies, so that no changes are necessary to the device base.
  • there are modules that are used depending on the application z. B. overvoltage protection modules, display and lighting modules or mechanical function modules.
  • an incoming mains voltage can be converted into any smaller voltage or other type of energy.
  • bus technologies possible. Conceivable here are not only wired and non-wired components, for example, for data transmission by means of radio or infrared signals.
  • the modules contain in particular optical, mechanical and / or electrical components.
  • a particularly advantageous component arrangement enables the creation of a receiving space for an optional module within the existing structure of the device base.
  • the receiving space is form-fitting to the module body and thus space-saving. There is no need for extra space in front of or behind the base of the unit to place the module.
  • the module can be mounted on the front and flush-mounted in the device base. It is essential that for upgrading the installation device only the function-specific front element must be removed to use the module or to exchange. A disassembly of the device base or the support frame from the stationary installation housing is not necessary, so that a considerable installation advantage arises.
  • the generally existing structure of device bases, in particular their dimensions and their attachment and contact points remains unchanged.
  • the function-specific front elements can be used within a product series when replacing an existing installation device.
  • One possible embodiment of the electrical installation device is a socket with an optionally installable surge protection module.
  • Figure 1 is a perspective view of a contact element.
  • Figure 2 is a plan view of the contact element.
  • Figure 3 is a perspective view of an installation device
  • Figure 4 is a perspective view of a module.
  • Figure 5 is a perspective view of the installation device and the module prior to assembly.
  • Figure 6 is a perspective view of the installation device
  • FIG. 7 shows an enlarged view from FIG. 6.
  • Figure 8 is an enlarged view of Figure 7 with imported
  • the contact element 8 is z. B. of multi-machined, preferably bent, copper sheet and has a box-shaped Basic structure. From a centrally located base 50 opposite a terminal 10 for the connection of supply lines and a one-piece contact area 51 with separated contact points 52 and 53 for different pins 32, 33 and 54, preferably from a device connector, not shown, and from a module 2, from.
  • In the contact region 51 extend from the base 50 opposite slightly inwardly inclined spring legs 55 and 56, which merge integrally into a separated by a slot 57 upper Federarmcru 58, 59 and a lower Federarmcru 60, 61.
  • the dimensioning of the upper spring arms 58 and 59 and lower spring arms 60 and 61 is designed for the mechanical loads of different thickness contact pins 32, 33 and 54.
  • the upper spring arms 58 and 59 are each first in continuation of the spring legs 55 and 56 continue slightly inclined and are then bent inwards by almost 180 degrees and form a
  • the bush 62 has an outwardly bent collar 63 to facilitate the insertion of a contact pin 54.
  • the height H1 of the spring arms 58 and 59 rises starting at the spring legs 55 and 56 on the upper side evenly to the bending point
  • the contact point 52 is preferably for the clamping reception of
  • the lower pair of spring arms 60, 61 projects longitudinally beyond the upper spring arm pair 58, 59.
  • the spring arms 60 and 61 are each stepped inwardly bent and occur immediately in front of a front side final socket 65 in contact with each other.
  • the height H2 of the spring arms 60 and 61 is constant and less than the height H1 of the upper spring arms 58 and 59.
  • the sleeve 65 is preferably designed for clamping receiving pins 32, 33 in the range of 1 mm, with the slight expansion of the sleeve 65th in connection with the length and the height H2 of the spring arms 60, 61 results in a self-supporting contact point 53, which transmits no forces to the base 50.
  • an electrical installation device 1 shown in the form of a socket, which is equipped with contact elements 8, 9 according to the invention.
  • the installation device 1 is on the one hand equipped with an optional module 2 for overvoltage protection and on the other hand provided with a device plug.
  • the installation device 1 has a device base 3, which is formed in principle circular and block-like and consists of insulating materials.
  • the device base 3 surrounds on the outside an annular support frame 4, which is preferably mounted latching.
  • the support frame 4 is made of either metallic or non-metallic materials, preferably plastic.
  • Radial opposite to the device base 3 and on the support frame 4 not shown claw-like fastening means are provided which allow the attachment of the installation device 1 in a stationary installation housing, not shown.
  • the device base 3 and the support frame 4 form a mounting unit.
  • Front side, a function-specific front element 5 is fixed, which may be one or more parts depending on the application. ( Figure 3)
  • the metallic contact elements 8 and 9 are arranged under so-called release elements 6 and 7, in the front Plug pins of a device plug, not shown, are plugged in and the rear side via terminals 10 and 11 are connected to supply lines. Furthermore, in the device base 3, a multiply bent grounding strap 12 is arranged, which serves for the front-side contacting of a ground contact of the device connector and the back-side connection of a ground conductor to a terminal 13.
  • the two contact elements 8 and 9 are mounted centrally in the device base 3 in correspondingly shaped chambers 14 and 15.
  • Terminals 10, 11 are arranged uniformly in a connection region 16 of the device base 3. On the radially opposite side is within the one-piece device base 3 by a radial
  • Base surface 20 which is formed by a rear base plate 21. ( Figures 5 and 6)
  • a removable cover 22 closes this receiving space 19 in the unequipped state, wherein the cover 22 is arranged flush with the release elements 6 and 7.
  • On the bottom plate 21 within the receiving space 19 are locking lugs 23, which serve to fix the module 2.
  • the chambers 14 and 15 of the contact elements 8 and 9 extend on the bottom side.
  • the grounding bar 12 is arranged between the two contact elements 8 and 9 and extends initially at the bottom and then bent perpendicularly along the outer wall 17 in the receiving space 19.
  • a module 2 can be used.
  • the module 2 consists of insulation material and has a cylindrical spatial extension, starting with a circular segment-shaped base surface 24, from which a rectilinear wall 25 and a curved wall 26 extend, which are closed by a cover 27. On the walls 25 and 26 different recesses, free cuts and lugs are formed.
  • various components are arranged, for example, varistors 28, Gasabieiter, a circuit board, resistors, light elements and contact elements. This makes it possible, for example, to implement an overvoltage protection unit.
  • a groove 34 is formed, in which a contact pin 35 protrudes, which contacts the extending in the device base 3 grounding strap 12.
  • a through hole 36 is arranged in the module 2, so that a socket variant with grounding pin can be realized, the arrangement and contacting of the contact pin 35 remains the same.
  • recesses 37 are formed for latching engagement with the locking lugs 23 of the bottom plate 21.
  • a light element in the form of an LED 40 is in one
  • Recess 41 is arranged.
  • the installation or function of the installation device 1 will be briefly described below.
  • a basic version of an installation device 1 consists of a device base 3 equipped with the contact elements 8 and 9 and the earth strap 12 and the support frame 4 attached thereto.
  • the receiving space 19 is closed by a cover 22 and there is no module 2 therein.
  • Such a unit is usually connected in a flush-mounted box by means of the connection terminals 10, 11, 13 to supply lines and fixed by the claw-like fastening means. Finally, the front element 5 is attached.
  • the electrical installation device 1 is retrofitted, for example, to integrate an overvoltage protection.
  • the front element 5 and then the cover 22 of the device base 3 is removed. Due to the positive connection, a module 2 can be pushed linearly without tilting up to the stop in the niksegmentfömnigen receiving space 19. It is automatically mechanically latched as well as electrically contacted, without an expansion of the installation unit 1 or additional connection work is necessary.
  • the module 2 On the front side, the module 2 is arranged flush with the release elements 6 and 7 after assembly. Only the extensions 38 protrude, but close off with the support frame 4.
  • the contact pin 35 slides into a slot 45 in the grounding clip 12, the grounding clip 12 being enclosed by the groove 34.
  • Socket 65 on and is pushed to its final position.
  • the spring arms 60 and 61 are slightly widened and clampingly surround the contact pin 32.
  • the spring arms 60 and 61 touch the chamber 14 and increase the contact pressure.
  • the contact pin 54 of the device plug is inserted into the contact point 52 of the contact element 8 in the socket 62 of the upper Federarmpases 58, 59, wherein initially a centering in the collar 63 of the sleeve 62 takes place. Subsequently, the contact pin 54 expands the sleeve 62 on top and then slides along the resulting inclination of the spring arms 58 and 59 with further expansion in the socket 62 to its final position. In the end position, the spring arms 58 and 59 are slightly widened and clampingly surround the contact pin 54, wherein a sufficiently high contact pressure due to the shortness of the spring arms 58 and 59, the contact pin 54 securely contacted.
  • the contacting of the contact pin 32 of the module 2 in the contact element 8 remains in the contacting of the contact pin 54 of the device plug in the same contact element 8 due to the separation of the contact points 52 and 53 without mechanical interactions.
  • the described twisting effect also acts, so that the device plug is "ejected" to the end and the sleeve 62 is deformed a little elastically when the pull-out force is applied even before the limit for sliding friction has been reached the socket 62 and the device plug can be solved more easily.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Connecting Device With Holders (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement für die Übertragung von elektrischem Strom bestehend aus einer Anschlussklemme (10) und aus einem Kontaktbereich (51). Um ein Kontaktelement (8, 9) zu schaffen, das eine sichere und montagefreundliche Kontaktierung von mindestens zwei Elementen ermöglicht, sind im Kontaktbereich (51) zwei funktional unabhängige Kontaktstellen (52, 53) ausgebildet, die jeweils ein von einer Basis (50) sich erstreckendes Federarmpaar (58, 59, 60, 61 ) aufweisen, das eine Buchse (62, 65) zur Aufnahme eines Kontaktstiftes (32, 33, 54) ausbildet.

Description

ELEKTRISCHES KONTAKTELEMENT
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Steckdosen mit buchsenförmigen Kontaktelementen zur Aufnahme von Kontaktstiften von Gerätesteckern sind bei elektrischen Hausinstallationen bekannt und werden bei der Erstausstattung als auch im Nachrüstbereich eingesetzt. Häufig ist es wichtig, derartige elektrische Installationsgerät funktional aufrüsten zu können. Aus diesem Grund hat es sich als vorteilhaft erwiesen, entsprechende Baugruppen zu schaffen, die bei Bedarf an das vorhandene Installationsgerät ergänzend montiert werden können.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der EP 0 281 969 B1 , ist ein elektrisches Installationsgerät bekannt, bei dem frontseitig ein Gerätestecker lösbar in entsprechende Kontaktelemente gesteckt wird, während rückseitig eine optionale Baugruppe angeordnet werden kann. Nachteilig ist dabei, dass die elektrische Kontaktierung des rückseitigen Moduls durch eine unlösbare Verbindung mit in dem Installationsgerät vorhandenen Kontaktelementen erfolgt. Derartige Anordnungen und Verfahren bedeuten einen erhöhten Montageaufwand und sind nicht besonders praktikabel.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, die vorstehend genannten Nachteile zu beseitigen und ein Kontaktelement zu schaffen, das eine sichere und montagefreundliche Kontaktierung von mindestens zwei Elementen ermöglicht. Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung gemäß dem Patentanspruch 1 weist den Vorteil auf, dass eine lösbare Kontaktierung für einen Gerätestecker und eine weitere Baugruppe geschaffen wird, wobei mechanisch und funktional unabhängige Kontaktstellen in einem einteiligen Kontaktbereich eines Kontaktelementes ausgebildet sind. Das Kontaktelement besteht aus einem Anschlussbereich für den Anschluss von Versorgungsleitungen und gegenüberliegend aus dem einteiligen Kontaktbereich für mindestens zwei Elementen.
Die mechanischen Vorgänge bei der Steckung der jeweiligen Kontaktstifte werden nicht von einer Kontaktstelle auf die andere Kontaktstelle übertragen, so dass die Klemmkräfte keinen Wechselwirkungen unterliegen und eine ununterbrochene und damit sichere Kontaktierung gewährleistet ist. Die Steckkräfte und -bewegungen der Buchsen werden unabhängig voneinander von den Federarmen aufgefangen, so dass durch die Steckung unterschiedlicher Baugruppen in ein und das selbe Kontaktelement die bei lösbaren Kontaktierungen wesentlichen Verbindungseigenschaften wie Klemm- bzw. Kontaktkräfte nicht beeinflusst werden .Ein derart vorteilhafter Effekt wird durch separat von einer gemeinsamen Basis an dem Kontaktelement ausgeführte Federarmpaare ermöglicht, wobei jedes Federarmpaar eine Buchse zur Aufnahme eines Kontaktstiftes ausbildet. Dabei verlaufen die Federarmpaare von der Basis parallel zueinander und sind durch einen Schlitz voneinander getrennt.
Durch unterschiedliche Ausbildung der Federarmpaare und unterschiedliche Positionierung der jeweiligen Buchsen werden Steckpositionen für zwei parallel steckbare Elemente, beispielsweise einen Gerätestecker und ein Modul, geschaffen. Somit ist die übliche und praktische Steckung von der Frontseite und/oder der Rückseite weiterhin möglich.
Von der Basis erstrecken sich gegenüberliegende Federschenkel, die sich in die beiden Federarmpaare aufteilen. Die oberen Federarme sind rückwärts einwärts gebogen und bilden zwischen sich eine Buchse für einen Kontaktstift aus. Die Höhe der Federarme steigt beidseits bis zur Biegestelle an und fällt zur Buchse hin einseitig wieder ab. Die Buchse wird hierdurch in sich stabil und mechanische Belastungen werden hauptsächlich in der Material starken Biegung abgefangen und nicht auf die Basis übertragen werden. Die unteren Federarme stehen in Längserstreckung über die oberen Federarme vor und sind in Längserstreckung abgestuft einwärts gebogen und treten unmittelbar vor der vorderseitig abschließenden Buchse in Anlage zueinander. Die Höhe der Federarme ist gleichbleibend.
Die unterschiedliche Ausbildung der Federarmpaare ermöglicht unterschiedliche Klemmkräfte an den jeweiligen Buchsen. Da mit zunehmender Länge der Federarmpaare abnehmende Klemmkräfte realisierbar sind, werden praktischerweise die umfangsmäßig größeren
Kontaktstifte in den kürzeren Federarmen kontaktiert, während die dünnen
Kontaktstifte, mit geringerer Kontaktkraft, in den längeren Federarmen kontaktiert sind.
Konische Ausbildungen der Buchse erleichtern das Einstecken. Darüber hinaus ist der obere Bereich der Buchse des oberen Federarmpaares nicht an die Federarme angebunden wird, so dass das Einstecken eines Kontaktstiftes weiter erleichtert wird. Der Kontaktstift weitet die Buchse zunächst nur oben auf und rutscht dann entlang einer sich ergebenden Neigung unter weiterer Aufweitung in die Buchse. Beim Ausziehen des Kontaktstiftes wirkt der Verdreheffekt ebenfalls, so dass ein „Auswerfen" des Kontaktstiftes bzw. des Steckers zum Ende erfolgt. Außerdem wird beim Aufbringen der Auszugskraft noch vor Erreichen der Grenze für die Gleitreibung die Buchse ein wenig elastisch verformt. Dadurch verändern sich die Kraftverhältnisse innerhalb der Buchse und der Stecker lässt sich leichter lösen.
Eine zusätzliche Versteifung und ein Schutz gegen übermäßiges Aufweiten der Buchse und der Federarme erfolgt durch eine formschlüssige Positionierung des Kontaktelementes in entsprechenden Kammern des Gerätesockels.
Das erfindungsgemäße Kontaktelement ermöglicht ein universell verwendbares Installationsgerät, das im Bedarfsfall mit einer geeigneten modularen Baugruppe aufgerüstet werden kann, wobei eine einfache
Montage und Demontage erhalten bleibt. Vorteilhafterweise erfolgt durch die mechanische Montage der Baugruppe gleichzeitig deren elektrische
Kontaktierung. Separate Anschlussarbeiten, wie z. B. Löten, entfällt. Das Kontaktelement eignet sich sowohl für von der Frontseite und/oder von der
Rückseite gesteckte Kontaktstifte.
Die Module können unterschiedlichste Funktionen erfüllen und bilden funktional in sich geschlossene Baugruppen, so dass am Gerätesockel keine Veränderungen notwendig sind. Insbesondere existieren Module, die je nach Anwendungsfall eingesetzt werden, z. B. Überspannungsschutzmodule, Anzeige- und Beleuchtungsmodule oder mechanische Funktionsmodule. Weiterhin kann in den Modulen eine eingehende Netzspannung in eine beliebige kleinere Spannung oder andere Energieart umgewandelt werden. Neben konventioneller Installationstechnik ist hier auch die Verwendung von Bustechnologien möglich. Denkbar sind hier neben drahtgebundenen auch nicht drahtgebundene Komponenten beispielsweise zur Datenübertragung mittels Funk- oder Infrarotsignalen. Die Module enthalten insbesondere optische, mechanische und/oder elektrische Bauelemente.
Eine besonders vorteilhafte Bauteilanordnung ermöglicht die Schaffung eines Aufnahmeraumes für eine optionale Baugruppe innerhalb der vorhandenen Struktur des Gerätesockels. In bevorzugter Ausführung ist der Aufnahmeraum formschlüssig zum Modulkörper und somit platzsparend ausgebildet. Es wird kein zusätzlicher Platz vor oder hinter dem Gerätesockel benötigt, um das Modul anzuordnen. Das Modul kann frontseitig montiert und flächenbündig in den Gerätesockel integriert werden. Wesentlich ist dabei, dass zur Aufrüstung des Installationsgerätes lediglich das funktionsspezifische Frontelement entfernt werden muss, um das Modul einsetzen beziehungsweise austauschen zu können. Eine Demontage des Gerätesockels bzw. des Tragrahmens aus dem ortsfesten Installationsgehäuse ist nicht notwendig, so dass ein erheblicher Installationsvorteil entsteht. Die allgemein vorhandene Struktur von Gerätesockeln, insbesondere deren Abmessungen und deren Befestigungs- und Kontaktpunkte, bleibt unverändert erhalten. Somit können beispielsweise die funktionsspezifischen Frontelemente innerhalb einer Produktserie beim Austausch eines bestehenden Installationsgerätes weiter verwendet werden.
Eine mögliche Ausführungsform des elektrischen Installationsgerätes ist eine Steckdose mit einem optional einbaubaren Überspannungsschutzmodul.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Kontaktelementes.
Figur 2 eine Draufsicht des Kontaktelementes.
Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines Installationsgerätes mit
Frontelement und mit Abdeckung.
Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines Moduls.
Figur 5 eine perspektivische Ansicht des Installationsgerätes und des Moduls vor der Montage.
Figur 6 eine perspektivische Ansicht des Installationsgerätes aus
Figur 5 ohne Löseelement.
Figur 7 eine vergrößerte Ansicht aus Figur 6.
Figur 8 eine vergrößerte Ansicht gemäß Figur 7 mit eingeführten
Kontaktstiften.
Gleiche oder gleichwirkende Bauteile sind in der nachfolgenden Beschreibung mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Der Aufbau des erfindungsgemäßen Kontaktelementes wird anhand der Figuren 1 und 2 näher beschrieben.
Das Kontaktelement 8 besteht z. B. aus mehrfach bearbeitetem, vorzugsweise gebogenem, Kupferblech und weist eine kastenförmige Grundstruktur auf. Von einer mittig angeordneten Basis 50 gehen gegenüberliegend eine Anschlussklemme 10 für den Anschluss von Versorgungsleitungen und ein einteiliger Kontaktbereich 51 mit separierten Kontaktstellen 52 und 53 für unterschiedliche Kontaktstifte 32, 33 und 54, vorzugsweise von einem nicht dargestellten Gerätestecker und von einem Modul 2, ab. Im Kontaktbereich 51 erstrecken sich von der Basis 50 gegenüberliegende leicht einwärts geneigte Federschenkel 55 und 56, die einstückig in ein durch einen Schlitz 57 getrenntes oberes Federarmpaar 58, 59 und ein unteres Federarmpaar 60, 61 übergehen. Die Dimensionierung der oberen Federarme 58 und 59 und unteren Federarme 60 und 61 ist auf die mechanischen Belastungen der unterschiedlich dicken Kontaktstifte 32, 33 und 54 ausgelegt.
Die oberen Federarme 58 und 59 verlaufen jeweils zunächst in Fortsetzung der Federschenkel 55 und 56 weiterhin leicht geneigt und sind anschließend um nahezu 180 Grad einwärts gebogen und bilden eine
Buchse 62 aus. Am oberen Ende weist die Buchse 62 einen nach außen gebogenen Kragen 63 auf, um das Einstecken eines Kontaktstiftes 54 zu erleichtern. Die Höhe H1 der Federarme 58 und 59 steigt beginnend an den Federschenkeln 55 und 56 oberseitig gleichmäßig bis zur Biegestelle
64 auf ein Maximum an und fällt bis zur Buchse 62 wieder auf die
Ursprungshöhe ab. Hierdurch wird die Kontaktstelle 52 in sich stabil und mechanische Belastungen werden hauptsächlich in der Material starken
Biegestelle 64 abgefangen und nicht auf die Basis 50 übertragen. Die Kontaktstelle 52 ist vorzugsweise zur klemmenden Aufnahme von
Kontaktstiften 54 im Bereich von 4-5 mm ausgelegt, z. B. eines
Gerätesteckers.
Das untere Federarmpaar 60, 61 steht in Längserstreckung über das obere Federarmpaar 58, 59 vor. Die Federarme 60 und 61 sind jeweils abgestuft einwärts gebogen und treten unmittelbar vor einer vorderseitig abschließenden Buchse 65 in Anlage zueinander. Die Höhe H2 der Federarme 60 und 61 ist gleichbleibend und geringer als die Höhe H1 der oberen Federarme 58 und 59. Die Buchse 65 ist vorzugsweise zur klemmenden Aufnahme von Kontaktstiften 32, 33 im Bereich von 1 mm ausgelegt, wobei die geringe Aufweitung der Buchse 65 im Zusammenhang mit der Länge und der Höhe H2 der Federarme 60, 61 eine selbsttragende Kontaktstelle 53 ergibt, die keine Kräfte auf die Basis 50 überträgt.
Nachfolgend ist beispielhaft ein elektrisches Installationsgerät 1 in Form einer Steckdose dargestellt, die mit erfindungsgemäßen Kontaktelementen 8, 9 bestückt ist. Das Installationsgerät 1 wird einerseits mit einem optionalen Modul 2 für den Überspannungsschutz ausgestattet und andererseits mit einem Gerätestecker versehen.
Das Installationsgerät 1 weist einen Gerätesockel 3 auf, der prinzipiell kreisförmig und blockartig ausgebildet ist und aus isolierenden Materialien besteht. Den Gerätesockel 3 umgibt außenseitig ein ringförmiger Tragrahmen 4, der vorzugsweise rastend befestigt ist. Der Tragrahmen 4 ist entweder aus metallischen oder aus nichtmetallischen Werkstoffen, vorzugsweise Kunststoff, gefertigt. Radial gegenüberliegend sind an dem Gerätesockel 3 bzw. an dem Tragrahmen 4 nicht näher dargestellte krallenartige Befestigungsmittel vorgesehen, die die Befestigung des Installationsgerätes 1 in einem nicht dargestellten ortsfesten Installationsgehäuse ermöglichen. Vorzugsweise bilden der Gerätesockel 3 und der Tragrahmen 4 eine Montageeinheit. Frontseitig ist ein funktionsspezifisches Frontelement 5 befestigt, das je nach Anwendung ein- oder mehrteilig sein kann. (Figur 3)
In dem Gerätesockel 3 sind unter sogenannten Löseelementen 6 und 7 die metallischen Kontaktelemente 8 und 9 angeordnet, in die frontseitig Steckerstifte eines nicht dargestellten Gerätesteckers gesteckt werden und die rückseitig über Anschlussklemmen 10 und 11 mit Versorgungsleitungen verbunden werden. Des weiteren ist in dem Gerätesockel 3 ein mehrfach gebogener Erdungsbügel 12 angeordnet, der zur frontseitigen Kontaktierung eines Erdungskontaktes des Gerätesteckers und zum rückseitigen Anschluss eines Erdleiters an eine Anschlussklemme 13 dient.
Die beiden Kontaktelemente 8 und 9 sind mittig des Gerätesockels 3 in entsprechend geformten Kammern 14 und 15 befestigt. Die
Anschlussklemmen 10, 11 sind einheitlich in einem Anschlussbereich 16 des Gerätesockels 3 angeordnet. Auf der radial gegenüberliegenden Seite ist innerhalb des einstückigen Gerätesockels 3 durch eine radiale
Außenwand 17 und eine geradlinige Innenwand 18 ein sich zylindrisch erstreckender Aufnahmeraum 19 gebildet, der eine kreissegmentförmige
Grundfläche 20 aufweist, die durch eine rückseitige Bodenplatte 21 gebildet wird. (Figuren 5 und 6)
Gemäß Figur 3 verschließt im unbestückten Zustand eine entfernbare Abdeckung 22 diesen Aufnahmeraum 19, wobei die Abdeckung 22 flächenbündig zu den Löseelementen 6 und 7 angeordnet ist. An der Bodenplatte 21 innerhalb des Aufnahmeraumes 19 befinden sich Rastnasen 23, die zur Fixierung des Moduls 2 dienen. In den Aufnahmeraum 19 erstrecken sich bodenseitig die Kammern 14 und 15 der Kontaktelemente 8 und 9. Der Erdungsbügel 12 ist zwischen den beiden Kontaktelementen 8 und 9 angeordnet und verläuft zunächst bodenseitig und dann abgebogen senkrecht entlang der Außenwand 17 im Aufnahmeraum 19. In diesen Aufnahmeraum 19 ist formschlüssig ein Modul 2 einsetzbar. Gemäß der Figur 4 besteht das Modul 2 aus Isolationsmaterial und weist eine zylindrische Raumerstreckung auf, beginnend mit einer kreissegmentförmigen Grundfläche 24 von der sich eine geradlinige Wandung 25 und eine gebogene Wandung 26 erstrecken, die mit einem Deckel 27 verschlossen sind. An den Wandungen 25 und 26 sind verschiedene Aussparungen, Freischnitte und Ansätze ausgebildet. In dem Modul 2 sind diverse Bauteile angeordnet, beispielsweise Varistoren 28, Gasabieiter, eine Leiterplatte, Widerstände, Lichtelemente und Kontaktelemente. Hierdurch lässt sich zum Beispiel eine Überspannungsschutzeinheit realisieren.
An der Grundfläche 24 des Moduls 2 sind Freiräume 30 und 31 ausgebildet, in denen Kontaktstifte 32 und 33 geschützt aus dem Modul 2 geführt sind, die mit den Kontaktelementen 8 und 9 des Gerätesockels 3 elektrisch kontaktierbar sind. Zwischen den Freiräumen 30 und 31 ist eine Nut 34 ausgebildet, in die ein Kontaktstift 35 hineinragt, der den im Gerätesockel 3 verlaufenden Erdungsbügel 12 kontaktiert. Darüber hinaus ist in dem Modul 2 eine Durchgangsbohrung 36 angeordnet, so dass auch eine Steckdosenvariante mit Erdungsstift realisierbar ist, wobei die Anordnung und Kontaktierung des Kontaktstiftes 35 gleich bleibt. Innerhalb der Nut 34 sind Ausnehmungen 37 zum rastenden Eingriff mit den Rastnasen 23 der Bodenplatte 21 ausgebildet.
Oberseitig des Moduls 2, vorzugsweise an dem Deckel 27, sind Fortsätze 38 ausgebildet, die das Einstecken und ggfs. das Entfernen des Moduls 2 erleichtern. Des weiteren befindet sich oberseitig des Moduls 2 randseitig ein stiftförmiger Ansatz 39, um Lichtsignale aus dem Modul 2 gezielt an
Anzeigeelemente in dem Frontelement 5 leiten zu können. Hierzu ist zumindest der Ansatz 39 aus einem lichtleitfähigen Material, wie z. B. PC oder PMMA, geformt. Ein Lichtelement in Form einer LED 40 ist in einer
Aussparung 41 angeordnet. Nachfolgend wird die Montage bzw. Funktion des Installationsgerätes 1 kurz beschrieben.
Eine Basisversion eines Installationsgerätes 1 besteht aus einem mit den Kontaktelementen 8 und 9 und dem Erdungsbügel 12 ausgestatteten Gerätesockel 3 und dem daran befestigten Tragrahmen 4. Der Aufnahmeraum 19 ist durch eine Abdeckung 22 verschlossen und es befindet sich kein Modul 2 darin. Eine derartige Einheit wird üblicherweise in einer Unterputzdose mittels der Anschlussklemmen 10, 11 , 13 an Versorgungsleitungen angeschlossen und durch die krallenartigen Befestigungsmittel fixiert. Abschließend wird das Frontelement 5 befestigt.
Im Bedarfsfall wird das elektrische Installationsgerät 1 nachgerüstet, beispielsweise um einen Überspannungsschutz zu integrieren. Hierzu wird das Frontelement 5 und anschließend die Abdeckung 22 des Gerätesockels 3 entfernt. Aufgrund des Formschlusses kann ein Modul 2 ohne Verkantungen linear bis zum Anschlag in den kreissegmentfömnigen Aufnahmeraum 19 geschoben werden. Automatisch wird es dabei sowohl mechanisch verrastet als auch elektrisch kontaktiert, ohne dass ein Ausbau der Installationseinheit 1 oder zusätzliche Anschlussarbeiten notwendig sind. Frontseitig ist das Modul 2 nach der Montage flächenbündig zu den Löseelementen 6 und 7 angeordnet. Lediglich die Fortsätze 38 ragen hervor, schließen jedoch mit dem Tragrahmen 4 ab.
Beim Montagevorgang verrasten die von der Bodenplatte 21 des Aufnahmeraumes 19 vorstehenden Rastnasen 23 in den Ausnehmungen 37 des Moduls 2. Die Kontaktstifte 32 und 33 gleiten durch das formschlüssige Zusammenarbeiten der Kammern 14 und 15 und der Freiräume 30 und 31 in die Kontaktelemente 8 und 9. Der Kontaktstift 35 gleitet in einen Steckplatz 45 in dem Erdungsbügel 12, wobei der Erdungsbügel 12 von der Nut 34 umschlossen wird.
In den Figuren 7 und 8 ist die Kontaktierung je eines Kontaktstiftes 32, 54 des Moduls 2 und des nicht dargestellten Gerätesteckers in vergrößertem
Maßstab dargestellt. Sowohl das Modul 2 als auch der Gerätestecker werden frontseitig und parallel zueinander eingeführt. Der Kontaktstift 32 des Moduls 2 wird in der Kontaktstelle 53 des Kontaktelementes 8 in die
Buchse 65 des unteren Federarmpaares 60, 61 eingesteckt, wobei der Formschluss zwischen dem Modul 2 und dem Aufnahmeraum 19 eine hinreichende Zentrierung schafft, so dass der Kontaktstift 32 ohne
Zentrierung gesteckt werden kann. Dabei weitet der Kontaktstift 32 die
Buchse 65 auf und wird bis in seine Endposition geschoben. In der
Endposition sind die Federarme 60 und 61 leicht aufgeweitet und umschließen klemmend den Kontaktstift 32. Die Federarme 60 und 61 berühren dabei die Kammer 14 und erhöhen den Kontaktdruck.
Der Kontaktstift 54 des Gerätesteckers wird in der Kontaktstelle 52 des Kontaktelementes 8 in die Buchse 62 des oberen Federarmpaares 58, 59 eingesteckt, wobei zunächst eine Zentrierung in dem Kragen 63 der Buchse 62 erfolgt. Anschließend weitet der Kontaktstift 54 die Buchse 62 oben auf und rutscht dann entlang der sich ergebenden Neigung der Federarme 58 und 59 unter weiterer Aufweitung in die Buchse 62 bis in seine Endposition. In der Endposition sind die Federarme 58 und 59 leicht aufgeweitet und umschließen klemmend den Kontaktstift 54, wobei ein hinreichend hoher Kontaktdruck aufgrund der Kürze der Federarme 58 und 59 den Kontaktstift 54 sicher kontaktiert. Die Kontaktierung des Kontaktstiftes 32 des Moduls 2 in dem Kontaktelement 8 bleibt bei der Kontaktierung des Kontaktstiftes 54 des Gerätesteckers in dem selben Kontaktelement 8 auf Grund der Separierung der Kontaktstellen 52 und 53 ohne mechanische Wechselwirkungen. Beim Ausziehen des Gerätesteckers wirkt der beschriebene Verdreheffekt ebenfalls, so dass ein „Auswerfen" des Gerätesteckers zum Ende erfolgt. Außerdem wird beim Aufbringen der Auszugskraft noch vor Erreichen der Grenze für die Gleitreibung die Buchse 62 ein wenig elastisch verformt. Dadurch verändern sich die Kraftverhältnisse innerhalb der Buchse 62 und der Gerätestecker lässt sich leichter lösen.
Die vorstehende Beschreibung des Ausführungsbeispieles dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste
1 Installationsgerät
2 Modul
3 Gerätesockel
4 Tragrahmen
5 Frontelement
6 Löseelement
7 Löseelement
8 Kontaktelement
9 Kontaktelement
10 Anschlussklemme
11 Anschlussklemme
12 Erdungsbügel
13 Anschlussklemme
14 Kammer
15 Kammer
16 Anschlussbereich
17 Außenwand
18 Innenwand
19 Aufnahmeraum
20 Grundfläche von 19
21 Bodenplatte
22 Abdeckung
23 Rastnase
24 Grundfläche des Moduls
25 Wandung
26 Wandung
27 Deckel
28 Varistor
29 30 Freiraum
31 Freiraum
32 Kontaktstift
33 Kontaktstift 34 Nut
35 Kontaktstift
36 Durchgangsbohrung
37 Ausnehmung
38 Fortsätze 39 Ansatz
40 LED
41 Aussparung 45 Steckplatz 50 Basis 51 Kontaktbereich
52 Kontaktstelle
53 Kontaktstelle
54 Kontaktstift
55 Federschenkel 56 Federschenkel
57 Schlitz
58 Federarm
59 Federarm
60 Federarm 61 Federarm
62 Buchse
63 Kragen
64 Biegestelle
65 Buchse H1 Höhe
H2 Höhe

Claims

Patentansprüche
1. Kontaktelement für die Übertragung von elektrischem Strom bestehend aus einer Anschlussklemme (10) und aus einem Kontaktbereich (51 ), wobei im Kontaktbereich (51 ) zwei funktional unabhängige Kontaktstellen (52, 53) ausgebildet sind, die jeweils ein von einer Basis (50) sich erstreckendes Federarmpaar (58, 59, 60, 61 ) aufweisen, das eine Buchse (62, 65) zur Aufnahme eines Kontaktstiftes (32, 33, 54) ausbildet.
2. Kontaktelement nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (51 ) einstückig ausgebildet ist.
3. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarmpaare (58, 59, 60, 61 ) parallel zueinander ausgerichtet sind und durch einen Schlitz (57) getrennt sind.
4. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchsen (62, 65) parallel zueinander orientiert sind.
5. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Buchsen (62, 65) voneinander unterschiedlicher Kontaktdruck erzeugbar ist.
6. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchsen (62, 65) unterschiedlich von der Basis (50) beabstandet sind.
7. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Buchsen (62, 65) unterschiedlich ist.
8. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Buchse (62) einen erweiterten Kragen (63) autweisen.
9. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (58, 59) eines
Federarmpaares rückwärts einwärts gebogen sind.
10. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (H1 ) des Federarmpaares (58, 59) von der Basis (50) ansteigt und zur Buchse (62) hin abfällt.
11. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (58, 59) konisch aufweitbar ausgebildet sind.
12. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (60, 61 ) eines Federarmpaares abgestuft einwärts gebogen verlaufen.
13. Kontaktelement nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (H2) des Federarmpaares (60, 61 ) gleichbleibend ist.
14. Elektrisches Installationsgerät (1 ) bestehend aus einem Gerätesockel (3), aus einem an dem Gerätesockel (3) befestigten
Tragrahmen (4), aus einem an einer Frontseite des Gerätesockels (3) befestigbaren funktionsspezifischen Frontelement (5) und aus einem an dem Gerätesockel (3) befestigbaren Modul (2), wobei im Gerätesockel (3) Kontaktelemente (8, 9) nach einem der Patentansprüche 1 bis 13 angeordnet sind.
15. Elektrisches Installationsgerät nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gerätesockel (3) einen Aufnahmeraum (19) für ein formschlüssig einsteckbares Modul (2) aufweist.
16. Elektrisches Installationsgerät nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (2) frontseitig und flächenbündig in dem Gerätesockel (3) angeordnet ist.
17. Elektrisches Installationsgerät nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (19) und das Modul (2) zylindrisch ausgebildet sind und je eine kreissegmentartige Grundfläche aufweisen.
18. Elektrisches Installationsgerät nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der mechanischen Positionierung des Moduls (2) in dem Aufnahmeraum (19) eine selbsttätige elektrische Kontaktierung erfolgt.
19. Elektrisches Installationsgerät nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Installationsgerät (1 ) als elektrische Steckdose mit einem Überspannungsschutzmodul ausgeführt ist.
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