EP2255412B1 - Elektrische anschlusseinrichtung - Google Patents

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EP2255412B1
EP2255412B1 EP09710771.8A EP09710771A EP2255412B1 EP 2255412 B1 EP2255412 B1 EP 2255412B1 EP 09710771 A EP09710771 A EP 09710771A EP 2255412 B1 EP2255412 B1 EP 2255412B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
fingers
electrical connection
connection device
spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP09710771.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2255412A2 (de
Inventor
Andreas Schrader
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.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP2255412A2 publication Critical patent/EP2255412A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2255412B1 publication Critical patent/EP2255412B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/18—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with the spring member surrounding the socket
    • 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
    • H01R13/113—Resilient sockets co-operating with pins or blades having a rectangular transverse section

Definitions

  • the invention relates to an electrical connection device, in particular for the transmission of high currents, as required in different technical fields.
  • currents of 125 amperes and more are transmitted at voltages of up to 1000 volts.
  • conductors with cross sections of 25 or 35 mm 2 may be required.
  • connection devices for transmitting high currents have become known in the prior art. These include flat plug contacts and in particular circular plug contacts, in which the contact point is formed substantially rotationally symmetrical. For such high currents, plugs with twisted connection parts are usually used to reliably transmit the occurring current strengths.
  • a contact with two opposing spaced contact fingers extending from a body portion thereof to receive a contact blade insertable therebetween.
  • the contact fingers are pressed by the placement of an over-spring with a substantially U-shaped cross section to each other, so that the intermediate contact blade is held by the contact fingers.
  • the contact tulip has a substantially box-shaped cross section and comprises a plurality of contact blades, which are arranged along the cross section.
  • the contact tulip serves for contact with a contact blade to be inserted therein, a positive spring held thereon being provided, which presses the contact blades of the contact tulip against one another with arranged on their broad sides
  • Additional over-spring fingers arranged on the narrow sides press against contact lamellae on the narrow side of the contact tulip.
  • the over-spring fingers are designed such that they each press a plurality of contact blades of the contact tulip against the contact blade.
  • the US 4,351,583 A relates to a substantially integrally formed connection device with a contact tulip, which has a U-shaped cross section in the insertion direction. At the open end of the U-shaped cross-section individual contact blades are connected to one another on one side so that they form a common contact surface with a contact blade to be introduced therebetween. To increase the contact pressure is an additional U-shaped spring over the Contact tulip inserted, which presses on several contact blades together to increase the contact pressure in the area of the contact surfaces.
  • the electrical connection device is particularly suitable for transmitting high currents and comprises at least a flat contact with a contact tulip and a contact blade with a predetermined blade thickness, wherein the flat contact is suitable for receiving the contact blade with the predetermined blade thickness.
  • a force provided for contacting is applied essentially by an over-spring in the contact region.
  • the contact tulip in an unloaded state about a free entrance width, which corresponds approximately to the predetermined blade thickness of the contact blade.
  • At least one length of the contact fingers of the contact tulip is considerably larger than a corresponding length of the over-spring fingers of the over-spring.
  • the obliquely converging areas of the over-spring fingers are considerably shorter than the converging areas of the contact fingers.
  • the over-spring fingers extend significantly obliquely to the receiving space with a recorded contact blade as the contact spring fingers to the receiving space or the contact blade. It is thereby achieved that the spring force of the over-spring is relatively large, while the long and relatively slightly inclined contact spring fingers a low spring constant and a large Contact area is provided. The contact force is applied substantially or even almost completely by the over-spring.
  • the electrical connection device according to the invention offers considerable advantages. By using the over-spring defined contact forces can be applied.
  • the solution according to the invention in which the over-spring applies the contact force precisely in the contact region, has the considerable advantage that settling phenomena on the contact tulip thereby play no or essentially no role.
  • the contact tulip has approximately a free entry width which corresponds approximately to the blade thickness of the contact blade to be inserted.
  • the contact blade could be inserted without any external force into the contact tulip without any external spring, but the current transmission would not be ensured.
  • the outer spring which preloads the contact area with the intended contact force. Defined conditions prevail which are permanently maintained at the contact tulip independently of any possible settlement conditions. This makes it possible to reduce the actual contact force, whereby a higher ease of use is achieved, where sowohI Plug on as well as the removal of a contact is facilitated.
  • the contact tulip has, in particular, at least two contact arms which are spaced apart from one another in the contact region around the entry width.
  • a push-through protection is provided, which prevents unintentional insertion, in particular in the rear region of the contact tulip.
  • the push-through protection can be designed as a connecting the two contact arms of the contact tulip web, so that a simple and effective push-through protection is provided.
  • the over-spring and the contact tulip each have a plurality of fins or mutually associated contact finger pairs.
  • the over-spring and the contact tulip each have a plurality of fins or mutually associated contact finger pairs.
  • three, four, five, six or even more pairs of contact fingers can be provided, which together form the contact tulip or its contact arms.
  • a corresponding number of Studentsfederfingerploen is provided, wherein a Studentsfederfingerplo is assigned in each case a pair of contact fingers.
  • a Studentsfederfingerplo is assigned in each case a pair of contact fingers.
  • an over-spring finger presses against a contact finger of the contact tulip, so that preferably each contact finger is loaded substantially equally.
  • the electrical connection device is designed in particular for contact forces less than 30 and in particular less than 20 Newton.
  • each contact finger pair brings about contact forces of less than 7 and in particular less than 5 Newton.
  • contact forces of between about 3 and 4 Newtons are applied per pair of contact fingers. This allows a high level of operating comfort, since only relatively small insertion and removal forces are required in the production or solution of an electrical contact with an electrical connection device.
  • the exact number of contact fingers and the overfinger and the respective contact force also depends in particular on the current to be transmitted.
  • At least one contact surface of the contact tulip has a layer containing silver.
  • Layers containing either silver or silver can significantly reduce friction, allowing for even greater comfort in operation.
  • Another advantage of silver or silver containing layers is the good electrical conductivity.
  • the electrical connection device according to the invention is particularly suitable for the transmission of currents greater than 80 amperes. Preferably, it is suitable for a transmission of currents greater than 100 amperes.
  • the contact tulip consists at least partially of copper material and in particular of a copper flat strip material, which is e.g. is punched and brought by bending into the desired shape.
  • the over-spring preferably consists essentially of steel material and may also be made of a ribbon material by one or more bending operations.
  • the push-through protection can be formed by two mutually bent regions.
  • the electrical connection device according to the invention can be arranged both on a base strip as well as be designed as a plug. Also a flying arrangement is possible.
  • Fig. 1 is a perspective view of a terminal contact according to the invention in the form of an electrical connection contact or an electrical connection device 1 shown.
  • the electrical connection device 1 comprises a flat contact 2 with at least one contact tulip 3 and an outer spring 6 surrounding the contact tulip 3 on the outside, which serves to ensure the required contact force.
  • the contact tulip 3 comprises spring arms 12 and 13, in particular as shown FIG. 2 and the in FIG. 5 can be taken from the processed transaction.
  • Each contact arm comprises a plurality of here in the exemplary embodiment, five contact fingers 15 which are formed in pairs, so that in each case two contact fingers 15 are aligned with each other.
  • a defined entry width 9 is provided in the unloaded state 8, which at least substantially corresponds to the predetermined blade thickness 5 of the contact blade 4. This ensures that not the spring arms 12 and 13 of the contact tulip 3 apply the required clamping force, but that the required contact force is applied by the over-spring fingers 17 of the over-spring 6.
  • the over-spring is preferably made of steel or other similar stable material, while the contact tulip with the contact finger pairs 11 advantageously made of copper or a copper alloy.
  • the contact fingers 15 may be provided in total or on the contact surface 18 with a silver coating or a silver-containing coating. As a result, a reduction in friction is achieved, whereby the ease of use is increased by lower insertion and removal forces.
  • the contact blade 4 is in the in the FIGS. 1 to 5 illustrated embodiment, provided with solder legs 22 to solder the contact blade 4 on a (not shown) circuit board.
  • the electrical connection device 1 has at the contact tulip 3 via an electrical connection 19, which can be connected to a (not shown) conductor.
  • the electrical connection device 1 can be used as a plug and plugged onto the contact blade 5, which is attached as a current bar to a circuit board.
  • the necessary contact force is applied by the over-spring 6, to which the over-spring fingers 17 load the contact finger pairs 11 in the contact region 7 with a defined spring force.
  • the length 16 of the over-spring fingers 17 is considerably shorter than the length 14 of the contact fingers 15. This ensures that the contact fingers 15 provide a large contact surface 18, while the over-spring 6 has a relatively large spring constant, so that the applied by the over-spring 6 Spring force is considerably greater than any spring force applied to the contact tulip 3.
  • the over-spring 6 brings the contact force. This causes, inter alia, that any subsidence phenomena on the spring arms 12 and 13 of the contact tulip 3 have no or only a very small influence on the contact force, as this is substantially or entirely determined by the over-spring. Therefore, the contact tulip 3 in the unloaded state has a free opening into which the contact blade 4 can be inserted.
  • a significant advantage is the formation of the spring arms 12 and 13 with a plurality of contact spring fingers 15, which are provided in a lamellar manner on the spring arms 12 and 13.
  • a total of ten contact spring fingers 15 are provided, which each form a total of five contact spring finger pairs.
  • Each contact finger 15 is assigned a corresponding over-spring finger 17, which pre-loads the respective contact finger 15 with a defined contact force in order to ensure defined conditions during contact.
  • Both the over-spring 6 and the contact tulip 3 are preferably made of one-piece sheet metal parts by bending.
  • the developments of the stamped sheet metal parts are in the FIGS. 4 and 5 shown. This ensures a simple and inexpensive production process, which allows a high quality with good producibility.
  • the over-spring 6 is listed so that a spring steel flat band is punched out and bent so that a closed cage is formed, which completely surrounds the elastic side of the tulip contacts. In addition, according to the number of contact spring fingers 15 of the contact tulip 3, the over-spring fingers are formed.
  • a push-through protection 10 is provided which prevents insertion of a conductor.
  • the electrical connection device 1 can be used in particular in flat connector systems with multipolar connectors.
  • the invention allows use at high currents with a simultaneously small size.
  • a very narrow pitch of e.g. 15 mm are ensured, while the necessary to operate plug and pull forces are low.
  • a silver-based surface ensures trouble-free operation even with vibrations or constantly changing stress influences.
  • both the contact tulip and the contact blade is arranged in the plug, as well as the connection of the contact blade or the contact tulip by means of corresponding solder pins in a base bar.
  • the electrical connection device 1 is inexpensive to manufacture.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschlusseinrichtung, insbesondere zur Übertragung von hohen Stromstärken, wie sie in unterschiedlichen technischen Bereichen erforderlich sind. Dabei werden beispielsweise Stromstärken von 125 Ampere und mehr bei Spannungen von bis zu 1000 Volt übertragen. Dazu können beispielsweise Leiter mit Querschnitten von 25 oder 35 mm2 erforderlich sein.
  • Im Stand der Technik sind verschiedene Anschlusseinrichtungen zur Übertragung von hohen Stromstärken bekannt geworden. Dazu zählen Flachsteckkontakte und insbesondere Rundsteckkontakte, bei denen die Kontaktstelle im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Für derartig hohe Stromstärken werden meist Stecker mit gedrehten Anschlussteilen verwendet, um die auftretenden Stromstärken zuverlässig zu übertragen.
  • Mit der DE 88 11 020 U1 ist ein Federarmkontakt mit einer Außenüberfeder zur Übertragung elektrischer Ströme bekannt geworden, wobei der Federarmkontakt eine Federarmbasis und sich nach vorn erstreckende Federarme aufweist. Die Kontaktkraft im Bereich der Kontaktstelle wird durch die Federarme übertragen, die beim Einschieben eines Messerkontaktes gegen ihre Klemmkraft auseinander gedrückt werden müssen. Die Außenüberfeder verhindert ein Aufbiegen der Federarme und unterstützt die Federarme. Nachteilig bei einem solchen Federarmkontakt mit Außenüberfeder ist, dass sich an den Federarmen aus Kupfermaterial im Laufe der Zeit Setzungserscheinungen ergeben, die somit die Federkraft erheblich verringern, was zu Störungen im Betrieb führen kann. Um die erforderliche Klemmkraft auch dauerhaft zu gewährleisten, muss deshalb eine hohe anfängliche Klemmkraft im Grundzustand vorgesehen werden, was zu erheblichen Komforteinbußen bei der Bedienung führt, da das Aufstecken und Abziehen solcher Steckverbindungen dementsprechend hohe Bedienkräfte erfordert.
  • Bei den auf dem Markt erhältliche Rundsteckverbindern kann zwar der geforderte Strom übertragen werden, aber diese sind aufwändig in der Herstellung, was sich in relativ hohen Kosten niederschlägt. Außerdem weisen sie eine relativ große Bauform auf, was insbesondere bei mehrpoligen Anschlüssen unerwünscht ist.
  • Gemäß der US 4 583 812 A ist eine Kontaktaufnahme mit zwei gegenüberliegenden beabstandeten Kontaktfingern vorgesehen, die sich von einem Körperbereich davon erstrecken, um ein Kontaktmesser, das dazwischen einführbar ist, aufzunehmen. Die Kontaktfinger werden dabei durch das Aufsetzen einer Überfeder mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt zueinander gedrückt, so dass das dazwischenliegende Kontaktmesser von den Kontaktfingern gehalten wird.
  • Aus der EP 0 786 830 A1 ist eine Anschlusseinrichtung für einen elektrischen Buchsenkontakt mit einer Kontakttulpe bekannt. Die Kontakttulpe weist einen im Wesentlichen kastenförmigen Querschnitt auf und umfasst eine Mehrzahl Kontaktlamellen, die entlang des Querschnitts angeordnet sind. Die Kontakttulpe dient zum Kontakt mit einem darin einzuführenden Kontaktmesser, wobei eine formschlüssig daran gehaltenen Überfeder vorgesehen ist, die mit an ihren Breitseiten angeordneten Überfederfingem die Kontaktlamellen der Kontakttulpe gegeneinander drückt. Zusätzliche an den schmalen Seiten angeordnete Überfederfinger drücken gegen Kontaktlamellen an der schmalen Seite der Kontakttulpe. Die Überfederfinger sind dabei derart ausgestaltet, dass sie jeweils mehrere Kontaktlamellen der Kontakttulpe gemeinsam gegen das Kontaktmesser drücken.
  • Die US 4 351 583 A betrifft eine im Wesentlichen einteilig ausgebildete Anschlusseinrichtung mit einer Kontakttulpe, die in Steckrichtung einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Am offenen Ende des U-förmigen Querschnitts sind einzelne Kontaktlamellen einseitig miteinander verbunden, so dass sie eine gemeinsame Kontaktfläche mit einem dazwischen einzuführenden Kontaktmesser bilden. Zur Erhöhung des Anpressdrucks wird eine zusätzliche U-förmige Überfeder über die Kontakttulpe gesteckt, die auf mehrere Kontaktlamellen gemeinsam drückt, um im Bereich der Kontaktflächen den Anpressdruck zu erhöhen.
  • Vor dem Hintergrund des geschilderten Standes der Technik ist es deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Anschlusseinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche zur Übertragung von hohen Stromstärken geeignet ist und bei welcher geringe Steck- und Ziehkräfte erforderlich sind, wobei die Stromübertragung auch dauerhaft zuverlässig funktioniert.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Anschlusseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs I. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Ausführungsbeispielen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße elektrische Anschlusseinrichtung ist insbesondere zur Übertragung von hohen Stromstärken geeignet und umfasst wenigstens einen Flachkontakt mit einer Kontakttulpe und ein Kontaktmesser mit einer vorbestimmten Messerdicke, wobei der Flachkontakt zur Aufnahme des Kontaktmessers mit der vorbestimmten Messerdicke geeignet ist. Erfindungsgemäß wird eine zur Kontaktierung vorgesehene Kraft im Wesentlichen durch eine Überfeder in dem Kontaktbereich aufgebracht. Dabei weist die Kontakttulpe in einem unbelasteten Zustand etwa eine freie Eintrittsbreite auf, welche ungefähr der vorbestimmten Messerdicke des Kontaktmessers entspricht.
  • Weiterhin ist erfindungsgemäß wenigstens eine Länge der Kontaktfinger der Kontakttulpe erheblich größer als eine entsprechende Länge der Überfederfinger der Überfeder. Insbesondere sind die schräg aufeinander zulaufenden Bereiche der Überfederfinger erheblich kürzer als die aufeinander zulaufenden Bereiche der Kontaktfinger. Erfindungsgemäß verlaufen die Überfederfinger erheblich schräger zu dem Aufnahmeraum mit einem aufgenommenen Kontaktmesser als die Kontaktfederfinger zu dem Aufnahmeraum oder dem Kontaktmesser. Dadurch wird erzielt, dass die Federkraft der Überfeder relativ groß ist, während durch die langen und relativ wenig geneigten Kontaktfederfinger eine geringe Federkonstante und eine große Kontaktfläche zur Verfügung gestellt wird. Die Kontaktkraft wird im Wesentlichen oder sogar nahezu vollständig durch die Überfeder aufgebracht.
  • Die erfindungsgemäße elektrische Anschlusseinrichtung bietet erhebliche Vorteile. Durch den Einsatz der Überfeder können definierte Kontaktkräfte aufgebracht werden. Die erfindungsgemäße Lösung, bei der die Überfeder die Kontaktkraft genau in dem Kontaktbereich aufbringt, hat den erheblichen Vorteil, dass dadurch Setzungserscheinungen an der Kontakttulpe keine oder im Wesentlichen keine Rolle spielen.
  • Bei dem Stand der Technik gemäß der DE 88 11 020 U1 erstreckt sich die Außenüberfeder nur über einen Teil der Länge der Federarme und die Außenüberfeder wirkt nicht an der Kontaktstelle, sondern davon beabstandet. Deshalb können dort Setzungserscheinungen an den die Stromstärke übertragenden Federarmen zu erheblichen Änderungen der Kontaktkraft führen. Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Trennung der unterschiedlichen Aufgaben, wobei die Kontakttulpe zur Übertragung der Stromstärke vorgesehen ist und wobei die Überfeder zur Aufbringung der Kontaktkraft dient. Durch die strikte Trennung der beiden Aufgabenbereiche kann eine zuverlässige und dauerhaft sichere Stromübertragung gewährleistet werden.
  • Grundsätzlich spielt es erfindungsgemäß keine Rolle, ob durch die Kontakttulpe noch ein geringer Anteil der Kontaktkraft übertragen wird oder nicht, da jedenfalls der wesentliche Teil der Kontaktkraft durch die Überfeder in dem Kontaktbereich aufgebracht wird. Die Kontakttulpe weist im unbelasteten Zustand etwa eine freie Eintrittsbreite auf die ungefähr der Messerdicke des einzuführenden Kontaktmessers entspricht. Dadurch könnte ohne vorhandene Außenfeder das Kontaktmesser an sich ohne Kraftaufwand in die Kontakttulpe eingeschoben werden, allerdings wäre die Stromübertragung nicht gesichert. Zur Sicherung der für die Stromübertragung nötigen Kontaktkraft dient deshalb die Außenfeder, die den Kontaktbereich mit der vorgesehenen Kontaktkraft vorbelastet. Es herrschen definierte Bedingungen vor, die unabhängig von etwaigen Setzungsbedingungen an der Kontakttulpe dauerhaft aufrecht erhalten bleiben. Dadurch wird es ermöglicht, die tatsächliche Kontaktkraft zu verringern, wodurch ein höherer Bedienkomfort erreicht wird, wobei sowohI das
    Aufstecken als auch das Abziehen eines Kontaktes erleichtert wird.
  • Die Kontakttulpe weist insbesondere wenigstens zwei Kontaktarme auf, die im Kontaktbereich voneinander um die Eintrittsbreite beabstandet sind.
  • In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist ein Durchsteckschutz vorgesehen, der insbesondere im hinteren Bereich der Kontakttulpe ein unabsichtliches Durchstecken verhindert.
  • Der Durchsteckschutz kann dabei als ein die beiden Kontaktarme der Kontakttulpe verbindender Steg ausgeführt sein, sodass ein einfacher und effektiver Durchsteckschutz zur Verfügung gestellt wird.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die Überfeder und die Kontakttulpe jeweils eine Mehrzahl von Lamellen oder einander jeweils zugeordneten Kontaktfingerpaaren auf. Beispielsweise können drei, vier, fünf, sechs oder noch mehr Kontaktfingerpaare vorgesehen sein, die insgesamt die Kontakttulpe bzw. deren Kontaktarme bilden.
  • Vorzugsweise ist dann eine entsprechende Anzahl an Überfederfingerpaaren vorgesehen, wobei ein Überfederfingerpaar jeweils einem Kontaktfingerpaar zugeordnet ist. Insbesondere drückt jeweils ein Überfederfinger gegen einen Kontaktfinger der Kontakttulpe, sodass vorzugsweise jeder Kontaktfinger im Wesentlichen gleich belastet wird.
  • In allen Ausgestaltungen ist die elektrische Anschlusseinrichtung insbesondere für Kontaktkräfte kleiner als 30 und insbesondere kleiner als 20 Newton ausgelegt. Vorzugsweise bringt jedes Kontaktfingerpaar Kontaktkräfte kleiner 7 und insbesondere kleiner 5 Newton auf In besonders bevorzugten Ausgestaltungen werden je Kontaktfingerpaar Kontaktkräfte zwischen etwa 3 und 4 Newton aufgebracht. Das ermöglicht einen hohen Bedienkomfort, da nur relativ geringe Steck- und Ziehkräfte bei der Herstellung oder Lösung eines elektrischen Kontakts mit einer elektrischen Anschlusseinrichtung erforderlich sind.
  • Die genaue Anzahl der Kontaktfinger und der Überfinger und die jeweilige Kontaktkraft hängt insbesondere auch von der zu übertragenden Stromstärke ab.
  • In bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen elektrischen Anschlusseinrichtung weist wenigstens eine Kontaktfläche der Kontakttulpe eine Silber enthaltene Schicht auf. Schichten mit einem Silberanteil oder aus Silber können die Reibung erheblich verringern, sodass eine noch weitergehende Erhöhung des Komforts bei der Bedienung möglich ist. Ein weiterer Vorteil von Silber oder Silber enthaltenden Schichten ist die gute elektrische Leitfähigkeit.
  • In anderen Ausgestaltungen ist es auch möglich, mit Zinn versehene oder aus Zinn bestehende Schichten aufzubringen, um die Reibung zu verringern und um Korrosion zu verhindern.
  • In allen Ausgestaltungen ist die erfindungsgemäße elektrische Anschlusseinrichtung insbesondere für die Übertragung von Stromstärken größer 80 Ampere geeignet. Vorzugsweise ist sie für eine Übertragung von Stromstärken größer 100 Ampere geeignet.
  • Vorteilhafterweise besteht die Kontakttulpe wenigstens teilweise aus Kupfermaterial und insbesondere aus einem Kupferflachbandmaterial, welches z.B. gestanzt ist und durch Umbiegen in die gewünschte Form gebracht wird.
  • Die Überfeder besteht vorzugsweise im Wesentlichen aus Stahlmaterial und kann ebenfalls aus einem Flachbandmaterial durch einen oder mehrere Biegevorgänge hergestellt sein. Dabei kann der Durchsteckschutz durch zwei aufeinandergebogene Bereiche gebildet werden.
  • Die erfindungsgemäße elektrische Anschlusseinrichtung kann sowohl an einer Grundleiste angeordnet sein als auch als Stecker ausgeführt sein. Auch eine fliegende Anordnung ist möglich.
  • Neben den vorbeschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung sind weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
  • In den Figuren zeigen:
    • Figur 1
    die erfindungsgemäße elektrische Anschlusseinrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
    Figur 2
    eine perspektivische Ansicht der elektrischen Anschlusseinrichtung nach Figur 1 ohne Überfeder;
    Figur 3
    eine perspektivische Ansicht der Überfeder der elektrischen Anschlusseinrichtung nach Figur 1;
    Figur 4
    eine Abwicklung der Überfeder der elektrischen Anschlusseinrichtung nach Figur 1;
    Figur 5
    eine Abwicklung der Kontakttulpe der elektrischen Anschlusseinrichtung nach Figur 1; und
    Figur 6
    eine perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen elektrischen Anschlusseinrichtung.
  • In Fig. 1 ist in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Anschlusskontakteinrichtung in Form eines elektrischen Anschlusskontakts bzw. einer elektrischen Anschlusseinrichtung 1 dargestellt. Die elektrische Anschlusseinrichtung 1 umfasst einen Flachkontakt 2 mit wenigstens einer Kontakttulpe 3 und einer die Kontakttulpe 3 außen umgebenden Überfeder 6, welche zur Sicherstellung der erforderlichen Kontaktkraft dient.
  • Die Kontakttulpe 3 umfasst Federarme 12 und 13, wie insbesondere der Darstellung nach Figur 2 und der in Figur 5 abgebildeten Abwicklung entnommen werden kann. Jeder Kontaktarm umfasst eine Mehrzahl von hier im Ausführungsbeispiel fünf Kontaktfingern 15, die paarweise ausgebildet sind, sodass jeweils zwei Kontaktfinger 15 aufeinander zu ausgerichtet sind.
  • Zwischen einem Kontaktfingerpaar mit zwei Kontaktfingern 15 ist im unbelasteten Zustand 8 eine definierte Eintrittsbreite 9 vorgesehen, die wenigstens im Wesentlichen der vorbestimmten Messerdicke 5 des Kontaktmessers 4 entspricht. Dadurch wird erreicht, dass nicht die Federarme 12 und 13 der Kontakttulpe 3 die erforderliche Klemmkraft aufbringen, sondern dass die erforderliche Kontaktkraft durch die Überfederfinger 17 der Überfeder 6 aufgebracht wird.
  • Die Überfeder besteht vorzugsweise aus Stahl oder einem sonstigen ähnlich stabilen Material, während die Kontakttulpe mit den Kontaktfingerpaaren 11 vorteilhafterweise aus Kupfer oder eine Kupferlegierung bestehen.
  • Zur besseren Leitfähigkeit und zur Verringerung der Reibung können die Kontaktfinger 15 insgesamt oder an der Kontaktfläche 18 mit einer Silberbeschichtung oder eine silberhaltigen Beschichtung versehen sein. Dadurch wird eine Reibungsminderung erzielt, wodurch der Bedienkomfort durch geringere Steck- und Ziehkräfte erhöht wird.
  • Das Kontaktmesser 4 ist in dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel mit Lötbeinen 22 versehen, um das Kontaktmesser 4 auf einer (nicht dargestellten) Leiterplatte zu verlöten.
  • Die elektrische Anschlusseinrichtung 1 verfügt an der Kontakttulpe 3 über einen elektrischen Anschluss 19, der mit einem (nicht dargestellten) Leiter verbunden werden kann.
  • In dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die elektrische Anschlusseinrichtung 1 als Stecker verwendbar und auf das Kontaktmesser 5 aufsteckbar, welches als Strombalken an einer Leiterplatte angebracht ist.
  • Die nötige Kontaktkraft wird durch die Überfeder 6 aufgebracht, wozu die Überfederfinger 17 die Kontaktfingerpaare 11 in dem Kontaktbereich 7 mit einer definierten Federkraft belasten. Die Länge 16 der Überfederfinger 17 ist erheblich kürzer als die Länge 14 der Kontaktfinger 15. Dadurch wird erreicht, dass die Kontaktfinger 15 eine große Kontaktfläche 18 zur Verfügung stellen, während die Überfeder 6 eine relativ große Federkonstante aufweist, sodass die von der Überfeder 6 aufgebrachte Federkraft erheblich größer ist als eine eventuell an der Kontakttulpe 3 aufgebrachte Federkraft.
  • Die Überfeder 6 bringt die Kontaktkraft auf. Dadurch wird unter anderem bewirkt, dass eventuelle Setzungserscheinungen an den Federarmen 12 und 13 der Kontakttulpe 3 keinen oder nur einen sehr geringen Einfluss auf die Kontaktkraft haben, da diese im Wesentlichen oder ganz durch die Überfeder bestimmt wird. Deshalb weist die Kontakttulpe 3 in unbelasteten Zustand eine freie Öffnung auf, in die das Kontaktmesser 4 einschiebbar ist.
  • Ein erheblicher Vorteil ist die Ausbildung der Federarme 12 und 13 mit mehreren Kontaktfederfingern 15, die lamellenartig an den Federarmen 12 und 13 vorgesehen sind. Hier im Ausführungsbeispiel sind insgesamt zehn Kontaktfederfinger 15 vorgesehen, die je insgesamt fünf Kontaktfederfingerpaare bilden.
  • Jedem Kontaktfinger 15 ist eine entsprechender Überfederfinger 17 zugeordnet, der den jeweiligen Kontaktfinger 15 mit einer definierten Kontaktkraft vorbelastet, um definierte Bedingungen beim Kontakt zu gewährleisten.
  • Sowohl die Überfeder 6 als auch die Kontakttulpe 3 sind vorzugsweise aus einstückigen Blechteilen durch Umbiegen hergestellt. Die Abwicklungen der gestanzten Blechteile sind in den Figuren 4 und 5 dargestellt. Dadurch wird ein einfaches und kostengünstiges Herstellverfahren gewährleistet, welches eine hohe Qualität bei guter Produzierbarkeit erlaubt.
  • Die Überfeder 6 ist so aufgeführt, dass ein Federstahlflachband so ausgestanzt und gebogen wird, das ein geschlossener Käfig entsteht, der die elastische Seite des Tulpenkontakte völlig umschließt. Zudem sind entsprechend der Anzahl der Kontaktfederfinger 15 der Kontakttulpe 3 die Überfederfinger ausgeformt.
  • Ein Durchsteckschutz 10 ist vorgesehen, der ein Durchstecken eines Leiters verhindert.
  • Die elektrische Anschlusseinrichtung 1 kann insbesondere auch in Flachstecksystemen mit mehrpoligen Steckverbindern eingesetzt werden. Die Erfindung erlaubt den Einsatz bei hohen Stromstärken bei einer gleichzeitig geringen Größe. So kann auch bei einem 10-poligen Stecker im Grundleistenaufbau eine sehr enge Teilung von z.B. 15 mm gewährleistet werden, wobei gleichzeitig die zur Bedienung nötigen Steck- und Ziehkräfte gering sind.
  • Durch eine silberhaltige Oberfläche wird auch bei Vibrationen oder sich ständig ändernden Beanspruchungseinflüssen ein störungsfreier Betrieb gewährleistet.
  • Möglich ist sowohl eine fliegende Verbindung, bei der sowohl die Kontakttulpe als auch das Kontaktmesser im Stecker angeordnet ist, als auch die Verbindung des Kontaktmessers oder der Kontakttulpe mittels entsprechender Lötstifte in einer Grundleiste.
  • Trotz geringer Klemmkräfte von insbesondere weniger als 4 Newton pro Kontaktpunkt wird die Übertragung hoher Ströme dauerhaft gewährleistet, während gleichzeitig der Bedienkomfort erhöht wird. Dies wird hier unter anderem dadurch erreicht, dass die Überfeder im Kontaktbereich die Kontaktkraft aufbringt. Gleichzeitig ist die erfindungsgemäße elektrische Anschlusseinrichtung 1 günstig zu fertigen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Elektrische Anschlusseinrichtung
    2
    Flachkontakt
    3
    Kontakttulpe
    4
    Kontaktmesser
    5
    Messerdicke
    6
    Überfeder
    7
    Kontaktbereich
    8
    unbelasteter Zustand
    9
    Eintrittsbreite
    10
    Durchsteckschutz
    11
    Kontaktfingerpaar
    12
    Federarm
    13
    Federarm
    14
    Länge
    15
    Kontaktfinger
    16
    Länge
    17
    Überfederfinger
    18
    Kontaktfläche
    19
    Anschluss
    20
    Abwicklung
    21
    Abwicklung
    22
    Lötbein

Claims (9)

  1. Elektrische Anschlusseinrichtung (1), insbesondere zur Übertragung von hohen Stromstärken, umfassend wenigstens einen Flachkontakt (2) mit einer Kontakttulpe (3) und ein Kontaktmesser (4) mit einer vorbestimmten Messerdicke (5), wobei
    der Flachkontakt (2) in einem Kontaktbereich (7) zur Aufnahme des Kontaktmessers (4) mit der vorbestimmten Messerdicke (5) geeignet ist, wobei eine zur Kontaktierung vorgesehene Kontaktkraft im Wesentlichen durch eine Überfeder (6) in dem Kontaktbereich (7) aufgebracht wird,
    die Kontakttulpe (3) eine Mehrzahl von Kontaktfingerpaaren (11) mit jeweils paarweise aufeinander zu ausgerichteten Kontaktfingern (15) aufweist,
    zwischen einem Kontaktfingerpaar (11) mit zwei aufeinander zu ausgerichteten Kontaktfingern (15) im unbelasteten Zustand eine definierte Eintrittsbreite vorgesehen ist, die im Wesentlichen der vorbestimmten Messerdicke des Kontaktmessers entspricht,
    die Überfeder (6) mit deren jeweiligen Überfederfingern (17) und die Kontakttulpe (3) mit deren Kontaktfingern (15) jeweils eine gleiche Mehrzahl von Fingerpaaren (11, 17) aufweisen,
    die Überfederfinger (17) die Kontaktfinger (15) in dem Kontaktbereich (7) mit einer definierten Federkraft belasten,
    eine Länge (14) der Kontaktfinger (15) der Kontakttulpe (3) größer als eine Länge (16) der Überfederfinger (17) der Überfeder (6) ist, und
    die Überfederfinger (17) schräger zu dem Aufnahmeraum mit einem aufgenommenen Kontaktmesser (4) als die Kontaktfinger (15) zu dem Aufnahmeraum oder dem Kontaktmesser (4) verlaufen.
  2. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei als Mehrzahl von Fingerpaaren der Kontaktfinger (15) und der Überfederfinger (17) drei, vier, fünf, sechs oder noch mehr vorgesehen sind und wobei ferner ein Durchsteckschutz (10) vorgesehen ist.
  3. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der für jedes Kontaktfingerpaar im Wesentlichen durch die Überfederfinger (17) der Überfeder (6) bedingte Kontaktdruck so ausbildbar ist, dass eine Übertragung von Stromstärken größer 80 Ampere ermöglicht wird.
  4. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche für Kontaktkräfte kleiner 20 Newton ausgelegt ist.
  5. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an jedem Kontaktfingerpaar (11) Kontaktkräfte kleiner 5 Newton anliegen.
  6. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Kontaktfläche (18) der Kontakttulpe (3)mit einer Silber enthalten Schicht versehen ist.
  7. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anschlusseinrichtung ferner so ausgebildet ist, dass sie für die Übertragung von Stromstärken größer 100 Ampere geeignet ist.
  8. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontakttulpe (3) wenigstens teilweise aus Kupfermaterial und/oder die Überfeder im Wesentlichen aus Stahlmaterial besteht.
  9. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche an einer Grundleiste angeordnet und/oder als Stecker ausgeführt ist.
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