EP3028345A1 - KONTAKTELEMENT FÜR EINE STECKANORDNUNG EINES INSBESONDERE AUßEN GEFÜHRTEN BUSSYSTEMS - Google Patents

KONTAKTELEMENT FÜR EINE STECKANORDNUNG EINES INSBESONDERE AUßEN GEFÜHRTEN BUSSYSTEMS

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EP3028345A1
EP3028345A1 EP14737273.4A EP14737273A EP3028345A1 EP 3028345 A1 EP3028345 A1 EP 3028345A1 EP 14737273 A EP14737273 A EP 14737273A EP 3028345 A1 EP3028345 A1 EP 3028345A1
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EP
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contact element
receiving
electrical
bus system
tulips
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Stefan Aporius
Bernd Van Giesen
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a contact element, which is provided for the electrical connection of electrical connection elements of an externally guided bus system, in particular of busbars and / or connectors.
  • bus systems are required to ensure the electrical supply and electrical signals to spatially distributed electrical components.
  • electrical components are, for example, electrical devices that ensure the electrical supply, such as power supplies and line filters, especially for frequency converter and servo controller.
  • other electrical devices can be connected to such a bus system.
  • the electrical connections are preferably routed outside the electrical components.
  • the series module arrangement comprises a plurality of series components, which can be connected to one another on a mounting base, in particular a mounting rail.
  • the series components have an electronics housing and an electrical assembly with electrical components, which is preferably arranged on a printed circuit board and in the electronics housing.
  • they In order to connect the electrical module to the externally guided bus system, they each have a plug-in arrangement with a contact element.
  • the contact element is designed as a clamping spring and s-shaped, so that it has a first receiving tulip for connecting a busbar and a second receiving tulip for connection to the electrical assembly.
  • the object of the invention is to provide an alternative contact element, which allows the connection of an electrical device, in particular a series module, to an externally routed bus system, and which is more versatile than the known contact element and is even better suited for power currents. It is also intended to create an electrical device, in particular a row component, with such a contact element.
  • a contact element which is provided for the electrical connection of electrical connection elements of an externally routed bus system, in particular of busbars and / or plug connectors, and which has at least three receiving tulips for receiving the electrical connection elements.
  • two receiving tulips are available for receiving connecting elements, preferably the bus system, in particular busbars.
  • a receiving tulip is provided in each case for receiving a connecting element, in particular for receiving one end of a busbar, so that a large contact surface is available for contacting the connecting element, whereby more contact points are possible and the contact element is particularly well suited for power currents.
  • the receiving tulips are preferably accessible alternately either from a first direction or from a second direction opposite the first direction.
  • the receiving tulips accessible from the first direction are provided for connecting the connecting elements of the bus system
  • the receiving tulip accessible from the second direction is provided for connecting an electrical module.
  • the contact element is preferably made of an electrically highly conductive material, so that it conducts electrical current well. It is preferably made as a stamped and bent part, preferably as a one-piece stamped and bent part. Particularly preferably, the contact element is made of a strip material, for example of a highly conductive sheet, preferably of copper. Also preferably, it has good spring properties, so that it bends against a restoring force when inserting electrical Vietnamesesele-, and how a clamping spring acts. As a result, arranged in the receiving spaces connecting elements are clamped in the contact element.
  • the receiving tulips each have two longitudinal legs, between which the receiving tulip is arranged.
  • the longitudinal legs are preferably interconnected by transverse legs.
  • contacting means are provided on the longitudinal legs.
  • embossments which are raised in the receiving tulip or punch-outs are preferred as the contacting means, so that the longitudinal limbs are at least partially lamellar.
  • the contact element is manufactured in one piece. In this embodiment, it is particularly inexpensive to produce and very quick and easy to install as a single component.
  • the contact element is made of a plurality of receiving divan parts.
  • the receiving hood parts are each U-shaped.
  • a contact element with three receiving tulips is preferably made of three receiving tulle parts.
  • the receiving hood parts are connected to each other by tulip connectors.
  • a contact element with three receiving tulips made of two receiving tulle parts with a tulip connector, a contact element with five receiving tulips of three receiving tulip parts with two tulip connectors.
  • n recessed tulips therefore, always n - 1 recessed hood parts and n - 2 tulip connectors are required.
  • the tulip connectors are preferably also approximately U-shaped, but may be made of a less expensive material.
  • an arbitrarily large contact element can be produced from such receiving tulip parts.
  • the tulip connectors can also be used for joining a plurality of contact elements with a plurality of recessed tulips.
  • the contact element comprises an over-spring, for example made of steel. The over-spring is provided for exerting a clamping force on the contact element, which preferably acts in and against a clamping direction.
  • the clamping direction preferably extends transversely to the first and / or second direction.
  • the over-spring therefore supports the contact element or the restoring force acting on a connecting element which is arranged in the contact element. It is preferred that the over-spring in cross-section is approximately U-shaped.
  • the object is further achieved with a plug arrangement with a Maisele- ment and at least one electrical connection element which is provided for electrically connecting the contact element with an electrical assembly.
  • an electrical connection element is for example a connector.
  • the plug arrangement also comprises at least two electrical connection elements of an externally guided bus system, in particular two busbars.
  • the busbars are preferably arranged in alignment with each other and jammed in the same receiving tulip.
  • the receiving tulips accessible from the first direction are each usable for a bus line.
  • the busbars are each added to a receiving tulip of the contact element. This requires two recessed tulips for the same bus. But the contact surfaces To the busbars is larger, so that the arrangement is particularly suitable for power currents.
  • the plug arrangement preferably comprises a housing in which the contact element is arranged.
  • the housing is primarily intended as a contact protection for an operator.
  • the object is further achieved with an electrical device, in particular with a series component.
  • the electrical device preferably comprises an electrical assembly and a plug arrangement, which is provided for the electrical connection of the electrical assembly with the externally guided bus system, and which comprises a contact element according to the invention.
  • FIGS. 3 and 4 are arrangements with electrical contact elements of FIG.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an electrical contact element 1.
  • the electrical contact element 1 is made of a conductive sheet material. As a result, it is resilient and has a restoring force. It is in one piece as a stamped and bent part and therefore manufactured very inexpensively.
  • W-shaped or approximately W-shaped means that two receiving tulips 1 1, 1 3 are accessible from a first direction 71, while the third receiving tulip 1 2 is accessible from a second direction 72 opposite the first direction 71.
  • the receiving tulip 1 2 accessible from the second direction 72 is arranged between the two receiving tulips 1 1, 13 accessible from the first direction 71.
  • the receiving tulips 1 1, 1 2, 13 are each arranged between two longitudinal limbs 1 8 of the contact element 1, which are interconnected by transverse legs 19.
  • the transverse legs 1 9 are formed here approximately arcuate.
  • the longitudinal limbs 1 8 are deflectable apart against the restoring force against a clamping direction 73, which extends transversely to the first direction 71.
  • electrical connecting elements 3, 4 are therefore jammed with the restoring force in the contact element 1.
  • the contact element 1 has on two externa ßeren longitudinal limbs 1 8 open ends 1 6, while two inner longitudinal limbs 1 8 each two adjacent, from the opposite directions 71, 72 from accessible receiving tulips 1 1, 1 2, 1 3 limit.
  • contact means 1 7 are provided, which are formed here as in the receiving tulips 1 1, 1 2, 1 3 protruding into imprints.
  • the receiving tulips 1 1, 1 2, 13 are provided for receiving the electrical connection elements 3, 4. It is preferred that the two of the first Direction 71 from accessible receiving tulips 1 1, 13 are provided for receiving busbars 3 as electrical connecting elements, which form one or two bus lines 31, 32, 33, 34 of a bus system 30 (see Fig. 3, 4). In this embodiment, two of the bus lines 31, 32 and 33, 34 each have the same electric potential.
  • the receptacle 1 2 accessible from the second direction 72 is preferably provided for receiving an electrical connection element 4, which connects the busbars 3 to an electrical assembly of an electrical device 01 (see FIG. This electrical connection element is preferably designed as a connector 4.
  • the contact element 1 is arranged in a housing 106.
  • it is modular insertable as plug-in arrangement 1 00 in such an electrical device 1 01.
  • plug arrangement 100 is shown schematically in FIG. 1 (b) and in FIG. 5.
  • Fig. 1 (c) the contact element 1 with an over-spring 2, which is made for example of steel shown.
  • the over-spring 2 is approximately U-shaped in cross-section and has two open Studentsfederenden 22.
  • a kink 21 is provided on overspring longitudinal legs 23 in each case.
  • the over-spring legs 23 are connected to each other by means of a Studentsfederquerschenkels 24, so that the over-spring 2 can be bent apart against a restoring force against a clamping direction 73.
  • the kinks 21 are just formed so that at the open Studentsfederenden 22 each have a web 25 in or against the clamping direction 73 extends.
  • the transverse legs 19 of the contact element 1 arranged on the side 28 facing the overspring 2 are narrower than the remaining contact element 1.
  • a tongue 27 is additionally provided, which is formed bent at an open tongue end 271, so that it forms a tongue bridge 272.
  • One of the tongue webs 272 extends into, the other tongue bridge 272 extends against the clamping direction 73 ,
  • the contact element 1 When arranged on the contact element 1 over spring 2, the contact element 1 is compressed with the webs 25 and the tongue webs 272 with the restoring force of the over-spring 2.
  • the over-spring 2 supports the contact element 1 when jamming the electrical connection elements 3, 4 in the receiving tulips 1 1, 1 2, 1 third
  • Fig. 2 shows in (a) a contact element 1 with five receiving tulips 1 1, 1 2 ... 1 5, of which three 1 1, 1 3, 15 of the first direction 71 and two 1 2, 14 from the second direction 72 are accessible from. Also, this contact element 1 is made in one piece as a stamped and bent part. Preferably, the three of the first direction 71 from accessible receiving tulips 1 1, 1 3, 1 5 for receiving busbars 3, and the two of the second direction 72 from accessible receiving tulips 1 2, 14 for receiving connectors 4 for contacting provided the electrical assembly. But it is also preferred a reverse arrangement.
  • Fig. 2 (b) shows a contact element 1 with punched holes, which are respectively provided on the longitudinal limbs 18, so that they are at least partially lamellar.
  • the punched holes are formed in the central longitudinal limbs 1 8 smaller than in the externa ßeren longitudinal limbs 18 in order to increase the current carrying capacity of the contact element 1.
  • Fig. 3 shows an arrangement of a total of four such contact elements 1 of Fig. 2 (b) and busbars 3.
  • the busbars 3 are arranged in alignment with each other, so that in each case two busbars 3 in the same receiving tulip 1 1, 13 ends.
  • the busbars 3 here form four bus lines 31, 32, 33, 34 of a bus system 30, wherein each two of the bus lines 31, 32 and 33, 34 also lead electrical potential.
  • the receiving tulips 1 1, 1 3 each take on only one busbar 3.
  • a contact surface formed between the busbars 3 and the longitudinal limbs 18 of the contact elements 1 is larger in comparison to the use of FIG.
  • the four contact elements 1 therefore only lead two bus lines 31, 32 of the bus system 30. This arrangement is particularly suitable for power currents.
  • Fig. 5 shows an arrangement 1 0 of two electrical devices 1 01, which are formed as series modules and arranged here next to each other.
  • series module and electrical device 101 are used synonymously.
  • the series components 101 each have a plug-in arrangement 1 00, which comprises an electrical contact element 1, which is surrounded by a housing 1 06.
  • the housing 1 06 is provided as Berstoffschutz for an operator.
  • the plug-in arrangements 1 00 are in each case modularly joined in their series module 1 01.
  • the series modules 101 each have electrical components, which here include electrical circuit boards 1 03.
  • electrical circuit boards 1 03. In order to electrically connect the electrical modules with an externally guided bus system 30, soldering connectors 1 04 are provided, which are soldered to the printed circuit boards 1 03 and have a plug (not visible).
  • the solder joints 1 04 are provided as connecting elements to connect the electrical circuit board 1 03 with the contact element 1 and via the contact element 1 to the bus system 30. On the side of the contact element 1 they are designed as a plug (not visible).
  • the bus system 30 of the illustrated exemplary embodiment comprises four bus lines 31, 32,... 34. These are each formed from bus bars 3 joined to one another in abutment.
  • the plug-in arrangements 100 preferably each have two contact elements 1 each with three receiving tulips 1 1, 12, 13 (see FIG. 1 (b)), so that two bus lines 31, 32, ... 34 each carry the same voltage potential , In principle, however, plug-in arrangements 100 are also conceivable which have a contact element 1 with seven receiving tulips 1 1, 12... (Not shown), so that all bus lines 31, 32,... 34 lead to the same voltage potential.
  • wall attachments 105 are provided here as fixing means on the housings 102 of the two series components 101.

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connecting Device With Holders (AREA)
  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)

Description

Kontaktelement für eine Steckanordnung eines insbesondere außen geführten
Bussystems
Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement, das zum elektrischen Verbinden von elektrischen Verbindungselementen eines außen geführten Bussystems, insbeson- dere von Stromschienen und/oder Steckverbindern, vorgesehen ist.
In der Antriebstechnik werden Bussysteme benötigt, die die elektrische Versorgung und elektrische Signale an räumlich verteilte elektrische Komponenten sicherstellen. Solche elektrischen Komponenten sind beispielsweise elektrische Geräte, die die elektrische Versorgung sicherstellen, wie beispielsweise Netzgeräte und Netzfilter, insbesondere für Frequenzumrichter und Servo-Controller. Prinzipiell sind auch andere elektrische Geräte an ein solches Bussystem anschließbar.
Um eine einfache Montage und einen schnellen Zugriff auf ein solches Bussystem zu gewährleisten, werden die elektrischen Verbindungen insbesondere in Form von Stromschienen gerne außerhalb der elektrischen Komponenten geführt. Dadurch ist der Abgriff der elektrischen Versorgung und der elektrischen Signale an möglichst jeder beliebigen Stelle des Bussystems sehr einfach möglich. Die Druckschrift DE 20 2013 102 303.5 offenbart eine Reihenbausteinanordnung mit einem solchen Bussystem. Die Reihenbausteinanordnung umfasst mehrere Reihenbausteine, die auf einer Montagebasis, insbesondere einer Tragschiene, aneinander reihbar sind. Die Reihenbausteine weisen ein Elektronikgehäuse und eine elektrische Baugruppe mit elektrischen Bauteilen auf, die vorzugsweise auf einer Leiterplatte und im Elektronikgehäuse angeordnet ist. Um die elektrische Baugruppe an das außen geführte Bussystem anschließen zu können, weisen sie jeweils eine Steckanordnung mit einem Kontaktelement auf. Das Kontaktelement ist als Klemmfeder und s- förmig ausgebildet, so dass es eine erste Aufnahmetulpe zum Anschluss einer Stromschiene und eine zweite Aufnahmetulpe zum Anschluss an die elektrische Baugruppe auf- weist. Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Kontaktelement zu schaffen, das den Anschluss eines elektrischen Gerätes, insbesondere eines Reihenbausteins, an ein außen geführtes Bussystem ermöglicht, und das gegenüber dem bekannten Kontaktelement vielseitiger einsetzbar ist und sich noch besser für Leistungsströme eignet. Geschaffen werden soll zudem ein elektrisches Gerät, insbesondere ein Reihenbau- stein, mit einem solchen Kontaktelement.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Kontaktelement nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 , einer Steckanordnung nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 1 und einem elektrischen Gerät nach den Merkmalen des Patentanspruchs 12. Vor- teilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Dafür wird ein Kontaktelement geschaffen, das zum elektrischen Verbinden von elektrischen Verbindungselementen eines außen geführten Bussystems, insbesondere von Stromschienen und/oder Steckverbindern, vorgesehen ist, und das mindes- tens drei Aufnahmetulpen zur Aufnahme der elektrischen Verbindungselemente aufweist. Dadurch stehen zwei Aufnahmetulpen zur Aufnahme von Verbindungselementen vorzugsweise des Bussystems, insbesondere Stromschienen, zur Verfügung. Somit sind entweder mehr Verbindungselementen des Bussystems an das Kontaktelement anschließbar. Oder eine Aufnahmetulpe ist jeweils zur Aufnahme eines Ver- bindungselementes vorgesehen, insbesondere zur Aufnahme eines Endes einer Stromschiene, so dass zur Kontaktierung des Verbindungselementes eine große Kontaktfläche zur Verfügung steht, wodurch mehr Kontaktstellen möglich sind und sich das Kontaktelement für Leistungsströme besonders gut eignet. Die Aufnahmetulpen sind bevorzugt abwechselnd entweder aus einer ersten Richtung oder aus einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung zugänglich. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die aus der ersten Richtung zugänglichen Aufnahmetulpen zum Anschließen der Verbindungselemente des Bussystems vorgesehen sind, und die aus der zweiten Richtung zugängliche Auf- nahmetulpe zum Anschließen einer elektrischen Baugruppe vorgesehen ist. Es sind auch Kontaktelemente mit mehr als drei Aufnahmetulpen bevorzugt. Dabei ist es bevorzugt, dass zumindest zwei der Aufnahmetulpen zum Anschluss des Bussystems vorgesehen sind.
Das Kontaktelement ist bevorzugt aus einem elektrisch gut leitenden Material herge- stellt, so dass es elektrischen Strom gut leitet. Bevorzugt ist es als Stanzbiegeteil gefertigt, vorzugsweise als einstückiges Stanzbiegeteil. Besonders bevorzugt ist das Kontaktelement aus einem Bandmaterial hergestellt, beispielsweise aus einem gut leitenden Blech, vorzugsweise aus Kupfer. Ebenfalls bevorzugt weist es gute Federeigenschaften auf, so dass es sich beim Einfügen von elektrischen Verbindungsele- menten gegen eine Rückstell kraft verbiegt, und wie eine Klemmfeder wirkt. Dadurch werden die in den Aufnahmeräumen angeordneten Verbindungselemente im Kontaktelement verklemmt.
Dafür weisen die Aufnahmetulpen jeweils zwei Längsschenkel auf, zwischen denen die Aufnahmetulpe angeordnet ist. Die Längsschenkel sind bevorzugt durch Querschenkel miteinander verbunden.
Um den elektrischen Kontakt und/oder die Stromtragfähigkeit noch zu verbessern, ist es bevorzugt, dass an den Längsschenkeln Kontaktierungsmittel vorgesehen sind. Als Kontaktierungsmittel sind beispielsweise Prägungen bevorzugt, die in der Aufnahmetulpe erhaben sind, oder Ausstanzungen, so dass die Längsschenkel zumindest teilweise lamellenartig ausgebildet sind.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist das Kontaktelement einstückig ge- fertigt. In dieser Ausführungsform ist es besonders kostengünstig herstellbar und als einzelnes Bauteil sehr schnell und einfach montierbar.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist das Kontaktelement aus mehreren Aufnahmetulpenteilen gefertigt. Dabei werden bevorzugt baugleiche Aufnahmetul- penteile für dasselbe Kontaktelement verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Aufnahmetulpenteile jeweils u- förmig gebildet. Dabei ist ein Kontaktelement mit drei Aufnahmetulpen bevorzugt aus drei Aufnahmetulpenteilen gefertigt. Es ist aber ebenfalls eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die Aufnahmetulpenteile jeweils durch Tulpenverbinder miteinander verbunden sind. Bei dieser Aus- führungsform ist beispielsweise ein Kontaktelement mit drei Aufnahmetulpen aus zwei Aufnahmetulpenteilen mit einem Tulpenverbinder gefertigt, ein Kontaktelement mit fünf Aufnahmetulpen aus drei Aufnahmetulpenteilen mit zwei Tulpenverbindern. Bei n Aufnahmetulpen werden daher immer n - 1 Aufnahmetulpenteile und n - 2 Tulpenverbinder benötigt. Die Tulpenverbinder sind bevorzugt ebenfalls etwa u- för- mig ausgebildet, können aber aus einem kostengünstigeren Material hergestellt sein. Außerdem ist aus solchen Aufnahmetulpenteilen ein beliebig großes Kontaktelement herstellbar. Zudem sind die Tulpenverbinder auch zum Aneinanderfügen von mehreren Kontaktelementen mit mehreren Aufnahmetulpen verwendbar. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kontaktelement eine Überfeder, beispielsweise aus Stahl. Die Überfeder ist zur Ausübung einer Klemmkraft auf das Kontaktelement vorgesehen, die bevorzugt in und gegen eine Klemmrichtung wirkt. Die Klemmrichtung erstreckt sich bevorzugt quer zur ersten und/oder zweiten Richtung. Die Überfeder unterstützt daher das Kontaktelement beziehungsweise die auf ein Verbindungselement, das in dem Kontaktelement angeordnet ist, wirkende Rückstellkraft. Es ist bevorzugt, dass die Überfeder im Querschnitt etwa u- förmig ausgebildet ist.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer Steckanordnung mit einem Kontaktele- ment und zumindest einem elektrischen Verbindungselement, das zum elektrischen Verbinden des Kontaktelementes mit einer elektrischen Baugruppe vorgesehen ist. Ein solches elektrisches Verbindungselement ist beispielsweise ein Steckverbinder.
Vorzugsweise umfasst die Steckanordnung zudem zumindest zwei elektrische Ver- bindungselemente eines außen geführten Bussystems, insbesondere zwei Stromschienen. Die Stromschienen sind vorzugsweise fluchtend zueinander angeordnet und in derselben Aufnahmetulpe verklemmt. Bei dieser Anordnung sind die aus der ersten Richtung zugänglichen Aufnahmetulpen jeweils für eine Busleitung verwendbar. Dadurch sind zumindest zwei Busleitungen mit demselben Kontaktelement an die elektrische Baugruppe anschließbar. Oder ebenfalls bevorzugt sind die Stromschienen jeweils in eine Aufnahmetulpe des Kontaktelementes gefügt. Dadurch werden für dieselbe Busleitung zwar zwei Aufnahmetulpen benötigt. Aber die Kontaktflä- che zu den Stromschienen ist größer, so dass sich die Anordnung besonders für Leistungsströme eignet.
Die Steckanordnung umfasst bevorzugt ein Gehäuse, in dem das Kontaktelement angeordnet ist. Das Gehäuse ist vor allem als Berührschutz für einen Bediener vor- gesehen.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem elektrischen Gerät, insbesondere mit einem Reihenbaustein. Das elektrische Gerät umfasst bevorzugt eine elektrische Baugruppe sowie eine Steckanordnung, die zur elektrischen Verbindung der elektri- sehen Baugruppe mit dem außen geführten Bussystem vorgesehen ist, und die ein erfindungsgemäßes Kontaktelement umfasst.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Es zeigt in (a) eine erste Ausführungsform eines elektrischen Kontakte- lementes, in (b) eine Steckanordnung mit dem elektrischen Kontaktelement aus (a), in (c) das elektrische Kontaktelement aus (a) mit einer Überfeder in einer Seitenansicht, in (d) eine weitere
Ausführungsform eines Kontaktelementes mit der Überfeder aus (c) in einer perspektivischen Ansicht, und in (e) eine explosionsartige Ansicht des Kontaktelementes und der Überfeder aus (d); Fig. 2 in (a) und (b) jeweils eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Kontaktelementes;
Fig. 3 und 4 jeweils Anordnungen mit elektrischen Kontaktelementen der Fig.
2(b) und Verbindungselementen, wobei in (a) jeweils eine perspektivische und in (b) jeweils eine Draufsicht auf die Anordnungen gezeigt ist; und ein elektrisches Gerät mit dem Kontaktelement aus Fig. 1 (e).
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines elektrischen Kontaktelementes 1 .
Das elektrische Kontaktelement 1 ist aus einem leitenden Blechmaterial hergestellt. Dadurch ist es federnd ausgebildet und weist eine Rückstellkraft auf. Es ist als Stanzbiegeteil einstückig und daher sehr kostengünstig gefertigt.
Es ist - in einem Querschnitt - vorzugsweise genau oder jedenfalls etwa w- förmig ausgebildet, und es weist drei Aufnahmetulpen 1 1 , 1 2, 13 auf. W-förmig oder etwa W-förmig bedeutet, dass zwei Aufnahmetulpen 1 1 , 1 3 von einer ersten Richtung 71 aus zugänglich, während die dritte Aufnahmetulpe 1 2 von einer der ersten Richtung 71 entgegen gesetzten zweiten Richtung 72 aus zugänglich ist. Die von der zweiten Richtung 72 aus zugängliche Aufnahmetulpe 1 2 ist zwischen den beiden von der ersten Richtung 71 aus zugänglichen Aufnahmetulpen 1 1 , 13 angeordnet.
Die Aufnahmetulpen 1 1 , 1 2, 13 sind jeweils zwischen zwei Längsschenkeln 1 8 des Kontaktelementes 1 angeordnet, die durch Querschenkel 19 miteinander verbunden sind. Die Querschenkel 1 9 sind hier etwa bogenförmig ausgebildet. Dadurch sind die Längsschenkel 1 8 gegen die Rückstellkraft gegen eine Klemmrichtung 73, die sich quer zur ersten Richtung 71 erstreckt, auseinander biegbar. In die Aufnahmetulpen 1 1 , 1 2, 1 3 eingefügte elektrische Verbindungselementen 3, 4 werden daher mit der Rückstellkraft im Kontaktelement 1 verklemmt.
Das Kontaktelement 1 weist an zwei äu ßeren Längsschenkeln 1 8 offene Enden 1 6 auf, während zwei innere Längsschenkel 1 8 jeweils zwei benachbarte, von den entgegengesetzten Richtungen 71 , 72 aus zugängliche Aufnahmetulpen 1 1 , 1 2, 1 3 begrenzen.
An den Längsschenkeln 1 8 sind Kontaktmittel 1 7 vorgesehen, die hier als in die Auf- nahmetulpen 1 1 , 1 2, 1 3 hinein ragende Prägungen ausgebildet sind.
Die Aufnahmetulpen 1 1 , 1 2, 13 sind zur Aufnahme der elektrischen Verbindungselemente 3, 4 vorgesehen. Dabei ist es bevorzugt, dass die beiden von der ersten Richtung 71 aus zugänglichen Aufnahmetulpen 1 1 , 13 zur Aufnahme von Stromschienen 3 als elektrischen Verbindungselementen vorgesehen sind, die eine oder zwei Busleitungen 31 , 32, 33, 34 eines Bussystems 30 bilden (s. Fig. 3, 4). In dieser Ausführungsform führen jeweils zwei der Busleitungen 31 , 32 und 33, 34 dasselbe elektrische Potential. Die von der zweiten Richtung 72 aus zugängliche Aufnah- metulpe 1 2 ist bevorzugt zur Aufnahme eines elektrischen Verbindungselementes 4 vorgesehen, welches die Stromschienen 3 mit einer elektrischen Baugruppe eines elektrischen Gerätes 1 01 (s. Fig. 5), insbesondere eines Reihenbausteins, verbindet. Dieses elektrische Verbindungselement ist vorzugsweise als Steckverbinder 4 ausgebildet.
Es ist bevorzugt, dass das Kontaktelement 1 in einem Gehäuse 106 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist es als Steckanordnung 1 00 modular in ein solches elektrisches Gerät 1 01 einfügbar. Eine solche Steckanordnung 100 zeigen die Fig. 1 (b) schematisch und die Fig. 5.
In Fig. 1 (c) ist das Kontaktelement 1 mit einer Überfeder 2, die beispielsweise aus Stahl gefertigt ist, gezeigt. Die Überfeder 2 ist im Querschnitt etwa u- förmig ausgebildet und weist zwei offene Überfederenden 22 auf. Im Bereich der offenen Überfe- derenden 22 ist an Überfederlängsschenkeln 23 jeweils ein Knick 21 vorgesehen. Die Überfederlängsschenkel 23 sind mittels eines Überfederquerschenkels 24 miteinander verbunden, so dass die Überfeder 2 gegen eine Rückstellkraft gegen eine Klemmrichtung 73 auseinander gebogen werden kann. Die Knicke 21 sind gerade so ausgebildet, dass sich an den offenen Überfederenden 22 jeweils ein Steg 25 in beziehungsweise gegen die Klemmrichtung 73 erstreckt.
Die Fig. 1 (d) und (e) zeigen eine weitere Ausführungsform eines Kontaktelementes 1 mit der Überfeder 2 zum einen in einer perspektivischen und zum anderen in einer explosionsartigen Ansicht. Damit die aus der zweiten Richtung 72 zugängliche Aufnahmetulpe 1 2 auch bei an dem Kontaktelement 1 angeordneter Überfeder 2 zu- gänglich ist, weist die Überfeder 2 eine Durchgangsöffnung 26 auf. Die Durchgangsöffnung 26 ist im Überfederquerschenkel 24 angeordnet und erstreckt sich teilweise in die Überfederlängsschenkel 23 hinein. Der Überfederquerschenkel 24 ist hier daher durch zwei Überfederquerstege 241 gebildet.
Um das Kontaktelement 1 in die Durchgangsöffnung 26 fügen zu können, sind die an der der Überfeder 2 zugewandten Seite 28 angeordneten Querschenkel 1 9 des Kon- taktelementes 1 schmaler ausgebildet, als das übrige Kontaktelement 1 .
In den Überfederlängsschenkeln 23 ist zudem jeweils eine Zunge 27 vorgesehen, die an einem offenen Zungenende 271 geknickt ausgebildet ist, so dass sie einen Zungensteg bildet 272. Einer der Zungenstege 272 erstreckt sich in, der andere Zun- gensteg 272 erstreckt sich gegen die Klemmrichtung 73.
Bei am Kontaktelement 1 angeordneter Überfeder 2 wird das Kontaktelement 1 mit den Stegen 25 und den Zungenstegen 272 mit der Rückstellkraft der Überfeder 2 zusammengedrückt. Dadurch unterstützt die Überfeder 2 das Kontaktelement 1 beim Verklemmen der elektrischen Verbindungselemente 3, 4 in den Aufnahmetulpen 1 1 , 1 2, 1 3.
Fig. 2 zeigt in (a) ein Kontaktelement 1 mit fünf Aufnahmetulpen 1 1 , 1 2 ... 1 5, von denen drei 1 1 , 1 3, 15 von der ersten Richtung 71 und zwei 1 2, 14 von der zweiten Richtung 72 aus zugänglich sind. Auch dieses Kontaktelement 1 ist einstückig als Stanzbiegeteil gefertigt. Bevorzugt sind die drei von der ersten Richtung 71 aus zugänglichen Aufnahmetulpen 1 1 , 1 3, 1 5 für die Aufnahme von Stromschienen 3, und die zwei von der zweiten Richtung 72 aus zugänglichen Aufnahmetulpen 1 2, 14 für die Aufnahme von Steckverbindern 4 zur Kontaktierung der elektrische Baugruppe vorgesehen. Es ist aber auch eine umgekehrte Anordnung bevorzugt.
Fig. 2 (b) zeigt ein Kontaktelement 1 mit Ausstanzungen, die jeweils an den Längsschenkeln 18 vorgesehen sind, so dass diese zumindest teilweise lamellenartig ausgebildet sind. Die Ausstanzungen sind in den mittigen Längsschenkeln 1 8 kleiner ausgebildet, als in den äu ßeren Längsschenkeln 18, um die Stromtragfähigkeit des Kontaktelementes 1 zu erhöhen. Fig. 3 zeigt eine Anordnung aus insgesamt vier solchen Kontaktelementen 1 der Fig. 2 (b) und Stromschienen 3. Die Stromschienen 3 sind fluchtend zueinander angeordnet, so dass jeweils zwei Stromschienen 3 in derselben Aufnahmetulpe 1 1 , 13 enden. Dadurch bilden die Stromschienen 3 hier vier Busleitungen 31 , 32, 33, 34 eines Bussystems 30, wobei jeweils zwei der Busleitungen 31 , 32 und 33, 34 dassel- be elektrische Potential führen.
In der Fig. 4 nehmen die Aufnahmetulpen 1 1 , 1 3 jeweils nur eine Stromschiene 3 auf. Dadurch ist eine zwischen den Stromschienen 3 und den Längsschenkeln 1 8 der Kontaktelemente 1 gebildete Kontaktfläche im Vergleich zur Nutzung der Fig. 3 größer. Die vier Kontaktelemente 1 führen daher aber nur zwei Busleitungen 31 , 32 des Bussystems 30. Diese Anordnung eignet sich vor allem für Leistungsströme.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung 1 0 aus zwei elektrischen Geräten 1 01 , die als Reihenbausteine ausgebildet und hier nebeneinander angeordnet sind. Im Folgenden wer- den die Begriffe Reihenbaustein und elektrisches Gerät 101 synonym verwendet.
Die Reihenbausteine 101 weisen jeweils eine Steckanordnung 1 00 auf, die ein elektrisches Kontaktelement 1 umfasst, das von einem Gehäuse 1 06 umgeben ist. Das Gehäuse 1 06 ist als Berührschutz für einen Bediener vorgesehen. Die Steckanord- nungen 1 00 sind jeweils modular in ihren Reihenbaustein 1 01 gefügt.
Die Reihenbausteine 101 weisen jeweils elektrische Baugruppen auf, die hier elektrische Leiterplatten 1 03 umfassen. Um die elektrischen Baugruppen mit einem au ßen geführten Bussystem 30 elektrisch zu verbinden, sind Lötverbinder 1 04 vorgesehen, die an den Leiterplatten 1 03 angelötet sind und einen Stecker (nicht sichtbar) aufweisen.
Die Lötverbinder 1 04 sind als Verbindungselemente vorgesehen, um die elektrische Leiterplatte 1 03 mit dem Kontaktelement 1 und über das Kontaktelement 1 mit dem Bussystem 30 zu verbinden. Auf Seiten des Kontaktelementes 1 sind sie als Stecker (nicht sichtbar) ausgebildet. Das Bussystem 30 des dargestellten Ausführungsbeispiels umfasst vier Busleitungen 31 , 32, ... 34. Diese sind jeweils aus auf Stoß aneinander gefügten Stromschienen 3 gebildet. Die Steckanordnungen 100 weisen bei diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt jeweils zwei Kontaktelemente 1 mit je drei Aufnahmetulpen 1 1 , 12, 13 auf (s. Fig. 1 (b)), so dass je zwei Busleitungen 31 , 32, ... 34 dasselbe Spannungspotential führen. Prinzipiell sind hier aber auch Steckanordnungen 100 denkbar, die ein Kontaktelement 1 mit sieben Aufnahmetulpen 1 1 , 12 ... (nicht dargestellt) aufweisen, so dass alle Busleitungen 31 , 32, ... 34 dasselbe Spannungspotential führen.
Um die Reihenbausteine 101 nebeneinander anzuordnen, sind hier als Befesti- gungsmittel jeweils an den Gehäusen 102 der beiden Reihenbausteine 101 Wandbefestigungen 105 vorgesehen.
Bezugszeichenliste
1 Kontaktelement, Klemmfeder
10 elektrisches Gerät
100 Steckanordnung
101 Reihenbaustein
102 Gerätegehäuse
103 Elektrische Leiterplatte
104 Lötverbinder
105 Befestigungsmittel, Wandbefestigungen
106 Gehäuse
1 1 , 12 ... 15 Aufnahmetulpen
16 Offenes Ende
17, 171 Kontaktmittel
18 Längsschenkel
19 Querschenkel, Bogen
2 Überfeder
21 Knick
22 Überfederende
23 Überfederlängsschenkel
24 Überfederquerschenkel
241 Quersteg
25 Steg
26 Durchgangsöffnung
27 Zunge
271 Offenes Zungenende
272 Zungensteg
28 der Überfeder zugewandten Seite des Kontaktelementes
3 Stromschiene
30 Bussystem
31 , 32 ... 34 Busleitung
4 Steckverbinder
71 Erste Richtung Zweite Richtung Klemmrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Kontaktelement (1 ) zum elektrischen Verbinden von elektrischen Verbindungselementen eines, insbesondere außen an Gerätegehäusen (102) geführten, Bussystems, insbesondere von Stromschienen (3) und/oder Steckverbindern (4), dadurch gekennzeichnet, dass
es mindestens drei Aufnahmetulpen (1 1 , 12 ... 15) zur Aufnahme der elektrischen Verbindungselemente (3, 4, 104) aufweist.
2. Kontaktelement (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es w- förmig ausgebildet ist.
3. Kontaktelement (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmetulpen (1 1 , 12 ... 15) abwechselnd entweder aus einer ersten Richtung (71 ) oder aus einer der ersten Richtung (71 ) entgegengesetz- ten zweiten Richtung (72) zugänglich sind.
4. Kontaktelement (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem elektrisch gut leitenden Blech hergestellt ist, insbesondere als Stanzbiegeteil, vorzugsweise als einstückiges Stanzbiegeteil.
5. Kontaktelement (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmetulpen (1 1 , 12 ... 15) jeweils durch zwei Längsschenkel (18) gebildet sind.
6. Kontaktelement (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsschenkel (18) durch Querschenkel (19) miteinander verbunden sind.
7. Kontaktelement (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass an den Längsschenkeln (18) Kontaktierungsmittel (17, 171 ) vorgesehen sind.
8. Kontaktelement (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einstückig gefertigt ist, insbesondere aus einem Bandmaterial.
9. Kontaktelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere, insbesondere baugleiche, Aufnahmetulpenteile umfasst, die mittels Tulpenverbindern, insbesondere lösbar, miteinander verbunden sind.
10. Kontaktelement (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Überfeder (2) umfasst.
1 1 . Steckanordnung mit einem Kontaktelement (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche und zumindest einem elektrischen Verbindungselement, insbesondere einem Steckverbinder (4), einem Lötverbinder (104) und/oder einer Stromschiene (3).
12. Elektrisches Gerät (101 ), insbesondere Reihenbaustein, der eine elektrische Baugruppe sowie eine Steckanordnung (100) umfasst, wobei die Steckanordnung (100) zur elektrischen Verbindung der elektrischen Baugruppe mit einem außen geführten Bussystem (30) vorgesehen ist, und ein Kontaktelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 - 10 aufweist.
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