EP3485538A1 - Verbindungselement - Google Patents

Verbindungselement

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Publication number
EP3485538A1
EP3485538A1 EP17734766.3A EP17734766A EP3485538A1 EP 3485538 A1 EP3485538 A1 EP 3485538A1 EP 17734766 A EP17734766 A EP 17734766A EP 3485538 A1 EP3485538 A1 EP 3485538A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact element
contact
bearing
interior
connecting element
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.)
Pending
Application number
EP17734766.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andrea Mastrovito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Staeubli Electrical Connectors AG
Original Assignee
Staeubli Electrical Connectors AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Staeubli Electrical Connectors AG filed Critical Staeubli Electrical Connectors AG
Publication of EP3485538A1 publication Critical patent/EP3485538A1/de
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H01R13/187—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in 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
    • H01R25/00—Coupling parts adapted for simultaneous co-operation with two or more identical counterparts, e.g. for distributing energy to two or more circuits
    • H01R25/16—Rails or bus-bars provided with a plurality of discrete connecting locations for counterparts
    • H01R25/161—Details
    • H01R25/162—Electrical connections between or with rails or bus-bars
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4881—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a louver type spring

Definitions

  • the invention relates to a connecting element for receiving a contact element for switching an electrical contact between two busbars according to claim 1.
  • Bus bars are used, for example, in vehicles as fixed electrical conductor elements, which are then to be electrically connected to busbars of other elements, such as an inverter module.
  • Busbars can be used both in passenger cars, trucks, public transport vehicles or electric bicycles.
  • hybrid engines which are powered by fossil fuels and electric power
  • busbars are widely used in passenger cars.
  • busbars were increasingly used as contacts in connection with the drive of electric bicycles.
  • connection solutions are known for the connection of busbars.
  • busbars are connected by means of screwing, which must ensure large contact forces, since the contact points are defined insufficiently via a surface contact. For this Reason one has gone over to arrange a contact blade between the two bus bars, which improves the electrical contact.
  • the invention has for its object to provide a connecting element for connecting two busbars, which overcomes the disadvantages of the prior art. Furthermore, it is a further preferred object of the present invention to provide a connecting element which is simple and economical to produce.
  • a connecting element for imparting an electrical contact between two busbars comprises a housing with an inner space and a contact element which is mounted in the inner space. Each of the two busbars can be inserted along an insertion direction into the housing.
  • the contact element divides the interior along the plane into at least one first receiving space for receiving a first bus bar and a second receiving space for receiving a second bus bar.
  • the contact element provides an electrical contact between the first busbar and the second busbar.
  • the contact element is supported by a plurality of bearings in the interior of the housing. At least one of the bearing points protrudes from a side wall into the interior, wherein the side wall lies in a transverse plane oriented transverse to the plane, and wherein the bearing point for the contact element provides a movement limitation in at least one direction of translation.
  • said translation direction is substantially perpendicular to said plane.
  • said movement limit for the contact element takes place towards the plane as well as away from the plane.
  • This is advantageous for the load of the bearing, because it can be made more robust due to the projecting from the side wall, which is oriented in the transverse plane.
  • the number of mating cycles can be increased.
  • all bearing points which provide a movement boundary in said translation direction perpendicular to said plane, project from said side wall oriented in said transverse plane.
  • busbar is understood as meaning a rigid contact element with preferably substantially rectangular cross-section The size of the cross-section and also the length of the busbar are irrelevant for the use of the connecting element provide, which limits the movement of the contact element in the corresponding direction. The limitation may be such that no movement of the contact element is allowed, or that a game is created within which the contact element is movable.
  • the contact element is floating, so with game, stored in said bearing.
  • one of said bearings a double bearing point, which starting from a central position of the contact element for the contact element Motion limitation provides in two mutually opposite directions of translation.
  • the said double-bearing unit thus provides, in isolation, a movement limitation in two mutually opposing directions of translation. That is, with a single bearing point, the movement of the contact element, which is in communication with the bearing point, be limited in two translation directions.
  • a corresponding bearing can be achieved very easily by a double bearing point. That is, the double bearing assumes the storage in two degrees of freedom, which is an advantageous dual function.
  • the double bearing also has the advantage in manufacturing, but also in operation, when a single bearing provides the said movement limit. This does not require two different elements to be aligned.
  • two mutually opposite directions of translation is understood to mean that the two directions of translation run in directions opposite to each other, thus providing a movement limitation starting from a central position of the contact element in the positive as well as the negative direction of translation the negative translation direction in the same axial direction but opposite to each other.
  • one of the bearing points is a single bearing point which, starting from a central position of the contact element for the contact element, provides a movement limitation in a direction of translation.
  • On the same housing can be arranged both double bearings as well as single bearings or exclusively double bearings or exclusively single bearings.
  • at least three, preferably four, double bearing locations are arranged. Two double bays protrude from the same side into the interior. A double bearing point or two double bearing points protrude from one of the said side wall opposite side wall into the interior.
  • all double bearing points in the first embodiment are similar to one another and in such a way that they provide starting from a central position of the contact element for the contact element a movement limitation in two mutually opposite directions of translation.
  • At least one double bearing point and at least two single bearing points are present. From a first side wall protrudes at least one double bearing point in the interior. From one of the first side wall opposite side wall protrude at least two simple bearing points in the interior. One of the two simple bearing positions limits the movement in one of the translation directions and the other of the two simple bearing positions limits the movement in the opposite direction of translation.
  • two bearing points are arranged relative to one another with respect to the inner space, wherein these two oppositely arranged bearing points provide a movement limit for the contact element in two mutually opposite second translation directions, starting from a central position of the contact element, wherein the second translation direction in Substantially transverse to the insertion direction and parallel to the plane. That is, the bearings provide a movement limit for the contact element with respect to the first translation direction, which is preferably oriented substantially perpendicular to the plane, and with respect to the second translation direction, which is oriented substantially transverse to the longitudinal axis or to the insertion direction and parallel to the plane.
  • the two groups of bearings are arranged in the case of double-bearing bodies in such a way that they jointly provide the movement limitation in the corresponding first and second directions. With respect to the direction transverse to the longitudinal axis, the one group provides a movement limit from a starting position in the positive direction and the opposite negative direction.
  • the double bearing point has a slot for receiving parts of a carrier tape of the contact element.
  • edge regions of the contact element, in particular the carrier tape or the complete carrier tape protrude into the slot of the bearing and are stored there accordingly.
  • the slot provides the movement limit in both directions.
  • the slot is formed in a direction perpendicular to said plane wider than the thickness of the contact element, in particular the carrier tape, such that clearance is provided between the slot and the contact element.
  • the contact element is mounted in the direction of the second direction with clearance in the slot.
  • the slot provides, as mentioned, the movement limit and the contact element can be moved within this movement limitation in the context of said game.
  • the single bearing location is preferably provided by a bearing surface.
  • the contact element rests on the bearing surface.
  • the slots or the bearing surfaces within a group of bearing points with respect to the plane offset from each other. Due to the staggered arrangement can be achieved that the contact element with a small inclination in Interior is located, which facilitates the insertion process of the busbars.
  • the slots or bearing surfaces are arranged such that when viewed in the insertion direction closer to an access opening lying slots or bearing surfaces at a greater distance from the wall, which comes into contact with the busbar, lie as lying further away from the access opening slots or storage areas.
  • the bearings are in all embodiments of the housing outwardly bent webs which protrude into the interior, the webs projecting from a side wall of the housing.
  • the webs are in one piece with the housing in connection and are plastically deformed, so that the webs come into position.
  • the slot is arranged at the free end of the web and extends into a free end terminating end face in the web.
  • the slot is open in the front side. This means that the contact element can be inserted over the front side into the slot.
  • the bearing surface is preferably also arranged at the free end of the web.
  • the webs are angled at an angle to the longitudinal axis, wherein the angle between 10 ° and 170 °, in particular between 30 ° to 150 °, is.
  • the contact element in two oppositely extending third translational directions, which are parallel to the insertion direction, floatingly mounted in the interior, so that the contact element in this third direction of translation is movable within defined limits, wherein limits are provided by a stop.
  • the housing is provided by a wall, two side walls integrally formed by the wall at opposite edges and projecting substantially perpendicularly from the wall, and by side edges formed on the side walls.
  • the bearing points or the webs integrally formed on the housing and protrude from the side walls in the interior, wherein the bearing points are preferably bent out of the side walls.
  • the housing has one or more mounting openings, which are preferably arranged such that an access for a tool on the carrier tapes can be created. The one or more mounting holes penetrate the housing such that a tool can engage from the outside into the interior.
  • the contact element in particular the carrier tape, one or more mounting openings, in which a tool can engage. About this engagement can then be placed in the interior of the contact element.
  • the housing is made of a metallic material and is preferably produced by a stamping and forming process. The housing is preferably formed in one piece.
  • the resilient contact web exerts a restoring force against the respective busbar, if this mediates the electrical contact between the busbars. As a result, a permanent and defined electrical contact is created.
  • the contact element is arranged such that it comes to lie between the first busbar and the second busbar, when the busbars protrude into the respective receiving space.
  • the contact element is preferably mounted floating in the interior so that it is movable or displaceable perpendicular to the plane to the first receiving space or the second receiving space within defined limits, which are provided by the bearing point or the bearing points. Under defined limits, for example, the compensation of tolerances can be understood.
  • the floating one Storage has the advantage that tolerances are compensated automatically.
  • the contact element can be designed in various ways. It is important that the contact element has resilient contact points, so that a permanent contact between the busbars can be produced.
  • the contact element is formed as follows.
  • the contact element comprises two parallel to each other and in the direction of a longitudinal axis extending carrier bands and at least one resilient contact bar which connects the two carrier bands.
  • the carrier tapes define a substantially flat plane which divides the interior into the two receiving spaces.
  • the particularly preferred contact element preferably comprises a plurality of contact webs, which are in communication with at least one carrier tape, which is in the plane, wherein the contact webs are so in communication with the at least one carrier tape that this relative to the band resiliently movable, in particular rotatable or swiveling, are.
  • the contact webs are at an angle to the plane, wherein the contact element is located in the interior, that the angle during the insertion of the bus bar in the respective receiving space is reduced, wherein the contact webs are preferably parallel to each other.
  • the contact webs extend as seen from the plane on both sides of the plane and stand out on the respective side of the plane.
  • the contact webs via torsion spring joints with the at least one carrier tape in connection.
  • a preferred further development of the connecting element is characterized in that the two receiving spaces each have at least one access opening into which the respective busbar projects into the corresponding receiving space, wherein the first receiving space via a first access opening from a first side and the second receiving space via a second access opening is accessible from a second side, wherein the first side is preferably arranged opposite to the second side.
  • each receiving space has at least one stop element, which is arranged in a direction perpendicular to the plane of the contact element spaced from the contact element, wherein the stop element, the respective busbar is present and wherein the resilient contact webs a force from Contact element goes out, which presses the busbar to the respective stop element.
  • the stop member has the shape of said wall or said side edge.
  • a further preferred development of the connecting element is characterized in that the housing further comprises at least one stop element for busbars, wherein the at least one stop element projects into the access opening in such a way that the busbar does not strike against the stop element through the respective access opening.
  • a further preferred development of the connecting element is characterized in that the housing has guide elements in the region of the access openings, which facilitate the insertion of the busbar.
  • a further preferred development of the connecting element is characterized in that the distance between the contact element and the housing in the first receiving space is equal to the distance between the contact element and housing in the second receiving space, or that the distance between the contact element and housing in the first receiving space smaller or larger than the distance between contact element and housing in the second receiving space.
  • An arrangement comprises a connecting element as described above, a first busbar and a second busbar arranged parallel to the first busbar, the first busbar projecting into the first receiving space and the second busbar projecting into the second receiving space, wherein an electrical contact between the two busbars between the first receiving space and the second receiving space arranged contact element is mediated.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a connecting element according to FIG. 1
  • Embodiment according to the present invention without busbars from above;
  • FIG. 2 shows a perspective view of the connecting element according to FIG. 1 from below;
  • Fig. 3 is a sectional view through the connecting element of Figure 1 without
  • Fig. 4 is a sectional view through the connecting element of Figure 1 with
  • Figure 5a is a partial sectional view through the connecting element of Figure 1 with a storage location designed as a double bearing.
  • FIG. 5b is a partial sectional view through the connecting element of Figure 1 with a designed as a single bearing bearing point.
  • Fig. 6 is a perspective view of the connecting element of Figure 1 with not yet inserted busbars.
  • FIG. 7 shows the view according to FIG. 6 with inserted busbars
  • Fig. 8 is a perspective view of another embodiment of the present invention.
  • FIG 9 is another perspective view of Figure 8.
  • a connecting element 1 is shown, with which an electrical contact between two busbars can be mediated.
  • the Connecting element essentially comprises a housing 2 and a housing 2 arranged in the contact element 3, via which the electrical contact between the busbars can be produced.
  • Figures 3 and 4 show the cross section of the connecting element 1.
  • the housing 2 comprises substantially accessible from outside the interior 20, which is divided by the contact element 3 into a first receiving space 21 and a second receiving space 22.
  • the interior space 20 is delimited by a wall 240, two side walls 242 formed by the wall 240 at opposite edges and projecting substantially perpendicularly from the wall 240, and by side edges 241 integrally formed on the side walls 242.
  • the wall 240, the side walls 242 and the side edges 241 provide a tunnel-like interior space 20 which is accessible via opposing openings 28, 29.
  • the tunnel-like interior 20 may also be completely enclosed by a circumferential side wall, in which case the side edges 241 are also formed as a wall or communicate with each other and wherein also the openings 28, 29 provide access to the interior.
  • the wall 240 and the side edges 241 each extend in a flat plane and are spaced from each other, wherein the distance defines the inside width L of the interior.
  • the interior is cuboid.
  • the two receiving spaces 21, 22 serve essentially to receive the respective busbar 4, 5.
  • the first receiving space 21 is accessible through a first access opening 28 and the second receiving space 22 is accessible through a second access opening 29.
  • the busbars 4, 5 are guided via these access openings 28, 29 in the respective receiving space.
  • the contact element 3 lies in a plane or defines a plane 39 which extends at least partially through the inner space 20.
  • the plane 39 is preferably located centrally between the two busbars and extends parallel or substantially parallel or slightly angled inclined thereto. In other words, the plane 39 preferably extends centrally through the contact element 3.
  • the contact element 3 shown in the figures is a possible example of a particularly preferred contact element. But it is also conceivable that other contact elements are used, which also extend in a plane and comprises sprung contact areas.
  • the contact element 3 is held by bearings 23 in the interior 20.
  • the bearings 23 are preferably formed integrally with the housing and protrude into the interior 20 a. In the illustrated embodiment, dual bearing locations are shown.
  • the bearing points 23 are formed such that they provide, starting from a central position of the contact element 3 for the contact element 3, a movement limitation in two mutually opposite directions of translation Rl, Rl '. That is, the contact element 3 is mounted in the bearings 23 such that it is held within the movement limit either fixed or within a provided by the bearing 23 game.
  • the contact element 3 is mounted in the bearing 23 in two mutually opposite directions.
  • the translation directions Rl, Rl ' are designed to run against one another and in this case run essentially at right angles to the plane 39.
  • two bearing points 23 are arranged with respect to the interior two times, wherein these two oppositely disposed bearings 23, starting from a central position of the contact element 3 provides a movement limit for the contact element in two mutually opposite second translation directions R2, R2 '.
  • the second direction of translation R2, R2 ' extends substantially transversely to the direction of insertion and parallel to the plane 39.
  • a total of four bearing points 23 are arranged here, wherein in each case a group of two bearing points 23 protrude from the same side into the inner space 20.
  • Two groups of two bearing points 23 are arranged opposite each other with respect to the inner space 20.
  • the bearing 23 has in the embodiment shown a slot 230 which is designed to receive parts of the carrier tape 31.
  • FIG. 5 a it can be well recognized how an edge region of the carrier tape 31 protrudes into the slot 230.
  • FIG. 5b shows an alternative variant of the bearing, wherein the alternative variant of the bearing comprises a bearing surface 236 which provides the movement limitation.
  • the slot 230 is formed wider in a direction perpendicular to said plane than the thickness of the carrier tape.
  • the width is such that play is provided between the slot and the carrier tape. That is, carrier tape 31, and thus also the contact element 3 as such, can move within slot 230 in the game.
  • the game has the advantage that the contact element 3 is slightly pushed away during insertion of the first busbar of this and is pushed back against the first busbar when inserting the further busbar.
  • This has the advantage that tolerances in the thickness of the busbars 4, 5 or in the light width of the receiving spaces can be compensated, thus it can be ensured that the contact element 3 is always in the middle between the two busbars 4, 5 during the contacting.
  • the slot 230 could also have the same thickness as the carrier tape 31, so that no play arises.
  • the slots 230 within a group of bearing points 23 are arranged offset relative to each other with respect to the plane 39.
  • the slot 230 left hand is higher than the slot 230 right hand.
  • E2 are closer to one Access opening 28, 29 lying slots 230 at a greater distance AI, A2 to the wall 240, which comes into contact with the busbar 4, 5, as lying further away from the access opening 28, 29 slots.
  • the bearings 23 are formed here as webs, which are bent into the interior 20.
  • the bearings 23 are provided as parts of the sidewall 242 and protrude from the sidewall 242.
  • Said slot 230 is arranged at the free end 231 of the web and extends into a free end 231 terminating end face 232 into the web. In the end face 232 of the slot is open.
  • the webs are inclined at an angle to the longitudinal axis L, wherein the angle between 10 ° and 170 °, in particular 30 ° to 150 °, is.
  • the contact element 3 in two mutually opposite third translation directions R3, R3 ', which extend parallel to the insertion direction El, E2 or to the longitudinal direction L, floatingly supported in the interior 20, so that the contact element 3 in this third translation direction R3, R3' within limits, limits being provided by a stop 234.
  • the stopper 234 is provided in the embodiment shown by the insertion aid 281 and 291, respectively.
  • the housing 2 has, as shown in particular in Figures 2 and 5, a plurality of mounting holes 233, which are preferably arranged such that an access for a tool on the carrier tapes 31 can be created.
  • the carrier tape 31 mounting holes level in which a tool can engage.
  • the mounting holes 235 are shown in FIG.
  • FIGS 4, 6 and 7 show the connecting element 1, which with a first Busbar 4 and a second busbar 5 comes into connection or stands.
  • Both busbars 4, 5 have a rectangular cross section here and extend along a longitudinal axis AI or A2.
  • the respective longitudinal axes AI and A2 are parallel and offset from each other.
  • the axes AI and A2 are arranged here parallel to the above-mentioned plane 39.
  • the busbars may be dimensioned identical to each other, or have different thicknesses or widths.
  • Each of the two bus bars has an end face 40, 50, two side walls 41, 51, a contact surface 42, 52 facing the contact element 3, and a surface 43, 53 facing the housing 2.
  • the contact surfaces 42, 52 are formed here as stepped surfaces.
  • the contact element 3 is illustrated in the present embodiments as a contact blade, which comprises two support bands 31 extending along a longitudinal axis and a multiplicity of contact webs 32 arranged one behind the other.
  • the contact webs 32 are connected to the Sub Sa 31 on both sides.
  • the carrier bands 31 essentially define the abovementioned plane 39.
  • the contact webs 32 are resilient in this case, in this case via a torsion portion in the region of the connection to the carrier band 31.
  • the torsion portion can be referred to, for example, as a torsion-spring joint 34.
  • the formation of the contact element 3 may also be different.
  • the contact element 3 should have resilient elements which can apply a spring force perpendicular to the carrier tape 31 or to the longitudinal direction A or plane 39, so that the two bus bars are pressed away from one another by the resilient elements to a respective stop, as described below.
  • the contact webs 32 always communicate with both busbars 4, 5, so that a large number of defined contact points can be provided.
  • the two busbars 4, 5 extend at least in the region in which they protrude into the housing 2, parallel and offset from one another, so that between the two busbars, a gap is created in which the contact element 3 comes to rest.
  • the contact surfaces 42, 52 of the busbars 4, 5 are involved the contact webs 32 in conjunction, that is, the contact webs 32 rest both on the contact surface 42 of the first busbar 4 and the contact surface 52 of the second busbar 5 and so convey the electrical contact between the two busbars 4, 5.
  • busbar any element extending along a central axis that conducts the electrical current can be understood.
  • Such bus bars are used, for example, to transfer energy in vehicles such as hybrid passenger cars or public transport vehicles. In this case, currents in the range of 100 to 1000 amps are transmitted. Lower currents are also conceivable in the field of electric bicycles.
  • the action of a spring force or restoring force can be understood.
  • the restoring force acts on the contact bar when it is brought from its original position to a working position or contact position. That is, the restoring force acts as a contact force when contacting the contact webs with the busbars.
  • the contact element 3 comes to rest centrally between the two busbars 4 and 5, it can also be said that the carrier tapes 31 lie in the plane 39 or define this plane 39.
  • the contact webs 32 extend from the plane 39 or from the carrier tape 31 as seen both over the plane 39, and under the plane 39. That is, in other words, that the contact webs 32 at least in the non-contacting state on both sides the plane 39 and the carrier tape 31 extend or protrude.
  • the contact webs 32 are at an angle ⁇ to the plane 39 and the carrier tape 31.
  • the angle ⁇ between 20 ° and 70 °, more preferably between 30 ° and 60 °.
  • all contact webs 32 are at the same angle to the carrier tape. This means that all contact webs 32 run parallel to one another at least in the non-contacting state.
  • the contact element 2 is made of an electric current conducting material, such as for example, made of a spring bronze or a copper alloy.
  • FIG. 4 shows a sectional illustration of the connecting element 1 with inserted busbars 4, 5 and FIG. 3 shows a sectional view of the connecting element 1 without busbars.
  • Each of the receiving spaces 21, 22 of the housing has at least one stop element 24, which is arranged in a direction perpendicular to the plane 39 spaced from the contact element 3.
  • the respective busbar which are pushed away by a provided by the resilient contact webs 32 force from the contact element 3. In this case, the respective busbar is pressed against the corresponding stop element 24.
  • the stop element 24 on the one hand has the shape of a wall 240 and on the other hand the shape of a side edge 241.
  • the wall 240 has the shape of a wall 240 and on the other hand the shape of a side edge 241.
  • the wall 240 may also be referred to as a housing wall, wherein two sidewalls 242 of the wall project substantially perpendicularly at two opposite edges, wherein at the free end of the sidewall 242 a respective side edge 241 is formed.
  • Each of the two receiving spaces 21, 22 has a clear width LI, L2, which is smaller than the thickness of the respective busbar 4, 5.
  • the clear width defines itself as the distance between the upper edge 33 and lower edge 35 of the contact web 32 to towards the stop element 24. By choosing the smaller clear width, the compression of the contact webs 32 can be ensured when establishing the connection. The clear width is therefore defined by the thickness of the inserted busbar.
  • Torsionsfedergelenkes 34 acts as described above, a constant force on the first busbar 4 and the second busbar 5, since the contact blades due to the biasing force of the torsion spring joints 34th endeavoring to return to their original position. In other words, this means that the first busbar 4 is pressed against the stop 24 when the second busbar 5 is inserted via a force provided by the torsion-spring joints 34. Depending on the dimension, it may also be that when inserting the first busbar 4, the contact webs 32 are rotated because the busbar 4 shifts each of the contact webs on the lower edge 35.
  • the dimension of the busbars 4, 5 is chosen such that always one by the torsion spring joints 34 provided force on both busbars 4, 5 act and these always to the outside, so press against the stop elements 24.
  • the second busbar 5 is inserted in front of the first busbar 4, wherein the processes described above apply equally.
  • the contact element 3 is arranged here in the interior such that upon insertion of the busbars the angle ⁇ between the contact webs 32 and the carrier tape is reduced.
  • the contact webs 32 lie in such a way to the busbar that the busbar presses the respective contact web 32 via a pivoting movement to the carrier tape 31 and to the plane 39.
  • the busbar 4, 5 contacted with the edge, which are formed by the end face 40 and the contact surface 42, the edge facing surface of the contact web 32 and then pushes this against the carrier tape, the contact web 32 on the corresponding upper edge 33rd or lower edge 35 at the contact surface 42 is present.
  • the two busbars 4, 5 are pushed away from each other by the torsion spring joints 34 and the contact webs 32, the busbars 4, 5 abutting against the respective stop elements 24.
  • the dimensions of the busbars 4, 5, the receiving spaces 21, 22 and the contact element 3 are chosen such that substantially at any time a force from the contact element 3 acts on the busbars 4, 5. This is achieved in that the distance between the two bus bars in the state lying in the housing is smaller than the distance between the upper edge 33 and the lower edge 35 of the contact webs perpendicular to the busbars seen.
  • the respective receiving space is bounded by a corresponding limiting element 27.
  • the limiting element 27 extends from the respective stop elements 24 substantially perpendicular or at an angle, so that the respective receiving space 21, 22 is limited by the limiting element 27.
  • the limiting element 27 has essentially two functions. On the one hand, the limiting elements 27 constitute a stop for the busbars 4, 5.
  • insertion aids 280 and 290 can be provided in the region of the access openings 28, 29. Both insertion aids 280, 290 are at an angle to the longitudinal axis A so that the inside width of the access openings 28, 29 increases from the interior 20 to the end of the access opening 28, 29, so that when inserting the respective busbar, the cross-section, ie the inside width continuously decreases. Lateral insertion guides 281, 291 in the form of tabs may be located to the left and right of the interior 20. In the embodiment shown, the respective insertion aids 280, 281, 290, 291 are connected to the corresponding limiting element 27.
  • the housing 2 is made of a metallic material, so that the stability of the housing remains constant over the entire period of use.
  • the choice of a metallic material also has the advantage that the heat from the contact area between the two busbars can be led away.
  • the housing also acts as a cooling element.
  • the housing can be made for example of a sheet by punching, bending and / or forming.
  • the housing 2 serves not only to provide the stop elements in the direction perpendicular to the plane, but also ensures the guidance and positioning of the two busbars.
  • the compound is prepared as follows. In a first step, the connecting element is pushed over the first busbar 4, so that it can protrude into the first receiving space 21. The contact webs 32 are moved by a pivoting movement from the original position. In a second step, the second busbar 5 can be pushed into the second receiving space, wherein the second busbar 5 also enters into contact with the contact webs.
  • connection element is first pushed over the second busbar 5, so that it protrudes into the second receiving space 22, and then the first busbar 4 is inserted into the first receiving space 21.
  • the contact webs 32 are then rotated or pivoted about the pivoting movement from the original position, as described above.
  • Figures 8 and 9 show a further embodiment of the present invention. The same parts are provided with the same reference numerals and reference is made to the above description.
  • the further embodiment comprises a protruding from the housing 2 positioning tab 300.
  • the positioning tab 300 serves as an element, the positioning of the housing 2 in a parent system, so that the housing 2 assumes the correct position.
  • the contact element 3 is inserted into the housing 2 according to another method.
  • the housing 2 and also the contact element 3 comes out without mounting holes.
  • the contact element 3 is drawn by means of a tool in the interior 20 and comes in the interior 20 then with the already formed bearings 23 in contact. The retraction of the contact element 3 takes place in direction R3 or R3 ⁇
  • the stops 234 and funnel tabs 237 formed thereon are bent, so that the connecting element 1 in the inner space 20 is likewise secured with respect to a movement in the direction of R3 or R3 '.
  • the funnel tabs 237 are optional, that is, even in the second embodiment could also be dispensed with.

Landscapes

  • Connection Or Junction Boxes (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Ein Verbindungselement (1) dient zur Vermittlung eines elektrischen Kontaktes zwischen zwei Stromschienen. Das Verbindungselement (1) umfasst ein Gehäuse (2) mit einem Innenraum (20) und ein Kontaktelement (3), welches im Innenraum (20) gelagert ist. Das Kontaktelement (3) umfasst mindestens einen federnden Kontaktsteg (32) und definiert eine im wesentlichen flache Ebene (39). Das Kontaktelement (3) teilt den Innenraum (20) entlang der Ebene (39) in mindestens einen ersten Aufnahmeraum (21) zur Aufnahme einer ersten Stromschiene (4) und einen zweiten Aufnahmeraum (22) zur Aufnahme einer zweiten Stromschiene (5) auf, wobei das Kontaktelement (3) mit dem mindestens einen Kontaktsteg (32) einen elektrischen Kontakt zwischen der ersten Stromschiene (4) und der zweiten Stromschiene (5) vermittelt.

Description

TITEL
Verbindungselement
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Aufnahme eines Kontaktelementes zur Vermittlung eines elektrischen Kontaktes zwischen zwei Stromschienen nach Anspruch 1.
STAND DER TECHNIK
Verbindungselemente zur elektrischen Verbindung von zwei Leiterelementen, wie beispielsweise zwei parallel zueinander verlaufenden Stromschienen, sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Ebenfalls sind aus dem Stand der Technik eine Vielzahl von besagten Kontaktelementen bekannt. Beispielsweise seien hier die entsprechenden Produkte der Anmelderin genannt. Stromschienen werden zum Beispiel in Fahrzeugen als feste elektrische Leiterelemente eingesetzt, welche dann mit Stromschienen von anderen Elementen, wie beispielsweise einem Invertermodul, elektrisch verbunden werden sollen. Dabei können Stromschienen sowohl in Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Fahrzeugen des öffentlichen Verkehrs oder Elektrofahrrädern eingesetzt werden. Mit dem Einsatz von Hybridmotoren, welche durch fossile Energieträger und elektrischen Strom angetrieben werden, werden Stromschienen verbreitet bei Personenkraftwagen eingesetzt. Auch wurden derartige Stromschienen als Kontakte im Zusammenhang mit dem Antrieb von Elektrofahrrädern vermehrt eingesetzt. Aus dem Stand der Technik sind für die Verbindung von Stromschienen eine Vielzahl Verbindungslösungen bekannt. Beispielsweise werden Stromschienen mit Hilfe von Verschraubungen verbunden, welche grosse Anpresskräfte gewährleisten müssen, da die Kontaktpunkte über eine Flächenkontaktierung nur ungenügend definiert sind. Aus diesem Grund ist man dazu übergegangen, zwischen den beiden Stromschienen eine Kontaktlamelle anzuordnen, welche den elektrischen Kontakt verbessert.
Aus dem Stand der Technik ergeht allerdings der Nachteil, dass die Verbindung mittels Schrauben zwischen den beiden Stromschienen und der Kontaktlamelle sehr aufwändig ist, was insbesondere in der Automobilindustrie, wo kurze Zykluszeiten bei der Herstellung gefordert werden, nicht erwünscht ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von dem Stand der Technik liegt der Erfindung eine Aufgabe zugrunde, ein Verbindungselement zur Verbindung von zwei Stromschienen anzugeben, welches die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Weiter ist es eine weitere bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verbindungselement anzugeben, welches einfach und wirtschaftlich herstellbar ist.
Eine solche Aufgabe löst das Verbindungselement nach Anspruch 1. Demgemäss umfasst ein Verbindungselement zur Vermittlung eines elektrischen Kontaktes zwischen zwei Stromschienen ein Gehäuse mit einem Innenraum und ein Kontaktelement, welches im Innenraum gelagert ist. Jede der beiden Stromschienen ist entlang einer Einschubrichtung in das Gehäuse einschiebbar. Das Kontaktelement teilt den Innenraum entlang der Ebene in mindestens einen ersten Aufnahmeraum zur Aufnahme einer ersten Stromschiene und einen zweiten Aufnahmeraum zur Aufnahme einer zweiten Stromschiene auf. Das Kontaktelement vermittelt einen elektrischen Kontakt zwischen der ersten Stromschiene und der zweiten Stromschiene. Das Kontaktelement ist durch mehrere Lagerstellen im Innenraum des Gehäuses gelagert. Mindestens eine der Lagerstellen ragt aus einer Seitenwand in den Innenraum ein, wobei die Seitenwand in einer quer zur Ebene orientierten Querebene liegt, und wobei die Lagerstelle für das Kontaktelement eine Bewegungsbegrenzung in mindestens eine Translationsrichtung bereitstellt.
Durch die derartige Anordnung der Lagerstelle ergeht der Vorteil, dass die anderen Wände des Gehäuses weitgehend ungeschwächt bleiben, weil von dort keine Lagerstellen abragen. Zudem ergeht der Vorteil, dass die beiden Aufnahmeräume mit möglichst wenigen Lagerstellen blockiert werden, was unter Umständen den Einschiebeprozess der Stromschienen stören könnte. Darüber hinaus ergeht der Vorteil, dass der Stanzvorgang einfacher wird, was die Herstellung kostengünstiger macht. Durch die Aufteilung des Innenraumes mit dem Kontaktelement kann eine Struktur geschaffen werden, bei welcher ein gutes und einfaches Einführen der jeweiligen Stromschiene erlaubt wird.
Vorzugsweise verläuft die besagte Translationsrichtung im Wesentlichen rechtwinklig zur besagten Ebene. Das heisst, die Bewegungsbegrenzung für das Kontaktelement erfolgt zur Ebene hin sowie von der Ebene weg. Dies ist für die Belastung der Lagerstelle vorteilhaft, weil diese aufgrund des Abstehens von der Seitenwand, die in der Querebene orientiert ist, robuster ausgebildet werden kann. Somit können beispielsweise die Zahl der Steckzyklen erhöht werden.
Besonders bevorzugt ragen alle Lagerstellen, welche eine Bewegungsbegrenzung in die besagte Translationsrichtung rechtwinklig zur besagten Ebene bereitstellen, von der besagten Seitenwand, die in der besagten Querebene orientiert ist, ab. Unter der Ausdrucksweise „Stromschiene" wird ein starres Kontaktelement mit vorzugsweise im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt verstanden. Die Grösse des Querschnittes und auch die Länge der Stromschiene ist unerheblich für den Einsatz des Verbindungselementes. Unter der Ausdrucksweise „Bewegungsbegrenzung" wird verstanden, dass die Lagerstellen einen Anschlag bereitstellen, welcher die Bewegung des Kontaktelementes in die entsprechende Richtung begrenzt. Die Begrenzung kann dabei so sein, dass keine Bewegung des Kontaktelementes zugelassen wird, oder dass ein Spiel geschaffen wird, innerhalb welchem das Kontaktelement bewegbar ist. Vorzugsweise ist das Kontaktelement schwimmend, also mit Spiel, in der besagten Lagerstelle gelagert.
Vorzugsweise ist eine der besagten Lagerstellen eine Doppellagerstelle, welche ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes für das Kontaktelement eine Bewegungsbegrenzung in zwei entgegen einander verlaufende Translationsrichtungen bereitstellt.
Die besagte Doppellagerstelle stellt also in Alleinstellung eine Bewegungsbegrenzung in zwei gegeneinander verlaufende Translationsrichtungen bereit. Das heisst, mit einer einzelnen Lagerstelle kann die Bewegung des Kontaktelementes, das mit der Lagerstelle in Verbindung steht, in zwei Translationsrichtungen begrenzt werden.
Durch die Ausbildung von mindestens einer Doppellagerstelle, welches die entsprechende Bewegungsbegrenzung bereitstellt, kann eine entsprechende Lagerung sehr einfach, durch eine Doppellagerstelle erreicht werden. Das heisst, die Doppellagerstelle übernimmt also die Lagerung in zwei Freiheitsgraden, was eine vorteilhafte Doppelfunktion darstellt.
Die Doppellagerstelle hat zudem den Vorteil in der Herstellung, aber auch im Betrieb, wenn eine einzelne Lagerstelle die besagte Bewegungsbegrenzung bereitstellt. Hierdurch müssen nicht zwei verschiedene Elemente aufeinander ausgerichtet werden.
Unter der Ausdrucksweise„zwei entgegen einander verlaufende Translationsrichtungen" wird verstanden, dass die beiden Translationsrichtungen in entgegengesetzt zueinander verlaufende Richtungen verlaufen. Die Lagerstellen stellen also eine Bewegungsbegrenzung ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes in die positive als auch die negative Translationsrichtung bereit, wobei die positive und die negative Translationsrichtung in der gleichen Achsrichtung aber entgegengesetzt zueinander verlaufen.
Alternativ oder zusätzlich ist eine der besagten Lagerstellen eine Einfachlagerstelle, welche ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes für das Kontaktelement eine Bewegungsbegrenzung in eine Translationsrichtung bereitstellt. Am gleichen Gehäuse können sowohl Doppellagerstellen als auch Einfachlagerstellen oder ausschliesslich Doppellagerstellen oder ausschliesslich Einfachlagerstellen angeordnet werden. In einer ersten Ausführungsform sind mindestens drei, vorzugsweise vier, Doppellagerstellen angeordnet. Zwei Doppellagerstellen ragen von der gleichen Seite in den Innenraum ein. Eine Doppellagerstelle oder zwei Doppellagerstellen ragen von einer der besagten Seitenwand gegenüberliegenden Seitenwand in den Innenraum ein.
Vorzugsweise sind alle Doppellagerstellen in der ersten Ausführungsform gleichartig zueinander und zwar derart, dass diese ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes für das Kontaktelement eine Bewegungsbegrenzung in zwei entgegen einander verlaufende Translationsrichtungen bereitstellen.
In einer zweiten Ausführung sind mindestens eine Doppel lagerstelle und mindestens zwei Einfachlagerstellen vorhanden. Von einer ersten Seitenwand ragt mindestens eine Doppellagerstelle in den Innenraum ein. Von einer der ersten Seitenwand gegenüberliegenden Seitenwand ragen mindestens zwei Einfachlagerstellen in den Innenraum ein. Eine der beiden Einfachlagerstellen begrenzt die Bewegung in eine der Translationsrichtungen und die andere der beiden Einfachlagerstellen begrenzt die Bewegung in die entgegengesetzte Translationsrichtung.
In einer dritten Ausführung sind vier Einfachlagerstellen vorhanden. Von einer ersten Seitenwand ragen mindestens zwei Einfachlagerstellen in den Innenraum ein, wobei eine der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in eine der Translationsrichtungen begrenzt und wobei die andere der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in die entgegengesetzte Translationsrichtung begrenzt. Von einer der ersten Seitenwand gegenüberliegenden Seitenwand mindestens zwei Einfachlagerstellen in den Innenraum einragen, wobei eine der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in eine der Translationsrichtungen begrenzt und wobei die andere der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in die entgegengesetzte Translationsrichtung begrenzt.
Vorzugsweise sind in allen Ausführungsformen bezüglich des Innenraums zwei Lagerstellen gegenüber einander angeordnet, wobei diese zwei gegenüberliegend angeordneten Lagerstellen ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes eine Bewegungsbegrenzung für das Kontaktelement in zwei entgegen einander verlaufende zweite Translationsrichtungen bereitstellt, wobei die zweite Translationsrichtung im Wesentlichen quer zur Einschubrichtung und parallel zur Ebene verläuft. Das heisst die Lagerstellen stellen eine Bewegungsbegrenzung für das Kontaktelement bezüglich der ersten Translationsrichtung, die vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig zur Ebene orientiert ist, und bezüglich der zweiten Translationsrichtung, die im Wesentlichen quer zur Längsachse bzw. zur Einschubrichtung und parallel zur Ebene orientiert ist.
Die zwei Gruppen von Lagerstellen sind im Falle von Doppellagerstellen dabei derart angeordnet, dass diese die Bewegungsbegrenzung in die entsprechenden ersten und zweiten Richtungen gemeinsam bereitstellen. Bezüglich der Richtung quer zu Längsachse stellt die eine Gruppe eine Bewegungsbegrenzung von einer Ausgangslage in die positive Richtung und die entgegengesetzte negative Richtung bereit.
Vorzugsweise weist die Doppellagerstelle einen Schlitz zur Aufnahme von Teilen eines Trägerbandes des Kontaktelementes auf. Dabei ragen insbesondere Randbereiche des Kontaktelementes, insbesondere des Trägerbandes oder das vollständige Trägerband, in den Schlitz der Lagerstelle ein und werden dort entsprechend gelagert.
Der Schlitz stellt dabei die Bewegungsbegrenzung in die beiden Richtungen bereit. Vorzugsweise ist der Schlitz in eine Richtung rechtwinklig zur besagten Ebene breiter als die Dicke Kontaktelementes, insbesondere des Trägerbandes, ausgebildet, derart, dass Spiel zwischen dem Schlitz und dem Kontaktelement bereitgestellt wird. Das heisst, dass das Kontaktelement in Richtung der zweiten Richtung mit Spiel im Schlitz gelagert ist. Der Schlitz stellt dabei, wie erwähnt, die Bewegungsbegrenzung bereit und das Kontaktelement kann innerhalb dieser Bewegungsbegrenzung im Rahmen des besagten Spiels bewegt werden.
Die Einfachlagerstelle wird vorzugsweise durch eine Lagerfläche bereitgestellt. Das Kontaktelement liegt auf der Lagerfläche auf.
Vorzugsweise sind die Schlitze bzw. die Lagerflächen innerhalb einer Gruppe von Lagerstellen bezüglich der Ebene versetzt zueinander angeordnet. Durch die versetzte Anordnung kann erreicht werden, dass das Kontaktelement mit einer kleinen Neigung im Innenraum liegt, was den Einschubvorgang der Stromschienen erleichtert.
Besonders bevorzugt sind die Schlitze bzw. Lagerflächen derart angeordnet, dass die in Einschubrichtung gesehen näher an einer Zugangsöffnung liegenden Schlitze bzw. Lagerflächen in einem grösseren Abstand zu der Wand, die mit der Stromschiene in Kontakt kommt, liegen als die weiter entfernt zur Zugangsöffnung liegenden Schlitze bzw. Lagerflächen.
Vorzugsweise sind die Lagerstellen in allen Ausführungsformen aus dem Gehäuse hinausgebogene Stege, welche in den Innenraum einragen, wobei die Stege von einer Seitenwand des Gehäuses abstehen. Die Stege stehen dabei einstückig mit dem Gehäuse in Verbindung und werden plastisch umgeformt, so dass die Stege in ihre Position kommen.
Besonders bevorzugt ist der Schlitz am freien Ende des Steges angeordnet und erstreckt sich in eine das freie Ende abschliessende Stirnseite in den Steg hinein. Der Schlitz ist in der Stirnseite offen ausgebildet. Das heisst, dass das Kontaktelement über die Stirnseite in den Schlitz eingeschoben werden kann. Die Lagerfläche ist vorzugsweise ebenfalls am freien Ende des Steges angeordnet. Vorzugsweise stehen die Stege in einem Winkel winklig geneigt zur Längsachse, wobei der Winkel zwischen 10° und 170°, insbesondere zwischen 30° bis 150°, ist.
Vorzugsweise ist das Kontaktelement in zwei entgegen einander verlaufende dritte Translationsrichtungen, welche parallel zur Einschubrichtung verlaufen, schwimmend im Innenraum gelagert, so dass das Kontaktelement in dieser dritten Translationsrichtung innerhalb definierten Grenzen bewegbar ist, wobei Grenzen durch einen Anschlag bereitgestellt werden.
Vorzugsweise wird das Gehäuse durch eine Wand, zwei von der Wand an gegenüberliegenden Kanten angeformten und im Wesentlichen senkrecht von der Wand abstehenden Seitenwänden und durch an den Seitenwänden angeformten Seitenrändern bereitgestellt. Vorzugsweise sind die Lagerstellen bzw. die Stege, wie oben beschrieben, einstückig am Gehäuse angeformt und ragen von den Seitenwänden in den Innenraum ein, wobei die Lagerstellen vorzugsweise aus den Seitenwänden hinausgebogen werden. Vorzugsweise weist das Gehäuse eine oder mehrere Montageöffnungen auf, welche vorzugsweise derart angeordnet sind, dass ein Zugriff für ein Werkzeug auf die Trägerbänder geschaffen werden kann. Die eine oder die mehreren Montageöffnungen durchdringen dabei das Gehäuse derart, dass ein Werkzeug von aussen in den Innenraum eingreifen kann.
Vorzugsweise weist das Kontaktelement, insbesondere das Trägerband, eine oder mehrere Montageöffnungen auf, in welche ein Werkzeug eingreifen kann. Über diesen Eingriff kann dann das Kontaktelement im Innenraum platziert werden. Vorzugsweise ist das Gehäuse aus einem metallischen Werkstoff und wird bevorzugt über ein Stanz- und Umformverfahren hergestellt. Das Gehäuse ist vorzugsweise einstückig ausgebildet.
In der Folge werden weitere optionale Merkmale bzw. Vorteile beschrieben.
Vorzugsweise übt der federnde Kontaktsteg eine Rückstellkraft gegen die jeweilige Stromschiene aus, wenn dieser den elektrischen Kontakt zwischen den Stromschienen vermittelt. Dadurch wird ein dauerhafter und definierter elektrischer Kontakt geschaffen. Vorzugsweise ist das Kontaktelement derart angeordnet, dass es zwischen die erste Stromschiene und die zweite Stromschiene zu liegen kommt, wenn die Stromschienen in den jeweiligen Aufnahmeraum einragen.
Das Kontaktelement ist bevorzugt schwimmend im Innenraum gelagert, so dass dieses senkrecht zur Ebene zum ersten Aufnahmeraum oder zum zweiten Aufnahmeraum innerhalb definierten Grenzen, welche durch die Lagerstelle bzw. die Lagerstellen bereitgestellt werden, bewegbar bzw. verschiebbar ist. Unter definierten Grenzen kann beispielweise das Ausgleichen von Toleranzen verstanden werden. Die schwimmende Lagerung hat den Vorteil, dass Toleranzen automatisch ausgeglichen werden.
Das Kontaktelement kann verschiedenartig ausgebildet sein. Wichtig ist, dass das Kontaktelement federnde Kontaktstellen aufweist, so dass ein dauerhafter Kontakt zwischen den Stromschienen herstellbar ist.
In einer besonders bevorzugten Variante ist das Kontaktelement wie folgt ausgebildet. Das Kontaktelement umfasst zwei parallel zueinander und in Richtung einer Längsachse verlaufende Trägerbänder und mindestens einen federnden Kontaktsteg, der die beiden Trägerbänder verbindet. Die Trägerbänder definieren eine im Wesentlichen flache Ebene, welche den Innenraum in die beiden Aufnahmeräume unterteilt.
Das besonders bevorzugte Kontaktelement umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Kontaktstegen, welche mit mindestens einem Trägerband in Verbindung stehen, welches in der Ebene liegt, wobei die Kontaktstege derart mit dem mindestens einen Trägerband in Verbindung stehen, dass diese relativ zum Band federnd bewegbar, insbesondere verdrehbar oder verschwenkbar, sind. Vorzugsweise liegen die Kontaktstege in einem Winkel zur Ebene, wobei das Kontaktelement derart im Innenraum liegt, dass sich der Winkel während des Einschiebens der Stromschiene in den jeweiligen Aufnahmeraum verkleinert, wobei die Kontaktstege vorzugsweise parallel zueinander liegen. Weiter erstrecken sich die Kontaktstege von der Ebene her gesehen auf beide Seiten der Ebene und stehen dabei über die jeweilige Seite von der Ebene hervor. Vorzugsweise stehen die Kontaktstege über Torsionsfedergelenke mit dem mindestens einen Trägerband in Verbindung.
Eine bevorzugte Weiterbildung des Verbindungselementes ist dadurch charakterisiert, dass die beiden Aufnahmeräume über jeweils mindestens eine Zugangsöffnung verfügen, in welche die jeweilige Stromschiene hindurch in den entsprechenden Aufnahmeraum ragt, wobei der erste Aufnahmeraum über eine erste Zugangsöffnung von einer ersten Seite und der zweite Aufnahmeraum über eine zweite Zugangsöffnung von einer zweiten Seite zugänglich ist, wobei die erste Seite vorzugsweise gegenüber der zweiten Seite angeordnet ist. Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des Verbindungselementes ist dadurch charakterisiert, dass jeder Aufnahmeraum über mindestens ein Anschlagselement verfügt, welches in einer Richtung senkrecht zur Ebene des Kontaktelementes beabstandet vom Kontaktelement angeordnet ist, wobei am Anschlagselement die jeweilige Stromschiene ansteht und wobei durch die federnden Kontaktstege eine Kraft vom Kontaktelement ausgeht, welche die Stromschiene an das jeweilige Anschlagselement drückt.
Vorzugsweise weist das Anschlagselement die Gestalt der besagten Wand oder des besagten Seitenrandes auf.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des Verbindungselementes ist dadurch charakterisiert, dass das Gehäuse weiterhin mindestens ein Anschlagselements für Stromschienen umfasst, wobei das mindestens eine Anschlagselement derart in die Zugangsöffnung ragt, dass die Stromschiene, welche nicht durch die jeweilige Zugangsöffnung am Anschlagselement anschlägt.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des Verbindungselementes ist dadurch charakterisiert, dass das Gehäuse im Bereich der Zugangsöffnungen Führungselemente aufweist, welche das Einführen der Stromschiene erleichtern.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des Verbindungselementes ist dadurch charakterisiert, dass die Distanz zwischen Kontaktelement und Gehäuse im ersten Aufnahmeraum gleich der Distanz zwischen Kontaktelement und Gehäuse im zweiten Aufnahmeraum ist, oder, dass die Distanz zwischen Kontaktelement und Gehäuse im ersten Aufnahmeraum kleiner oder grösser als die Distanz zwischen Kontaktelement und Gehäuse im zweiten Aufnahmeraum ist.
Eine Anordnung umfasst ein Verbindungselement nach obiger Beschreibung, eine erste Stromschiene und eine parallel zur ersten Stromschiene angeordnete zweite Stromschiene, wobei die erste Stromschiene in den ersten Aufnahmeraum und die zweite Stromschiene in den zweiten Aufnahmeraum hineinragt, wobei zwischen den beiden Stromschienen ein elektrischer Kontakt durch das zwischen dem ersten Aufnahmeraum und dem zweiten Aufnahmeraum angeordneten Kontaktelement vermittelt wird. Weitere Ausfuhrungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Verbindungselementes gemäss einer
Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung ohne Stromschienen von oben;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Verbindungselementes nach Figur 1 von unten;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch das Verbindungselement nach Figur 1 ohne
Stromschienen;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch das Verbindungselement nach Figur 1 mit
Stromschienen;
Fig. 5a eine Teilschnittdarstellung durch das Verbindungselement nach Figur 1 mit einer als Doppel lagerstelle ausgebildeten Lagerstelle;
Fig. 5b eine Teilschnittdarstellung durch das Verbindungselement nach Figur 1 mit einer als Einfachlagerstelle ausgebildeten Lagerstelle;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Verbindungselementes nach Fig. 1 mit noch nicht eingeschobenen Stromschienen;
Fig. 7 die Ansicht nach Figur 6 mit eingeschobenen Stromschienen;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 9 eine weitere perspektivische Ansicht nach Figur 8.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den Figuren 1 und 2 wird ein Verbindungselement 1 gezeigt, mit welchem ein elektrischer Kontakt zwischen zwei Stromschienen vermittelbar ist. Das Verbindungselement umfasst im wesentlichen ein Gehäuse 2 und ein im Gehäuse 2 angeordnetes Kontaktelement 3, über welches der elektrische Kontakt zwischen den Stromschienen herstellbar ist. Die Figuren 3 und 4 zeigen den Querschnitt des Verbindungselementes 1. Das Gehäuse 2 umfasst im wesentlichen einen von ausserhalb zugänglichen Innenraum 20, welcher durch das Kontaktelement 3 in einen ersten Aufnahmeraum 21 und einen zweiten Aufnahmeraum 22 aufgeteilt wird. Der Innenraum 20 wird durch eine Wand 240, zwei von der Wand 240 an gegenüberliegenden Kanten angeformten und im wesentlichen senkrecht von der Wand 240 abstehenden Seitenwänden 242 und durch an den Seitenwänden 242 angeformten Seitenrändern 241 begrenzt. Mit anderen Worten kann auch gesagt werden, dass die Wand 240, die Seiten wände 242 und die Seitenränder 241 einen tunnelartigen Innenraum 20 bereitstellen, welcher über gegenüberliegend voneinander angeordneten Öffnungen 28, 29 zugänglich ist. Der tunnelartige Innenraum 20 kann auch durch eine umlaufende Seitenwand vollständig umschlossen sein, wobei dann die Seitenränder 241 ebenfalls als Wand ausgebildet sind bzw. miteinander in Verbindung stehen und wobei ebenfalls die Öffnungen 28, 29 Zugang zum Innenraum bereitstellen. Die Wand 240 und die Seitenränder 241 verlaufen jeweils in einer flachen Ebene und sind beabstandet zueinander angeordnet, wobei der Abstand die lichte Weite L des Innenraumes definiert. Vorzugsweise ist der Innenraum quaderförmig.
Die beiden Aufnahmeräume 21, 22 dienen im wesentlichen der Aufnahme der jeweiligen Stromschiene 4, 5. Der erste Aufnahmeraum 21 ist durch eine erste Zugangsöffnung 28 und der zweite Aufnahmeraum 22 ist durch eine zweite Zugangsöffnung 29 zugänglich. Die Stromschienen 4, 5 werden über diese Zugangsöffnungen 28, 29 in den jeweiligen Aufnahmeraum geführt.
Das Kontaktelement 3 liegt in einer Ebene bzw. definiert eine Ebene 39, welche sich mindestens teilweise durch den Innenraum 20 erstreckt. Die Ebene 39 liegt vorzugsweise mittig zwischen den beiden Stromschienen und erstreckt sich parallel oder im Wesentlichen parallel oder leicht winklig geneigt dazu. Mit anderen Worten: Die Ebene 39 erstreckt sich vorzugsweise mittig durch das Kontaktelement 3. Das in den Figuren gezeigte Kontaktelement 3 ist ein mögliches Beispiel eines besonders bevorzugten Kontaktelementes. Es ist aber auch denkbar, dass andere Kontaktelemente eingesetzt werden, welche sich ebenfalls in einer Ebene erstrecken und gefederte Kontaktbereiche umfasst.
Anhand der Figuren 3 bis 5 wird nun die Lagerung des Kontaktelementes im Innenraum genauer erläutert.
Das Kontaktelement 3 wird über Lagerstellen 23 im Innenraum 20 gehalten. Die Lagerstellen 23 sind vorzugsweise einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet und ragen in den Innenraum 20 ein. In der gezeigten Ausführungsform werden Doppellagerstellen gezeigt.
In der gezeigten Ausführungsform sind die Lagerstellen 23 derart ausgebildet, dass diese ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes 3 für das Kontaktelement 3 eine Bewegungsbegrenzung in zwei entgegen einander verlaufende Translationsrichtungen Rl , Rl ' bereitstellen. Das heisst, das Kontaktelement 3 ist in den Lagerstellen 23 derart gelagert, dass diese innerhalb der Bewegungsbegrenzung entweder fest oder innerhalb eines durch die Lagerstelle 23 bereitgestelltes Spiel gehalten wird.
Durch die derartige Ausbildung wird das Kontaktelement 3 in der Lagerstelle 23 in zwei gegeneinander verlaufende Richtungen gelagert.
Die Translationsrichtungen Rl, Rl ' sind gegeneinander verlaufend ausgebildet und verlaufen hier im Wesentlichen rechtwinklig zur Ebene 39.
In der vorliegenden Ausführungsform sind bezüglich des Innenraums zwei Mal zwei Lagerstellen 23 gegenüber einander angeordnet, wobei diese zwei gegenüberliegend angeordneten Lagerstellen 23 ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes 3 eine Bewegungsbegrenzung für das Kontaktelement in zwei entgegen einander verlaufende zweite Translationsrichtungen R2, R2' bereitstellt. Die zweite Translationsrichtung R2, R2' verläuft im Wesentlichen quer, zur Einschubrichtung und parallel zur Ebene 39. Bezüglich der Zahl der Lagerstellen 23 sind hier insgesamt vier Lagerstellen 23 angeordnet vorhanden, wobei jeweils eine Gruppe von zwei Lagerstellen 23 von der gleichen Seite in den Innenraum 20 einragen. Zwei Gruppen von je zwei Lagerstellen 23 sind bezüglich des Innenraums 20 gegenüberliegend einander angeordnet.
Die Lagerstelle 23 weist in der gezeigten Ausführungsform einen Schlitz 230 auf, welcher zur Aufnahme von Teilen des Trägerbandes 31 ausgebildet ist. In der Figur 5a kann gut erkannt werden, wie ein Randbereich des Trägerbandes 31 in den Schlitz 230 einragt. In der Figur 5b wird eine alternative Variante der Lagerstelle gezeigt, wobei die alternative Variante der Lagestelle eine Lagerfläche 236 umfasst, welche die Bewegungsbegrenzung bereitstellt.
In der gezeigten Variante ist der Schlitz 230 in eine Richtung rechtwinklig zur besagten Ebene breiter als die Dicke des Trägerbandes ausgebildet. Die Breit ist dabei derart, dass Spiel zwischen dem Schlitz und dem Trägerband bereitgestellt wird. Das heisst, dass Trägerband 31 und somit auch das Kontaktelement 3 als solches kann sich innerhalb des Spiels im Schlitz 230 bewegen. Das Spiel hat den Vorteil, dass das Kontaktelement 3 beim Einführen der ersten Stromschiene leicht von dieser weggedrückt wird und beim Einschieben der weiteren Stromschiene wieder gegen die erste Stromschiene gedrückt wird. Dies hat den Vorteil, dass Toleranzen in der Dicke der Stromschienen 4, 5 bzw. in der Lichten Weite der Aufnahmeräume ausgeglichen werden können, somit kann sichergestellt werden, dass das Kontaktelement 3 während der Kontaktierung immer mittig zwischen den beiden Stromschienen 4, 5 liegt.
Alternativ könnte der Schlitz 230 auch die gleiche Dicke aufweisen, wie das Trägerband 31 , so dass kein Spiel entsteht.
Von der Figur 3 kann gut erkannt werden, dass die Schlitze 230 innerhalb einer Gruppe von Lagerstellen 23 bezüglich der Ebene 39 versetzt zueinander angeordnet sind. Der Schlitz 230 linker Hand ist dabei höher als der Schlitz 230 rechter Hand.
Vorzugsweise liegen die in Einschubrichtung El, E2 gesehen näher an einer Zugangsöffnung 28, 29 liegenden Schlitze 230 in einem grösseren Abstand AI, A2 zu der Wand 240, die mit der Stromschiene 4, 5 in Kontakt kommt, als die weiter entfernt zur Zugangsöffnung 28, 29 liegenden Schlitze. Eine solche Anordnung vereinfacht das Einschieben der Stromschienen 4, 5, weil das Kontaktelement leicht geneigt im Innenraum 20 liegt.
Die Lagerstellen 23 sind hier als Stege ausgebildet, welche in den Innenraum 20 hineingebogen werden. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Lagerstellen 23 als Teile von der Seitenwand 242 bereitgestellt und ragen von der Seitenwand 242 ab.
Der besagte Schlitz 230 ist am freien Ende 231 des Steges angeordnet und erstreckt sich in eine das freie Ende 231 abschliessende Stirnseite 232 in den Steg hinein. In der Stirnseite 232 ist der Schlitz offen ausgebildet. Die Stege stehen winklig geneigt zur Längsachse L, wobei der Winkel zwischen 10° und 170°, insbesondere 30° bis 150°, ist.
Weiter ist das Kontaktelement 3 in zwei entgegen einander verlaufende dritte Translationsrichtungen R3, R3', welche parallel zur Einschubrichtung El, E2 bzw. zur Längsrichtung L verlaufen, schwimmend im Innenraum 20 gelagert, so dass das Kontaktelement 3 in dieser dritten Translationsrichtung R3, R3' innerhalb definierten Grenzen bewegbar ist, wobei Grenzen durch einen Anschlag 234 bereitgestellt werden. Der Anschlag 234 wird in der gezeigten Ausführungsform durch die Einführhilfe 281 bzw. 291 bereitgestellt.
Das Gehäuse 2 weist, wie insbesondere in den Figur 2 und 5 dargestellt ist, mehrere Montageöffnungen 233 auf, welche vorzugsweise derart angeordnet sind, dass ein Zugriff für ein Werkzeug auf die Trägerbänder 31 geschaffen werden kann. Weiter weist vorzugsweise auch das Trägerband 31 Montageöffnungen ebene auf, in welche ein Werkzeug eingreifen kann. Die Montageöffnungen 235 sind in der Figur 5 dargestellt.
Die Figuren 4, 6 und 7 zeigen das Verbindungselement 1, welches mit einer ersten Stromschiene 4 und einer zweiten Stromschiene 5 in Verbindung kommt bzw. steht. Beide Stromschienen 4, 5 haben hier einen rechteckigen Querschnitt und erstrecken sich entlang einer longitudinalen Achse AI bzw. A2. In der vorliegenden Ausführungsform verlaufen die jeweiligen longitudinalen Achsen AI und A2 parallel und versetzt zueinander. Zudem sind die Achsen AI und A2 hier parallel zur oben genannten Ebene 39 angeordnet. Die Stromschienen können identisch zueinander dimensioniert sein, oder unterschiedliche Dicken oder Breiten aufweisen. Jede der beiden Stromschienen weist eine Stirnseite 40, 50, zwei Seitenwände 41, 51, eine dem Kontaktelement 3 zugewandte Kontaktfläche 42, 52 und eine dem Gehäuse 2 zugewandte Oberfläche 43, 53 auf. Die Kontaktflächen 42, 52 sind hier als abgesetzte Flächen ausgebildet.
Das Kontaktelement 3 ist in den vorliegenden Ausführungsformen als Kontaktlamelle dargestellt, welches zwei sich entlang einer longitudinalen Achse erstreckende Trägerbänder 31 und eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Kontaktstegen 32 umfasst. Die Kontaktstege 32 stehen an beiden Seiten mit den Trägerbändera 31 in Verbindung. Die Trägerbänder 31 definieren im Wesentlichen die oben genannte Ebene 39. Die Kontaktstege 32 sind dabei federnd ausgebildet, hier über einen Torsionsabschnitt im Bereich der Verbindung mit dem Trägerband 31. Der Torsionsabschnitt kann beispielsweise als Torsionsfedergelenk 34 bezeichnet werden. Die Ausbildung des Kontaktelementes 3 kann auch anders sein. Bei anderen Ausführungsformen sollte das Kontaktelement 3 federnde Elemente aufweisen, welche eine Federkraft senkrecht zum Trägerband 31 bzw. zur longitudinalen Richtung A bzw. zur Ebene 39 aufbringen können, so dass die beiden Stromschienen durch die federnden Elemente voneinander weg an einen jeweiligen Anschlag gedrückt werden, wie dies im folgenden beschrieben wird. Es soll aber sichergestellt werden, dass die Kontaktstege 32 immer mit beiden Stromschienen 4, 5 in Verbindung stehen, so dass eine Vielzahl von definierten Kontaktpunkten bereitgestellt werden kann.
Die beiden Stromschienen 4, 5 erstrecken sich mindestens in dem Bereich, in welchem sie in das Gehäuse 2 einragen, parallel und versetzt zueinander, so dass zwischen die beiden Stromschienen ein Zwischenraum geschaffen wird, in welchen das Kontaktelement 3 zu liegen kommt. Das heisst, dass die Kontaktflächen 42, 52 im wesentlichen parallel zur Ebene 39 verlaufen. Die Kontaktflächen 42, 52 der Stromschienen 4, 5 stehen dabei mit den Kontaktstegen 32 in Verbindung, das heisst, dass die Kontaktstege 32 sowohl auf der Kontaktfläche 42 der ersten Stromschiene 4 als auch der Kontaktfläche 52 der zweiten Stromschiene 5 aufliegen und so den elektrischen Kontakt zwischen den beiden Stromschienen 4, 5 vermitteln.
Unter der Ausdrucksweise Stromschiene kann jedes sich entlang einer Mittelachse erstreckende Element, das den elektrischen Strom leitet, verstanden werden. Derartige Stromschienen werden beispielsweise eingesetzt, um Energie in Fahrzeugen, wie Hybrid- Personkraftwagen oder Fahrzeuge des öffentlichen Verkehrs, zu übertragen. Hierbei werden Ströme im Bereich von 100 bis 1000 Ampere übertragen. Tiefere Ströme sind gerade im Bereich von Elektrofahrrädern auch denkbar.
Unter der Ausdrucksweise federnd kann das Wirken einer Federkraft oder Rückstellkraft verstanden werden. Dabei wirkt die Rückstellkraft auf den Kontaktsteg, wenn dieser von seiner Ursprungsposition in eine Arbeitsposition oder Kontaktposition gebracht wird. Das heisst die Rückstellkraft wirkt bei einer Kontaktierung der Kontaktstege mit den Stromschienen als Kontaktkraft.
Da das Kontaktelement 3 mittig zwischen die beiden Stromschienen 4 und 5 zu liegen kommt, kann auch gesagt werden, dass die Trägerbänder 31 , in der Ebene 39 liegen, bzw. diese Ebene 39 definieren. Dabei erstrecken sich die Kontaktstege 32 von der Ebene 39 bzw. vom Trägerband 31 her gesehen sowohl über die Ebene 39, als auch unter die Ebene 39. Das heisst mit anderen Worten, dass sich die Kontaktstege 32 wenigstens im nicht- kontaktierenden Zustand auf beide Seiten der Ebene 39 bzw. des Trägerbandes 31 erstrecken bzw. hervorstehen.
Die Kontaktstege 32 stehen in einem Winkel α zur Ebene 39 bzw. zum Trägerband 31. Vorzugsweise beträgt der Winkel α zwischen 20° und 70°, besonders bevorzugt zwischen 30° und 60°. Vorzugsweise stehen alle Kontaktstege 32 im gleichen Winkel zum Trägerband. Das heisst, dass alle Kontaktstege 32 wenigstens im nicht-kontaktierenden Zustand parallel zueinander verlaufen.
Das Kontaktelement 2 ist aus einem den elektrischen Strom leitenden Material, wie beispielsweise aus einer Federbronze oder einer Kupfer-Legierung, gefertigt.
In der Figur 4 wird eine Schnittdarstellung des Verbindungselement 1 mit eingefügten Stromschienen 4, 5 gezeigt und in der Figur 3 wird eine Schnittdarstellung des Verbindungselementes 1 ohne Stromschienen gezeigt.
Jeder der Aufnahmeräume 21 , 22 des Gehäuses verfügt über mindestens ein Anschlagselement 24, welches in einer Richtung senkrecht zur Ebene 39 beabstandet vom Kontaktelement 3 angeordnet ist. Am Anschlagselement 24 steht die jeweilige Stromschiene an, welche durch eine durch die federnden Kontaktstege 32 bereitgestellte Kraft vom Kontaktelement 3 weggedrückt werden. Dabei wird die jeweilige Stromschiene an das entsprechende Anschlagselement 24 gedrückt.
In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform hat das Anschlagselement 24 einerseits die Gestalt einer Wand 240 und andererseits die Gestalt eines Seitenrandes 241. Die Wand
240 dient als Anschlagselement für die zweite Stromschiene 5 und die beiden Seitenränder
241 dienen als Anschlagselement für die erste Stromschiene 4.
Die Wand 240 kann auch als Gehäusewand bezeichnet werden, wobei von der Wand zwei Seitenwände 242 im wesentlichen senkrecht an zwei gegenüberliegenden Kanten wegstehen, wobei am freien Ende der Seitenwand 242 je ein Seitenrand 241 angeformt ist.
Jeder der beiden Aufnahmeräume 21, 22 weist eine lichte Weite LI, L2 auf, welche kleiner ist als die Dicke der jeweiligen Stromschiene 4, 5. Die lichte Weite definiert sich dabei als die Distanz zwischen der Oberkante 33 bzw. Unterkante 35 des Kontaktsteges 32 bis hin zum Anschlagselement 24. Durch die Wahl der kleineren lichten Weite kann das Einfedern der Kontaktstege 32 beim Herstellen der Verbindung sichergestellt werden. Die lichte Weite wird demnach über die Dicke der einzuführenden Stromschiene definiert. Beim Einschieben der ersten Stromschiene 4 wird das Kontaktelement 3 aufgrund der schwimmenden Lagerung leicht angehoben, wobei die Kontaktstege 32 noch nicht oder nur in einem geringen Masse einfedern. Wird dann anschliessend die zweite Stromschiene 5 eingeschoben, so werden die Kontaktstege 32 verdreht, da die Stromschiene 5 jeden der Kontaktstege über die Oberkante 33 verdreht. Die Verdrehung erfolgt dabei an den Torsionsfedergelenken 34 der Kontaktlamelle bzw. des Kontaktelementes 3. Aufgrund der Anordnung des Torsionsfedergelenkes 34 wirkt wie oben beschrieben eine konstante Kraft auf die erste Stromschiene 4 und die zweite Stromschiene 5, da die Kontaktlamellen aufgrund der Vorspannungskraft aus den Torsionsfedergelenken 34 darin bestrebt sind, sich in ihre ursprüngliche Position zurückzubewegen. Mit anderen Worten heisst dies, dass die erste Stromschiene 4 bei eingeführter zweiter Stromschiene 5 über eine von den Torsionsfedergelenken 34 bereitgestellte Kraft gegen den Anschlag 24 gedrückt wird. Je nach Dimension kann es aber auch sein, dass beim Einschieben der ersten Stromschiene 4 die Kontaktstege 32 verdreht werden, da die Stromschiene 4 jeden der Kontaktstege über die Unterkante 35 verschiebt.
Beim Einschieben der zweiten Stromschiene 5, wenn sich die erste Stromschiene 4 bereits im ersten Aufnahmeraum 21 befindet, kontaktiert also die zweite Stromschiene 5 die Kontaktstege 32 über die Oberkante 33. Die Dimension der Stromschienen 4, 5 ist dabei derart gewählt, dass immer eine durch die Torsionsfedergelenke 34 bereitgestellte Kraft auf beide Stromschienen 4, 5 wirken und diese immer nach aussen, also gegen die Anschlagselemente 24 drücken.
Unabhängig von der Bezeichnung der beiden Stromschienen ist es auch möglich, dass die zweite Stromschiene 5 vor der ersten Stromschiene 4 eingeschoben wird, wobei die oben beschriebenen Vorgänge gleichermassen gelten. Das Kontaktelement 3 ist hier derart im Innenraum angeordnet, dass beim Einschieben der Stromschienen der Winkel α zwischen den Kontaktstegen 32 und dem Trägerband verkleinert wird. Die Kontaktstege 32 liegen dabei derart zu der Stromschiene, dass die Stromschiene den jeweiligen Kontaktsteg 32 über eine Schwenkbewegung zum Trägerband 31 bzw. zur Ebene 39 drückt. Während des Einschiebens kontaktiert die Stromschiene 4, 5 mit der Kante, welche durch die Stirnseite 40 und die Kontaktfläche 42 gebildet werden, die zur Kante gerichtete Oberfläche des Kontaktsteges 32 und drückt diesen dann gegen das Trägerband, wobei der Kontaktsteg 32 über die entsprechende Oberkante 33 bzw. Unterkante 35 an der Kontaktoberfläche 42 ansteht. Mit anderen Worten kann auch gesagt werden, dass die beiden Stromschienen 4, 5 durch die Torsionsfedergelenke 34 und die Kontaktstege 32 voneinander weggedrückt werden, wobei die Stromschienen 4, 5 an den jeweiligen Anschlagselementen 24 anstehen. Die Dimensionen der Stromschienen 4, 5, der Aufnahmeräume 21, 22 und des Kontaktelementes 3 sind dabei derart gewählt, dass im wesentlichen zu jeder Zeit eine Kraft vom Kontaktelement 3 auf die Stromschienen 4, 5 wirkt. Dies wird dahingehend erzielt, wenn die Distanz zwischen den beiden Stromschienen in dem im Gehäuse liegenden Zustand kleiner ist, als die Distanz zwischen der Oberkante 33 und der Unterkante 35 der Kontaktstege senkrecht zu den Stromschienen gesehen.
Aufgrund der Stabilität des Gehäuses 2 bleibt diese Kraft während der gesamten Gebrauchsdauer konstant, was bezüglich der definierten Kontaktierung zwischen Kontaktstege 32 und der jeweiligen Kontaktoberfläche 42, 52 der Stromschienen 4, 5 von grossem Vorteil ist. Eine definierte Kontaktierung ist eine Voraussetzung, um eine gute und konstante Übertragung von elektrischer Energie über die gesamte Gebrauchsdauer zu erzielen.
In Richtung der jeweiligen longitudinalen Achse AI bzw. A2 ist der jeweilige Aufnahmeraum durch entsprechendes Begrenzungselement 27 begrenzt. Das Begrenzungselement 27 erstreckt sich dabei von den jeweiligen Anschlagselementen 24 im wesentlichen senkrecht oder winklig, so dass der jeweilige Aufnahmeraum 21, 22 durch das Begrenzungselement 27 begrenzt wird. Das Begrenzungselement 27 hat im wesentlichen zwei Funktionen. Einerseits stellen die Begrenzungselemente 27 einen Anschlag für die Stromschienen 4, 5 dar.
Im Bereich der Zugangsöffnungen 28, 29 können zudem Einführhilfen 280 und 290 vorgesehen sein. Beide Einführhilfen 280, 290 stehen winklig zur longitudinalen Achse A so dass die lichte Weite der Zugangsöffnungen 28, 29 vom Innenraum 20 her gesehen zum Ende der Zugangsöffnung 28, 29 zunimmt, so dass beim Einführen der jeweiligen Stromschiene der Querschnitt, also die lichte Weite kontinuierlich abnimmt. Seitliche Einführhilfen 281 , 291 in der Gestalt von Laschen können links und rechts vom Innenraum 20 angeordnet sein. In der gezeigten Ausführungsform stehen die jeweiligen Einführhilfen 280, 281, 290, 291 mit dem entsprechenden Begrenzungselement 27 in Verbindung. Vorzugsweise ist das Gehäuse 2 aus einem metallischen Werkstoff gefertigt, so dass die Stabilität des Gehäuses über die gesamte Einsatzdauer konstant bleibt. Die Wahl eines metallischen Werkstoffes hat zudem den Vorteil, dass die Wärme aus dem Kontaktbereich zwischen den beiden Stromschienen weggeführt werden kann. Insofern wirkt das Gehäuse auch als Kühlelement. Das Gehäuse kann beispielsweise aus einem Blech durch stanzen, biegen und/oder umformen hergestellt werden.
Entsprechende Kunststoffe können aber auch eingesetzt werden, wobei ein Augenmerk auf die Formstabilität zu richten ist, da eine Verformung des Gehäuses über die Zeit negative Auswirkungen auf die Qualität des elektrischen Kontaktes haben kann.
Das Gehäuse 2 dient nicht nur zur Bereitstellung der Anschlagselemente in Richtung senkrecht zur Ebene gesehen, sondern stellt auch die Führung und die Positionierung der beiden Stromschienen sicher. Bevorzugterweise wird die Verbindung wie folgt hergestellt. In einem ersten Schritt wird das Verbindungselement über die erste Stromschiene 4 geschoben, so dass diese in den ersten Aufnahmeraum 21 einragen kann. Dabei werden die Kontaktstege 32 über eine Verschwenkbewegung aus der ursprünglichen Lage bewegt. In einem zweiten Schritt kann die zweite Stromschiene 5 in den zweiten Aufnahmeraum geschoben werden, wobei die zweite Stromschiene 5 ebenfalls einen Kontakt mit den Kontaktstegen eingeht.
Alternativ ist eine umgekehrte Herstellung der Verbindung auch möglich, wobei hier das Verbindungselement zuerst über die zweite Stromschiene 5 geschoben wird, so dass diese in den zweiten Aufnahmenraum 22 einragt, und dann die erste Stromschiene 4 in den ersten Aufnahmeraum 21 eingeführt wird. Beim Einführen der ersten Stromschiene 4 werden dann die Kontaktstege 32 über eine Schwenkbewegung aus der ursprünglichen Lage verdreht bzw. verschwenkt so wie dies oben beschrieben wird. Die Figuren 8 und 9 zeigen eine weitere Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen und es wird auf die obige Beschreibung verwiesen. Zusätzlich umfasst die weitere Ausfuhrungsform eine vom Gehäuse 2 abstehende Positionierungslasche 300. Die Positionierungslasche 300 dient als Element, der Positionierung des Gehäuse 2 in einem übergeordneten System, so dass das Gehäuse 2 die korrekte Lage einnimmt. Des Weiteren wird das Kontaktelement 3 nach einem anderen Verfahren in das Gehäuse 2 eingesetzt. Hierdurch kommt das Gehäuse 2 und auch das Kontaktelement 3 ohne Montageöffnungen aus. Das Kontaktelement 3 wird mittels eines Werkzeuges in den Innenraum 20 hineingezogen und kommt im Innenraum 20 dann mit den bereits geformten Lagerstellen 23 in Kontakt. Das Einziehen des Kontaktelementes 3 erfolgt in Richtung R3 bzw. R3\
Sobald das Kontaktelement 3 im Innenraum 20 liegt, werden die Anschläge 234 sowie daran angeformte Trichterlaschen 237 gebogen, so dass das Verbindungselement 1 im Innenraum 20 bezüglich einer Bewegung in Richtung R3 bzw. R3' ebenfalls gesichert ist. Die Trichterlaschen 237 sind optional, das heisst auch in der zweiten Ausfuhrungsform könnte auch diese verzichtet werden.
BEZUGSZEICHENLISTE Verbindungselement
Gehäuse 230 Schlitz
Kontaktelement 231 freies Ende
erste Stromschiene 232 Stirnseite
zweite Stromschiene 233 Montageöffnungen
234 Anschlag
Innenraum 235 Montageöffnungen erster Aufnahmeraum 236 Lagerfläche
zweiter Aufnahmeraum 237 Trichterlaschen
Lagerstellen
Anschlagselement 240 Wand
Begrenzungselement 241 Seitenrand
erste Zugangsöffnung 242 Seitenwand
zweite Zugangsöffnung
280 Einführhilfen
Trägerband 290 Einführhilfen
Kontaktstege 281 seitliche Einführhilfen Oberkante 291 seitliche Einführhilfen Torsionsfedergelenk
Unterkante 300 Positionierungslasche Ebene
L Lichte Weite Innenraum Stirnseite LI Lichte Weite erster Seiten wände Aufnahmeraume
Kontaktfläche L2 Lichte Weite zweiter Oberfläche Aufnahmeraum
Stirnseite
Seitenwände El Einschubrichtung Kontaktfläche E2 Einschubrichtung Oberfläche

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verbindungselement (1) zur Vermittlung eines elektrischen Kontaktes zwischen zwei Stromschienen, wobei das Verbindungselement (1) ein Gehäuse (2) mit einem Innenraum (20) und ein Kontaktelement (3), welches im Innenraum (20) gelagert ist, umfasst, wobei jede der beiden Stromschienen entlang von einer Einschubrichtung (El, E2) in das Gehäuse (2) einschiebbar sind;
wobei das Kontaktelement (3) den Innenraum (20) entlang einer Ebene (39) in mindestens einen ersten Aufnahmeraum (21) zur Aufnahme einer ersten Stromschiene (4) und einen zweiten Aufnahmeraum (22) zur Aufnahme einer zweiten Stromschiene (5) aufteilt,
wobei mit dem Kontaktelement (3) ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten Stromschiene (4) und der zweiten Stromschiene (5) vermittelbar ist,
wobei das Kontaktelement (3) durch mehrere Lagerstellen (23) im Innenraum (20) des Gehäuses (2) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine der Lagerstellen (23) aus einer Seitenwand (242) in den Innenraum (20) einragt, wobei die Seitenwand (242) in einer quer zur Ebene (39) orientierten Querebene (Q) liegt und wobei die Lagerstelle für das Kontaktelement (3) eine Bewegungsbegrenzung in mindestens eine Translationsrichtung (Rl, Rl ') bereitstellt.
2. Verbindungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Translationsrichtung (Rl, Rl ') im Wesentlichen rechtwinklig zur Ebene (39) verläuft, wobei das Kontaktelement vorzugsweise schwimmend in der besagten Lagerstelle gelagert ist.
3. Verbindungselement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass eine der besagten Lagerstellen (23) eine Doppellagerstelle ist, welche ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes (3) für das Kontaktelement (3) eine Bewegungsbegrenzung in zwei entgegen einander verlaufende Translationsrichtungen (Rl, Rl ') bereitstellt; und/oder
dass eine der besagten Lagerstellen (23) eine Einfachlagerstelle ist, welche ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes (3) für das Kontaktelement (3) eine Bewegungsbegrenzung in eine Translationsrichtungen (Rl, Rl ') bereitstellt.
4. Verbindungselement (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens drei, vorzugsweise vier, Doppellagerstellen (23) angeordnet sind, wobei zwei Doppellagerstellen (23) von einer ersten Seitenwand in den Innenraum (20) einragen, und wobei eine Doppellagerstelle (23) oder zwei Doppellagerstellen (23) von einer der ersten Seitenwand (242) gegenüberliegenden Seitenwand in den Innenraum (20) einragen;
oder dass von einer ersten Seitenwand (242) mindestens eine Doppellagerstelle in den Innenraum (20) einragt und dass von einer der ersten Seitenwand (242) gegenüberliegenden Seitenwand mindestens zwei Einfachlagerstellen in den Innenraum (20) einragen, wobei eine der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in eine der Translationsrichtungen (Rl) begrenzt und wobei die andere der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in die entgegengesetzte Translationsrichtung (Rl ') begrenzt;
oder dass von einer ersten Seitenwand (242) mindestens zwei Einfachlagerstellen in den Innenraum (20) einragen, wobei eine der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in eine der Translationsrichtungen (Rl) begrenzt und wobei die andere der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in die entgegengesetzte Translationsrichtung (Rl ') begrenzt und dass von einer der ersten Seitenwand (242) gegenüberliegenden Seitenwand mindestens zwei Einfachlagerstellen in den Innenraum (20) einragen, wobei eine der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in eine der Translationsrichtungen (Rl) begrenzt und wobei die andere der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in die entgegengesetzte Translationsrichtung (Rl ') begrenzt.
5. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei bezüglich des Innenraums gegenüber einander Lagerstellen (23) vorhanden sind, wobei diese zwei gegenüberliegend angeordneten Lagerstellen (23) ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes (3) eine Bewegungsbegrenzung für das Kontaktelement in zwei entgegen einander verlaufende zweite Translationsrichtungen (R2, R2') bereitstellt, wobei die zweite Translationsrichtung im Wesentlichen quer zur Einschubrichtung und parallel zur Ebene (39) verläuft.
6. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppellagerstelle (23) einen Schlitz (230) zur Aufnahme des Kontaktelementes (3) aufweist.
7. Verbindungselement (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (230) in eine Richtung rechtwinklig zur besagten Ebene breiter als die Dicke des Kontaktelementes ausgebildet ist, derart, dass Spiel zwischen dem Schlitz und dem Kontaktelement bereitgestellt wird.
8. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfachlagerstelle durch eine Lagerfläche bereitgestellt wird.
9. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (230) bzw. die Lagerfläche innerhalb einer Gruppe von Lagerstellen (23) bezüglich der Ebene (39) versetzt zueinander angeordnet sind.
10. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in Einschubrichtung (El, E2) gesehen näher an einer Zugangsöffnung (28, 29) liegenden Schlitze (230) bzw. die Lagerflächen in einem grösseren Abstand (AI, A2) zu der Wand (240), die mit der Stromschiene (4,5) in Kontakt kommt, liegen als die weiter entfernt zur Zugangsöffnung (28, 29) liegenden Schlitze bzw. Lagerflächen.
1 1. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstellen (23) aus dem Gehäuse (2) hinausgebogene Stege sind, welche in den Innenraum (20) einragen, wobei die Stege vorzugsweise in einem Winkel winklig geneigt zur Längsachse (L) stehen, wobei der Winkel zwischen 10° und 170° ist.
12. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (230) am freien Ende (231) des Steges angeordnet ist und sich in eine das freie Ende abschliessende Stirnseite (232) in den Steg hinein erstreckt, wobei der Schlitz (230) in der Stirnseite (232) offen ausgebildet ist und/oder dass die Lagerfläche am freien Ende (231) des Steges angeordnet ist.
13. Verbindungselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (3) in zwei entgegen einander verlaufende dritte Translationsrichtungen (R3, R3'), welche parallel zur Einschubrichtung (El, E2) verlaufen, schwimmend im Innenraum (20) gelagert ist, so dass das Kontaktelement in dieser dritten Translationsrichtung (R3, R3') innerhalb definierten Grenzen bewegbar ist, wobei Grenzen durch einen Anschlag (234) bereitgestellt werden.
14. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) durch eine Wand (240), zwei von der Wand (240) an gegenüberliegenden Kanten angeformten und im wesentlichen senkrecht von der Wand (240) abstehenden Seitenwänden (242) und durch an den Seitenwänden (242) angeformten Seitenrändern (241) bereitgestellt wird.
15. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) eine oder mehrere Montageöffnungen (233) aufweist, welche vorzugsweise derart angeordnet sind, dass ein Zugriff für ein Werkzeug auf das Kontaktelement (3) geschaffen werden kann und/oder dass das Kontaktelement (3) eine oder mehrere Montageöffnungen (235) aufweist, in welche ein Werkzeug eingreifen kann.
16. Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) im Bereich der Zugangsöffnungen Führungselemente (280, 281, 290, 291) aufweist, welche das Einführen der Stromschiene erleichtern und/oder dass der Anschlag Teil der Führungselement (280, 281, 290, 291) ist.
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