WO2009100812A2 - Elektrische anschlusseinrichtung - Google Patents

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WO2009100812A2
WO2009100812A2 PCT/EP2009/000459 EP2009000459W WO2009100812A2 WO 2009100812 A2 WO2009100812 A2 WO 2009100812A2 EP 2009000459 W EP2009000459 W EP 2009000459W WO 2009100812 A2 WO2009100812 A2 WO 2009100812A2
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WO
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contact
electrical connection
connection device
spring
tulip
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PCT/EP2009/000459
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WO2009100812A3 (de
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Andreas Schrader
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Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/18—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with the spring member surrounding the socket
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/10—Sockets for co-operation with pins or blades
    • H01R13/11—Resilient sockets
    • H01R13/113—Resilient sockets co-operating with pins or blades having a rectangular transverse section

Definitions

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

Abstract

Elektrische Anschlusseinrichtung zur Übertragung von hohen Stromstärken, umfassend wenigstens einen Flachkontakt mit einer Kontakttulpe und ein Kontaktmesser mit einer vorbestimmten Messerdicke, wobei der Flachkontakt zur Aufnahme des Kontaktmessers mit der vorbestimmten Messerdicke geeignet ist. Eine zur Kontaktierung vorgesehene Kontaktkraft wird durch eine Überfeder in dem Kontaktbereich aufgebracht. Die Kontakttulpe weist in einem unbelasteten Zustand eine freie Eintrittsbreite auf, welche etwa der vorbestimmten Messerdicke des Kontaktmessers entspricht.

Description

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

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Anschlusseinrichtung (1), insbesondere zur Übertragung von hohen Stromstärken, umfassend wenigstens einen Flachkontakt (2) mit einer Kontakttulpe (3) und ein Kontaktmesser (4) mit einer vorbestimmten Messerdicke (5) , wobei der Flachkontakt (2) zur Aufnahme des Kontaktmessers (4) mit der vorbestimmten Messerdicke (5) geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Kontaktierung vorgesehene Kontaktkraft durch eine Überfeder (6) in dem Kontaktbereich (7) aufgebracht wird, und dass die Kontakttulpe (3) in einem unbelasteten Zustand (8) eine freie Eintrittsbreite (9) aufweist, welche etwa der vorbestimmten Messerdicke (5) des Kontaktmessers (4 ) entspricht .
2. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei ein Durchsteckschutz (10) vorgesehen ist.
3. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Überfeder (6) und die Kontakttulpe (3) jeweils eine gleiche Mehrzahl von Kontaktfingerpaaren (11) aufweisen.
4. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei eine Länge (14) der Kontaktfinger (15) der Kontakttulpe (3) erheblich größer als eine Länge (16) der Überfederfinger 17) der Überfeder ist.
5. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche für Kontaktkräfte kleiner 20 Newton ausgelegt ist.
6. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an jedem Kontaktfingerpaar (11) Kontaktkräfte kleiner 5 Newton anliegen.
7. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Kontaktfläche (18) der Kontakttulpe (3) mit einer Silber enthalten Schicht versehen ist.
8. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche für die Übertragung von Stromstärken größer 80 Ampere und insbesondere für die Übertragung von Stromstärken größer 100 Ampere geeignet ist
9. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontakttulpe (3) wenigstens teilweise aus Kupfermaterial und/oder die Überfeder im Wesentlichen aus Stahlmaterial besteht.
10. Elektrische Anschlusseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche an einer Grundleiste angeordnet und/oder als Stecker ausgeführt ist.
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