WO2019243158A1 - Klemmvorrichtung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a clamping device for electrically conductive contacting of at least one connection of an electrical device.
- Clamping devices are known from practice which have at least two mutually adjustable clamping legs.
- the clamping legs each have a contact claw on their contact side facing a connection, which is in direct contact with the connection when the clamping device is clamped on the connection.
- Known clamping devices usually also have a clamping means in order to adjust the clamping device either into a contact position in which the contact claws are tilted relative to one another so that they serve to contact a connection or engage a connection on both sides, and a rest position in which the two Contact claws are arranged at a greater distance from one another than the contact position.
- a contact force between the connection and the contact claws can be determined, for example, by the clamping means when it prestresses the clamping device in the direction of the contact position. Regardless of how the contact position is realized, previously known clamping devices have the problem that electrical currents are not transmitted satisfactorily and this results in a high level of heat, which can lead to critical heating of the clamping device. In addition, previously known contact claws can leave impressions or scratches on a connection due to the contact force possibly caused by the clamping means in the contact position.
- the document DE 101 10 367 A1 shows, in particular in FIG. 1, a clamp with two clamping parts that can be understood as clamping legs. Insulating plates are arranged on the inside of the terminal parts in order to prevent an electrical connection between the connecting wires, which can be regarded as contact pins, and the terminal parts.
- Document DE 89 10 892 U1 is aimed at hand-held pliers of a welding machine.
- Figure 1 shows that sheets are welded between two electrodes like a clamp.
- FIG. 3 shows two clamping legs which have elevations on their inner sides in order to be able to engage in a form-fitting manner in the guide rail. These elevations each flank a contact means which is designed for the current-conducting contacting of the guide rail.
- JP 2014-209418 A discloses and shows, in particular in FIG. 4, a clamping device with two clamping legs, the structure arranged on the clamping leg and not provided with a reference number being able to be understood as a contact plate.
- This contact plate carries contact means for electrical contact with a contact partner.
- JP 2010-145419 A is directed to a clamping device, which is shown in Figure 1 and comprises two clamping legs.
- the clamping legs each have a bead section on the contact side, which, in the case of a functional design, can be regarded as a contact plate. These beads each carry a contact agent.
- the invention is therefore based on the object of providing a clamping device for electrically conductive contacting of at least one connection of an electrical device which overcomes the disadvantages of the prior art, in particular in that it leads to less heat development and prevents damage to a connection by contacting ,
- a clamping device for electrically contacting at least one connection of an electrical device comprising two clamping legs, each of which has a contact plate on a contact side that can be turned to a connection, and which each comprise at least one rigid or flexible contact means which is integrally connected to the respective one Contact plate is connected, wherein each of the two clamping legs has a contact pin galvanically isolated from the contact means of the corresponding clamping leg for voltage measurement, the clamping legs being mounted such that they can be tilted against one another on a common tilting axis and the clamping device optionally between a contact position in which the contact plates are tilted in this way, so that the contact means and the contact pins are designed for contacting a connection and the contact plate the connection indirectly via the contact means clocked, and a rest position is adjustable, in which the contact plates are arranged at a greater distance from each other compared to the contact position, and a clamping means for biasing the clamping device in one of its two positions.
- the invention is based on the knowledge that the use of a flexible contact means can be designed in such a way that it can rest on the connection over a large area or at least over a larger area than contact claws, in order thus to form the largest possible contact area, as a result of which high currents can be transmitted well leads to less heat.
- the contact means is a separate component from the contact plate.
- a flexible contact means is understood to mean a contact means which is either flexible in itself or is rigidly designed and flexibly mounted.
- the contact plate now contacts the connection only indirectly or by means of the contact means. Since the contact means themselves are flexible to a certain extent, no marks or scratches can be caused by contacting the connection.
- a rigid contact means also forms a component separate from the contact plate.
- a rigid contact means is inherently rigid and at least not directly flexible.
- the contact pins which are preferably either spring-loaded or spring-loaded, are galvanically separated from the contact means, and therefore enable voltage measurement or four-pole measurement directly at the contact point of the connection.
- the clamping means can either pretension the clamping device into the contact pitch, so that if there is no external force, the contact means of the two contact plates against one another issue.
- the clamping device can also pretension the clamping device into the rest position, in which there is a greater distance between the two contact plates than in the contact position.
- the contact means covers between 50% to 100%, preferably between 70% to 100%, even more preferably at least 90% of the arrangement surface of the contact plate protruding from the clamping leg.
- the contact means of each clamping leg is formed in two parts.
- the two parts of the contact means can be arranged, for example, side by side or one behind the other in the longitudinal direction of the clamping device.
- a gap that extends through the contact means can be formed, in which, for example, the contact pin can be arranged.
- each part of the two-part contact means is cuboid and between 2mm and 5mm high, between 5mm and 15mm long and between 15mm and 20mm wide, preferably 3mm high, 10mm long and 17.5mm wide.
- contact means can be formed, which form the largest possible contact area with a conventional clamping device size.
- the contact means is a contact pad selected from the group comprising metal braid, metal foam, metal knitted fabric and / or metal fleece, the metal is preferably copper.
- the metal can also be an alloy, preferably comprising copper. All of these contact means can be designed so flexibly that no pressure or scratch damage occurs at the connections. They are also very light and particularly suitable due to their electrical and thermal conductivity.
- the contact means comprises CU-ETP, CU-FRHC and / or CU-FRTP.
- CU-ETP is an oxygen-containing copper produced by electrolytic refining, which has a very high conductivity for heat and electricity.
- CU-FRHC is also a copper and contains up to 0.04% oxygen, which is present in copper as copper oxide (Cu 2 0). These types of copper with a high electrical conductivity of at least 58 m / ( omm 2 ) are particularly suitable for use in the clamping device according to the invention.
- CU-FRHC is also one of the oxygen-containing unalloyed copper grades with high conductivity values.
- the contact means is tinned. This serves in particular to protect against corrosion and the solderability of the contact means.
- the tinning can, for example, by means of
- Hot-dip tinning, galvanic tinning, reflow tinning or chemical tinning are carried out, in which case the contact agent is immersed in a suitable solution.
- the contact means is integrally connected to the contact plate, preferably soldered. This ensures a permanent and secure hold of the contact means on the contact plate.
- the clamping device comprises an adjusting means for adjusting the clamping device against the bias of the clamping means from one of its two positions to the other position, which is preferably on the contact side in FIG Longitudinally opposite back of the clamping device is arranged. Such an adjustment means is used for simple and quick adjustment and permanent holding of an adjusted position of the clamping device.
- Various designs of adjustment means are conceivable.
- the adjusting means comprises two rolling means, one of which is arranged on the rear of a clamping leg, and an expanding means designed to push the two rolling means apart.
- the tensioning means pretension the clamping device into its rest position.
- the clamping device is open in the absence of external forces.
- the spreading means can, for example, be wedge-shaped and penetrate in the longitudinal direction of the clamping device into the intermediate region between the two rolling means in order to move them away from one another and thus to move the two contact plates towards one another against the biasing force of the clamping means. When the spreading means is retracted between the rolling means, the clamping device is closed on its contact side.
- the adjusting means comprises an eccentric means which is arranged on the rear of a clamping leg and which is designed to rest on the other clamping leg.
- the adjusting means can comprise a flexible hollow body which can optionally be filled and emptied with a gas, preferably a bellows, arranged between the rear ends of the clamping legs.
- the adjusting means comprises a toggle lever, arranged between the rear ends of the clamping legs.
- the use of a clamping device according to one of claims 1 to 13 is therefore proposed for the electrically conductive contacting of at least one connection of an electrical device, in particular as use as a high-current terminal.
- FIG. 1 shows a schematic front view of a first embodiment of a clamping device according to the invention in the rest position
- FIG. 2 shows a schematic rear view of the clamping device according to FIG.
- Fig. 3 is a side view of the clamping device of FIG. 1 in
- Fig. 4 is an exploded view of the clamping device according to Fig. 1, and
- Fig. 5 is a schematic rear view of a second embodiment of the clamping device according to the invention in the rest position.
- FIG. 1 shows a schematic front view of a clamping device 2 in a first embodiment, this embodiment differing from the second embodiment shown in FIG. 5 by the adjustment means. Both embodiments can be used, for example, as a high-current terminal, and the transmitted high current can have a voltage of approximately 10 kilovolts.
- the clamping device 2 is suitable for electrically conductive contacting of at least one connection 4 of an electrical device.
- the electrical device can be a battery cell, for example.
- the clamping device 2 comprises two clamping legs 6, which are of identical design, as shown in FIG. 4. The formation of the clamping leg 6 as identical identical parts leads, among other things, to low production costs.
- the clamping legs 6 can be made of plastic and have a largely rectangular base body.
- the two clamping legs 6 are connected along a tilt axis 8 which extends through a plug pin 10.
- the pin 10 protrudes through three eyelets 48 of each clamping leg 6 and has an annular groove 46 in each of its two end regions, in which a latching element 44 engages to secure the pin 10.
- a clamping means in the form of a double leg spring 12 is mounted on the pin 10 in the central region thereof.
- any other clamping means can also be arranged for entering a suitable pretensioning force.
- Each clamping leg 6 has a contact plate 16, in particular in one piece, on its contact side 14 facing the connection 4. Each contact plate 16 protrudes by a length L from the contact side 14 of the corresponding clamping leg 6.
- the contact plates 16 have a width B which is narrower than the width of the clamping legs 6.
- the contact plates 16, which are preferably formed in one piece, are rectangular and have a recess 18 on their side facing the corresponding clamping leg 6.
- Each contact plate 16 is formed from or comprises a metallic material and is used to conduct electrical currents.
- Each contact plate 16 comprises a two-part, flexible contact means 20.
- the contact means 20 is used for direct contacting of the connection 4, so that the contact plate 16 only makes an indirect contact to the connection 4.
- Each part of the two-part contact means 20 is cuboid and has a height h, a length I and a width b.
- the two parts of each two-part contact means 20 are preferably of identical design.
- the arrangement surface 22 of each contact plate 16 protruding from the clamping leg 6 is covered at most with the corresponding contact means 20, whereby this overlap can be between 50% and 100%.
- the contact means 20 is arranged on the arrangement surface 22.
- Each contact means 20 is designed as a contact pad and as a metal braid, preferably comprising copper. It is conceivable that the copper is an oxygen-containing CU-ETP and tinned. Each contact means 20 or each part of each contact means 20 is integrally connected, preferably soldered, to the corresponding contact plate 16.
- Each of the two clamping legs 6 has a contact pin 24 which is electrically isolated from the contact means 20 of the corresponding clamping leg 6 and which is in direct contact with the connection 4 in the contact position of the clamping device 2.
- Each contact pin 24 is arranged in a gap 50 formed between the two parts of each contact means 20.
- FIGS. 1 and 3 A summary of FIGS. 1 and 3 shows that the clamping device 2 optionally between a contact position shown in FIG. 3, in which the contact plates 16 are tilted in such a way that the contact means 20 and the contact pins 24 are designed for electrically conductive contacting of the connection 4 , and a rest position shown in FIG. 1 is adjustable, in which the contact plates 16 are arranged at a greater distance from one another than the contact position are.
- the clamping device 2 according to FIG. 1 is open and closed according to FIG. 3.
- the tensioning means serves to bias the clamping device 2 into the rest position.
- each clamping leg 6 comprises two connection recesses 26 for current-conducting connecting lines 28.
- the connecting lines 28 arranged on a clamping leg 6 are electrically connected to the contact plate 16 also arranged on this clamping leg and consequently also with the one arranged thereon Contact means 20 connected.
- Each part of each contact means 20 is preferably assigned a separate connecting line 28, so that four connecting lines 28 are provided for four parts of contact means 20 in the embodiments shown.
- the connecting lines 20 can, for example, be fixedly attached to the respective clamping leg 6 with rivets. However, a detachable mounting by means of screws is also conceivable, or a detachable connection by means of a plug-in system or a quick-change cable system.
- the contact position shown in FIG. 3 is achieved in that, in order to adjust the clamping device 2 against the biasing force of the clamping means from its rest position, an adjusting means is provided on the rear side 30.
- the adjusting means comprises two rolling means 32, one of which is arranged on the rear of each clamping leg 6.
- the rolling means 32 can either be curved surfaces of the clamping legs 6 or separate elements, which are each rotatably mounted about an axis of rotation passing through a rolling means pin 40.
- this adjusting means comprises an expansion means 34, which is designed to push the two rolling means 32 apart.
- the expansion means 34 is wedge-like formed with two bevels 36 for the rolling means 32.
- the spreading means 34 is moved into the space between the two rolling means 32 and held there.
- Both clamping legs 6 now tilt over the tilt axis 8 such that the contact means 20 and the contact pins 24 rest on both sides of a connection 4 designed as a connecting lug for producing an electrical contact. There is a between the two clamping legs
- the second embodiment shown in FIG. 5 has one
- Clamping device which has a toggle lever 38 arranged on the rear side 30, which is arranged between the rear ends of the clamping legs 6 and presses these rear ends apart to produce the contact position.
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Abstract
Die Zusammenfassung betrifft eine Klemmvorrichtung (2) zur elektrisch leitenden Kontaktierung zumindest eines Anschlusses (4) einer elektrischen Vorrichtung, umfassend zwei Klemmschenkel (6), welche jeweils an einer einem Anschluss (4) zuwendbaren Kontaktseite (14) jeweils eine Kontaktplatte (16) aufweisen und welche jeweils zumindest ein starres oder flexibles Kontaktmittel (20) umfassen, welches stoffschlüssig mit der jeweiligen Kontaktplatte (16) verbunden ist, wobei jeder der beiden Klemmschenkel (6) einen von dem Kontaktmittel (20) des entsprechenden Klemmschenkels (6) galvanisch getrennten Kontaktstift (24) zur Spannungsmessung aufweist, wobei die Klemmschenkel (6) gegeneinander verkippbar an einer gemeinsamen Kippachse (8) gelagert sind und die Klemmvorrichtung (2) wahlweise zwischen einer Kontaktstellung, in welcher die Kontaktplatten (16) derart verkippt sind, so dass die Kontaktmittel (20) und die Kontaktstifte (24) zur Kontaktierung eines Anschlusses (4) ausgebildet sind und die Kontaktplatte den Anschluss (4) indirekt über die Kontaktmittel kontaktiert, und einer Ruhestellung verstellbar ist, in welcher die Kontaktplatten (20) mit einem gegenüber der Kontaktstellung größeren Abstand zueinander angeordnet sind, und ein Spannmittel zum Vorspannen der Klemmvorrichtung (2) in eine ihrer beiden Stellungen.
Description
Klemmvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung zur elektrisch leitenden Kontaktierung zumindest eines Anschlusses einer elektrischen Vorrichtung.
Aus der Praxis sind Klemmvorrichtungen bekannt, welche zumindest zwei gegeneinander verstellbare Klemmschenkel aufweisen. Die Klemmschenkel weisen jeweils an ihrer einem Anschluss zuwendbaren Kontaktseite eine Kontaktkralle auf, welche bei an dem Anschluss angeklemmter Klemmvorrichtung in direktem Kontakt mit dem Anschluss steht.
Üblicherweise weisen bekannte Klemmvorrichtungen zudem ein Spannmittel auf, um die Klemmvorrichtung entweder in eine Kontaktstellung, in welcher die Kontaktkrallen derart zueinander verkippt sind, sodass sie zur Kontaktierung eines Anschlusses dienen bzw. einen Anschluss beidseitig angreifen, und einer Ruhestellung verstellbar ist, in welcher die beiden Kontaktkrallen mit einem gegenüber der Kontaktstellung größeren Abstand zueinander angeordnet sind.
Eine Kontaktkraft zwischen dem Anschluss und den Kontaktkrallen kann beispielsweise durch das Spannmittel bestimmt werden, wenn es die Klemmvorrichtung in Richtung Kontaktstellung vorspannt. Unabhängig davon, wie die Kontaktstellung realisiert wird, weisen bisher bekannte Klemmvorrichtungen das Problem auf, dass elektrische Ströme nicht zufriedenstellend übertragen werden und dadurch eine hohe Wärmeentwicklung entsteht, welche zu einer kritischen Erwärmung der Klemmvorrichtung führen kann.
Zudem können aufgrund der evtl spannmittelverursachten Anpresskraft in der Kontaktstellung bisher bekannte Kontaktkrallen Abdrücke oder Kratzer an einem Anschluss hinterlassen.
Die Druckschrift DE 101 10 367 A1 zeigt insbesondere in Figur 1 eine Klemme mit zwei als Klemmschenkel auffassbaren Klemmteilen. An den Innenseiten der Klemmenteile sind Isolierplättchen angeordnet, um eine elektrische Verbindung zwischen den als Kontaktstifte auffassbaren Anschlussdrähten und den Klemmenteilen zu verhindern.
Druckschrift DE 89 10 892 U1 ist auf eine Handpunktzange eines Schweißgerätes gerichtet. Figur 1 zeigt, dass Bleche zwischen zwei Elektrodenklemmartig verschweißt werden.
Druckschrift US 2011/0051433 A1 offenbart Leuchtmittel, welche über eine in Figur 4 gezeigte Klemmvorrichtung an eine elektrisch stromführende Führungsschiene anklemmbar sind. Insbesondere zeigt Figur 3 zwei Klemmschenkel, welche auf ihren Innenseiten Erhöhungen, aufweisen, um formschlüssig in die Führungsschiene eingreifen zu können. Diese Erhöhungen flankieren jeweils ein Kontaktmittel, welches zur stromleitenden Kontaktierung der Führungsschiene ausgebildet ist.
Druckschrift JP 2014-209418 A offenbart und zeigt insbesondere in Figur 4 eine Klemmvorrichtung mit zwei Klemmschenkeln, wobei der auf dem Klemmschenkel angeordnete und mit keinem Bezugszeichen versehene Aufbau als Kontaktplatte aufgefasst werden kann. Diese Kontaktplatte führt Kontaktmittel zur elektrischen Kontaktierung mit einem Kontaktpartner.
Druckschrift JP 2010-145419 A ist gerichtet auf eine Klemmvorrichtung, welche in Figur 1 gezeigt ist und zwei Klemmschenkel umfasst. Die Klemmschenkel weisen kontaktseitig jeweils einen Wulstabschnitt auf, welcher bei funktionaler Auslegung als Kontaktplatte aufgefasst werden kann. Diese Wülste tragen jeweils ein Kontaktmittel.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Klemmvorrichtung zur elektrisch leitenden Kontaktierung zumindest eines Anschlusses einer elektrischen Vorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet, insbesondere dadurch, dass sie zu einer geringeren Wärmeentwicklung führt und eine Beschädigung eines Anschlusses durch Kontaktierung ausschließt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Klemmvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch die Verwendung der Klemmvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
Erfindungsgemäß wird daher eine Klemmvorrichtung zur elektrisch leitenden Kontaktierung zumindest eines Anschlusses einer elektrischen Vorrichtung vorgeschlagen, umfassend zwei Klemmschenkel, welche jeweils an einer einem Anschluss zu wendbaren Kontaktseite jeweils eine Kontaktplatte aufweisen und welche jeweils zumindest ein starres oder flexibles Kontaktmittel umfassen, welches stoffschlüssig mit der jeweiligen Kontaktplatte verbunden ist, wobei jeder der beiden Klemmschenkel einen von dem Kontaktmittel des entsprechenden Klemmschenkels galvanisch getrennten Kontaktstift zur Spannungsmessung aufweist, wobei die Klemmschenkel gegeneinander verkippbar an einer gemeinsamen Kippachse gelagert sind und die Klemmvorrichtung wahlweise zwischen einer Kontaktstellung, in welcher die Kontaktplatten derart verkippt sind, so dass die Kontaktmittel und die Kontaktstifte zur Kontaktierung eines Anschlusses ausgebildet sind und die Kontaktplatte den Anschluss indirekt über die Kontaktmittel kontaktiert, und einer Ruhestellung verstellbar ist, in welcher die Kontaktplatten mit einem gegenüber der Kontaktstellung größeren Abstand zueinander angeordnet sind, und ein Spannmittel zum Vorspannen der Klemmvorrichtung in eine ihrer beiden Stellungen.
Der Erfindung liegt nämlich die Erkenntnis zugrunde, dass die Verwendung eines flexiblen Kontaktmittels derart ausbildbar ist, dass es großflächig beziehungsweise zumindest großflächiger als Kontaktkrallen, an dem Anschluss anliegen kann, um somit eine möglichst große Kontaktfläche auszubilden, wodurch hohe Ströme gut übertragen werden können, was zu einer geringeren Wärmeentwicklung führt. Das Kontaktmittel ist ein von der Kontaktplatte separates Bauteil.
Als flexibles Kontaktmittel wird ein Kontaktmittel verstanden, welches entweder in sich flexibel ist oder aber starr ausgebildet und flexibel gelagert ist.
Durch den Einsatz der flexiblen Kontaktmittel kontaktiert nunmehr die Kontaktplatte den Anschluss lediglich indirekt beziehungsweise mittels der Kontaktmittel. Da die Kontaktmittel selber zu einem gewissen Grad flexibel sind, können keine Abdrücke oder Kratzer durch eine Kontaktierung an dem Anschluss entstehen.
Auch durch den Einsatz eines starren Kontaktmittels ist ein von der Kontaktplatte separates Bauteil ausgebiidet. Ein starres Kontaktmittel ist in sich starr und zumindest nicht unmittelbar flexibel gelagert.
Die Kontaktstifte, welche vorzugsweise entweder selbst federnd oder aber federnd gelagert sein können, sind galvanisch von den Kontaktmitteln getrennt, und ermöglichen daher eine Spannungsmessung beziehungsweise Vierpolmessung unmittelbar an der Kontaktsstelle des Anschlusses.
Das Spannmittel kann die Klemmvorrichtung entweder in die Kontaktsteilung Vorspannen, sodass bei Ausbleiben einer äußeren Krafteinwirkung die Kontaktmittel beider Kontaktplatten aneinander
anliegen. Das Spannmitel kann die Klemmvorrichtung jedoch auch in die Ruhestellung Vorspannen, in welcher zwischen den beiden Kontaktplatten ein größerer Abstand ist als in der Kontaktstellung vorliegt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Klemmvorrichtung nach der Erfindung überdeckt das Kontaktmittel zwischen 50% bis 100%, vorzugsweise zwischen 70% bis 100%, noch mehr bevorzugt mindestens 90% der aus dem Klemmschenkel herausragenden Anordnungsfläche der Kontaktplatte. Dadurch ist eine größtmögliche Kontaktfläche zwischen dem Kontaktmittel und dem Anschluss zur Verbesserung der Stromübertragung und Reduktion von Wärmeentwicklung realisiert.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Klemmvorrichtung nach der Erfindung ist das Kontaktmitel jedes Klemmschenkels zweiteilig ausgebildet. Die beiden Teile des Kontaktmitels können in Längsrichtung der Klemmvorrichtung beispielsweise nebeneinander oder hintereinander angeordnet sein. Dadurch ist ein das Kontaktmittel durchgreifendes Spalt ausbildbar, in welchem beispielsweise der Kontaktstift anordenbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
Klemmvorrichtung nach der Erfindung ist jeder Teil des zweiteiligen Kontaktmittels quaderförmig ausgebildet und zwischen 2mm und 5mm hoch, zwischen 5mm und 15mm lang und zwischen 15mm und 20mm breit, vorzugsweise 3mm hoch, 10mm lang und 17,5mm breit. Dadurch können Kontaktmittel ausgebildet werden, welche bei einer üblichen Klemmvorrichtungsgröße eine möglichst große Kontaktfläche ausbilden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
Klemmvorrichtung nach der Erfindung ist denkbar, dass das Kontaktmittel ein Kontaktkissen ist, gewählt aus der Gruppe, umfassend Metallgeflecht, Metallschaum, Metallgestrick und/oder Metallvlies, wobei das Metall
vorzugsweise Kupfer ist. Das Metall kann auch eine Legierung sein, vorzugsweise Kupfer umfassend. All diese Kontaktmittel sind derart flexibel ausgestaltbar, dass keine Druck- oder Kratzschäden an Anschlüssen entstehen. Sie sind zudem sehr leicht und besonders aufgrund ihrer elektrischen und thermischen Leitfähigkeit geeignet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Klemmvorrichtung nach der Erfindung umfasst das Kontaktmittel CU-ETP, CU-FRHC und/oder CU-FRTP. CU-ETP ist ein durch elektrolytische Raffination hergestelltes, sauerstoffhaltiges Kupfer, das eine sehr hohe Leitfähigkeit für Wärme und Elektrizität aufweist. Auch CU-FRHC ist ein Kupfer und enthält bis zu 0,04% Sauerstoff, der in Kupfer als Kupfers- Oxid (Cu20) vorliegt. Diese Kupfersorten mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit von mindestens 58m/(omm2 ) eignen sich insbesondere zur Anwendung bei der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung. Auch CU- FRHC zählt zu den sauerstoffhaltigen unlegierten Kupfersorten mit hohen Leitfähigkeitswerten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
Klemmvorrichtung nach der Erfindung ist das Kontaktmittel verzinnt. Dies dient insbesondere dem Korrosionsschutz sowie der Verlötbarkeit des Kontaktmittels. Die Verzinnung kann beispielsweise mittels
Feuerverzinnung, galvanischer Verzinnung, Reflow-Verzinnung oder aber einer chemischen Verzinnung erfolgen, wobei hierbei ein Tauchen des Kontaktmittels in eine geeignete Lösung erfolgt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
Klemmvorrichtung nach der Erfindung ist das Kontaktmittel mit der Kontaktplatte stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verlötet. Dadurch kann ein dauerhafter und sicherer Halt des Kontaktmittels an der Kontaktplatte gewährleistet werden.
Es ist des Weiteren gemäß einer zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform der Klemmvorrichtung nach der Erfindung denkbar, dass die Klemmvorrichtung ein Verstellmittel zum Verstellen der Klemmvorrichtung entgegen der Vorspannung des Spannmittels aus einer ihrer beiden Positionen in die jeweils andere Position umfasst, welches vorzugsweise an der der Kontaktseite in Längsrichtung gegenüberliegenden Rückseite der Klemmvorrichtung angeordnet ist. Ein derartiges Verstellmittel dient dem einfachen und schnellen Verstellen sowie dauerhaften Halten einer verstellten Position der Klemmvorrichtung. Dabei sind diverse Ausführungen von Verstellmitteln denkbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Klemmvorrichtung nach der Erfindung umfasst das Verstellmittel zwei Rollmittel, wovon jeweils eines an einem Klemmschenkel rückseitig angeordnet ist sowie ein Spreizmittel, ausgebildet zum Auseinanderdrücken beider Rollmittel. Bei dieser Ausführungsform ist es zweckdienlich, dass das Spannmittel die Klemmvorrichtung in ihre Ruhestellung vorspannt. Mit anderen Worten ist die Klemmvorrichtung bei Ausbleiben äußerer Krafteinwirkungen geöffnet. Das Spreizmittel kann beispielsweise keilartig ausgeführt sein und in Längsrichtung der Klemmvorrichtung in den Zwischenbereich zwischen den beiden Rollmitteln eindringen, um diese voneinander wegzubewegen und somit entgegen der Vorspannungskraft des Spannmittels die beiden Kontaktplatten aufeinander zuzubewegen. Bei zwischen den Rollmitteln eingefahrerenem Spreizmittel ist die Klemmvorrichtung an ihrer Kontaktseite geschlossen. Es ist denkbar, das Spreizmittel sowohl starr auszubilden wie auch gefedert zu lagern, um einen konstanten Druck auszuüben. Es ist des Weiteren eine Verstellung des Spreizmittels mit Hilfe eines Pneumatik-Zylinders denkbar, was zudem zu einer konstant definierten Krafteinwirkung hinsichtlich der Verstellung der Klemmvorrichtung führen kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Klemmvorrichtung nach der Erfindung umfasst das Verstell mittel ein Exzentermittel, welches an einem Klemmschenkel rückseitig angeordnet ist, und welches ausgebildet ist, um an dem jeweils anderen Klemmschenkel anzuliegen. So kann eine Verstellung beziehungsweise Rotation des Exzentermittels dazu führen, dass die beiden rückseitigen Enden der Klemmschenkel voneinander weg bewegt werden, um die Klemmvorrichtung in ihrer Kontaktstellung zu verbringen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Klemmvorrichtung nach der Erfindung kann das Verstellmittel einen wahlweise mit einem Gas befüll- und entleerbaren flexiblen Hohlkörper umfassen, vorzugsweise einen Balg, angeordnet zwischen den rückseitigen Enden der Klemmschenkel.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Klemmvorrichtung nach der Erfindung umfasst das Verstellmittel einen Kniehebel, angeordnet zwischen den rückseitigen Enden der Klemmschenkel.
Die eingangs genannten Probleme des Standes der Technik werden auch durch die Verwendung einer Klemmvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
Erfindungsgemäß wird daher die Verwendung einer Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur elektrisch leitenden Kontaktierung zumindest eines Anschlusses einer elektrischen Vorrichtung vorgeschlagen, insbesondere als Verwendung als Hochstromklemme.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Ausführungsbeispiele von Klemmvorrichtungen nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Diese zeigen in:
Fig. 1 eine schematische Frontansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung in Ruhestellung, Fig. 2 eine schematische Rückansicht der Klemmvorrichtung nach Fig.
1 in Ruhestellung,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Klemmvorrichtung nach Fig. 1 in
Kontaktstellung,
Fig. 4 eine Explosionsansicht der Klemmvorrichtung nach Fig. 1 , und
Fig. 5 eine schematische Rückansicht einer zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung in Ruhestellung.
In den Figuren sind funktionsgleiche oder zueinander äquivalente Elemente und Baugruppen mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Fig. 1 zeigt eine schematische Frontansicht einer Klemmvorrichtung 2 in einer ersten Ausführungsform, wobei diese Ausführungsform sich von der in Fig. 5 gezeigten zweiten Ausführungsform durch das Verstellmittel unterscheidet. Beide Ausführungsformen sind beispielsweise als Hochstromklemme verwendbar, wobei der übertragene Hochstrom eine Spannung von etwa 10 Kilovolt haben kann.
Die Klemmvorrichtung 2 eignet sich zu elektrisch leitenden Kontaktierung zumindest eines Anschlusses 4 einer elektrischen Vorrichtung. Die elektrische Vorrichtung kann beispielsweise eine Batteriezelle sein. Die Klemmvorrichtung 2 umfasst zwei Klemmschenkel 6, welche identisch ausgebildet sind, wie Fig. 4 zeigt. Das Ausbilden der Klemmschenkel 6 als identische Gleichteile führt unter anderem zu geringen Produktionskosten. Die Klemmschenkel 6 können aus Kunststoff ausgebildet sein und weisen einen weitgehend rechteckigen Grundkörper auf. Die beiden Klemmschenkel 6 sind entlang einer Kippachse 8 verbunden, welche einen Steckstift 10 durchgreift. Der Steckstift 10 ragt durch je drei Steckösen 48 jedes Klemmschenkels 6 und weist in jedem seiner beiden Endbereiche jeweils eine Ringnut 46 auf, in welcher ein Rastelement 44 zum Sichern des Steckstiftes 10 einrastet. Auf dem Steckstift 10 ist in dessen Mittelbereich ein Spannmittel in Form einer Doppelschenkelfeder 12 gelagert. Anstelle oder zusätzlich der Doppelschenkelfeder 12 kann auch jedes andere Spann mittel zum Einträgen einer geeigneten Vorspannkraft angeordnet sein.
Jeder Klemmschenkel 6 weist an seiner dem Anschluss 4 zuwendbaren Kontaktseite 14 eine insbesondere einstückige Kontaktplatte 16 auf. Jede Kontaktplatte 16 ragt um eine Länge L aus der Kontaktseite 14 des entsprechenden Klemmschenkels 6 heraus. Die Kontaktplatten 16 weisen eine Breite B auf, welche schmaler als die Breite der Klemmschenkel 6 ist. Die vorzugsweise einstückig ausgebildeten Kontaktplatten 16 sind rechteckig ausgeführt und weisen an ihrer dem entsprechenden Klemmschenkel 6 zugewandten Seite eine Ausnehmung 18 auf. Jede Kontaktplatte 16 ist aus einem metallischen Werkstoff gebildet oder umfasst einen solchen und dient der Leitung elektrischer Ströme.
Jede Kontaktplatte 16 umfasst ein zweiteilig ausgebildetes und flexibles Kontaktmittel 20. Das Kontaktmittel 20 dient zur direkten Kontaktierung
des Anschlusses 4, sodass die Kontaktplatte 16 lediglich einen indirekten Kontakt zum Anschluss 4 herstellt. Jeder Teil des zweiteiligen Kontaktmittels 20 ist quaderförmig ausgebildet und weist eine Höhe h, eine Länge I und eine Breite b auf. Vorzugsweise sind die beiden Teile jedes zweiteiligen Kontaktmittels 20 identisch ausgebildet. Die aus dem Klemmschenkel 6 herausragende Anordnungsfläche 22 jeder Kontaktplatte 16 ist maximal mit dem entsprechenden Kontaktmittel 20 bedeckt, wobei diese Überdeckung zwischen 50% und 100% liegen kann. Auf der Anordnungsfläche 22 ist das Kontaktmittel 20 angeordnet.
Jedes Kontaktmittel 20 ist als Kontaktkissen ausgebildet und als Metallgeflecht, vorzugsweise ein Kupfer umfassend, ausgebildet. Es ist denkbar, das das Kupfer ein sauerstoffhaltiges CU-ETP sowie verzinnt ist. Jedes Kontaktmittel 20 bzw. jeder Teil jedes Kontaktmittels 20 ist mit der entsprechenden Kontaktplatte 16 stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verlötet.
Jeder der beiden Klemmschenkel 6 weist einen von dem Kontaktmittel 20 des entsprechenden Klemmschenkels 6 galvanisch getrennten Kontaktstift 24 auf, welcher in Kontaktstellung der Klemmvorrichtung 2 in direktem Kontakt mit dem Anschluss 4 steht. Jeder Kontaktstift 24 ist in einem zwischen den beiden Teilen jedes Kontaktmittels 20 ausgebildeten Spalt 50 angeordnet.
Eine Zusammenschau der Fig. 1 und 3 zeigt, dass die Klemmvorrichtung 2 wahlweise zwischen einer in Fig. 3 gezeigten Kontaktstellung, in welcher die Kontaktplatten 16 derart verkippt sind, dass die Kontaktmittel 20 und die Kontaktstifte 24 zur elektrisch leitenden Kontaktierung des Anschlusses 4 ausgebildet sind, und einer in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung verstellbar ist, in welcher die Kontaktplatten 16 mit einem gegenüber der Kontaktstellung größeren Abstand zueinander angeordnet
sind. Mit anderen Worten ist die Klemmvorrichtung 2 gemäß Fig. 1 geöffnet und gemäß Fig. 3 geschlossen. Das Spannmittel dient bei den gezeigten Ausführungsformen zum Vorspannen der Klemmvorrichtung 2 in die Ruhestellung.
Wie eine Zusammenschau der Fig. 2 und 3 zeigt, umfasst jeder Klemmschenkel 6 jeweils zwei Anschlussausnehmungen 26 für stromleitende Anschlussleitungen 28. Die an einem Klemmschenkel 6 angeordneten Anschlussleitungen 28 sind elektrisch mit der ebenfalls an diesem Klemmschenkel angeordneten Kontaktplatte 16 und folglich auch mit dem daran angeordneten Kontaktmittel 20 verbunden. Vorzugsweise ist jedem Teil jedes Kontaktmittels 20 eine separate Anschlussleitung 28 zugeordnet, sodass bei den gezeigten Ausführungsformen vier Anschlussleitungen 28 für vier Teile von Kontaktmitteln 20 vorgesehen sind. Die Anschlussleitungen 20 können beispielsweise mit Nieten fest an dem jeweiligen Klemmschenkel 6 montiert werden. Es ist jedoch auch eine lösbare Montierung mittels Schrauben denkbar oder aber auch eine lösbare Verbindung mittels eines Stecksystems bzw. eines Kabelschnellwechselsystems.
Die in Fig. 3 dargestellte Kontaktstellung wird dadurch erreicht, dass zum Verstellen der Klemmvorrichtung 2 entgegen der Vorspannkraft des Spannmittels aus ihrer Ruheposition ein Verstellmittel an der Rückseite 30 vorgesehen ist. Gemäß der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsform umfasst das Verstellmittel zwei Rollmittel 32, wovon jeweils eines an jedem Klemmschenkel 6 rückseitig angeordnet ist. Die Rollmittel 32 können entweder gebogene Oberflächen der Klemmschenkel 6 ober aber separate Elemente sein, welche je um eine einen Rollmittelstift 40 durchgreifende Drehachse drehbar gelagert sind. Zudem umfasst dieses Stellmittel ein Spreizmittel 34, welches ausgebildet ist zum Auseinanderdrücken beider Rollmittel 32. Das Spreizmittel 34 ist keilartig
mit zwei Anlaufschrägen 36 für die Rollmittel 32 ausgebildet. Zum Verstellen der Klemmvorrichtung 2 in ihre in Fig. 3 gezeigte Kontaktstellung wird das Spreizmittel 34 in den Zwischenraum der beiden Rollmittel 32 eingefahren und dort gehalten. Über die Kippachse 8 verkippen nun beide Klemmschenkel 6 derart, dass die Kontaktmittel 20 und die Kontaktstifte 24 an beiden Seiten eines als Anschlussfahne ausgebildeten Anschlusses 4 zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes anliegen. Zwischen den beiden Klemmschenkeln ist ein
Klemmschenkelzwischenraum 42 ausgebildet. Durch die Flexibilität der Kontaktmittel 20 entstehen durch den Kontakt keine Abdrücke oder Kratzer an dem Anschluss 4.
Die in Fig. 5 gezeigte zweite Ausführungsform weist eine
Klemmvorrichtung auf, welche einen an der Rückseite 30 angeordneten Kniehebel 38 aufweist, welcher zwischen den rückseitigen Enden der Klemmschenkel 6 angeordnet ist und diese rückseitigen Enden auseinander drückt zur Herstellung der Kontaktstellung.
Bezugszeichen
2 Klemmvorrichtung
4 Anschluss
6 Klemmschenkel
8 Kippachse
10 Steckstift
12 Doppelschenkelfeder
14 Kontaktseite
16 Kontaktpate
18 Ausnehmung
20 Kontaktmittel
22 Anordnungsfläche
24 Kontaktstift
26 Anschlussausnehmung
28 Anschlussleitung
30 Rückseite
32 Rollmittel
34 Spreizmitel
36 Anlaufschräge
38 Kniehebel
40 Rollmitelstifte
42 Klemmschenkelzwischenraum 44 Rastelement
46 Ringnut
48 Steckösen
50 Spalt
L Länge der Kontaktplate B Breite der Kontaktplatte
I Länge eines Teils des Kontaktmittels b Breite eines Teils des Kontaktmittels h Höhe eines Teils des Kontaktmittels
Claims
1. Klemmvorrichtung (2)
zur elektrisch leitenden Kontaktierung zumindest eines Anschlusses (4) einer elektrischen Vorrichtung, umfassend
zwei Klemmschenkel (6),
welche jeweils an einer einem Anschluss (4) zuwendbaren
Kontaktseite (14) jeweils eine Kontaktplatte (16) aufweisen und welche jeweils zumindest ein starres oder flexibles Kontaktmittel (20) umfassen, welches stoffschlüssig mit der jeweiligen Kontaktplatte (16) verbunden ist,
wobei jeder der beiden Klemmschenkel (6) einen von dem
Kontaktmittel (20) des entsprechenden Klemmschenkels (6) galvanisch getrennten Kontaktstift (24) zur Spannungsmessung aufweist,
wobei die Klemmschenkel (6) gegeneinander verkippbar an einer gemeinsamen Kippachse (8) gelagert sind und die Klemmvorrichtung (2) wahlweise zwischen einer Kontaktstellung, in welcher die
Kontaktplatten (16) derart verkippt sind, so dass die Kontaktmittel (20) und die Kontaktstifte (24) zur Kontaktierung eines Anschlusses (4) ausgebildet sind und die Kontaktplatte den Anschluss (4) indirekt über die Kontaktmittel kontaktiert, und einer Ruhestellung verstellbar ist, in welcher die Kontaktplatten (20) mit einem gegenüber der Kontaktstellung größeren Abstand zueinander angeordnet sind, und ein Spannmittel zum Vorspannen der Klemmvorrichtung (2) in eine ihrer beiden Stellungen.
2. Klemmvorrichtung (2) nach Anspruch 1 , wobei
das Kontaktmittel (20) überdeckt zwischen 50% bis 100%, vorzugsweise zwischen 70% bis 100%, noch mehr bevorzugt
mindestens 90% der aus dem Klemmschenkel (6) herausragenden Anordnungsfläche (22) der Kontaktplatte (16).
3. Klemmvorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei
das Kontaktmittel (20) jedes Klemmschenkels (6) zweiteilig ausgebildet ist.
4. Klemmvorrichtung (2) nach Anspruch 3, wobei
jeder Teil des zweiteiligen Kontaktmittels (20) quaderförmig ausgebildet und zwischen 2mm und 5mm hoch, zwischen 5mm und 15mm lang und zwischen 15mm und 20mm breit ist, vorzugsweise 3mm hoch, 10mm lang und 17,5mm breit ist.
5. Klemmvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
das Kontaktmittel (20) ein Kontaktkissen ist, gewählt aus der Gruppe umfassend Metallgeflecht, Metallschaum, Metallgestrick und/oder Metallvlies, wobei das Metall vorzugsweise Kupfer ist.
6. Klemmvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
das Kontaktmittel (20) CU-ETP, CU-FRHC und/oder CU-FRTP umfasst.
7. Klemmvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
das Kontaktmittel (20) verzinnt ist.
8. Klemmvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
das Kontaktmittel (20) mit der Kontaktplatte (16) stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verlötet ist.
9. Klemmvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend ein Verstellmittel zum Verstellen der Klemmvorrichtung entgegen der Vorspannung des Spannmittels aus einer ihrer beiden Positionen in die jeweils andere Position, vorzugsweise angeordnet an der der Kontaktseite (14) gegenüberliegenden Rückseite (30).
10. Klemmvorrichtung (2) nach Anspruch 9, wobei
das Verstellmittel folgenden umfasst:
zwei Roll mittel (32), wovon jeweils eines an jedem Klemmschenkel (6) rückseitig angeordnet ist sowie ein Spreizmittel (34), ausgebildet zum Auseinanderdrücken beider Rollmittel (32).
11. Klemmvorrichtung (2) nach Anspruch 9, wobei
das Verstellmittel folgenden umfasst:
ein Exzenterm ittel, welches an einem Klemmschenkel (6) rückseitig angeordnet ist, ausgebildet zum Anliegen an dem jeweils anderen Klemmschenkel (6).
12. Klemmvorrichtung (2) nach Anspruch 9, wobei
das Verstellmittel folgenden umfasst:
einen wahlweise mit einem Gas befüll- und entleerbaren flexiblen Holkörper, vorzugsweise einen Balg, angeordnet zwischen den rückseitigen Enden der Klemmschenkel (6).
13. Klemmvorrichtung (2) nach Anspruch 9, wobei das Verstellmittel folgenden umfasst:
einen Kniehebel, angeordnet zwischen den rückseitigen Enden der Klemmschenkel (6).
14. Verwendung einer Klemmvorrichtung (2) nach einem der
vorangehenden Ansprüche zur elektrisch leitenden Kontaktierung zumindest eines Anschlusses (4) einer elektrischen Vorrichtung, insbesondere als Hochstromklemme.
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