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Dokumentenidentifikation DE102004002921A1 07.10.2004
Titel Bandförmiges Kontaktelement, Verfahren zu seiner Herstellung, sowie Anwendung eines solchen Kontaktelements
Anmelder Multi-Holding AG, Allschwil, CH
Erfinder Lämmle, Anton, Basel, CH
Vertreter Zimmermann & Partner, 80331 München
DE-Anmeldedatum 20.01.2004
DE-Aktenzeichen 102004002921
Offenlegungstag 07.10.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.10.2004
IPC-Hauptklasse H01R 13/17
IPC-Nebenklasse H01R 43/16   
Zusammenfassung Ein bandförmiges, zu einem Ring biegbares Kontaktelement (10), insbesondere für große Ströme, mit einer Mehrzahl von in Längsrichtung hintereinander angeordneten, aus der Ebene des Kontaktelements (10) herausstehenden und senkrecht zur Ebene des Kontaktelements (10) federnd gelagerten Kontaktkörpern (13) kann auf einfache Weise dadurch in seiner Einbauposition an einer zylindrischen Steckverbindung gesichert werden, dass am Kontaktelement (10) Verschlussmittel (14, ..., 19) vorgesehen sind, mittels derer die Enden des ringförmig gebogenen Kontaktelements (10) unter Bildung eines geschlossenen Ringes miteinander verbindbar sind.

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektrischen Kontakte. Sie betrifft ein bandförmiges Kontaktelement gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Kontaktelement ist z.B. aus der EP-A1-1 119 077 der Anmelderin bekannt.

STAND DER TECHNIK

Zur Kontaktgebung bei lösbaren elektrischen Verbindungen für hohe Ströme, wie sie beispielsweise bei verschraubten Stromschienen oder Hochstrom-Steckverbindern vorliegen, werden häufig bandförmige Kontaktelemente eingesetzt, die zwischen den benachbarten parallelen Kontaktflächen der Verbindung liegen und den elektrischen Kontakt zwischen den beabstandeten Kontaktflächen über eine Vielzahl von federnden, hoch belastbaren Einzelkontakten vermitteln.

Eine besonders einfache, einstückige Form solcher Kontaktelemente ist beispielsweise aus der US-A-3,453,587 oder der US-A-4,083,622 bekannt. Bei diesen bekannten einstückigen Kontaktelementen wird durch einen kombinierten Stanz- und Biegevorgang aus einem bandförmigen Federblech eine Vielzahl von zwischen zwei parallelen Randstegen quer verlaufenden Kontaktlamellen erzeugt, die in Längsrichtung des Bandes mit gleichem Abstand hintereinander angeordnet sind. Die bauchig geschnittenen Kontaktlamellen sind durch Torsion der Verbindungsstellen zwischen den Lamellen und den Randstegen aus der Bandebene heraus verdreht und können einen gewissen Abstand bzw. eine Toleranz zwischen den Kontaktflächen federnd überbrücken. Die Lamellen stellen dabei mit ihren konvexen Rändern in Kontakt mit den Flächen. Die Federung erfolgt nach Art einer Torsionsfeder.

Bei den zuvor genannten einstückigen Kontaktelementen werden durch die Wahl des zurgrundeliegenden Bandmaterials gleichzeitig sowohl die Federeigenschaften als auch die elektrischen und Kontakteigenschaften des fertigen Kontaktelements festgelegt, so dass hier häufig ein Kompromiss eingegangen werden muss. Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, anstelle von einstückigen Kontaktelementen zweiteilige Kontaktelemente zu verwenden, bei denen als Kontaktlamellen separate plattenförmige Kontaktkörper mit optimierten elektrischen Eigenschaften an einem Trägerband mit optimierten Federeigenschaften befestigt sind. Beispiele für derartige zweiteilige Kontaktelemente finden sich in der CH-A5-650 108 oder der US-A-4,725,251. Die plattenförmigen Kontaktkörper sind am Trägerband mit einem gegenseitigen Abstand angeordnet, der sicherstellt, dass sich die Kontaktkörper beim Zurückdrehen in die Bandebene gegenseitig nicht behindern. Der durch das Kontaktelement maximal überbrückbare Abstand der Kontaktflächen richtet sich dabei nach den Abmessungen der Kontaktkörper in Längsrichtung des Bandes: Je grösser die Abmessungen der Kontaktkörper in Längsrichtung sind, umso grösser ist auch der maximal überbrückbare Abstand. Andererseits vergrössert sich mit zunehmender Grösse der Kontaktkörper auch deren gegenseitiger Abstand, so dass die Anzahl der Kontaktkörper und damit der Kontakt zu den Kontaktflächen pro Längeneinheit des Kontaktelements kleiner abnimmt.

Um diese Abhängigkeit von Kontaktdichte und maximal überbrückbarem Abstand aufzulösen, ist in der eingangs genannten EP-A1-1 119 077 ein zweiteiliges Kontaktelement vorgeschlagen worden, bei dem als Kontaktkörper schräg stehende, V-förmige Kontaktbügel ineinander verschachtelt an einem Trägerband federnd befestigt sind. Durch die Schachtelung ist es möglich, bei gleichbleibender Kontaktdichte den maximal überbrückbaren Abstand zu vergrössern, indem die Schenkel der Bügel verlängert werden.

Die oben beschriebenen Arten von bandförmigen Kontaktelementen können alle im flachen Zustand zwischen zwei ebenen Kontaktflächen eingesetzt werden (siehe z.B. 5 der US-A-4,083,622 und 5 der EP-A1-1 119 077). Sie können aber auch zu einem Kreisring gebogen in einer kreiszylindrischen, konzentrischen Steckverbindung eingesetzt werden, wie sie in 6 und 7 der EP-A1-1 119 077 oder in 1 und 2 der US-A-4,083,622 gezeigt ist. Das zu einem offenen Ring gebogene Kontaktelement kann dabei entweder in einer Ringnut auf dem Aussenumfang des Steckers angeordnet werden (6 der EP-A1-1 119 077) oder aber in einer Ringnut auf dem Innenumfang der zugehörigen Buchse (7 der EP-A1-1 119 077).

Die Ringnut, in der das zu einem offenen Ring gebogene bandförmige Kontaktelement angeordnet ist, dient einerseits dazu, das Kontaktelement vollständig aufzunehmen, wenn die Kontaktflächen direkt aufeinander liegen. Hierdurch wird eine Beschädigung des Kontaktelements sicher vermieden. Die Ringnut dient andererseits dazu, eine axiale Verschiebung des Kontaktelements zu verhindern, wenn der Stecker in die Buchse eingesteckt wird. Schliesslich dient die Ringnut in vielen Fällen dazu, das ringförmige Kontaktelement gegen ein Abfallen bzw. Herausfallen zu sichern. Um eine solche Sicherung zu gewährleisten, ist die Ringnut an ihren Seitenwänden mit Hinterschneidungen ausgerüstet, die entweder ein rechteckiges (T-Nut) oder V-förmiges Querschnittsprofil aufweisen. Bei V-förmigen Hinterschneidungen ergibt sich für die Ringnut ein Schwalbenschwanzprofil, wie es in 7 der EP-A1-1 119 077 oder in 19 der CH-A5-650 108 zu erkennen ist. Das Kontaktelement wird gleichzeitig an den Rändern mit über die Länge verteilt angeordneten, seitlich überstehenden Laschen, Nasen oder Nocken versehen, die in die Hinterschneidungen eingreifen und so ein Herausfallen oder Herausrutschen des Kontaktelements aus der Ringnut verhindern. Damit das Kontaktelement überhaupt in eine derartige T-Nut oder Schwalbenschwanz-Nut eingeführt werden kann, müssen an bestimmten Stellen der Ringnut seitliche Aussparungen vorgesehen werden, durch welche die Hinterschneidung von oben zugänglich ist. Das Kontaktelement muss dann beim Montieren mit einem Ende durch die Aussparungen hindurch in die Nut eingeschoben werden, wo es dann mit seinen Laschen, Nasen oder Nocken in den Hinterschneidungen geführt dem Umfang folgt und einen offenen Ring bildet.

Diese Art der Sicherung hat verschiedene Nachteile:

  • – Die Einstichbearbeitung des Steckers oder der Buchse zum Einbringen der T-Nut oder Schwalbenschwanz-Nut ist kompliziert und zeitaufwändig und damit kostenintensiv.
  • – Das Anbringen der Aussparungen zum Einfädeln des Kontaktelements erfordert einen zusätzlichen Arbeitsgang.
  • – Das komplizierte Profil der Hinterschneidungen mit den zusätzlichen Ecken führt zu vermehrten Abscheidungen bei der auf die mechanische Bearbeitung folgenden galvanischen Behandlung (sog. „Knochenbildung"). Durch diese Abscheidungen kann die Montage des Kontaktelements erschwert werden.
  • – Die Montage des Kontaktelements mit dem Einfädeln in die Ringnut durch die Aussparung hindurch ist – insbesondere am inneren Umfang der Buchse – schwierig und zeitaufwändig.
  • – Das Kontaktelement kann unter ungünstigen Umständen mit einem Ende durch die Aussparung wieder nach aussen herausstehen und bei einem nachfolgenden Steckvorgang beschädigt werden.

Es sind aber auch Sicherungen des Kontaktelements in der Ringnut bekannt, die mit einem geraden Einstich auskommen. Eine solche Sicherung besteht im Einbau von zusätzlichen Haltebändern an beiden Rändern der Ringnut. Die Haltebänder, die von der Anmelderin unter der Bezeichnung „LAMFIX" angeboten werden, werden ringförmig gebogen in der Ringnut klemmend fixiert. Sie liegen an den Seitenwänden der Nut an und ragen mit einem rechtwinklig nach innen abgebogenen Haltestreifen in die Ringnut hinein. Die nach innen abgebogenen Haltestreifen wirken wie eine Hinterschneidung, in welche das Kontaktelement dann eingefädelt werden kann.

Eine andere Sicherung besteht darin, über die Randbereiche des in der Ringnut zu einem Ring gebogenen Kontaktelements auf beiden Seiten Sprengringe zu schieben, die das Kontaktelement in der Ringnut fixieren.

Eine weitere Sicherung für am Innenumfang der Buchse angeordnete Kontaktelemente umfasst ein zusätzliches Verbindungsstück, in welches von gegenüberliegenden Seiten die beiden Enden des Kontaktelements nach der Ringbildung eingeschoben sind und gehalten werden. Ein solches Verbindungsstück wird von der Anmelderin unter der Bezeichnung „H-FIX" angeboten.

Diese Arten der Sicherung haben ebenfalls verschiedene Nachteile:

  • – Es werden zur Sicherung zusätzliche Teile (Haltestreifen, Sprengringe, Verbindungsstücke etc.) benötigt, die hergestellt und bereitgehalten werden müssen.
  • – Durch den Einsatz der zusätzlichen Teile verkompliziert sich die Montage.
  • – Für die Montage werden spezielle Hilfswerkzeuge benötigt.
  • – Beim Einsatz von Haltestreifen wird in der Ringnut zusätzlicher Platz benötigt.
  • – Sprengringe sind nur in den Fällen zur Sicherung einsetzbar, wo die Randbereiche der Kontaktelemente auf dem Boden der Ringnut aufliegen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein bandförmiges Kontaktelement für den Einsatz in Form eines Ringes zu schaffen, welches Kontaktelement einfach herstellbar ist, ohne zusätzlich Teile in der Ringform am Einbauort gesichert werden kann, wenig Platz beansprucht, und sich schnell und einfach montieren lässt, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung und eine Anwendung anzugeben.

Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale der Ansprüche 1, 15 und 19 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, am Kontaktelement Verschlussmittel vorzusehen, mittels derer die Enden des ringförmig gebogenen Kontaktelements unter Bildung eines geschlossenen Ringes miteinander verbindbar sind. Durch die Verbindung der Enden wird ein geschlossener Ring gebildet, der durch seine geschlossene Form am Einbauort fixiert und gesichert ist. Da die Verschlussmittel am Kontaktelement selbst angeordnet sind, entfallen zusätzliche Teile zur Sicherung. Gleichzeitig lässt sich das Kontaktelement einfacher und schneller montieren.

Eine erste bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verschlussmittel an beiden Enden des Kontaktelements angeordnet sind, und dass die Verschlussmittel einrastend verbindbar sind. Durch die Anordnung der Verschlussmittel an den Enden des Kontaktelements bleibt die Ausgestaltung des Kontaktelements weitgehend unverändert. Durch die einrastende Verbindung wird die Montage wesentlich vereinfacht.

Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung der Ausgestaltung weisen die Verschlussmittel am einen Ende des Kontaktelements angeordnete Verschlusselemente auf, welche in am anderen Ende des Kontaktelements angeordnete Aufnahmevorrichtungen in Umfangsrichtung des Ringes einrastend einsteckbar sind, und sind die Verschlusselemente als sich in Längsrichtung des Kontaktelements erstreckende Rasthaken ausgebildet. Insbesondere umfasst das Kontaktelement ein in Längsrichtung sich erstreckendes Trägerband, an welchem die Kontaktkörper befestigt sind, und sind die Verschlusselemente und Aufnahmevorrichtungen an den Enden des Trägerbandes angeformt. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die Verschlussmittel an den Enden des Kontaktelements ausgebildet werden können, ohne dass zusätzliches Material eingesetzt werden muss. Da die Kontaktelemente üblicherweise als Bänder in einem Endlosprozess hergestellt werden, kann von dem Band ein Abschnitt geeigneter Länge abgeschnitten werden, an dessen Enden dann die Verschlussmittel ausgebildet werden.

Bevorzugt umfasst das Trägerband zwei parallel verlaufende Randstege, zwischen denen die Kontaktkörper angeordnet sind. Die Verschlusselemente und Aufnahmevorrichtungen sind dann an den Enden der Randstege angeformt.

Die Kontaktkörper sind dann entweder als zwischen den Randstegen verlaufende Lamellen ausgebildet, und die Randstege und Lamellen sind durch einen Stanzprozess aus einem gemeinsamen Blechstreifen hergestellt.

Oder die Kontaktkörper sind als separate Kontaktplättchen ausgebildet, welche an zwischen den Randstegen verlaufenden Querstegen befestigt sind.

Alternativ kann das Trägerband aber auch einen Mittelsteg umfassen, von dem seitlich Federarme abgehen, an denen die Kontaktkörper befestigt sind. Die Verschlusselemente und Aufnahmevorrichtungen sind dann an den Enden des Mittelsteges angeformt und die Kontaktkörper sind als separate Kontaktbügel ausgebildet, welche an den Enden der Federarme befestigt sind.

Eine bevorzugte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Aufnahmevorrichtungen zwei in Querrichtung aus der Ebene des Trägerbandes in entgegengesetzter Richtung herausgebogene Rastlaschen umfassen, und dass jeder Rastlasche ein Verschlusselement zugeordnet ist, welches in entgegengesetzter Richtung hinter der Rastlasche einrastet.

Eine andere bevorzugte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerband aus einem Federblech, insbesondere aus einer Cu- oder Ni-Legierung oder Federstahl, besteht.

Gemäss einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung sind die Verschlussmittel so ausgelegt, dass der Abstand der Enden des Kontaktelements im geschlossenen Ring ein vorgegebenes Spiel, vorzugsweise im Bereich von mehreren Millimetern, aufweist. Hierdurch kann die Änderung im Durchmesser des zu einem Ring gebogenen Kontaktelements ausgeglichen werden, die sich ergibt, wenn das Kontaktelement zwischen den benachbarten Kontaktflächen senkrecht zur Bandebene elastisch zusammengedrückt wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Herstellen eines Kontaktelements nach der Erfindung, welches ein Trägerband mit wenigstens einem in Längsrichtung verlaufenden ersten Steg sowie einer Mehrzahl von quer zum ersten Steg verlaufenden zweiten Stegen umfasst, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmittel aus Abschnitten des wenigstens einen ersten Steges und der zweiten Stege des Trägerbandes gebildet werden. Hierdurch ist vorteilhafterweise gewährleistet, dass die Verschlussmittel ohne zusätzlichen Materialeinsatz direkt aus dem Trägerband gebildet werden können, so wie es für den Aufbau des Kontaktelements benötigt und in einem fortlaufenden Stanzprozess hergestellt wird.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verschlussmittel am einen Ende des Kontaktelements angeordnete Verschlusselemente aufweisen, welche in am anderen Ende des Kontaktelements angeordnete Aufnahmevorrichtungen in Umfangsrichtung des Ringes einrastend einsteckbar sind, dass die Verschlusselemente als sich in Längsrichtung des Kontaktelements erstreckende Rasthaken ausgebildet sind, dass die Aufnahmevorrichtungen zwei in Querrichtung aus der Ebene des Trägerbandes in entgegengesetzter Richtung herausgebogene Rastlaschen umfassen, dass jeder Rastlasche ein Rasthaken zugeordnet ist, welcher in entgegengesetzter Richtung hinter der Rastlasche einrastet, dass die Rasthaken jeweils aus einem Abschnitt des ersten Steges und davon abgehenden Abschnitten eines zweiten Steges gebildet werden, und dass die Rastlaschen aus Stegabschnitten eines zweiten Steges gebildet werden. Insbesondere werden die Rastlaschen aus Stegabschnitten eines zweiten Steges durch Umbiegen der Stegabschnitte um etwa 180° gebildet.

Weiterhin wird vorzugsweise zum Erreichen eines vorgegebenen Spiels beim Abstand der Enden des Kontaktelements im geschlossenen Ring wenigstens einer der zweiten Stege aus dem Trägerband entfernt.

Die erfindungsgemässe Anwendung des in einer Steckverbindung, welche eine hohlzylindrische Buchse und einen in die Buchse einsteckbaren zylindrischen Stecker umfasst, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement als geschlossener Ring in einer Ringnut am inneren Umfang der Buchse und/oder am äusseren Umfang des Steckers angeordnet ist. Die Ringnut ist dabei vorzugsweise als gerader Einstich ausgeführt.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen

1 in zwei Teilfiguren im Querschnitt (1a) und in der Draufsicht (1b) ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines (einstückigen) Kontaktelements nach der Erfindung, wobei nur die Endbereiche des zu einem Ring gebogenen, noch nicht geschlossenen Kontaktelements gezeigt sind;

2 in der Draufsicht das Kontaktelement aus 1 im ringförmig geschlossenen Zustand;

3 in der Draufsicht ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines (zweiteiligen) Kontaktelements nach der Erfindung im ungebogenen Zustand;

4 in zwei Teilfiguren der Seitenansicht (4a) und in der Draufsicht (4b) das zweiteilige Kontaktelement aus 3, wobei nur die Endbereiche des zu einem Ring gebogenen, noch nicht geschlossenen Kontaktelements gezeigt sind;

5 in der Draufsicht das Kontaktelement aus 4 im ringförmig geschlossenen Zustand;

6 und in der Draufsicht ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines (zweiteiligen) Kontaktelements nach der Erfindung, wobei nur die Endbereiche des zu einem Ring gebogenen, noch nicht geschlossenen Kontaktelements gezeigt sind;

7 in der Draufsicht das Kontaktelement aus 6 im ringförmig geschlossenen Zustand;

8 in perspektivischer, teilweise geschnittener Darstellung den Einbau eines Kontaktelements nach 6 auf dem Stecker einer Hochstrom-Steckverbindung;

9 in mehreren Teilfiguren (9ad) in der Draufsicht verschiedene Schritte bei der Herstellung der Aufnahmevorrichtungen bzw. Rastlaschen am einen Ende eines Kontaktelements nach 3;

10 in mehreren Teilfiguren (10a, b) in der Draufsicht verschiedene Schritte bei der Herstellung der Rasthaken am anderen Ende des Kontaktelements nach 3;

11 in der Draufsicht das fertig hergestellte Kontaktelement aus 9, 10, wobei nur die Endbereiche des zu einem Ring gebogenen, noch nicht geschlossenen Kontaktelements gezeigt sind; und

12 das Kontaktelement aus 11 im ringförmig geschlossenen Zustand

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In 1 ist in zwei Teilfiguren im Querschnitt (1a) und in der Draufsicht ( 1b) ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines (einstückigen) Kontaktelements nach der Erfindung dargestellt, wobei nur die Endbereiche des zu einem Ring gebogenen, noch nicht geschlossenen Kontaktelements gezeigt sind. Das bandförmige, einstückige Kontaktelement 10 ist durch einen kombinierten Stanz- und Biegevorgang aus einem Federblechstreifen hergestellt, der beispielsweise aus einer geeigneten Cu- oder Ni-Legierung besteht. Es umfasst zwei parallele Randstege 11 und 12, zwischen denen quer eine Vielzahl von gleichmässige beabstandeten Lamellen 13 verlaufen. Die Lamellen 13 haben eine bauchige Randkontur und sind, wie sich aus 1a erkennen lässt, aus der Bandebene heraus verdreht. Die dabei verdrehten Verbindungsabschnitte zwischen den Lamellen 13 und den Randstegen 11, 12 bilden Torsionsfedern, die dem Kontaktelement 10 federnde Eigenschaften in der Richtung senkrecht zur Bandebene verleihen. Derartige Kontaktelemente nach dem bekannten Kontaktlamellen-Prinzip mit gerade abgeschnittenen Enden werden von der Anmelderin seit langem unter der Markenbezeichnung MultilamTM LAI angeboten.

Gemäss der Erfindung sind die Enden eines solchen Kontaktelements nun derart modifiziert, dass an dem Kontaktelement 10 Verschlussmittel 14, .., 19 entstehen, mittels derer das zu einem Ring gebogene Kontaktelement 10 geschlossen werden kann. Die Modifikation erfolgt dabei – wie später im Zusammenhang mit den 9 bis 12 noch näher erläutert werden wird – so, dass die Verschlussmittel 14, .., 19 aus ohnehin vorhandenen Elementen des unmodifizierten Kontaktelements gebildet werden. Dies hat den Vorteil, dass die Produktion der Kontaktelemente, in der die Bänder fortlaufend hergestellt und später auf den jeweiligen Einsatzfall passend abgelängt werden, nicht verändert werden muss.

Die Verschlussmittel 14, .., 19 des Kontaktelements 10 umfassen am einen Ende des Kontaktelements 10 zwei parallele, sich in Längsrichtung erstreckende Rasthahen 14, 15, sowie am anderen Ende des Kontaktelements 10 zwei zu den Rasthaken 14, 15 passende Aufnahmevorrichtungen 16, 17 mit jeweils einer Rastlasche 18, 19. Die Rasthaken 14, 15 und Aufnahmevorrichtungen 16, 17 bilden eine Verlängerung der jeweiligen Randstege 11, 12. Die Rastlaschen 18, 19 sind kurze, stehengebliebene Abschnitte einer im übrigen weggeschnittenen Lamelle. Die Rastlaschen 18, 19 sind direkt am Ansatz zum Randsteg 11, 12 von innen nach aussen um 180° herumgebogen und haben zu dem darunterliegenden Randsteg 11, 12 einen Abstand, der etwas grösser ist, als die Dicke des für das Kontaktelement 10 verwendeten Bandmaterials. Randstege 11, 12 und Rastlaschen 18, 19 bilden zusammen – wie dies auch in 1a zu sehen ist – jeweils eine Führung zur Aufnahme des gegenüberliegenden Rasthakens 14, 15. Wird das eine Ende des Kontaktelements 10 mit den Rasthaken 14, 15 in Richtung des in 1b gezeigten Pfeils in die Aufnahmevorrichtungen 16, 17 eingeschoben, werden die Rasthaken 14, 15 elastisch federnd leicht nach aussen gebogen um dann mit ihrer Raststufe hinter den Rastlaschen 18, 19 zurückfedernd einzurasten (2).

Zur Bildung der Rasthaken 14, 15 sind wenigstens zwei der Lamellen 13 an diesem Ende des Kontaktelements 10 weitgehend (bis auf die Raststufen) entfernt worden. Dies hat zur Folge, dass nach dem Einrasten der Rasthaken (2) ein Spiel x von z.B. mehreren Millimetern für den Abstand der beiden Enden voneinander verbleibt. Verbunden mit dem Spiel x im Abstand der Enden ist ein Variationsbereich im Durchmesser des geschlossenen Kontaktelement-Ringes. Dieser Variationsbereich ist notwendig, damit sich der Ring seinem Sitz anpassen kann, wenn die Lamellen 13 bei Belastung zunehmend flach gedrückt werden. Sitzt der Kontaktelement-Ring auf dem Stecker einer Steckverbindung (siehe 8), wird beim Flachdrücken der Lamellen 13 der Teilkreis kleiner, d.h., die Enden des Kontaktelements 10 bewegen sich aufeinander zu. Sitzt der Kontaktelement-Ring in der Buchse einer Steckverbindung (vergleichbar zu 7 der EP-A1-1 119 077), wird beim Flachdrücken der Lamellen 13 der Teilkreis grösser, d.h., die Enden des Kontaktelements 10 bewegen sich voneinander weg. Dieses Verhalten muss bei der Festlegung der Länge des Kontaktelements 10 für den jeweiligen Anwendungsfall berücksichtigt werden.

In 3 bis 5 ist ein zweites bevotzugtes Ausführungsbeispiel eines Kontaktelements nach der Erfindung wiedergegeben. Das Kontaktelement 20 ist zweiteilig, d.h., es hat ein (gut federndes) Trägerband (z.B. aus Federstahl), auf dem aneinandergereiht einzelne Kontaktkörper in Form von Kontaktplättchen 23 befestigt sind. Das Trägerband besteht aus zwei parallelen Randstegen 21, 22, zwischen denen eine Vielzahl von gleichmässig beabstandeten Querstegen (48, 49 in 10a) quer verlaufen. Die elektrisch gut leitenden Kontaktplättchen 23 sind jeweils an den Querstegen befestigt. Derartige Kontaktelemente mit gerade abgeschnittenen Enden werden von der Anmelderin seit langem unter der Markenbezeichnung MultilamTM LA-CU angeboten.

Auch in diesem Fall sind am einen Ende des Kontaktelements 20 in Verlängerung der Seitenstege 21, 22 Rasthaken 24, 25 und am anderen Ende Aufnahmevorrichtungen 26, 27 mit entsprechenden Rastlaschen 28, 29 ausgebildet. Dazu sind ausgehend von dem unmodifizierten Kontaktelement die beiden letzten Kontaktplättchen 23 weggelassen und die zugehörigen Querstege soweit weggeschnitten, dass nur noch die als Rastlaschen und Raststufen benötigten Abschnitte stehen bleiben. Wird das Kontaktelement 20 zu einem Ring gebogen (4) und werden die Enden dann in Pfeilrichtung durch Einstecken der Rasthaken 24, 25 miteinander verbunden (5), ist auch in diesem Fall das notwendige Spiel x für den Abstand der Enden gewährleistet.

Ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Kontaktelements nach der Erfindung ist in 6 und 7 dargestellt. Das Kontaktelement 30 ist ein zweiteiliges Kontaktelement und besteht aus einem (gut federnden) Trägerband 39, an dem hintereinander angeordnet einzelne schrägstehende, V-förmige (elektrisch gut leitende) Kontaktbügel 34 angeordnet sind. Die elektrische Belastbarkeit beträgt beispielsweise 50A pro Kontaktbügel. Das Trägerband 39 umfasst einen in Längsrichtung verlaufenden Mittelsteg 31, von dem symmetrisch nach beiden Seiten einzelne Paare von Federarmen 32, 33 quer abgehen. Jedem Paar von Federarmen 32, 33 ist ein Kontaktbügel 34 zugeordnet. Der Kontaktbügel 34 ist mit seinen freien Enden jeweils an den freien Enden der Federarme 32, 33 befestigt. Die Kontaktbügel 34 sind ineinander verschachtelt. Dadurch ist es möglich, mit dem Kontaktelement 30 bei gleichbleibender Kontaktdichte grössere Abstände zwischen den benachbarten Kontaktflächen zu überbrücken. Derartige Kontaktelemente mit gerade abgeschnittenen Enden werden von der Anmelderin seit langem unter der Markenbezeichnung MultilamTM LA-CUT angeboten und werden typischerweise auf Steckern oder in Buchsen ab 50 mm Durchmesser eingesetzt.

In diesem Fall werden die Verschlussmittel zum Schliessen des Kontaktelement-Ringes aus teilen des Mittelstegs 31 und der Federarme 32, 33 gebildet. Am einen Ende des Kontaktelements 30 wird in Fortsetzung des Mittelstegs 31 ein doppelter Rasthaken 37 ausgebildet der einen trennenden Schlitz 38 aufweist. Dem gegenüber ist am anderen Ende des Kontaktelements 30 in Fortsetzung des Mittelstegs 31 eine Aufnahmevorrichtung 35 mit zwei Rastlaschen 36 angeordnet. Die Rastlaschen 36 werden aus stehengebliebenen Stegabschnitten eines weggeschnittenen Paares von Federarmen gebildet, die um 180° nach innen umgebogen worden sind. Zur Bildung des doppelten Rasthakens 37 werden zwei Paare von Federarmen ganz weggeschnitten. Von einem dritten Paar bleiben nur die für die Raststufen des Rasthakens 37 notwendigen Abschnitte stehen. Zum Schliessen des noch offenen Kontaktelement-Ringes (6) wird der doppelte Rasthaken 37 in Pfeilrichtung in die Aufnahmevorrichtung 35 eingesteckt, bis der Rasthaken 37 hinter den Rastlaschen 36 einrastet. Die Federung des Rasthakens 37 wird durch den Schlitz 38 gewährleistet.

Die Herstellung des Kontaktelements 20 aus 3-5 ist beispielhaft in 9 und 10 wiedergegeben. Das unmodifizierte herkömmliche Kontaktelement 20 vom Band wird zunächst entlang einer Schnittlinie 44 gerade abgeschnitten (9a). Anschliessend wird das letzte, am Ende befindliche Kontaktplättchen 23 entfernt (9b). Aus dem durch die Entfernung des Kontaktplättchens frei gewordenen Quersteg 45 wird dann ein Mittelstück herausgeschnitten, so dass zwei gegenüberliegenden Stegabschnitte 46, 47 stehen bleiben (9c). Die Stegabschnitte 46, 47 werden schliesslich um 180° nach aussen gebogen und bilden dann die Rastlaschen 28, 29 einer Aufnahmevorrichtung 26, 27.

Unter Berücksichtigung der erforderlichen Länge des Kontaktelements 20 wird durch einen weiteren geraden Schnitt entlang einer Schnittlinie 44' ein zweites Ende des Kontaktelements gebildet (10a). An dem zweiten Ende werden die beiden letzten Kontaktplättchen 23 entfernt, so dass zwei Querstege 48, 49 frei werden. Der innere Quersteg 48 der zwei Querstege 48, 49 wird vollständig entfernt (weggeschnitten oder -gestanzt). Vom äusseren Quersteg 49 bleiben nur Reste stehen, welche die Rastkanten zweier Rasthaken 24, 25 bilden (10b). Zusätzlich wird an den Rasthaken 24, 25 ein Anschrägung angebracht, die das Einführen der Rasthaken 24, 25 in die Aufnahmevorrichtungen 26, 27 erleichtert. Das so modifizierte Kontaktelement 20 kann dann zu einem offenen Ring gebogen werden (11) und durch ein Verrasten der Rasthaken 24, 25 hinter den Rastlaschen 28, 29 zu einem geschlossenen Ring verbunden werden (12).

Der geschlossene Ring, dessen Enden mit Spiel miteinander verbunden sind, ist durch die geschlossene Ringform in einer einfachen Ringnut 43 mit geradem Einstich (8) gegen ein Herausfallen gesichert. Durch das Spiel kann sich der Ring in seinem Durchmesser der jeweiligen mechanischen Belastung anpassen. Die Verschlussmittel werden durch eine Modifizierung der beim Kontaktelement ohnehin vorhandenen Elemente realisiert. Insgesamt ergeben sich mit der Erfindung die folgenden Vorteile:

  • – Die Einstichbearbeitung (Ringnut) ist einfach und preisgünstig. Es ist keine Schwalbenschwanz-Nut, keine T-Nut und keine Aussparung zum Einfahren (Einfädeln) des Kontaktelements nötig.
  • – Durch die einfache Querschnittskontur des Einstichs werden störende Materialanhäufungen bei der Galvanik vermieden.
  • – Es werden für die Montage keine zusätzlichen Teile wie Sprengringe oder Haltebänder benötigt.
  • – Der Einbau am Stecker und an der Buchse ist gleichermassen einfach.
  • – Zur Montage sind keine Hilfswerkzeuge nötig.
  • – Der Platzbedarf ist gering.
  • – Die Verschlussmittel sind Bestandteil des Trägerbandes, d.h., sie werden durch Ausformung im Band (Meterware) erzeugt (angebaut).
  • – Ein Spiel nimmt die Umfangsänderungen des Ringes auf.
10, 20, 30 Kontaktelement (bandförmig) 11, 12 Randsteg 13 Lamelle 14, 15 Rasthaken 16, 17 Aufnahmevorrichtung 18, 19 Rastlasche 21, 22 Randsteg 23 Kontaktplättchen 24, 25 Rasthaken 26, 27 Aufnahmevorrichtung 28, 29 Rastlasche 31 Mittelsteg 32, 33 Federarm 34 Kontaktbügel 35 Aufnahmevorrichtung 36 Rastlasche 37 Rasthaken 38 Schlitz 39 Trägerband 40 Steckverbindung 41 Stecker 42 Buchse 43 Ringnut (gerader Einstich) 44, 44' Schnittlinie 45, 48, 49 Quersteg 46, 47 Stegabschnitt x Spiel

Anspruch[de]
  1. Bandförmiges, zu einem Ring biegbares Kontaktelement (10, 20, 30), insbesondere für grosse Ströme, mit einer Mehrzahl von in Längsrichtung hintereinander angeordneten, aus der Ebene des Kontaktelements (10, 20, 30) herausstehenden und senkrecht zur Ebene des Kontaktelements (10, 20, 30) federnd gelagerten Kontaktkörpern (13, 23, 34), dadurch gekennzeichnet, dass am Kontaktelement (10, 20, 30) Verschlussmittel (14, .., 19; 24, .., 29; 35, .., 37) vorgesehen sind, mittels derer die Enden des ringförmig gebogenen Kontaktelements (10, 20, 30) unter Bildung eines geschlossenen Ringes miteinander verbindbar sind.
  2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmittel (14, .., 19; 24, .., 29; 35, .., 37) an beiden Enden des Kontaktelements (10, 20, 30) angeordnet sind.
  3. Kontaktelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmittel (14, .., 19; 24, .., 29; 35, .., 37) einrastend verbindbar sind.
  4. Kontaktelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmittel (14, .., 19; 24, .., 29; 35, .., 37) am einen Ende des Kontaktelements (10, 20, 30) angeordnete Verschlusselemente (14, 15; 24, 25; 37) aufweisen, welche in am anderen Ende des Kontaktelements angeordnete Aufnahmevorrichtungen (16, .., 19; 26, .., 29, 35, 36) in Umfangsrichtung des Ringes einrastend einsteckbar sind.
  5. Kontaktelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusselemente als sich in Längsrichtung des Kontaktelements (10, 20, 30) erstreckende Rasthaken (14, 15; 24, 25; 37) ausgebildet sind.
  6. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (10, 20, 30) ein in Längsrichtung sich erstreckendes Trägerband (11, 12; 21, 22; 39) umfasst, an welchem die Kontaktkörper (13, 23, 34) befestigt sind, und dass die Verschlusselemente (14, 15; 24, 25; 37) und Aufnahmevorrichtungen (16,.., 19; 26, .., 29, 35, 36) an den Enden des Trägerbandes (11, 12; 21, 22; 39) angeformt sind.
  7. Kontaktelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerband zwei parallel verlaufende Randstege (11, 12; 21, 22) umfasst, zwischen denen die Kontaktkörper (13, 23) angeordnet sind, und dass die Verschlusselemente (14, 15; 24, 25) und Aufnahmevorrichtungen (16, .., 19; 26, .., 29) an den Enden der Randstege (11, 12; 21, 22) angeformt sind.
  8. Kontaktelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkörper als zwischen den Randstegen (11, 12) verlaufende Lamellen (13) ausgebildet sind, und dass die Randstege (11, 12) und Lamellen (13) durch einen Stanzprozess aus einem gemeinsamen Blechstreifen hergestellt sind.
  9. Kontaktelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkörper als separate Kontaktplättchen (23) ausgebildet sind, welche an zwischen den Randstegen (21, 22) verlaufenden Querstegen (45, 48, 49) befestigt sind.
  10. Kontaktelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerband (39) einen Mittelsteg (31) umfasst, von dem seitlich Federarme (32, 33) abgehen, an denen die Kontaktkörper (34) befestigt sind, und dass die Verschlusselemente (37, 38) und Aufnahmevorrichtungen (35, 36) an den Enden des Mittelsteges (31) angeformt sind.
  11. Kontaktelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkörper als separate Kontaktbügel (34) ausgebildet sind, welche an den Enden der Federarme (32, 33) befestigt sind.
  12. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtungen (16, .., 19; 26, .., 29, 35, 36) zwei in Querrichtung aus der Ebene des Trägerbandes (11, 12; 21, 22; 39) in entgegengesetzter Richtung herausgebogene Rastlaschen (18, 19; 28, 29; 36) umfassen, und dass jeder Rastlasche (18, 19; 28, 29; 36) ein Verschlusselement (14, 15; 24, 25; 37) zugeordnet ist, welches in entgegengesetzter Richtung hinter der Rastlasche einrastet.
  13. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerband (11, 12; 21, 22; 39) aus einem Federblech, insbesondere aus einer Cu- oder Ni-Legierung oder Federstahl, besteht.
  14. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmittel (14, .., 19; 24, .., 29; 35, .., 37) so ausgelegt sind, dass der Abstand der Enden des Kontaktelements (10, 20, 30) im geschlossenen Ring ein vorgegebenes Spiel (x), vorzugsweise im Bereich von mehreren Millimetern, aufweist.
  15. Verfahren zum Herstellen eines Kontaktelements (20) nach Anspruch 1, welches Kontaktelement (20) ein Trägerband (21, 22; 45, 48, 49) mit wenigstens einem in Längsrichtung verlaufenden ersten Steg (21, 22) sowie einer Mehrzahl von quer zum ersten Steg (21, 22) verlaufenden zweiten Stegen (45, 48, 49) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmittel (24, .., 29) aus Abschnitten des wenigstens einen ersten Steges (21, 22) und der zweiten Stege (45, 48, 49) des Trägerbandes (21, 22; 45, 48, 49) gebildet werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmittel (24, .., 29) am einen Ende des Kontaktelements (20) angeordnete Verschlusselemente (24, 25) aufweisen, welche in am anderen Ende des Kontaktelements (20) angeordnete Aufnahmevorrichtungen (26, .., 29) in Umfangsrichtung des Ringes einrastend einsteckbar sind, dass die Verschlusselemente als sich in Längsrichtung des Kontaktelements (20) erstreckende Rasthaken (24, 25) ausgebildet sind, dass die Aufnahmevorrichtungen (26, .., 29) zwei in Querrichtung aus der Ebene des Trägerbandes (21, 22; 45, 48, 49) in entgegengesetzter Richtung herausgebogene Rastlaschen (28, 29) umfassen, dass jeder Rastlasche (28, 29) ein Rasthaken (24, 25) zugeordnet ist, welcher in entgegengesetzter Richtung hinter der Rastlasche (28, 29) einrastet, dass die Rasthaken (28, 29) jeweils aus einem Abschnitt des ersten Steges (21, 22) und davon abgehenden Abschnitten eines zweiten Steges (49) gebildet werden, und dass die Rastlaschen (28, 29) aus Stegabschnitten (46, 47) eines zweiten Steges (45) gebildet werden.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastlaschen (28, 29) aus Stegabschnitten (46, 47) eines zweiten Steges (45) durch Umbiegen der Stegabschnitte (46, 47) um etwa 180° gebildet werden.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erreichen eines vorgegebenen Spiels (x) beim Abstand der Enden des Kontaktelements (20) im geschlossenen Ring wenigstens einer der zweiten Stege (45, 48, 49) aus dem Trägerband (21, 22; 45, 48, 49) entfernt wird.
  19. Anwendung des Kontaktelements (10, 20, 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in einer Steckverbindung (40), welche eine hohlzylindrische Buchse (42) und einen in die Buchse (42) einsteckbaren zylindrischen Stecker (41) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (10, 20, 30) als geschlossener Ring in einer Ringnut (43) am inneren Umfang der Buchse (42) und/oder am äusseren Umfang des Steckers (41) angeordnet ist.
  20. Anwendung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (43) als gerader Einstich ausgeführt ist.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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