DE3731625A1 - Aus flachmaterial gebildetes kontaktstueck - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein aus Flachmaterial gebildetes Kontaktstück zur Kontaktierung mit einem flachen Gegen­ kontaktstück, mit zwei Kontaktfingern, die das Gegenkon­ taktstück zwischen sich nehmen und mittels eines von au­ ßen auf die Kontaktfinger wirkenden Federelementes zu­ sammengedrückt sind, wobei das Federelement im wesentli­ chen parallel zur Ebene des Kontaktstückes angeordnet sind.

Derartige Kontaktstücke werden im wesentlichen bei Ein­ schüben in elektrischen Installationsanlagen benutzt, um eine elektrische Verbindung zwischen in der Schaltanlage befindlichen Stromsammelschienen und dem elektrischen Teil des Einschubes herzustellen.

Bekannte Kontaktstücke besitzen zwei Kontaktfinger, die voneinander getrennt in einem Gehäuse untergebracht und mittels Federn aufeinan­ der zugedrückt sind; es gibt auch einstückig ausgebilde­ te, die Form eines etwa langgestreckten Rechteckes auf­ weisende Kontaktstücke, an deren einem Ende die Kontak­ tierung zu einer Stromsammelschiene an deren anderem En­ de die Kontaktierung mit einer Anschlußleitung erfolgt; dieses Kontaktstück besitzt im Bereich der Kontaktfläche quer zu der Ebene des Kontaktstückes ausgebogene Abwin­ kelungen, die über die Ebene des Kontaktstückes vorste­ hen und die zur Aufnahme und Führung eines Federelemen­ tes dienen, welches die beiden Kontaktfinger aufeinander zudrückt. Das Federelement ist aus Federdraht C-förmig gebogen und an den Außenflächen dieser Abwinkelungen, also an den Flächen, die auf entgegengesetzter Seite liegen, sind Vorprägungen vorgesehen, in die die Enden des Federdrahtes oder Federbügels eingreifen; diese Vor­ prägungen sind nur zur Führung des Federelementes ge­ dacht. Durch diese Vorprägungen, die durch einen Stanz­ vorgang bewirkt werden, drückt sich ein Teil des Materi­ als auch im Bereich der Berührungsfläche zum Gegenkon­ takt hin aus dem Kontaktfinger heraus, wodurch genau dort eine Punktauflage am Gegenkontaktstück auftreten kann. Dadurch kann es Verschmierungen geben, weil bei­ spielsweise die Temperatur dort zu hoch wird und insbe­ sondere beim Ausziehvorgang können Verschmierungen und ggf. auch Verschweißungen auftreten. Da die Einschübe häufig hineingeschoben und herausgezogen werden, bei­ spielsweise bei Reparatur- und Prüfarbeiten, was eine häufige Trennung der Kontaktstellen unter Spannung be­ deutet, ist hier in besonderer Weise mit jenen genannten Problemen zu rechnen. Darüber hinaus hat sich auch her­ ausgestellt, daß aufgrund der konstruktiven Ausgestal­ tung und der Probleme das Herausziehen des Einschubes oft sehr kraftaufwendig ist, immerhin ist es ja möglich, daß drei oder mehr derartige Kontaktstücke nebeneinander in einem Kontaktapparat untergebracht sind.

Zwar gibt es derartige Kontaktstücke auch bei NH-Siche­ rungsunterteilen; dort aber ist zu beachten, daß die Kontaktmesser, die in jene Kontaktstücke eingeschoben bzw. eingefügt werden, doch sehr selten auch wieder her­ ausgezogen werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kontaktstück der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, bei dem zum einen eine Punktauflage der Berührungsflächen zum Gegenkontaktstück und damit auch Verschmierungen vermieden werden; darüber hinaus soll auch die Herstellung erheblich vereinfacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Federelement U-förmig ausgebildet ist, daß die Schenkelenden - einen Haken bildend - um eine Achse quer zur Längsrichtung der Schenkel umgebogen sind, und daß die Haken hinter einen Rücksprung an den Außenkanten der Kontaktstücke eingehängt sind.

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung geht dahin, daß das Federelement zwei parallel verlaufende, U-förmige Bereiche aufweist, die an ihren Schenkelenden miteinander durch Verbindungsstege verbun­ den sind, daß die beiden U-förmigen Bereiche beidseitig am Kontaktstück anliegen und daß die Verbindungsstege mit ihren Innenkanten gegen die Außenkanten der Kontakt­ finger federnd anliegen.

Mit der Erfindung werden eine Reihe von ganz erheblichen Vorteilen erzielt.

So ist lediglich in einem einzigen Arbeitsgang das Kon­ taktstück aus Flachmaterial herauszustanzen, wobei be­ sondere zusätzliche Abwinkelungen im Bereich der Berüh­ rungsflächen nicht mehr erforderlich werden. Dadurch werden zum einen die Einfahr- und Herausziehkräfte eines Einschubes erheblich verringert und zum anderen wird die Stromtragfähigkeit deutlich erhöht, weil durch die in­ nenbefindliche Kante der beiden Kontaktfinger eine genau definierte Kontaktübergangsfläche gebildet wird. Auch der Raumbedarf wird aufgrund des als "Doppel-U" ausge­ bildeten Federelementes erheblich verkleinert. Weiterhin ist die gesamte Dicke des Kontaktstückes mit Federele­ ment deutlich geringer als die eines bekannten Kontakt­ stückes, so daß bei Mehrfachkontakten der Raumbedarf verringert ist. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung geht dahin, daß die Kontaktfinger in ihrem mittleren Bereich an den aufeinander zuweisenden Kanten je einen zapfenartigen Vorsprung aufweisen, die sich im nichtkontaktierten Zustand des Kontaktstückes berühren und daß sich an die Zapfen anschließend zwischen den beiden Kontaktfingern ein Schlitz anschließt, der in ei­ ner rechteckförmigen Ausnehmung am wurzelseitigen Ende der beiden Kontaktfinger einmünden kann.

Die zapfenartigen Vorsprünge dienen praktisch zur Bil­ dung des Grundes der gabelartigen Ausnehmung zwischen den beiden Kontaktfingern, so daß der Ein- oder Auf­ schiebeweg der Kontaktfinger auf das Gegenkontaktstück begrenzt wird, in dem das Gegenkontaktstück gegen die beiden zapfenartigen Vorsprünge anschlägt.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dahin gehen, daß jeder U-förmige Bereich jedes Fe­ derelementes eines U-Grund mit erhöhter Breite und daran anschließend sich in ihrer Breite verjüngende Schenkel aufweist, die zu der Endkante hin durch eine Abschrec­ kung zusätzlich verjüngt sind.

Ebenso wie die Kontaktfinger aus einem Flachbandmaterial gestanzt sind, kann auch jedes Federelement aus einem Flachbandmaterial aus rostfreiem Stahl gestanzt und da­ nach um die Achsen der Schenkelenden gefaltet sein. Selbstverständlich wird das Flachbandmaterial für die Kontaktfinger andere Abmessungen und Zusammensetzungen aufweisen wie das für das Federelement; das Flachbandma­ terial für das Federelement ist praktisch Federbandstahl und besitzt eine Dicke von höchstens 1 mm.

Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen sowie weitere Vortei­ le näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Aufsicht auf das Kontaktstück,

Fig. 2 einen Teilbereich des Kontaktstückes,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer ersten Aus­ führungsform eines Federelementes,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausgestaltung des Federelementes und

Fig. 5 eine Aufsicht auf ein Federelement gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 4.

Das Kontaktstück 10 der Fig. 1 besitzt einen Kontaktie­ rungsbereich 11, der zwei Kontaktfinger 12 und 13 auf­ weist, die gabelförmig einander zugeordnet sind und ei­ nen Zwischenraum 14 zwischen sich nehmen, in den eine strichliert dargestellte Stromschiene 15 einschiebbar ist. Der Kontaktfinger 13, siehe Fig. 2, besitzt an seinem Ende eine ballenförmige Verdickung 16, an die sich eine Einschnürung 17 anschließt, welche Einschnü­ rung 17 von einem zapfenartigen Vorsprung 18, der quer zur Längserstreckung des Kontaktfingers 13 vorspringt, abgeschlossen ist. Der Kontaktfinger 12 ist in ähnlicher Weise aufgebaut, auch er besitzt die ballenartige Ver­ dickung 16, die eine Einschnürung 17 und den Vorsprung 18 und im Bereich des Vorsprunges 18 berühren sich die bei­ den Kontaktfinger. Somit bilden die Verdickungen 16, die Einschnürungen 17 und die Vorsprünge 18 den Innenraum bzw. Zwischenraum 14 zwischen den Kontaktfingern 12 und 13 und die sich gegenüberliegenden Verdickungen verengen den Zwischenraum und bilden so zwei definierte Kontakt­ übergänge der eingeschobenen Stromschiene 15. An der vom ballenförmigen Bereich entgegengesetzten Seite des Vor­ sprunges schließt sich ein langgestreckter Schlitz 19 an, die in einer rechteckförmigen Ausnehmung 20 einmün­ det. Im Bereich dieser rechteckförmigen Ausnehmung 20 ist das Kontaktstück verbreitert und - ausgehend von diesem verbreiterten Bereich 21 schließen sich nach links die Kontaktfinger 12 und 13 an, so daß bei Aufbie­ gen der Kontaktfinger eine Biegebelastung in den Berei­ chen A bzw. B - ausgehend von den Ecken der Ausnehmung 20 bis hin zu den Kontaktfingern bzw. zur Abschlußkante 22 - erzeugt ist. Im Bereich der Verdickung besitzt je­ der Kontaktfinger einen Rücksprung 23 oder eine Schulter 23, deren Zweck weiter unten näher dargestellt ist. Die Vorsprünge 18, die den Innenraum bzw. Zwischenraum 14 zwischen den Kontaktfingern 12 und 13 begrenzen, bilden dabei einen Anschlag für das zwischen die beiden Kon­ taktfinger 12 und 13 eingefügte flache Gegenkontakt­ stück. Zumindest soweit kann das Kontaktstück eingefügt werden. Durch geeignet lange Ausbildung der Kontaktfin­ ger 12 und 13 könnten diese für sich allein federnd sein; verbessert wird dies aber dadurch, daß die federn­ de Länge der beiden Kontaktfinger durch den Schlitz 19 und die Ausnehmung 20 verlängert ist. Im entspannten Zustand liegen die beiden Vorsprünge aneinander und dann, wenn das Kontaktstück 15 zwischen die Kontaktfin­ ger eingebogen ist, entfernen sich die beiden Vorsprünge geringfügig voneinander.

An der End- oder Abschlußkante 22 ist ein sogenannter Crimp-Anschluß 24 angeformt, an dem die Adern 25 eines Kabels 26 anschließen.

Der Kontaktdruck der Kontaktfinger 12 und 13 auf die Stromsammelschiene erfolgt mittels eines Federelementes, der in Fig. 3 bzw. in Fig. 4 und 5 dargestellt ist. In der Aufsicht besitzt das Federelement 27 eine U-förmige Gestalt mit Schenkeln 28 und 29. Im Grunde des U, also im Bereich 30 ist die Breite C des Federelementes fest­ gelegt und diese Breite verkleinert sich zum Ende jedes Schenkels auf den Wert C ₁ und die Schenkelabschlußkante ist dann nochmals durch eine Anschrägung 31 begrenzt, so daß die Schenkelendkante 32 gegenüber dem U-Grund 30 deutlich schmaler ausgebildet ist.

Man erkennt nun in Fig. 3, daß bei einer ersten Ausfüh­ rungsform das Federelement aus zwei parallel verlaufen­ den U-Teilen 33 und 34 gebildet ist, von denen jedes U-Teil einen U-Grund und zwei Schenkel 28 und 29 auf­ weist, die an ihren Endkanten 32 mit einem Verbindungs­ stück 35 miteinander in Verbindung stehen. Zur Fertigung dieses Teils werden die beiden U-förmigen Bereiche 33 und 34 einstückig in einer Ebene ausgestanzt, wodurch ein O-förmiges Teil gebildet ist, wobei in der Mitte zwei Verengungen vorgesehen sind und schlußendlich wer­ den die beiden Bereiche um die Verbindungslinie der beiden Verengungen gefaltet, so daß ein Element gemäß Fig. 3 entsteht. Das Federelement wird zur Montage am Kontaktstück 10 mit seinen beiden U-Teilen beidseitig über das Kontaktstück geschoben, so daß die beiden U- Teile auf beide Seiten des Kontaktstückes zu liegen kom­ men. Im nicht montierten Zustand ist der Abstand der beiden Schenkelenden im Bereich der Verbindungsstücke 35 kleiner als der Abstand D der Außenkanten der Kontakt­ finger zwischen dem freien Ende der Kontaktfinger und dem Rücksprung 23 bzw. der Schulter 23, und aus diesem Grunde müssen die beiden Schenkel aufgebogen werden, damit die beiden Verbindungsstege an die Außenkanten der beiden Kontaktfinger im Bereich der freien Enden und der Schultern 23 geschoben werden können und nach Anliegen der Verbindungsstücke 35 gegen die Schultern 23, wie aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich ist, werden die Schenkel­ enden freigegeben und die Verbindungsstege können sich aufgrund der Federwirkung der beiden Schenkel gegenein­ ander gegen die Außenkanten der Kontaktfinger legen und so die Kontaktfinger gegeneinander drücken.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Federe­ lementes 40. Man erkennt dort eine U-Form mit zwei Schenkeln 41 und 42 sowie dem U-Grund 43; das Federele­ ment 40 besitzt aber keine zwei Federteile, vielmehr sind die Enden der beiden Schenkel 41 und 42 um eine Achse quer zu der Längsrichtung der Schenkel hakenförmig umgebogen, wodurch dort eine Aufhängung 44 und 45 gebil­ det ist, welche Haken an den Schultern 23 der beiden Kontaktfinger aufgehängt werden. Die Wirkung ist die gleiche wie bei der Anordnung nach Fig. 3; es bedarf hier dann lediglich der Erhöhung der Steifigkeit der U-Form insoweit, als möglicherweise die Breite C des U-Grundes 43 gegenüber der Ausführung nach Fig. 3 ver­ größert wird, was ebenso für die Breite C ₁ der Schenkel gilt.

Die Fertigung des Federelementes gemäß Fig. 4 erfolgt so, daß ein U-förmiges Stanzteil gebildet ist, das zu­ nächst im unteren Bereich der Fig. 5 entspricht; im Be­ reich der Schenkelenden befindet sich dort je eine Ver­ engung, die dann die Abschrägungen 31 bildet, und um die Verbindungslinie der beiden Verengungen wird dann jedes Schenkelende umgebogen.

Die Herstellung des Kontaktstückes 10, ohne Feder, er­ folgt so, daß die äußere und innere Form aus einem Flachbandmaterial ausgestanzt wird, wobei im Bereich der Vorsprünge 18 eine Schertrennung vorgenommen wird, wo­ durch eine materialverlustfreie Stanzung an dieser Stel­ le erzeugt wird. Der Abstand der beiden Verdickungen 16 der Kontaktfinger 12 und 13 voneinander ist selbstver­ ständlich kleiner als die Dicke der Stromschiene 15 und aus diesem Grunde werden die beiden Kontaktfinger 12 und 13 beim Einfahren bzw. Auffahren auf die Stromschiene 15 entgegen dem Druck der Feder 27 und auch entgegen der eigenen Federwirkung aufgeweitet, wodurch der Abstand zwischen den beiden Vorsprüngen 18 jedes Kontaktfingers vergrößert wird, und zwar auf etwa 0,4 bis 0,6 mm. Wenn nun beim montierten Zustand bzw. beim kontaktierten Zu­ stand Strom von der Stromsammelschiene zum Kabel 26 fließt, dann teilt sich der Strom auf in einen Stromfluß durch jeden Kontaktfinger und im Falle eines Kurzschlus­ ses wird dann eine Anziehungskraft der beiden Kontakt­ finger aufeinander zu bewirkt, wodurch der Kontaktdruck im Bereich der beiden Verdickungen 16 erhöht wird.

Das Federelement nach Fig. 3, 4 und 5 wird aus rost­ freiem Stahlband gestanzt und gefaltet und das Kontakt­ stück selbst besteht aus Flachbandmaterial, welches zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften und zur Ver­ meidung von Korrosion verzinnt wird.

Erfindungsgemäß werden zwei Arten von Federelementen gebildet; die eine ist U-förmig mit angenähert paralle­ len Schenkeln ausgebildet, und die Enden der Schenkel sind um eine Achse, die quer zur Längsrichtung der Schenkel und in der durch das Federelement aufgespannten Ebene liegt, umgebogen, wodurch aus der durch das Feder­ element aufgespannten Enden herausspringende Haken ge­ bildet sind, die dann hinter einen Rücksprung an den Außenkanten der Kontaktfinger eingehängt sind. Bei der anderen Ausführung besitzt das Federelement zwei paral­ lel verlaufende U-förmige Bereiche, die annähernd paral­ lele Schenkel besitzen; die Schenkel sind an ihren Schenkelenden miteinander durch Verbindungsstege verbun­ den und zur Montage werden die beiden U-förmigen Berei­ che beidseitig am Kontakt anliegend angebracht und die Verbindungsstege werden aufgrund der federnden Wirkung der beiden U-förmigen Bereiche mit ihren Innenkanten gegen die Außenkanten der Kontaktfinger gedrückt und lie­ gen auf den Schultern, die quer zur Längserstreckung der Kontaktfinger verlaufen, auf.

Die Erfindung ist anhand eines Kontaktstückes beschrie­ ben, das zur Verbindung einer Stromschiene mit einem Kabel dient. Selbstverständlich kann das Kontaktstück auch an einem Ende oder an beiden Enden einer Verbin­ dungsschiene vorgesehen sein und natürlich besteht auch die Möglichkeit, daß dieses Kontaktstück im Bereich der Kontaktfedern von NH-Sicherungsunterteilen seine Anwen­ dung finden kann.

Claims (7)

1. Aus Flachmaterial gebildetes Kontaktstück zur Kontaktierung mit einem flachen Gegenkontaktstück, vor­ zugsweise einer Stromschiene aus Flachbandmaterial, mit zwei Kontaktfingern, die das Gegenkontaktstück zwischen sich nehmen und mittels eines von außen auf die Kontakt­ finger wirkenden Federelementes zusammengedrückt sind, wobei das Federelement im wesentlichen parallel zur Ebe­ ne des Kontaktstückes angeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Federelement (27, 40) U-förmig mit annähernd parallelen Schenkeln (28, 29; 41, 42) ausge­ bildet ist, daß die Enden der Schenkel (28, 29; 41, 42) und aus der durch das Federelement (27, 40) aufgespann­ ten Ebene herausspringend sowie Haken (44, 45) bildend um eine Achse quer zur Längsrichtung der Schenkel (27, 28; 41, 42) umgebogen sind, und daß die Haken (44, 45) hinter einen Rücksprung (23) an den Außenkanten der Kon­ taktfinger eingehängt sind.

2. Aus Flachmaterial gebildetes Kontaktstück zur Kontaktierung mit einem flachen Gegenkontaktstück, vor­ zugsweise einer Stromschiene aus Flachbandmaterial, mit zwei Kontaktfingern, die das Gegenkontaktstück zwischen sich nehmen und mittels eines von außen auf die Kontakt­ finger wirkenden Federelementes zusammengedrückt sind, wobei das Federelement im wesentlichen parallel zur Ebe­ ne des Kontaktstückes angeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Federelement (27) zwei parallel ver­ laufende U-förmige Bereiche (33, 34) deren Schenkel annähernd parallel verlaufen, aufweist, die an ihren Schenkelenden miteinander durch Verbindungsstege mitein­ ander verbunden sind, daß die beiden U-förmigen Bereiche (33, 34) beidseitig am Kontaktstück (10) anliegen und daß die Verbindungsstege mit ihren Innenkanten gegen die Außenkanten der Kontaktfinger angedrückt sind, wobei die Verbindungsstege auf den Schultern (23) aufliegen.

3. Kontaktstück nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfinger (12, 13) in ihrem mittleren Bereich je einen zapfenartigen Vor­ sprung (18) aufweisen, welche sich im nichtkontaktierten Zustand des Kontaktstückes (10) berühren, und daß sich anschließend an die Zapfen (18) zwischen den beiden Kon­ taktfingern ein Schlitz (19) anschließt.

4. Kontaktstück nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlitz (19) in eine rechteckförmige Ausnehmung (20) am Ende der beiden Kontaktfinger (12, 13) einmündet.

5. Kontaktstück nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder U-förmige Bereich ei­ nen U-Grund (30, 43) mit erhöhter Breite und daran an­ schließend zwei sich in ihrer Breite verjüngende Schen­ kel (28, 29; 41, 42) aufweist, die zu der Endkante (32) hin durch eine Abschrägung (31) zusätzlich verjüngt sind.

6. Kontaktstück nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfinger aus Flach­ bandmaterial gestanzt sind.

7. Kontaktstück nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Federelement aus einem Flachbandmaterial aus rostfreiem Stahl gestanzt und da­ nach um die Achsen der Schenkelenden gefaltet ist.