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Die Erfindung betrifft eine Kontaktfederbaugruppe für elektrische Kontaktvorrichtungen, mit mindestens einer Blattfeder, die zwei durch einen gebogenen Abschnitt miteinander verbundene Schenkel aufweist, wobei der gebogene Abschnitt einen Biegewinkel von mehr als 270° aufweist.
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Ein Beispiel einer Kontaktvorrichtung, bei der die Erfindung anwendbar ist, wird in
DE 20 2006 009 460 U1 beschrieben. Diese Kontaktvorrichtung dient zur selbstverriegelnden Kontaktierung einer Ader eines elektrischen Leiters, und weist eine aus einem leitfähigen Material gebildete Stützwand und eine Kontaktfeder auf, die durch eine einteilige Blattfeder aus einem geeignet gebogenem Federstahlblech gebildet wird. Die Kontaktfeder hat einen in Bezug auf die Stützwand ortsfest gehaltenen Basisschenkel und einen Klemmschenkel, der zusammen mit der Stützwand eine sich in Einsteckrichtung verjüngende Steckaufnahme für die Ader des Leiters bildet.
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Die Stützwand kann Teil einer leitfähigen Struktur sein, beispielsweise einer Stromschiene oder eines Steckverbinderkontakts. Um die Ader des Leiters mit dieser Struktur in Kontakt zu bringen, wird ein abisoliertes Ende der Ader (z.B. einer Kupferader) in die Steckaufnahme eingesteckt. Das Ende der Ader gleitet dabei auf die Flanke des Klemmschenkels auf und lenkt diesen Klemmschenkel aus. Aufgrund der elastischen Rückstellkraft der Feder krallt sich eine am freien Ende des Klemmschenkels gebildete Greifkante der Kontaktfeder in die Umfangsfläche der Kupferader ein. Wenn man nun versucht, den Leiter zurückzuziehen, so hat die von der Ader auf die Greifkante ausgeübte Kraft die Tendenz, den Klemmschenkel weiter in Richtung auf die Stützwand zu verschwenken und noch fester gegen die Ader anzudrücken, so dass die Ader selbsthemmend in Position gehalten wird.
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Zum Lösen des Kontakts ist ein Löseorgan vorgesehen, das in Bezug auf die Stützwand in der Einsteckrichtung verschiebbar geführt ist und einen Betätigungsarm aufweist, der an einer der Steckaufnahme zugewandten Flanke des Klemmschenkels angreift.
Um den Kontakt zu lösen, wird das Löseorgan in Einsteckrichtung verschoben, so dass sein Betätigungsarm auf die Flanke des Klemmschenkels aufläuft und diesen zurückbiegt. Dadurch wird die Ader des Leiters freigegeben, so dass der Leiter aus der Steckaufnahme zurückgezogen werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufbau einer Kontaktvorrichtung zu ermöglichen, die bei gegebener Haltekraft weniger Bauraum erfordert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kontaktfederbaugruppe, die durch mehrere übereinander geschichtete Blattfedern gebildet wird.
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Die Ausbildung der Kontaktfeder als mehrlagige Baugruppe hat den Vorteil, dass die geforderte Klemmkraft mit einer geringeren Materialdicke der einzelnen Blattfedern erreicht werden kann. Dadurch kann in dem gebogenen Abschnitt der Biegeradius verringert werden, ohne dass es zu einer Überdehnung des Materials kommt. Aufgrund des kleineren Biegeradius verringert sich der Abstand zwischen den beiden Schenkeln der Kontaktfederbaugruppe und damit der für die Unterbringung dieser Baugruppe in einer Kontaktvorrichtung benötigte Bauraum.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die einzelnen Blattfedern der Baugruppe können durch Fügen, beispielsweise durch Kleben, Löten, Schweißen, Nieten oder Clinchen punktuell oder vollflächig miteinander verbunden werden. Bei entsprechender Gestaltung der Einbauumgebung in der Kontaktvorrichtung ist es jedoch auch möglich, dass die Blattfedern unverbunden bleiben und einfach lose aufeinanderliegend in Position gehalten werden. Bei bestimmten Federgeometrien ist es auch möglich, dass sich die einzelnen Blattfedern miteinander verrasten lassen, so dass sie, wenn sie einmal ineinandergesteckt wurden, aufgrund ihrer Eigenelastizität miteinander verbunden bleiben.
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Durch Wahl der Anzahl und /oder - bei Blattfedern mit unterschiedlicher Dicke oder aus unterschiedlichen Materialeien - der Schichtungsreihenfolge der Blattfedern lässt sich die Klemmkraft an die jeweiligen Anforderungen anpassen, ohne dass die Geometrie und die Gesamtdicke der Blattfederbaugruppe verändert werden muss. Wahlweise kann die Klemmkraft auch durch die Art der Verbindung der Blattfedern beeinflusst werden. Wenn die Blattfedern unverbunden sind, können sich die Blattfedern gegeneinander verschieben, wenn die Baugruppe gebogen wird. In dem Fall ergibt sich eine relativ geringe Klemmkraft. Wenn die Blattfedern jedoch vollflächig oder mindestens an ihren entgegengesetzten Enden starr miteinander verbunden sind, ist eine relative Verschiebung der einzelnen Blattfedern nicht möglich, so dass das Federpaket einer Verbiegung einen größeren Widerstand entgegensetzt und somit eine höhere Klemmkraft erzeugen kann.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 einen Schnitt durch eine Kontaktvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Kontaktfederbaugruppe;
- 2 eine Explosionsdarstellung der Kontaktfederbaugruppe; und
- 3 einen vergrößerten Teil-Längsschnitt durch eine Kontaktfederbaugruppe gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt ein oberes Ende einer Kontaktvorrichtung 10, die einen sebstverriegelnden Steckkontakt für ein abisoliertes Ende einer Ader 12 eines elektrischen Leiters 14 bildet. Die Kontaktvorrichtung weist eine Kontaktfederbaugruppe 16 und eine elektrisch leitfähige Struktur 18 auf, die in ein nicht gezeigtes isolierendes Gehäuse einsetzbar ist und eine Stützwand 20 für die Ader 12 bildet. Am nicht gezeigten unteren Ende kann die leitfähige Struktur 18 z.B. einen Buchsenkontakt bilden.
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Die Stützwand 20 ist eine von vier Wänden eines Kanals 22, der den größten Teil der Kontaktfederbaugruppe 16 aufnimmt. Eine der Stützwand 20 gegenüberliegende Wand 24 dieses Kanals bildet einen Halter für einen ersten Schenkel 26 der Kontaktfederbaugruppe. Dieser Schenkel 26, der im folgenden als Basisschenkel bezeichnet wird, ist beispielsweise mit Nieten 28 an der Wand 24 gehalten. Ein Ende des Basisschenkels ragt nach oben (entgegen der Einsteckrichtung des Leiters 14) aus dem Kanal 22 heraus und ist dort durch einen gebogenen Abschnitt 30, der einen Biegewinkel von mehr als 270° hat, mit einem zweiten Schenkel 32 der Kontaktfederbaugruppe 16 verbunden. Die Stützwand 20 bildet zusammen mit dem zweiten Schenkel 32, der im folgenden als Klemmschenkel bezeichnet wird, eine Steckaufnahme 34 für die Ader 12. Die Einsteckrichtung ist in 1 durch einen Pfeil angegeben. Im gezeigten Zustand ist das Ende der Ader 12 noch nicht in die Steckaufnahme 24 eingeführt.
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Durch den gebogenen Abschnitt 30 wird der Klemmschenkel so gehalten, dass er schräg zur Einsteckrichtung in Richtung der Tiefe der Steckaufnahme 34 verläuft.
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In dem in 1 gezeigten Zustand liegt eine am freien Ende des Klemmschenkels 32 gebildete Greifkante 36 an der Stützwand 20 an. Wenn die Ader 12 weiter in Einsteckrichtung vorgeschoben wird, so wird der Klemmschenkel nach unten gebogen, und die Ader 12 tritt in den Zwischenraum zwischen der Greifkante 36 und der Stützwand 20 ein und wird klemmend in Position gehalten. Wenn dann ein nach oben gerichteter Zug auf die Ader ausgeübt wird, so wird die Ader durch die Greifkante 36 selbsthemmend in Position gehalten.
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Die Kontaktfederbaugruppe 16 wird nicht durch eine einzelne Blattfeder gebildet, sondern durch eine geschichtete Struktur aus im gezeigten Beispiel drei Blattfedern 38, 40, 42, die vollflächig aneinander anliegen. Jede der drei Blattfedern 38, 40, 42 besteht aus dünnem Federstahlblech, das wahlweise beidseitig eine galvanisch aufgebrachte Korrosionsschutzbeschichtung tragen kann.
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Im gezeigten Beispiel haben alle drei Blattfedern 38, 40, 42 die gleiche Dicke. Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Dicken der Blattfedern verschieden sind und beispielsweise von innen nach außen (bezogen auf die Krümmung des gebogenen Abschnitts 30) zunehmen oder abnehmen. In jedem Fall ist die Dicke einer einzelnen Blattfeder 38, 40, 42 deutlich kleiner als die Dicke einer herkömmlichen, nur durch eine einlagige Blattfeder gebildeten Kontaktfeder 16', die in 1 zu Vergleichszwecken strichpunktiert darstellt ist.
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In 2 sind die Blattfedern 38, 40, 42 in einer Explosionsdarstellung getrennt voneinander gezeigt. Bei der Herstellung der Kontaktfederbaugruppe 16 werden die Blattfedern 38, 40, 42 zunächst einzeln gebogen und erst dann so ineinander gesteckt, dass sie, wie in 1, vollflächig aneinander anliegen. Die geringe Materialdicke der einzelnen Blattfedern 38, 40, 42 erlaubt einen deutlich kleineren Biegeradius als er bei der herkömmlichen Kontaktfeder 16' möglich war. Dadurch wird der für die Kontaktvorrichtung 10 als Ganzes benötigte Bauraum deutlich reduziert. Zu Vergleichszwecken ist in 1 strichpunktiert auch die Position einer Wand 24' angedeutet, an der die herkömmliche Kontaktfeder 16' mit ihrem Basisschenkel zu befestigen wäre.
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Im dem hier gezeigten Beispiel werden die Blattfedern 38, 40, 42 im montierten Zustand durch die Nieten 28 zusammengehalten. Wahlweise können die Blattfedern jedoch auch schon vor der Montage durch Kleben, Löten oder Schweißen miteinander verbunden werden.
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Im gezeigten Beispiel ist der Basisschenkel 26 in dem oberhalb der Wand 24 liegenden Teil etwas nach außen (nach links in 1) geschwenkt. Der Klemmschenkel 32 weist einen Buckel 44 auf, der als Wiederlager für ein hier nicht gezeigtes Löseorgan dient. Wenn die steilere Flanke des Buckels 44 steiler ist als der nach außen geschwenkte Abschnitt des Basisschenkels 26, so lässt sich die innere Blattfeder 42 nur dann von der mittleren Blattfeder 40 lösen, wenn der Klemmschenkel der Blattfeder 42 elastisch ausgelenkt wird, so dass der Buckel 44 dieser Blattfeder aus dem entsprechenden Buckel der Blattfeder 40 austreten kann. Auf diese Weise sind die drei Blattfedern in dem in 1 gezeigten Zustand gleichsam miteinander verrastet, so dass sie auch ohne die Nieten 28 bereits als eine einzige Einheit handhabbar sind.
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Eine andere Möglichkeit, die übereinander geschichteten Blattfedern aneinander zu fixieren, besteht darin, diese Blattfedern punktuell, beispielsweise durch Punktschweißung miteinander zu verbinden.
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3 illustriert eine weitere Möglichkeit, bei der die Blattfedern 38, 40, 42 an einem Heftpunkt 46 durch Clinchen miteinander verbunden sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202006009460 U1 [0002]
