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Steckvorrichtung Bei der Erfindung handelt es sich um eine Steckvorrichtung,
insbesondere für Starkstrom.
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Steckvorrichtungen für Starkstrom sind an sich bekannt. Sie weisen
jedoch alle, gleichgültig ob sie in flacher Form oder mit rundem oder anderem Querschnitt
hergestellt sind, den Nachteil auf, daß der benötigte Aufwand in einem ungünstigen
Verhältnis zu dem erreichten Nutzen steht. Die Ursache hierfür ist, daß die zur
Kontaktgabe bestimmten Flächen nicht voll zur Anlage kommen, sondern immer nur punkt-
oder linienförmige Stellen zur Kontaktgabe ausgenutzt werden. Lange Beobachtungen
und Versuche haben ergeben, daß bei Steckvorrichtungen in flacher Form (Messerkontakte)
eine Unebenheit auf den Kontaktflächen oder eine Einheulung an den Kanten des Kontaktmessers
bzw. den Kanten des federnden Aufnahmeteils genügt, um die ganze Fläche der Kontaktgabe
zu entziehen. Diese Nachteile treten selbstverständlich auch dann auf, wenn Messerkontakte
oder Steckverbindungen, deren kontaktgebende Teile aus Flachmetall bestehen, beiderseits
jeweils aus mehreren nacheinander angeordneten Kontaktteilen zusammengesetzt sind,
wie dies gleichfalls bekanntgeworden ist. In Fällen, wo es sich um aus Bandfedern
gefertigte Aufnahmeteile handelt, kommt noch hinzu, daß das federnde Element nicht
über seine ganze Breite die gleiche Federspannung
besitzt und somit
eine Seite .der Kontaktfläche vorsteht, so daß nur eine einseitige Berührung erreicht
wird. Selbst durch Erhöhung der Vorspannung läßt sich in einem solchen Fall meist
nur bewirken, daß die Kontaktfläche längs einer Linie zur Anlage kommt. Diese Fehler
stellen sich sehr häufig schon bei der Herstellung ein, treten aber regelmäßig schon
nach kurzem Gebrauch auf. Schließlich seinoch auf die bei der Herstellung genauer
Flächen auftretenden Schwierigkeiten hingewiesen, insbesondere darauf, daß, wenn
für diese Flächen Band oder Blech Verwendung findet, die Flächen immer bestrebt
sind, eine konvexe oder konkave Form anzunehmen. In allen Fällen aber :bleibt die
Randbeschädigung (Einbeulung durch Schlag oder Druck) als zusätzliche Ungenauigkeitsquelle
bestehen.. Versuche, diese oben beschriebenen Ungenauigkeiten durch erhöhten Kontaktdruck
zu beseitigen, sind fehlgeschlagen. Dies um so mehr, da der Anwendung eines erhöhten
Kontaktdruckes bei derartigen Kontakteinrichtungen sehr bald eine Grenze gesetzt
ist.
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Bei Kontakteinrichtungen, bei denen zur Kontaktgabe ein runder oder
anders geformter massiver oder geschlitzter Stift Verwendung findet, liegen die
Verhältnisse hinsichtlich der Kontaktgabe nicht wesentlich .günstiger. Hervorgehoben.
sei hier nur die Tatsache, daß bei diesen Kontakteinrichtungen sich ebenfalls nur
eine linien-, kreis- und punktförmige Kontaktfläche bildet und daß die Kontaktgüte
dieser Vorrichtungen sehr bald auf ein Maß herabsinkt, das eine Auswechselung der
Vorrichtung notwendig macht. Auch steht bei dieser Vorrichtung der Werkstoff- und
Baumaßaufwand in keinem Verhältnis zum erreichten Nutzen.
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Bei Ölschaltern ist es bereits bekannt, den Abreißkontakt als konzentrischen
Zylinder innerhalb des als Hohlzylinder ausgebildeten Hauptkontaktes anzuordnen.
Auch hierbei treten aber .die bereits oben geschilderten Nachteile auf, insbesondere
läßt sich auch hierbei der nur punkt- oder linienförmige Stromübergang nicht beseitigen.
Die Aufteilung der Kontaktteile in selbsttragenden Lamellen bringt infolge der Starrheit
des Materials in dieser Richtung keinen wesentlichen Fortschritt und ist außerdem
aus Festigkeitsgründen bei einer anzustrebenden Verringerung der Abmessungen, wie
sie bei normalen Steckverbindungen erforderlich ist, nicht anwendbar.
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Betrachtet man die bekannten Steckvorrichtungen hinsichtlich des Werkstoffaufwandes,
so ist festzustellen, daß der Querschnitt des Stromzuleiters unvergleichbar kleiner
ist als die stromführenden Bau- und Kontaktelemente der Vorrichtungen selbst. Durch
vorliegende Erfindung werden die oben beschriebenen Fehler, die in der Hauptsache
in zu großem Werkstoffaufwand, zu großen Abmessungen, in schlechter Kontaktgabe
und Unsicherheit im Betrieb zu sehen sind, beseitigt.
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Es handelt sich bei der Erfindung um eine Steckvorrichtung, deren
Kontaktflächen aus einer beliebigen Anzahl nebeneinander gelagerter,- für sich arbeitender
Kontaktelemente besteht. Hierdurch wird erreicht, daß die Kontaktflächen jeweils
in eine Vielzahl von einzelnen Kontaktflächen (Kontaktelementen) unterteilt sind
und somit weitgehendst ausgenutzt werden. Ein weiterer Vorteil gegenüber den bekannten
Steckvorrichtungen liegt darin, daß die Kontaktflächen durch Beschädigung oder Ausfall
.eines Kontaktelementes in ihrer Kontaktgüte nicht merkbar herabgesetzt werden,
die Kontaktgabe stets innig und der Kontaktvorgang weich ist. Zu erwähnen ist weiter,
daß bei der vorliegenden Erfindung durch weitestgehende Ausnutzung der zur Verfügung
stehenden Kontaktflächen der Werkstoffaufwand auf ,ein erträgliches Maß herabgesetzt
wird, so daß sich die Bauelemente im einzelnen sowie die Kontaktelemente in ihrer
Gesamtheit dem für den durchfließenden Strom erforderlichen Querschnitt nähern.
Auch wird durch die Aufteilung und somit bessere Ausnutzung der Kontaktflächen vermieden,
daß sich beim Stromübergang die Stromdichte ungleichmäßig über die gesamte Kontaktfläche
verteilt oder an einzelnen Stellen das zulässige Maß übersteigt.
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In den Abbildungen sind Steckvorrichtungen mit verschiedenen Querschnittformen
dargestellt. Abb. i zeigt den Längsschnitt des Aufnahmeteils einer Steckvorrichtung
in runder Form. Dieses Teil besteht aus einem inneren Rohr i, einem oder mehreren
um das innere Rohr gelagerten Zusatzröhren 2, einem äußeren Rohr 3, ,einer entsprechenden
Anzahl doppelschen'kliger Kontaktfedern q. und 5, einer von dem Durchmesser des
Rohres bestimmten Anzahl einschenkliger Kontaktfedern 6, einer oder mehreren der
Anzahl und .dem Durchmesser der Rohre entsprechenden Abstandbuchsen 7, einem Kernstück
mit Anschlußb ölzen oder Zapfen 8 und einem Anschlußstück g.
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Abb.2 und 3 zeigen Querschnitte von gleichartigen Steckvorrichtungen
in viereckiger und rechteckiger Form.
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Abb. q. zeigt eine offene Steckvorrichtung maß der Erfindung, und
zwar ist in Abb. q.a der Querschnitt des aufnehmenden Teils mit den einzelnen Kontaktfedern
ii und in Abb. q.b das aufnehmende und in Abb. q.c das einzubringende Teil jeweils
in Seitenansicht dargestellt.
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Abb. 5 zeigt das Einführungsteil einer Steckvorrichtung in runder
Form, beispielsweise gemäß Abb. i. Dieses Einführungsteil besteht aus einem zentrisch
sitzenden Stift 21, einem oder mehreren um den Stiftgelagerten Zusatzrohren 22 und
23 und einem Anschlußteil24. Zur Erleichterung des Einsteckvorganges können beispielsweise
die Rohre 22 und 23 mit einem oder mehreren Längsschlitzen versehen werden.
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Abb.6 zeigt den Längsschnitt eines federnden Kontaktelementes, wie
es für .die Trägerteile i und 2 (Abt. i) Verwendung findet.
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Abb.7 zeigt den Längsschnitt eines federnden Kontaktelementes, wie
es für das Trägerteil 3 Verwendung findet.
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Die in Abb. 6 dargestellten Kontaktelemente sind V-förmi;ghergestellt
und erhalten in der Mitte eine
dem Zweck angepaßte Ausbauchung 31.
Die lichte Weite in der Biegung 32 ist so groß, daß das tragende Teil i (Abb. i)
an der schwächsten Stelle der Biegung Platz findet.
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Die in
[email protected] dargestellte Kontaktfeder erhält an ihrem aasgebogenen
Ende einen kurzen Schenkel 34, der zur Halterung der Feder 3 im Trägerteil (Abb.
i) dient. Die Befestigungsenden 35 (Abb. 7) bzw. 33 (Abb.6) des Kontaktelementes
erhalten entsprechend der Befestigungsart entweder einen Knick 36 (Abb. 7) oder
ein gerades Ende 33 (Abb.6). Die Kontaktelemente können als Einzelelement (Abb.
7), jedoch auch als Zwillingselement gemäß Abb. 8 hergestellt werden. In diesem
Fall sind die Zwillingselemente an ihrem Befestigungsende 37 (Abb.$) miteinander
verbunden. Die übrige Formgebung der Zwillingselemente ist gleich der an Hand der
Abb. 7 beschriebenen.
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Um .eine einfache Herstellung, insbesondere beispielsweise bei Massenfertigung,
zu ermöglichen, ist es unter Umständen zweckmäßig, die Kontaktfläche nicht aus einer
Vielzahl von einzelnen unzusammenhängenden Elementen gemäß Abb.6 zusammenzusetzen.
Man kann statt dessen in der in Abb. 9 gezeigten Weise die Kontaktelemente in zusammenhängender
Form aus einem im Zickzack verlaufenden einzigen Draht od. ä. herstellen. Dieser
zickzackförmige Draht wird dann beispielsweise längs der Linie A-B so gebogen, daß
die längs dieser Linie-erhaltenen Biegungsstellen der Biegung 32 in. Ab'b. 6 entsprechen.
Die Knickstetlen 38 und 39 entsprechen dann den Enden 33 (Abb. 6) und werden zur
Befestigung .der kontaktgebenden Teile verwendet. Selbstverständlich wird durch
zweckentsprechende Formgebung auch in diesem Fall an den Stellen 40 eine Bauchung
entsprechend 31 in A.bb. 6 vorgesehen.
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Die Kontaktelemente werden mit den Trägerteilen i, 2 und 3 (Abb. i)
durch Löten, Schweißen, Pressen oder auf dem Wege des Spritzgußverfahrens verbunden.
Auf die gleiche Weise erfolgt auch die Verbindung des Anschlußborzens 8 (Abb. i)
mit den kontaktgebenden Elementen. Wird die Steckvorrichtung in einer rechteckigen,
viereckigen oder offenen Form, wie sie in Abb.2, 3 und q. dargestellt ist, hergestellt,
so können dis einzelnen Bauelemente auch mittels Schrauben miteinander befestigt
werden. Bei allen Befestigungsarten sind die Abstandbuchsen oder Abstandstücke 7
(Abb. i) so groß zu halten, daß die kontaktgebenden Rohre 22 und 23 (Abb. 5) oder
Teile des Einführungsteils sich zügig in das Aufnahmeteil einführen lassen.
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Die Kontaktelemente sind vor der Befestigung mit dem Trägerteil so
über dieses gesetzt, daß sie im Ruhestand mit einem leichten, in Richtung der Längsachse
wirkenden Druck auf dem Trägerteil aufliegen. Dieser Aufhängedruck wird dadurch
erzeugt, daß die Kontaktfedern bei der Herstellung etwas weiter vorgebogen werden,
als es für den eigentlichen Steckvorgang erforderlich ist, und dient dazu, am vorderen
Ende der Steckvorrichtung eine glatte Abschlußfläche zu erzielen. Durch die Befestigung
der Kontaktelemente an ihrem unteren stromeinführenden Ende wird die Richtung des
Stromflusses in der Steckvorrichtung beibehalten. Durch die Vorformung der Kontaktelemente
ist es möglich, bei der Fertigung den Kontaktdruck und somit auch die Steckfestigkeit
der Vorrichtung zu bestimmen.
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Findet an Stelle einer runden eine andere geschlossene Querschnittform
Verwendung, so bleibt die Gestattung der Kontaktfedern und ihre Befestigung die
gleiche.
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Bei Verwendung einer offenen, flachen Forrn, ähnlich einem Messerkontakt,
oder bei ähnlichen Steckvorrichtungen können die Kontaktelemente entweder im festen
Aufnahmeteil oder im beweglichen Einführungsteil angebracht werden. Ein Beispiel
für derartige Ausführung ist in Abb. io in Draufsicht und in Abb. i i in Seitenansicht
dargestellt. Die Halterung der kontaktgebenden Teile kann dabei beispielsweise in
Form einer Klemmzwinge 41 erfolgen. 42 stellt die bei derartigen Einrichtungen notwendige
Funkabreißfeder dar. Bei einer derartigen Anwendung des Erfindungsgedankens können
selbstverständlich beliebig viele Trägerteile für die Kontaktelemente je Steckvorrichtung
vorgesehen werden. Die Kontaktelemente würden zweckmäßig in diesem Fall sowie auch
bei Steckvorrichtungen mit einem nicht runden Querschnitt einen viereckigen oder
flachen Querschnitt erhalten.
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Zur Befestigung der Steckvorrichtung dient ein aus dieser herausragender
Bolzen oder Zapfen 8 (A#bb. i) bzw. 26 (Abb. 5). An Stelle dieses Bolzens kann jedoch
auch das Kernstück mit einem Innengewinde versehen werden. Wird die Steckvorrichtung
aus lötbarem Werkstoff gefertigt, so können die Flächen io (Abb. i) bzw. 25 (Abb.
5) als Lötfläche benutzt werden. Wird die Steckvorrichtung aus Leichtmetall hergestellt
und .gleichzeitig Wert darauf gelegt, daß ihre Längsachse in der Verlängerung der
Kabelseele verläuft, so kann man sich .eines Anschlußstückes, wie es in Abb. i durch
Teil 9 und in Abb.5 durch Teil 24 dargestellt ist, bedienen. Dieses Anschlußstück
kann nach Bedarf aus lötbarem Metall oder als Klemmstück aus Leichtmetall hergestellt
werden. Außerdem kann das Anschlußstück im Bedarfsfall so gestaltet werden, daß
der Anschlußbolzen der Kontaktvorrichtung senkrecht zu der Längsachse des Anschlußstückes
oder in einem anderen Gradwinkel mit demselben verbunden wird. In Fällen, wo die
Steckvorrichtung mit Bauelementen verbunden werden soll und sich die Befestigungsart
nach den jeweiligen Verhältnissen richten muß, kann das Anschlußstück in der .eben
beschriebenen Form fortfallen; in diesem Fall tritt nötigenfalls an seine Stelle
ein den jeweiligen Verhältnissen angepaßtes andersartiges Befestigungselement.
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Bei der Steckvorrichtung gemäß der Erfindung besteht ferner die Möglichkeit,
.den Kontaktdruck beispielsweise dadurch zu beeinflussen, daß der Zwischenraum zwischen
den Trägerteilen i, 2, 3 (Abb. i) oder den einzubringenden glattwandigen
Stromaufnahmestellen
2r, 22,23 (Abb. 5) beispielsweise durch eine entsprechende Wahl der Wandstärke bzw.
des Durchmessers größer oder kleiner gehalten wird. Weiterhin kann die Gesamtkontaktfläche
in einfacher Weise entweder der vorgesehenen Belastung weitgehend an:gepaßt oder
unter Umständen auch zur Vermeidung unzulässiger Stromdichten in beliebiger Weise
gegenüber dem Querschnitt der Zuleitung vergrößert werden, indem die Zahl der in-
oder nebeneinander angeordneten Teilflächen bzw. der .einzelnen Kontaktelemente
entsprechend der jeweiligen Aufgabe gewählt wird.
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Um eine bessere Einführung beim Steckvorgang zu ermöglichen, kann
der zentrisch sitzende Stift 21
(Abib. 5) um ein :gewisses Maß über die Rohre
22 und 23 hinausragen. Es kann auch nötigenfalls an Stelle des zentrischen Stiftes
das Außenrohr 3 (Abb. i) etwas länger als die Rohre i und 2 gehalten werden.
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In den vorstehend beschriebenen Beispielen ist jeweils willkürlich
angenommen, daß das aufnehmende Teil mit den Kontaktelementen. .gemäß der Erfindung
ausgestattet und das einzuführende Teil glattwandig ausgebildet wird. Es ist jedoch
gemäß der weiteren Erfindung ohne weiteres möglich, daß umgekehrt das einzuführende
Teil (Patrize) mit derartigen federnden Kontaktelementen versehen und das aufnehmende
Teil (Matrize) glattwandig hergestellt wird.
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Selbstverständlich handelt es sich bei den vorstehend beschriebenen
Ausführungs- und Anwendungsformen des Erfindungsgedankens lediglich um Beispiele,
die seine anderartige, den jeweiligen Bedürfnissen entsprechende Ausgestaltung nicht
ausschließen.