EP3485538B1

EP3485538B1 - Verbindungselement

Info

Publication number: EP3485538B1
Application number: EP17734766.3A
Authority: EP
Inventors: Andrea Mastrovito
Original assignee: Staeubli Electrical Connectors AG
Current assignee: Staeubli Electrical Connectors AG
Priority date: 2016-07-18
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2026-04-29
Anticipated expiration: 2037-07-06
Also published as: JP6951413B2; KR20190026915A; US20190288467A1; KR102342616B1; US10770848B2; CN109478737B; JP2019522327A; EP3485538A1; CN109478737A; WO2018015170A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Aufnahme eines Kontaktelementes zur Vermittlung eines elektrischen Kontaktes zwischen zwei Stromschienen nach Anspruch 1.

STAND DER TECHNIK

Verbindungselemente zur elektrischen Verbindung von zwei Leiterelementen, wie beispielsweise zwei parallel zueinander verlaufenden Stromschienen, sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Ebenfalls sind aus dem Stand der Technik eine Vielzahl von besagten Kontaktelementen bekannt. Beispielsweise seien hier die entsprechenden Produkte der Anmelderin genannt.
Stromschienen werden zum Beispiel in Fahrzeugen als feste elektrische Leiterelemente eingesetzt, welche dann mit Stromschienen von anderen Elementen, wie beispielsweise einem Invertermodul, elektrisch verbunden werden sollen. Dabei können Stromschienen sowohl in Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Fahrzeugen des öffentlichen Verkehrs oder Elektrofahrrädern eingesetzt werden. Mit dem Einsatz von Hybridmotoren, welche durch fossile Energieträger und elektrischen Strom angetrieben werden, werden Stromschienen verbreitet bei Personenkraftwagen eingesetzt. Auch wurden derartige Stromschienen als Kontakte im Zusammenhang mit dem Antrieb von Elektrofahrrädern vermehrt eingesetzt.
Aus dem Stand der Technik sind für die Verbindung von Stromschienen eine Vielzahl Verbindungslösungen bekannt. Beispielsweise werden Stromschienen mit Hilfe von Verschraubungen verbunden, welche grosse Anpresskräfte gewährleisten müssen, da die Kontaktpunkte über eine Flächenkontaktierung nur ungenügend definiert sind. Aus diesem Grund ist man dazu übergegangen, zwischen den beiden Stromschienen eine Kontaktlamelle anzuordnen, welche den elektrischen Kontakt verbessert.
Aus dem Stand der Technik ergeht allerdings der Nachteil, dass die Verbindung mittels Schrauben zwischen den beiden Stromschienen und der Kontaktlamelle sehr aufwändig ist, was insbesondere in der Automobilindustrie, wo kurze Zykluszeiten bei der Herstellung gefordert werden, nicht erwünscht ist. Die CH 702 863 A1 offenbart ein Verbindungselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ausgehend von dem Stand der Technik liegt der Erfindung eine Aufgabe zugrunde, ein Verbindungselement zur Verbindung von zwei Stromschienen anzugeben, welches die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Weiter ist es eine weitere bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verbindungselement anzugeben, welches einfach und wirtschaftlich herstellbar ist.
Eine solche Aufgabe löst das Verbindungselement nach Anspruch 1. Demgemäss umfasst ein Verbindungselement zur Vermittlung eines elektrischen Kontaktes zwischen zwei Stromschienen ein Gehäuse mit einem Innenraum und ein Kontaktelement, welches im Innenraum gelagert ist. Jede der beiden Stromschienen ist entlang einer Einschubrichtung in das Gehäuse einschiebbar. Das Kontaktelement teilt den Innenraum entlang der Ebene in mindestens einen ersten Aufnahmeraum zur Aufnahme einer ersten Stromschiene und einen zweiten Aufnahmeraum zur Aufnahme einer zweiten Stromschiene auf. Das Kontaktelement vermittelt einen elektrischen Kontakt zwischen der ersten Stromschiene und der zweiten Stromschiene. Das Kontaktelement ist durch mehrere Lagerstellen im Innenraum des Gehäuses gelagert. Mindestens eine der Lagerstellen ragt aus einer Seitenwand in den Innenraum ein, wobei die Seitenwand in einer quer zur Ebene orientierten Querebene liegt, und wobei die Lagerstelle für das Kontaktelement eine Bewegungsbegrenzung in mindestens eine Translationsrichtung bereitstellt.
Durch die derartige Anordnung der Lagerstelle ergeht der Vorteil, dass die anderen Wände des Gehäuses weitgehend ungeschwächt bleiben, weil von dort keine Lagerstellen abragen. Zudem ergeht der Vorteil, dass die beiden Aufnahmeräume mit möglichst wenigen Lagerstellen blockiert werden, was unter Umständen den Einschiebeprozess der Stromschienen stören könnte. Darüber hinaus ergeht der Vorteil, dass der Stanzvorgang einfacher wird, was die Herstellung kostengünstiger macht.
Durch die Aufteilung des Innenraumes mit dem Kontaktelement kann eine Struktur geschaffen werden, bei welcher ein gutes und einfaches Einführen der jeweiligen Stromschiene erlaubt wird.
Vorzugsweise verläuft die besagte Translationsrichtung im Wesentlichen rechtwinklig zur besagten Ebene. Das heisst, die Bewegungsbegrenzung für das Kontaktelement erfolgt zur Ebene hin sowie von der Ebene weg. Dies ist für die Belastung der Lagerstelle vorteilhaft, weil diese aufgrund des Abstehens von der Seitenwand, die in der Querebene orientiert ist, robuster ausgebildet werden kann. Somit können beispielsweise die Zahl der Steckzyklen erhöht werden.
Besonders bevorzugt ragen alle Lagerstellen, welche eine Bewegungsbegrenzung in die besagte Translationsrichtung rechtwinklig zur besagten Ebene bereitstellen, von der besagten Seitenwand, die in der besagten Querebene orientiert ist, ab.
Unter der Ausdrucksweise "Stromschiene" wird ein starres Kontaktelement mit vorzugsweise im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt verstanden. Die Grösse des Querschnittes und auch die Länge der Stromschiene ist unerheblich für den Einsatz des Verbindungselementes.
Unter der Ausdrucksweise "Bewegungsbegrenzung" wird verstanden, dass die Lagerstellen einen Anschlag bereitstellen, welcher die Bewegung des Kontaktelementes in die entsprechende Richtung begrenzt. Die Begrenzung kann dabei so sein, dass keine Bewegung des Kontaktelementes zugelassen wird, oder dass ein Spiel geschaffen wird, innerhalb welchem das Kontaktelement bewegbar ist. Vorzugsweise ist das Kontaktelement schwimmend, also mit Spiel, in der besagten Lagerstelle gelagert.
Vorzugsweise ist eine der besagten Lagerstellen eine Doppellagerstelle, welche ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes für das Kontaktelement eine Bewegungsbegrenzung in zwei entgegen einander verlaufende Translationsrichtungen bereitstellt.
Die besagte Doppellagerstelle stellt also in Alleinstellung eine Bewegungsbegrenzung in zwei gegeneinander verlaufende Translationsrichtungen bereit. Das heisst, mit einer einzelnen Lagerstelle kann die Bewegung des Kontaktelementes, das mit der Lagerstelle in Verbindung steht, in zwei Translationsrichtungen begrenzt werden.
Durch die Ausbildung von mindestens einer Doppellagerstelle, welches die entsprechende Bewegungsbegrenzung bereitstellt, kann eine entsprechende Lagerung sehr einfach, durch eine Doppellagerstelle erreicht werden. Das heisst, die Doppellagerstelle übernimmt also die Lagerung in zwei Freiheitsgraden, was eine vorteilhafte Doppelfunktion darstellt.
Die Doppellagerstelle hat zudem den Vorteil in der Herstellung, aber auch im Betrieb, wenn eine einzelne Lagerstelle die besagte Bewegungsbegrenzung bereitstellt. Hierdurch müssen nicht zwei verschiedene Elemente aufeinander ausgerichtet werden.
Unter der Ausdrucksweise "zwei entgegen einander verlaufende Translationsrichtungen" wird verstanden, dass die beiden Translationsrichtungen in entgegengesetzt zueinander verlaufende Richtungen verlaufen. Die Lagerstellen stellen also eine Bewegungsbegrenzung ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes in die positive als auch die negative Translationsrichtung bereit, wobei die positive und die negative Translationsrichtung in der gleichen Achsrichtung aber entgegengesetzt zueinander verlaufen.
Mindestens zwei der besagten Lagerstellen sind Einfachlagerstellen, welche ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes für das Kontaktelement eine Bewegungsbegrenzung in eine Translationsrichtung bereitstellt.
Am gleichen Gehäuse können sowohl Doppellagerstellen als auch Einfachlagerstellen oder ausschliesslich Einfachlagerstellen angeordnet werden.
In einer ersten Ausführungsform sind mindestens drei, vorzugsweise vier, Doppellagerstellen angeordnet. Zwei Doppellagerstellen ragen von der gleichen Seite in den Innenraum ein. Eine Doppellagerstelle oder zwei Doppellagerstellen ragen von einer der besagten Seitenwand gegenüberliegenden Seitenwand in den Innenraum ein.
Vorzugsweise sind alle Doppellagerstellen in der ersten Ausführungsform gleichartig zueinander und zwar derart, dass diese ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes für das Kontaktelement eine Bewegungsbegrenzung in zwei entgegen einander verlaufende Translationsrichtungen bereitstellen.
In einer zweiten Ausführung sind mindestens eine Doppellagerstelle und mindestens zwei Einfachlagerstellen vorhanden. Von einer ersten Seitenwand ragt mindestens eine Doppellagerstelle in den Innenraum ein. Von einer der ersten Seitenwand gegenüberliegenden Seitenwand ragen mindestens zwei Einfachlagerstellen in den Innenraum ein. Eine der beiden Einfachlagerstellen begrenzt die Bewegung in eine der Translationsrichtungen und die andere der beiden Einfachlagerstellen begrenzt die Bewegung in die entgegengesetzte Translationsrichtung.
In einer dritten Ausführung sind vier Einfachlagerstellen vorhanden. Von einer ersten Seitenwand ragen mindestens zwei Einfachlagerstellen in den Innenraum ein, wobei eine der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in eine der Translationsrichtungen begrenzt und wobei die andere der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in die entgegengesetzte Translationsrichtung begrenzt. Von einer der ersten Seitenwand gegenüberliegenden Seitenwand mindestens zwei Einfachlagerstellen in den Innenraum einragen, wobei eine der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in eine der Translationsrichtungen begrenzt und wobei die andere der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in die entgegengesetzte Translationsrichtung begrenzt.
Vorzugsweise sind in allen Ausführungsformen bezüglich des Innenraums zwei Lagerstellen gegenüber einander angeordnet, wobei diese zwei gegenüberliegend angeordneten Lagerstellen ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes eine Bewegungsbegrenzung für das Kontaktelement in zwei entgegen einander verlaufende zweite Translationsrichtungen bereitstellt, wobei die zweite Translationsrichtung im Wesentlichen quer zur Einschubrichtung und parallel zur Ebene verläuft. Das heisst die Lagerstellen stellen eine Bewegungsbegrenzung für das Kontaktelement bezüglich der ersten Translationsrichtung, die vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig zur Ebene orientiert ist, und bezüglich der zweiten Translationsrichtung, die im Wesentlichen quer zur Längsachse bzw. zur Einschubrichtung und parallel zur Ebene orientiert ist.
Die zwei Gruppen von Lagerstellen sind im Falle von Doppellagerstellen dabei derart angeordnet, dass diese die Bewegungsbegrenzung in die entsprechenden ersten und zweiten Richtungen gemeinsam bereitstellen. Bezüglich der Richtung quer zu Längsachse stellt die eine Gruppe eine Bewegungsbegrenzung von einer Ausgangslage in die positive Richtung und die entgegengesetzte negative Richtung bereit.
Vorzugsweise weist die Doppellagerstelle einen Schlitz zur Aufnahme von Teilen eines Trägerbandes des Kontaktelementes auf. Dabei ragen insbesondere Randbereiche des Kontaktelementes, insbesondere des Trägerbandes oder das vollständige Trägerband, in den Schlitz der Lagerstelle ein und werden dort entsprechend gelagert.
Der Schlitz stellt dabei die Bewegungsbegrenzung in die beiden Richtungen bereit.
Vorzugsweise ist der Schlitz in eine Richtung rechtwinklig zur besagten Ebene breiter als die Dicke Kontaktelementes, insbesondere des Trägerbandes, ausgebildet, derart, dass Spiel zwischen dem Schlitz und dem Kontaktelement bereitgestellt wird. Das heisst, dass das Kontaktelement in Richtung der zweiten Richtung mit Spiel im Schlitz gelagert ist. Der Schlitz stellt dabei, wie erwähnt, die Bewegungsbegrenzung bereit und das Kontaktelement kann innerhalb dieser Bewegungsbegrenzung im Rahmen des besagten Spiels bewegt werden.
Die Einfachlagerstellen werden jeweils durch eine Lagerfläche bereitgestellt. Das Kontaktelement liegt auf der Lagerfläche auf.
Vorzugsweise sind die Schlitze bzw. die Lagerflächen innerhalb einer Gruppe von Lagerstellen bezüglich der Ebene versetzt zueinander angeordnet. Durch die versetzte Anordnung kann erreicht werden, dass das Kontaktelement mit einer kleinen Neigung im Innenraum liegt, was den Einschubvorgang der Stromschienen erleichtert.
Weiter sind die Lagerflächen derart angeordnet, dass die in Einschubrichtung gesehen näher an einer Zugangsöffnung liegenden. Lagerflächen in einem grösseren Abstand zu der Wand, die mit der Stromschiene in Kontakt kommt, liegen als die weiter entfernt zur Zugangsöffnung liegenden Lagerflächen. Besonders bevorzugt sind die Schlitze derart angeordnet, dass die in Einschubrichtung gesehen näher an einer Zugangsöffnung liegenden Schlitze in einem grösseren Abstand zu der Wand, die mit der Stromschiene in Kontakt kommt, liegen als die weiter entfernt zur Zugangsöffnung liegenden Schlitze.
Vorzugsweise sind die Lagerstellen in allen Ausführungsformen aus dem Gehäuse hinausgebogene Stege, welche in den Innenraum einragen, wobei die Stege von einer Seitenwand des Gehäuses abstehen. Die Stege stehen dabei einstückig mit dem Gehäuse in Verbindung und werden plastisch umgeformt, so dass die Stege in ihre Position kommen.
Besonders bevorzugt ist der Schlitz am freien Ende des Steges angeordnet und erstreckt sich in eine das freie Ende abschliessende Stirnseite in den Steg hinein. Der Schlitz ist in der Stirnseite offen ausgebildet. Das heisst, dass das Kontaktelement über die Stirnseite in den Schlitz eingeschoben werden kann. Die Lagerfläche ist vorzugsweise ebenfalls am freien Ende des Steges angeordnet.
Vorzugsweise stehen die Stege in einem Winkel winklig geneigt zur Längsachse, wobei der Winkel zwischen 10° und 170°, insbesondere zwischen 30° bis 150°, ist.
Vorzugsweise ist das Kontaktelement in zwei entgegen einander verlaufende dritte Translationsrichtungen, welche parallel zur Einschubrichtung verlaufen, schwimmend im Innenraum gelagert, so dass das Kontaktelement in dieser dritten Translationsrichtung innerhalb definierten Grenzen bewegbar ist, wobei Grenzen durch einen Anschlag bereitgestellt werden.
Vorzugsweise wird das Gehäuse durch eine Wand, zwei von der Wand an gegenüberliegenden Kanten angeformten und im Wesentlichen senkrecht von der Wand abstehenden Seitenwänden und durch an den Seitenwänden angeformten Seitenrändern bereitgestellt.
Vorzugsweise sind die Lagerstellen bzw. die Stege, wie oben beschrieben, einstückig am Gehäuse angeformt und ragen von den Seitenwänden in den Innenraum ein, wobei die Lagerstellen vorzugsweise aus den Seitenwänden hinausgebogen werden.
Vorzugsweise weist das Gehäuse eine oder mehrere Montageöffnungen auf, welche vorzugsweise derart angeordnet sind, dass ein Zugriff für ein Werkzeug auf die Trägerbänder geschaffen werden kann. Die eine oder die mehreren Montageöffnungen durchdringen dabei das Gehäuse derart, dass ein Werkzeug von aussen in den Innenraum eingreifen kann.
Vorzugsweise weist das Kontaktelement, insbesondere das Trägerband, eine oder mehrere Montageöffnungen auf, in welche ein Werkzeug eingreifen kann. Über diesen Eingriff kann dann das Kontaktelement im Innenraum platziert werden.
Vorzugsweise ist das Gehäuse aus einem metallischen Werkstoff und wird bevorzugt über ein Stanz- und Umformverfahren hergestellt. Das Gehäuse ist vorzugsweise einstückig ausgebildet.
In der Folge werden weitere optionale Merkmale bzw. Vorteile beschrieben.
Vorzugsweise übt der federnde Kontaktsteg eine Rückstellkraft gegen die jeweilige Stromschiene aus, wenn dieser den elektrischen Kontakt zwischen den Stromschienen vermittelt. Dadurch wird ein dauerhafter und definierter elektrischer Kontakt geschaffen.
Vorzugsweise ist das Kontaktelement derart angeordnet, dass es zwischen die erste Stromschiene und die zweite Stromschiene zu liegen kommt, wenn die Stromschienen in den jeweiligen Aufnahmeraum einragen.
Das Kontaktelement ist bevorzugt schwimmend im Innenraum gelagert, so dass dieses senkrecht zur Ebene zum ersten Aufnahmeraum oder zum zweiten Aufnahmeraum innerhalb definierten Grenzen, welche durch die Lagerstelle bzw. die Lagerstellen bereitgestellt werden, bewegbar bzw. verschiebbar ist. Unter definierten Grenzen kann beispielweise das Ausgleichen von Toleranzen verstanden werden. Die schwimmende Lagerung hat den Vorteil, dass Toleranzen automatisch ausgeglichen werden.
Das Kontaktelement kann verschiedenartig ausgebildet sein. Wichtig ist, dass das Kontaktelement federnde Kontaktstellen aufweist, so dass ein dauerhafter Kontakt zwischen den Stromschienen herstellbar ist.
In einer besonders bevorzugten Variante ist das Kontaktelement wie folgt ausgebildet. Das Kontaktelement umfasst zwei parallel zueinander und in Richtung einer Längsachse verlaufende Trägerbänder und mindestens einen federnden Kontaktsteg, der die beiden Trägerbänder verbindet. Die Trägerbänder definieren eine im Wesentlichen flache Ebene, welche den Innenraum in die beiden Aufnahmeräume unterteilt.
Das besonders bevorzugte Kontaktelement umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Kontaktstegen, welche mit mindestens einem Trägerband in Verbindung stehen, welches in der Ebene liegt, wobei die Kontaktstege derart mit dem mindestens einen Trägerband in Verbindung stehen, dass diese relativ zum Band federnd bewegbar, insbesondere verdrehbar oder verschwenkbar, sind. Vorzugsweise liegen die Kontaktstege in einem Winkel zur Ebene, wobei das Kontaktelement derart im Innenraum liegt, dass sich der Winkel während des Einschiebens der Stromschiene in den jeweiligen Aufnahmeraum verkleinert, wobei die Kontaktstege vorzugsweise parallel zueinander liegen. Weiter erstrecken sich die Kontaktstege von der Ebene her gesehen auf beide Seiten der Ebene und stehen dabei über die jeweilige Seite von der Ebene hervor. Vorzugsweise stehen die Kontaktstege über Torsionsfedergelenke mit dem mindestens einen Trägerband in Verbindung.
Eine bevorzugte Weiterbildung des Verbindungselementes ist dadurch charakterisiert, dass die beiden Aufnahmeräume über jeweils mindestens eine Zugangsöffnung verfügen, in welche die jeweilige Stromschiene hindurch in den entsprechenden Aufnahmeraum ragt, wobei der erste Aufnahmeraum über eine erste Zugangsöffnung von einer ersten Seite und der zweite Aufnahmeraum über eine zweite Zugangsöffnung von einer zweiten Seite zugänglich ist, wobei die erste Seite vorzugsweise gegenüber der zweiten Seite angeordnet ist.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des Verbindungselementes ist dadurch charakterisiert, dass jeder Aufnahmeraum über mindestens ein Anschlagselement verfügt, welches in einer Richtung senkrecht zur Ebene des Kontaktelementes beabstandet vom Kontaktelement angeordnet ist, wobei am Anschlagselement die jeweilige Stromschiene ansteht und wobei durch die federnden Kontaktstege eine Kraft vom Kontaktelement ausgeht, welche die Stromschiene an das jeweilige Anschlagselement drückt.
Vorzugsweise weist das Anschlagselement die Gestalt der besagten Wand oder des besagten Seitenrandes auf.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des Verbindungselementes ist dadurch charakterisiert, dass das Gehäuse weiterhin mindestens ein Anschlagselements für Stromschienen umfasst, wobei das mindestens eine Anschlagselement derart in die Zugangsöffnung ragt, dass die Stromschiene, welche nicht durch die jeweilige Zugangsöffnung am Anschlagselement anschlägt.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des Verbindungselementes ist dadurch charakterisiert, dass das Gehäuse im Bereich der Zugangsöffnungen Führungselemente aufweist, welche das Einführen der Stromschiene erleichtern.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des Verbindungselementes ist dadurch charakterisiert, dass die Distanz zwischen Kontaktelement und Gehäuse im ersten Aufnahmeraum gleich der Distanz zwischen Kontaktelement und Gehäuse im zweiten Aufnahmeraum ist, oder, dass die Distanz zwischen Kontaktelement und Gehäuse im ersten Aufnahmeraum kleiner oder grösser als die Distanz zwischen Kontaktelement und Gehäuse im zweiten Aufnahmeraum ist.
Eine Anordnung umfasst ein Verbindungselement nach obiger Beschreibung, eine erste Stromschiene und eine parallel zur ersten Stromschiene angeordnete zweite Stromschiene, wobei die erste Stromschiene in den ersten Aufnahmeraum und die zweite Stromschiene in den zweiten Aufnahmeraum hineinragt, wobei zwischen den beiden Stromschienen ein elektrischer Kontakt durch das zwischen dem ersten Aufnahmeraum und dem zweiten Aufnahmeraum angeordneten Kontaktelement vermittelt wird.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht eines Verbindungselementes gemäss einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung ohne Stromschienen von oben;
Fig. 2: eine perspektivische Ansicht des Verbindungselementes nach Figur 1 von unten;
Fig. 3: eine Schnittdarstellung durch das Verbindungselement nach Figur 1 ohne Stromschienen;
Fig. 4: eine Schnittdarstellung durch das Verbindungselement nach Figur 1 mit Stromschienen;
Fig. 5a: eine Teilschnittdarstellung durch das Verbindungselement nach Figur 1 mit einer als Doppellagerstelle ausgebildeten Lagerstelle;
Fig. 5b: eine Teilschnittdarstellung durch das Verbindungselement nach Figur 1 mit einer als Einfachlagerstelle ausgebildeten Lagerstelle;
Fig. 6: eine perspektivische Ansicht des Verbindungselementes nach Fig. 1 mit noch nicht eingeschobenen Stromschienen;
Fig. 7: die Ansicht nach Figur 6 mit eingeschobenen Stromschienen;
Fig. 8: eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 9: eine weitere perspektivische Ansicht nach Figur 8.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

In den Figuren 1 und 2 wird ein Verbindungselement 1 gezeigt, mit welchem ein elektrischer Kontakt zwischen zwei Stromschienen vermittelbar ist. Das Verbindungselement umfasst im wesentlichen ein Gehäuse 2 und ein im Gehäuse 2 angeordnetes Kontaktelement 3, über welches der elektrische Kontakt zwischen den Stromschienen herstellbar ist.
Die Figuren 3 und 4 zeigen den Querschnitt des Verbindungselementes 1. Das Gehäuse 2 umfasst im wesentlichen einen von ausserhalb zugänglichen Innenraum 20, welcher durch das Kontaktelement 3 in einen ersten Aufnahmeraum 21 und einen zweiten Aufnahmeraum 22 aufgeteilt wird. Der Innenraum 20 wird durch eine Wand 240, zwei von der Wand 240 an gegenüberliegenden Kanten angeformten und im wesentlichen senkrecht von der Wand 240 abstehenden Seitenwänden 242 und durch an den Seitenwänden 242 angeformten Seitenrändern 241 begrenzt. Mit anderen Worten kann auch gesagt werden, dass die Wand 240, die Seitenwände 242 und die Seitenränder 241 einen tunnelartigen Innenraum 20 bereitstellen, welcher über gegenüberliegend voneinander angeordneten Öffnungen 28, 29 zugänglich ist. Der tunnelartige Innenraum 20 kann auch durch eine umlaufende Seitenwand vollständig umschlossen sein, wobei dann die Seitenränder 241 ebenfalls als Wand ausgebildet sind bzw. miteinander in Verbindung stehen und wobei ebenfalls die Öffnungen 28, 29 Zugang zum Innenraum bereitstellen. Die Wand 240 und die Seitenränder 241 verlaufen jeweils in einer flachen Ebene und sind beabstandet zueinander angeordnet, wobei der Abstand die lichte Weite L des Innenraumes definiert. Vorzugsweise ist der Innenraum quaderförmig.
Die beiden Aufnahmeräume 21, 22 dienen im wesentlichen der Aufnahme der jeweiligen Stromschiene 4, 5. Der erste Aufnahmeraum 21 ist durch eine erste Zugangsöffnung 28 und der zweite Aufnahmeraum 22 ist durch eine zweite Zugangsöffnung 29 zugänglich. Die Stromschienen 4, 5 werden über diese Zugangsöffnungen 28, 29 in den jeweiligen Aufnahmeraum geführt.
Das Kontaktelement 3 liegt in einer Ebene bzw. definiert eine Ebene 39, welche sich mindestens teilweise durch den Innenraum 20 erstreckt. Die Ebene 39 liegt vorzugsweise mittig zwischen den beiden Stromschienen und erstreckt sich parallel oder im Wesentlichen parallel oder leicht winklig geneigt dazu. Mit anderen Worten: Die Ebene 39 erstreckt sich vorzugsweise mittig durch das Kontaktelement 3.
Das in den Figuren gezeigte Kontaktelement 3 ist ein mögliches Beispiel eines besonders bevorzugten Kontaktelementes. Es ist aber auch denkbar, dass andere Kontaktelemente eingesetzt werden, welche sich ebenfalls in einer Ebene erstrecken und gefederte Kontaktbereiche umfasst.
Anhand der Figuren 3 bis 5 wird nun die Lagerung des Kontaktelementes im Innenraum genauer erläutert.
Das Kontaktelement 3 wird über Lagerstellen 23 im Innenraum 20 gehalten. Die Lagerstellen 23 sind vorzugsweise einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet und ragen in den Innenraum 20 ein. In der gezeigten Ausführungsform werden Doppellagerstellen gezeigt.
In der gezeigten Ausführungsform sind die Lagerstellen 23 derart ausgebildet, dass diese ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes 3 für das Kontaktelement 3 eine Bewegungsbegrenzung in zwei entgegen einander verlaufende Translationsrichtungen R1, R1'bereitstellen. Das heisst, das Kontaktelement 3 ist in den Lagerstellen 23 derart gelagert, dass diese innerhalb der Bewegungsbegrenzung entweder fest oder innerhalb eines durch die Lagerstelle 23 bereitgestelltes Spiel gehalten wird.
Durch die derartige Ausbildung wird das Kontaktelement 3 in der Lagerstelle 23 in zwei gegeneinander verlaufende Richtungen gelagert.
Die Translationsrichtungen R1, R1' sind gegeneinander verlaufend ausgebildet und verlaufen hier im Wesentlichen rechtwinklig zur Ebene 39.
In der vorliegenden Ausführungsform sind bezüglich des Innenraums zwei Mal zwei Lagerstellen 23 gegenüber einander angeordnet, wobei diese zwei gegenüberliegend angeordneten Lagerstellen 23 ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes 3 eine Bewegungsbegrenzung für das Kontaktelement in zwei entgegen einander verlaufende zweite Translationsrichtungen R2, R2' bereitstellt. Die zweite Translationsrichtung R2, R2' verläuft im Wesentlichen quer. zur Einschubrichtung und parallel zur Ebene 39.
Bezüglich der Zahl der Lagerstellen 23 sind hier insgesamt vier Lagerstellen 23 angeordnet vorhanden, wobei jeweils eine Gruppe von zwei Lagerstellen 23 von der gleichen Seite in den Innenraum 20 einragen. Zwei Gruppen von je zwei Lagerstellen 23 sind bezüglich des Innenraums 20 gegenüberliegend einander angeordnet.
Die Lagerstelle 23 weist in der gezeigten Ausführungsform einen Schlitz 230 auf, welcher zur Aufnahme von Teilen des Trägerbandes 31 ausgebildet ist. In der Figur 5a kann gut erkannt werden, wie ein Randbereich des Trägerbandes 31 in den Schlitz 230 einragt.
In der Figur 5b wird eine alternative Variante der Lagerstelle gezeigt, wobei die alternative Variante der Lagestelle eine Lagerfläche 236 umfasst, welche die Bewegungsbegrenzung bereitstellt.
In der gezeigten Variante ist der Schlitz 230 in eine Richtung rechtwinklig zur besagten Ebene breiter als die Dicke des Trägerbandes ausgebildet. Die Breit ist dabei derart, dass Spiel zwischen dem Schlitz und dem Trägerband bereitgestellt wird. Das heisst, dass Trägerband 31 und somit auch das Kontaktelement 3 als solches kann sich innerhalb des Spiels im Schlitz 230 bewegen. Das Spiel hat den Vorteil, dass das Kontaktelement 3 beim Einführen der ersten Stromschiene leicht von dieser weggedrückt wird und beim Einschieben der weiteren Stromschiene wieder gegen die erste Stromschiene gedrückt wird. Dies hat den Vorteil, dass Toleranzen in der Dicke der Stromschienen 4, 5 bzw. in der Lichten Weite der Aufnahmeräume ausgeglichen werden können, somit kann sichergestellt werden, dass das Kontaktelement 3 während der Kontaktierung immer mittig zwischen den beiden Stromschienen 4, 5 liegt.
Alternativ könnte der Schlitz 230 auch die gleiche Dicke aufweisen, wie das Trägerband 31, so dass kein Spiel entsteht.
Von der Figur 3 kann gut erkannt werden, dass die Schlitze 230 innerhalb einer Gruppe von Lagerstellen 23 bezüglich der Ebene 39 versetzt zueinander angeordnet sind. Der Schlitz 230 linker Hand ist dabei höher als der Schlitz 230 rechter Hand.
Vorzugsweise liegen die in Einschubrichtung E1, E2 gesehen näher an einer Zugangsöffnung 28, 29 liegenden Schlitze 230 in einem grösseren Abstand A1, A2 zu der Wand 240, die mit der Stromschiene 4, 5 in Kontakt kommt, als die weiter entfernt zur Zugangsöffnung 28, 29 liegenden Schlitze. Eine solche Anordnung vereinfacht das Einschieben der Stromschienen 4, 5, weil das Kontaktelement leicht geneigt im Innenraum 20 liegt.
Die Lagerstellen 23 sind hier als Stege ausgebildet, welche in den Innenraum 20 hineingebogen werden. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Lagerstellen 23 als Teile von der Seitenwand 242 bereitgestellt und ragen von der Seitenwand 242 ab.
Der besagte Schlitz 230 ist am freien Ende 231 des Steges angeordnet und erstreckt sich in eine das freie Ende 231 abschliessende Stirnseite 232 in den Steg hinein. In der Stirnseite 232 ist der Schlitz offen ausgebildet.
Die Stege stehen winklig geneigt zur Längsachse L, wobei der Winkel zwischen 10° und 170°, insbesondere 30° bis 150°, ist.
Weiter ist das Kontaktelement 3 in zwei entgegen einander verlaufende dritte Translationsrichtungen R3, R3', welche parallel zur Einschubrichtung E1, E2 bzw. zur Längsrichtung L verlaufen, schwimmend im Innenraum 20 gelagert, so dass das Kontaktelement 3 in dieser dritten Translationsrichtung R3, R3' innerhalb definierten Grenzen bewegbar ist, wobei Grenzen durch einen Anschlag 234 bereitgestellt werden. Der Anschlag 234 wird in der gezeigten Ausführungsform durch die Einführhilfe 281 bzw. 291 bereitgestellt.
Das Gehäuse 2 weist, wie insbesondere in den Figur 2 und 5 dargestellt ist, mehrere Montageöffnungen 233 auf, welche vorzugsweise derart angeordnet sind, dass ein Zugriff für ein Werkzeug auf die Trägerbänder 31 geschaffen werden kann. Weiter weist vorzugsweise auch das Trägerband 31 Montageöffnungen ebene auf, in welche ein Werkzeug eingreifen kann. Die Montageöffnungen 235 sind in der Figur 5 dargestellt.
Die Figuren 4, 6 und 7 zeigen das Verbindungselement 1, welches mit einer ersten Stromschiene 4 und einer zweiten Stromschiene 5 in Verbindung kommt bzw. steht. Beide Stromschienen 4, 5 haben hier einen rechteckigen Querschnitt und erstrecken sich entlang einer longitudinalen Achse A1 bzw. A2. In der vorliegenden Ausführungsform verlaufen die jeweiligen longitudinalen Achsen A1 und A2 parallel und versetzt zueinander. Zudem sind die Achsen A1 und A2 hier parallel zur oben genannten Ebene 39 angeordnet. Die Stromschienen können identisch zueinander dimensioniert sein, oder unterschiedliche Dicken oder Breiten aufweisen. Jede der beiden Stromschienen weist eine Stirnseite 40, 50, zwei Seitenwände 41, 51, eine dem Kontaktelement 3 zugewandte Kontaktfläche 42, 52 und eine dem Gehäuse 2 zugewandte Oberfläche 43, 53 auf. Die Kontaktflächen 42, 52 sind hier als abgesetzte Flächen ausgebildet.
Das Kontaktelement 3 ist in den vorliegenden Ausführungsformen als Kontaktlamelle dargestellt, welches zwei sich entlang einer longitudinalen Achse erstreckende Trägerbänder 31 und eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Kontaktstegen 32 umfasst. Die Kontaktstege 32 stehen an beiden Seiten mit den Trägerbändern 31 in Verbindung. Die Trägerbänder 31 definieren im Wesentlichen die oben genannte Ebene 39. Die Kontaktstege 32 sind dabei federnd ausgebildet, hier über einen Torsionsabschnitt im Bereich der Verbindung mit dem Trägerband 31. Der Torsionsabschnitt kann beispielsweise als Torsionsfedergelenk 34 bezeichnet werden. Die Ausbildung des Kontaktelementes 3 kann auch anders sein. Bei anderen Ausführungsformen sollte das Kontaktelement 3 federnde Elemente aufweisen, welche eine Federkraft senkrecht zum Trägerband 31 bzw. zur longitudinalen Richtung A bzw. zur Ebene 39 aufbringen können, so dass die beiden Stromschienen durch die federnden Elemente voneinander weg an einen jeweiligen Anschlag gedrückt werden, wie dies im folgenden beschrieben wird. Es soll aber sichergestellt werden, dass die Kontaktstege 32 immer mit beiden Stromschienen 4, 5 in Verbindung stehen, so dass eine Vielzahl von definierten Kontaktpunkten bereitgestellt werden kann.
Die beiden Stromschienen 4, 5 erstrecken sich mindestens in dem Bereich, in welchem sie in das Gehäuse 2 einragen, parallel und versetzt zueinander, so dass zwischen die beiden Stromschienen ein Zwischenraum geschaffen wird, in welchen das Kontaktelement 3 zu liegen kommt. Das heisst, dass die Kontaktflächen 42, 52 im wesentlichen parallel zur Ebene 39 verlaufen. Die Kontaktflächen 42, 52 der Stromschienen 4, 5 stehen dabei mit den Kontaktstegen 32 in Verbindung, das heisst, dass die Kontaktstege 32 sowohl auf der Kontaktfläche 42 der ersten Stromschiene 4 als auch der Kontaktfläche 52 der zweiten Stromschiene 5 aufliegen und so den elektrischen Kontakt zwischen den beiden Stromschienen 4, 5 vermitteln.
Unter der Ausdrucksweise Stromschiene kann jedes sich entlang einer Mittelachse erstreckende Element, das den elektrischen Strom leitet, verstanden werden. Derartige Stromschienen werden beispielsweise eingesetzt, um Energie in Fahrzeugen, wie Hybrid-Personkraftwagen oder Fahrzeuge des öffentlichen Verkehrs, zu übertragen. Hierbei werden Ströme im Bereich von 100 bis 1000 Ampère übertragen. Tiefere Ströme sind gerade im Bereich von Elektrofahrrädern auch denkbar.
Unter der Ausdrucksweise federnd kann das Wirken einer Federkraft oder Rückstellkraft verstanden werden. Dabei wirkt die Rückstellkraft auf den Kontaktsteg, wenn dieser von seiner Ursprungsposition in eine Arbeitsposition oder Kontaktposition gebracht wird. Das heisst die Rückstellkraft wirkt bei einer Kontaktierung der Kontaktstege mit den Stromschienen als Kontaktkraft.
Da das Kontaktelement 3 mittig zwischen die beiden Stromschienen 4 und 5 zu liegen kommt, kann auch gesagt werden, dass die Trägerbänder 31, in der Ebene 39 liegen, bzw. diese Ebene 39 definieren. Dabei erstrecken sich die Kontaktstege 32 von der Ebene 39 bzw. vom Trägerband 31 her gesehen sowohl über die Ebene 39, als auch unter die Ebene 39. Das heisst mit anderen Worten, dass sich die Kontaktstege 32 wenigstens im nicht-kontaktierenden Zustand auf beide Seiten der Ebene 39 bzw. des Trägerbandes 31 erstrecken bzw. hervorstehen.
Die Kontaktstege 32 stehen in einem Winkel α zur Ebene 39 bzw. zum Trägerband 31. Vorzugsweise beträgt der Winkel α zwischen 20° und 70°, besonders bevorzugt zwischen 30° und 60°. Vorzugsweise stehen alle Kontaktstege 32 im gleichen Winkel zum Trägerband. Das heisst, dass alle Kontaktstege 32 wenigstens im nicht-kontaktierenden Zustand parallel zueinander verlaufen.
Das Kontaktelement 2 ist aus einem den elektrischen Strom leitenden Material, wie beispielsweise aus einer Federbronze oder einer Kupfer-Legierung, gefertigt.
In der Figur 4 wird eine Schnittdarstellung des Verbindungselement 1 mit eingefügten Stromschienen 4, 5 gezeigt und in der Figur 3 wird eine Schnittdarstellung des Verbindungselementes 1 ohne Stromschienen gezeigt.
Jeder der Aufnahmeräume 21, 22 des Gehäuses verfügt über mindestens ein Anschlagselement 24, welches in einer Richtung senkrecht zur Ebene 39 beabstandet vom Kontaktelement 3 angeordnet ist. Am Anschlagselement 24 steht die jeweilige Stromschiene an, welche durch eine durch die federnden Kontaktstege 32 bereitgestellte Kraft vom Kontaktelement 3 weggedrückt werden. Dabei wird die jeweilige Stromschiene an das entsprechende Anschlagselement 24 gedrückt.
In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform hat das Anschlagselement 24 einerseits die Gestalt einer Wand 240 und andererseits die Gestalt eines Seitenrandes 241. Die Wand 240 dient als Anschlagselement für die zweite Stromschiene 5 und die beiden Seitenränder 241 dienen als Anschlagselement für die erste Stromschiene 4.
Die Wand 240 kann auch als Gehäusewand bezeichnet werden, wobei von der Wand zwei Seitenwände 242 im wesentlichen senkrecht an zwei gegenüberliegenden Kanten wegstehen, wobei am freien Ende der Seitenwand 242 je ein Seitenrand 241 angeformt ist.
Jeder der beiden Aufnahmeräume 21, 22 weist eine lichte Weite L1, L2 auf, welche kleiner ist als die Dicke der jeweiligen Stromschiene 4, 5. Die lichte Weite definiert sich dabei als die Distanz zwischen der Oberkante 33 bzw. Unterkante 35 des Kontaktsteges 32 bis hin zum Anschlagselement 24. Durch die Wahl der kleineren lichten Weite kann das Einfedern der Kontaktstege 32 beim Herstellen der Verbindung sichergestellt werden. Die lichte Weite wird demnach über die Dicke der einzuführenden Stromschiene definiert.
Beim Einschieben der ersten Stromschiene 4 wird das Kontaktelement 3 aufgrund der schwimmenden Lagerung leicht angehoben, wobei die Kontaktstege 32 noch nicht oder nur in einem geringen Masse einfedern. Wird dann anschliessend die zweite Stromschiene 5 eingeschoben, so werden die Kontaktstege 32 verdreht, da die Stromschiene 5 jeden der Kontaktstege über die Oberkante 33 verdreht. Die Verdrehung erfolgt dabei an den Torsionsfedergelenken 34 der Kontaktlamelle bzw. des Kontaktelementes 3. Aufgrund der Anordnung des Torsionsfedergelenkes 34 wirkt wie oben beschrieben eine konstante Kraft auf die erste Stromschiene 4 und die zweite Stromschiene 5, da die Kontaktlamellen aufgrund der Vorspannungskraft aus den Torsionsfedergelenken 34 darin bestrebt sind, sich in ihre ursprüngliche Position zurückzubewegen. Mit anderen Worten heisst dies, dass die erste Stromschiene 4 bei eingeführter zweiter Stromschiene 5 über eine von den Torsionsfedergelenken 34 bereitgestellte Kraft gegen den Anschlag 24 gedrückt wird.
Je nach Dimension kann es aber auch sein, dass beim Einschieben der ersten Stromschiene 4 die Kontaktstege 32 verdreht werden, da die Stromschiene 4 jeden der Kontaktstege über die Unterkante 35 verschiebt.
Beim Einschieben der zweiten Stromschiene 5, wenn sich die erste Stromschiene 4 bereits im ersten Aufnahmeraum 21 befindet, kontaktiert also die zweite Stromschiene 5 die Kontaktstege 32 über die Oberkante 33. Die Dimension der Stromschienen 4, 5 ist dabei derart gewählt, dass immer eine durch die Torsionsfedergelenke 34 bereitgestellte Kraft auf beide Stromschienen 4, 5 wirken und diese immer nach aussen, also gegen die Anschlagselemente 24 drücken.
Unabhängig von der Bezeichnung der beiden Stromschienen ist es auch möglich, dass die zweite Stromschiene 5 vor der ersten Stromschiene 4 eingeschoben wird, wobei die oben beschriebenen Vorgänge gleichermassen gelten.
Das Kontaktelement 3 ist hier derart im Innenraum angeordnet, dass beim Einschieben der Stromschienen der Winkel α zwischen den Kontaktstegen 32 und dem Trägerband verkleinert wird. Die Kontaktstege 32 liegen dabei derart zu der Stromschiene, dass die Stromschiene den jeweiligen Kontaktsteg 32 über eine Schwenkbewegung zum Trägerband 31 bzw. zur Ebene 39 drückt. Während des Einschiebens kontaktiert die Stromschiene 4, 5 mit der Kante, welche durch die Stirnseite 40 und die Kontaktfläche 42 gebildet werden, die zur Kante gerichtete Oberfläche des Kontaktsteges 32 und drückt diesen dann gegen das Trägerband, wobei der Kontaktsteg 32 über die entsprechende Oberkante 33 bzw. Unterkante 35 an der Kontaktoberfläche 42 ansteht.
Mit anderen Worten kann auch gesagt werden, dass die beiden Stromschienen 4, 5 durch die Torsionsfedergelenke 34 und die Kontaktstege 32 voneinander weggedrückt werden, wobei die Stromschienen 4, 5 an den jeweiligen Anschlagselementen 24 anstehen. Die Dimensionen der Stromschienen 4, 5, der Aufnahmeräume 21, 22 und des Kontaktelementes 3 sind dabei derart gewählt, dass im wesentlichen zu jeder Zeit eine Kraft vom Kontaktelement 3 auf die Stromschienen 4, 5 wirkt. Dies wird dahingehend erzielt, wenn die Distanz zwischen den beiden Stromschienen in dem im Gehäuse liegenden Zustand kleiner ist, als die Distanz zwischen der Oberkante 33 und der Unterkante 35 der Kontaktstege senkrecht zu den Stromschienen gesehen.
Aufgrund der Stabilität des Gehäuses 2 bleibt diese Kraft während der gesamten Gebrauchsdauer konstant, was bezüglich der definierten Kontaktierung zwischen Kontaktstege 32 und der jeweiligen Kontaktoberfläche 42, 52 der Stromschienen 4, 5 von grossem Vorteil ist. Eine definierte Kontaktierung ist eine Voraussetzung, um eine gute und konstante Übertragung von elektrischer Energie über die gesamte Gebrauchsdauer zu erzielen.
In Richtung der jeweiligen longitudinalen Achse A1 bzw. A2 ist der jeweilige Aufnahmeraum durch entsprechendes Begrenzungselement 27 begrenzt. Das Begrenzungselement 27 erstreckt sich dabei von den jeweiligen Anschlagselementen 24 im wesentlichen senkrecht oder winklig, so dass der jeweilige Aufnahmeraum 21, 22 durch das Begrenzungselement 27 begrenzt wird. Das Begrenzungselement 27 hat im wesentlichen zwei Funktionen. Einerseits stellen die Begrenzungselemente 27 einen Anschlag für die Stromschienen 4, 5 dar.
Im Bereich der Zugangsöffnungen 28, 29 können zudem Einführhilfen 280 und 290 vorgesehen sein. Beide Einführhilfen 280, 290 stehen winklig zur longitudinalen Achse A so dass die lichte Weite der Zugangsöffnungen 28, 29 vom Innenraum 20 her gesehen zum Ende der Zugangsöffnung 28, 29 zunimmt, so dass beim Einführen der jeweiligen Stromschiene der Querschnitt, also die lichte Weite kontinuierlich abnimmt. Seitliche Einführhilfen 281, 291 in der Gestalt von Laschen können links und rechts vom Innenraum 20 angeordnet sein.
In der gezeigten Ausführungsform stehen die jeweiligen Einführhilfen 280, 281, 290, 291 mit dem entsprechenden Begrenzungselement 27 in Verbindung.
Vorzugsweise ist das Gehäuse 2 aus einem metallischen Werkstoff gefertigt, so dass die Stabilität des Gehäuses über die gesamte Einsatzdauer konstant bleibt. Die Wahl eines metallischen Werkstoffes hat zudem den Vorteil, dass die Wärme aus dem Kontaktbereich zwischen den beiden Stromschienen weggeführt werden kann. Insofern wirkt das Gehäuse auch als Kühlelement. Das Gehäuse kann beispielsweise aus einem Blech durch stanzen, biegen und/oder umformen hergestellt werden.
Entsprechende Kunststoffe können aber auch eingesetzt werden, wobei ein Augenmerk auf die Formstabilität zu richten ist, da eine Verformung des Gehäuses über die Zeit negative Auswirkungen auf die Qualität des elektrischen Kontaktes haben kann.
Das Gehäuse 2 dient nicht nur zur Bereitstellung der Anschlagselemente in Richtung senkrecht zur Ebene gesehen, sondern stellt auch die Führung und die Positionierung der beiden Stromschienen sicher.
Bevorzugterweise wird die Verbindung wie folgt hergestellt. In einem ersten Schritt wird das Verbindungselement über die erste Stromschiene 4 geschoben, so dass diese in den ersten Aufnahmeraum 21 einragen kann. Dabei werden die Kontaktstege 32 über eine Verschwenkbewegung aus der ursprünglichen Lage bewegt. In einem zweiten Schritt kann die zweite Stromschiene 5 in den zweiten Aufnahmeraum geschoben werden, wobei die zweite Stromschiene 5 ebenfalls einen Kontakt mit den Kontaktstegen eingeht.
Alternativ ist eine umgekehrte Herstellung der Verbindung auch möglich, wobei hier das Verbindungselement zuerst über die zweite Stromschiene 5 geschoben wird, so dass diese in den zweiten Aufnahmenraum 22 einragt, und dann die erste Stromschiene 4 in den ersten Aufnahmeraum 21 eingeführt wird. Beim Einführen der ersten Stromschiene 4 werden dann die Kontaktstege 32 über eine Schwenkbewegung aus der ursprünglichen Lage verdreht bzw. verschwenkt so wie dies oben beschrieben wird.
Die Figuren 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen und es wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
Zusätzlich umfasst die weitere Ausführungsform eine vom Gehäuse 2 abstehende Positionierungslasche 300. Die Positionierungslasche 300 dient als Element, der Positionierung des Gehäuse 2 in einem übergeordneten System, so dass das Gehäuse 2 die korrekte Lage einnimmt.
Des Weiteren wird das Kontaktelement 3 nach einem anderen Verfahren in das Gehäuse 2 eingesetzt. Hierdurch kommt das Gehäuse 2 und auch das Kontaktelement 3 ohne Montageöffnungen aus. Das Kontaktelement 3 wird mittels eines Werkzeuges in den Innenraum 20 hineingezogen und kommt im Innenraum 20 dann mit den bereits geformten Lagerstellen 23 in Kontakt. Das Einziehen des Kontaktelementes 3 erfolgt in Richtung R3 bzw. R3'.
Sobald das Kontaktelement 3 im Innenraum 20 liegt, werden die Anschläge 234 sowie daran angeformte Trichterlaschen 237 gebogen, so dass das Verbindungselement 1 im Innenraum 20 bezüglich einer Bewegung in Richtung R3 bzw. R3' ebenfalls gesichert ist. Die Trichterlaschen 237 sind optional, das heisst auch in der zweiten Ausführungsform könnte auch diese verzichtet werden.

BEZUGSZEICHENLISTE

1	Verbindungselement
2	Gehäuse	230	Schlitz
3	Kontaktelement	231	freies Ende
4	erste Stromschiene	232	Stirnseite
5	zweite Stromschiene	233	Montageöffnungen
		234	Anschlag
20	Innenraum	235	Montageöffnungen
21	erster Aufnahmeraum	236	Lagerfläche
22	zweiter Aufnahmeraum	237	Trichterlaschen
23	Lagerstellen
24	Anschlagselement	240	Wand
27	Begrenzungselement	241	Seitenrand
28	erste Zugangsöffnung	242	Seitenwand
29	zweite Zugangsöffnung	280	Einführhilfen
31	Trägerband	290	Einführhilfen
32	Kontaktstege	281	seitliche Einführhilfen
33	Oberkante	291	seitliche Einführhilfen
34	Torsionsfedergelenk
35	Unterkante	300	Positionierungslasche
39	Ebene	L	Lichte Weite Innenraum
40	Stirnseite	L1	Lichte Weite erster Aufnahmeraume
41	Seitenwände	L1	Lichte Weite erster Aufnahmeraume
42	Kontaktfläche	L2	Lichte Weite zweiter Aufnahmeraum
43	Oberfläche	L2	Lichte Weite zweiter Aufnahmeraum
50	Stirnseite
51	Seitenwände	E1	Einschubrichtung
52	Kontaktfläche	E2	Einschubrichtung
53	Oberfläche

Claims

Verbindungselement (1) zur Vermittlung eines elektrischen Kontaktes zwischen zwei Stromschienen, wobei das Verbindungselement (1) ein Gehäuse (2) mit einem Innenraum (20) und ein Kontaktelement (3), welches im Innenraum (20) gelagert ist, umfasst, wobei jede der beiden Stromschienen entlang von einer Einschubrichtung (E1, E2) in das Gehäuse (2) einschiebbar sind;
wobei das Kontaktelement (3) den Innenraum (20) entlang einer Ebene (39) in mindestens einen ersten Aufnahmeraum (21) zur Aufnahme einer ersten Stromschiene (4) und einen zweiten Aufnahmeraum (22) zur Aufnahme einer zweiten Stromschiene (5) aufteilt,

wobei mit dem Kontaktelement (3) ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten Stromschiene (4) und der zweiten Stromschiene (5) vermittelbar ist,

wobei das Kontaktelement (3) durch mehrere Lagerstellen (23) im Innenraum (20) des Gehäuses (2) gelagert ist,

wobei mindestens eine der Lagerstellen (23) aus einer Seitenwand (242) in den Innenraum (20) einragt, wobei die Lagerstelle für das Kontaktelement (3) eine Bewegungsbegrenzung in mindestens eine Translationsrichtung (R1, R1') bereitstellt, dadurch gekennzeichnet,

dass die Seitenwand (242) in einer quer zur Ebene (39) orientierten Querebene (Q) liegt,

dass mindestens zwei der besagten Lagerstellen (23) Einfachlagerstellen sind, welche ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes (3) für das Kontaktelement (3) eine Bewegungsbegrenzung in eine Translationsrichtung (R1, R1') bereitstellen,

dass die genannten Einfachlagerstellen durch jeweils eine Lagerfläche bereitgestellt werden, und

dass die in Einschubrichtung (E1, E2) gesehen näher an einer Zugangsöffnung (28, 29) liegenden Lagerflächen in einem grösseren Abstand (A1, A2) zu der Wand (240), die mit der Stromschiene (4, 5) in Kontakt kommt, liegen als die weiter entfernt zur Zugangsöffnung (28, 29) liegenden Lagerflächen.
Verbindungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Translationsrichtung (R1, R1') im Wesentlichen rechtwinklig zur Ebene (39) verläuft, wobei das Kontaktelement vorzugsweise schwimmend in der besagten Lagerstelle gelagert ist; und/oder dass die Lagerflächen innerhalb einer Gruppe von Lagerstellen (23) bezüglich der Ebene (39) versetzt zueinander angeordnet sind.
Verbindungselement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass eine der besagten Lagerstellen (23) eine Doppellagerstelle ist, welche ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes (3) für das Kontaktelement (3) eine Bewegungsbegrenzung in zwei entgegen einander verlaufende Translationsrichtungen (R1, R1') bereitstellt.
Verbindungselement (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens drei, vorzugsweise vier, Doppellagerstellen (23) angeordnet sind, wobei zwei Doppellagerstellen (23) von einer ersten Seitenwand in den Innenraum (20) einragen, und wobei eine Doppellagerstelle (23) oder zwei Doppellagerstellen (23) von einer der ersten Seitenwand (242) gegenüberliegenden Seitenwand in den Innenraum (20) einragen;

oder dass von einer ersten Seitenwand (242) mindestens eine Doppellagerstelle in den Innenraum (20) einragt und dass von einer der ersten Seitenwand (242) gegenüberliegenden Seitenwand mindestens zwei Einfachlagerstellen in den Innenraum (20) einragen, wobei eine der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in eine der Translationsrichtungen (R1) begrenzt und wobei die andere der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in die entgegengesetzte Translationsrichtung (R1') begrenzt;

oder dass von einer ersten Seitenwand (242) mindestens zwei Einfachlagerstellen in den Innenraum (20) einragen, wobei eine der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in eine der Translationsrichtungen (R1) begrenzt und wobei die andere der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in die entgegengesetzte Translationsrichtung (R1') begrenzt und dass von einer der ersten Seitenwand (242) gegenüberliegenden Seitenwand mindestens zwei Einfachlagerstellen in den Innenraum (20) einragen, wobei eine der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in eine der Translationsrichtungen (R1) begrenzt und wobei die andere der beiden Einfachlagerstellen die Bewegung in die entgegengesetzte Translationsrichtung (R1') begrenzt.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei bezüglich des Innenraums gegenüber einander liegende Lagerstellen (23) vorhanden sind, wobei diese zwei gegenüberliegend angeordneten Lagerstellen (23) ausgehend von einer Mittellage des Kontaktelementes (3) eine Bewegungsbegrenzung für das Kontaktelement in zwei entgegen einander verlaufende zweite Translationsrichtungen (R2, R2') bereitstellt, wobei die zweite Translationsrichtung im Wesentlichen quer zur Einschubrichtung und parallel zur Ebene (39) verläuft.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppellagerstelle (23) einen Schlitz (230) zur Aufnahme des Kontaktelementes (3) aufweist.
Verbindungselement (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (230) in eine Richtung rechtwinklig zur besagten Ebene breiter als die Dicke des Kontaktelementes ausgebildet ist, derart, dass Spiel zwischen dem Schlitz und dem Kontaktelement bereitgestellt wird.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (230) innerhalb einer Gruppe von Lagerstellen (23) bezüglich der Ebene (39) versetzt zueinander angeordnet sind.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in Einschubrichtung (E1, E2) gesehen näher an einer Zugangsöffnung (28, 29) liegenden Schlitze (230) in einem grösseren Abstand (A1, A2) zu der Wand (240), die mit der Stromschiene (4,5) in Kontakt kommt, liegen als die weiter entfernt zur Zugangsöffnung (28, 29) liegenden Schlitze.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstellen (23) aus dem Gehäuse (2) hinausgebogene Stege sind, welche in den Innenraum (20) einragen, wobei die Stege vorzugsweise in einem Winkel winklig geneigt zur Längsachse (L) stehen, wobei der Winkel zwischen 10° und 170° ist.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (230) am freien Ende (231) des Steges angeordnet ist und sich in eine das freie Ende abschliessende Stirnseite (232) in den Steg hinein erstreckt, wobei der Schlitz (230) in der Stirnseite (232) offen ausgebildet ist und/oder dass die Lagerfläche am freien Ende (231) des Steges angeordnet ist.
Verbindungselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (3) in zwei entgegen einander verlaufende dritte Translationsrichtungen (R3, R3'), welche parallel zur Einschubrichtung (E1, E2) verlaufen, schwimmend im Innenraum (20) gelagert ist, so dass das Kontaktelement in dieser dritten Translationsrichtung (R3, R3') innerhalb definierten Grenzen bewegbar ist, wobei Grenzen durch einen Anschlag (234) bereitgestellt werden.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) durch eine Wand (240), zwei von der Wand (240) an gegenüberliegenden Kanten angeformten und im wesentlichen senkrecht von der Wand (240) abstehenden Seitenwänden (242) und durch an den Seitenwänden (242) angeformten Seitenrändern (241) bereitgestellt wird.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) eine oder mehrere Montageöffnungen (233) aufweist, welche vorzugsweise derart angeordnet sind, dass ein Zugriff für ein Werkzeug auf das Kontaktelement (3) geschaffen werden kann und/oder dass das Kontaktelement (3) eine oder mehrere Montageöffnungen (235) aufweist, in welche ein Werkzeug eingreifen kann.
Verbindungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) im Bereich der Zugangsöffnungen Führungselemente (280, 281, 290, 291) aufweist, welche das Einführen der Stromschiene erleichtern und/oder dass der Anschlag Teil der Führungselemente (280, 281, 290, 291) ist.