DE1265807B - Elektrische Kleinsteckverbindung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIr

Deutsche KL: 21c-22

Nummer: 1265 807

Aktenzeichen: B 69728 VIII d/21 c

Anmeldetag: 24. November 1962

Auslegetag: ll.Aprill968

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kleinsteckverbindung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, insbesondere ein Kleinkontaktelement mit Rohrprofil für elektrische Steckverbindungen.

Unter Kleinkontaktelementen werden hier Elemente verstanden, deren Querabmessungen höchstens 0,6 mm betragen und 0,2 mm und weniger erreichen können. Sie finden heute immer ausgedehntere Verwendung beim Bau elektrischer und elektronischer Geräte und Einrichtungen.

Die geforderten kleinen Abmessungen solcher Elemente stellen den Hersteller vor schwer zu lösende Aufgaben, denn sie müssen zur Erzielung der erforderlichen guten Qualitäten mindestens zwei möglichst aber drei sichere Berührungsstellen oder Berührungsbereiche zwischen Stift und Buchse gewährleisten, außerdem möglichst große Elastizität zum Ausgleichen unvermeidlicher Bearbeitungstoleranzen besitzen und eine große Anzahl von Einsteck- und Ausziehvorgängen ohne Verschlechterung der elekirischen Verbindung zulassen; schließlich müssen sie so ausgebildet sein, daß jederzeit ein einwandfreier Oberflächenschutz durch einen der beabsichtigten Verwendung angepaßten elektrolytischen Überzug, z. B. mit Silber, Gold, Rhodium od. dgl., möglich ist. Dieser Oberflächenschutz ist bei Kontaktelementen mit Rohrprofil mit geschlossenem Umfang, deren Durchmesser natürlicherweise sehr klein ist, nur mit größten Schwierigkeiten herzustellen, da der Elektrolyt oder die anderen geeigneten Behandlungsbäder infolge der Oberflächenspannung das Kontaktelement nicht einwandfrei von seinem einen zu seinem anderen Ende durchsetzen kann.

Es sind Kontaktelemente bekannt, die zur Erzielung ausreichenden Kontaktes aus einem aus Wellblech hergestellten Rohr bestehen, dessen Wellen ringförmig verlaufen, wobei zur Erhöhung der Federung der Hülsen Längs- oder Querschlitze in der Hülsenwand angebracht oder Ringfedern eingelegt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kleinkontaktelement mit Rohrprofil für elektrische Steckverbindungen so auszubilden und herzustellen, daß einwandfreier Kontakt an mindestens zwei Kontaktstellen oder in mindestens zwei Kontaktbereichen gewährleistet ist und das einwandfreie Aufbringen eines Oberflächenschutzes, vorzugsweise durch Elektrolyse oder Badbehandlung, in jedem Fall ohne besonderen Aufwand und Schwierigkeiten möglich ist.

Dementsprechend ist ein Kleinkontaktelement mit Rohrprofil für elektrische Steckverbindung, das in Endansicht geschlossenes Rohrprofil hat und min-Elektrische Kleinsteckverbindung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Anmelder:

Francois Robert Bonhomme,

Courbevoie, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Stehmann, Patentanwalt,

8500 Nürnberg 2, Essenweinstr. 4-6

Als Erfinder benannt:
Francois Robert Bonhomme,
Courbevoie, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 24. November 1961 (879 989)

destens in einer Querzone einen über das geschlossene Rohrprofil vortretenden und zur Kontaktberührung mit dem Gegenelement der elektrischen Verbindung bestimmten Vorsprung hat, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die in jeder Querschnittsebene liegenden vollen Teile des Elements auf der ganzen für das Zusammenwirken mit dem Gegenelement der elektrischen Verbindung bestimmten Länge eine weniger als 180° betragende Umfangserstreckung und von Stelle zu Stelle wechselnde Winkelstellungen haben.

Durch diese Ausbildung des Kleinkontaktelements wird nicht nur erreicht, daß es mindestens in einer Querzone einen über das Rohrprofil vortretenden Vorsprung zur Kontaktberührung mit dem anderen Element der elektrischen Steckverbindung aufweist, sondern daß darüber hinaus die vollen, mit dem Gegenelement zusammenarbeitenden Teile die geforderte Elastizität aufweisen. Dadurch wird ferner erreicht, daß in jedem Fall mindestens an zwei Stellen einwandfreie Kontaktberührung stattfindet und auch bei der Herstellung ein einwandfreies Auftragen des Oberflächenschutzes — vorzugsweise elektrolytisch oder durch Badbehandlung — sichergestellt ist, ohne daß dabei besonderer Aufwand oder über

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das hierbei normalerweise erforderliche Maß hinaus- Fig. 19 und 20 zeigen ähnlich den Fig. 3 land 4

gehende Sorgfalt aufgewendet werden müßte. den ausgehend vom Rohr nach F i g. 18 hergestellten

Der Vorsprung ist nach innen gerichtet, wenn das Stecker;

betrachtete Element eine Buchse ist, die mit einem Fig. 21 bis 23 zeigen endlich verschiedene von der

zylindrischen Stecker zusammenarbeitet, dessen 5 Kreisform abweichende Profile der in den Fig. 1, Querabmessungen zwischen den inneren Querabmes- 2, 8,11 und 18 gezeigten Rohre, sungen des durchlaufenden zylindrischen Profils der Soll eine zum Zusammenwirken mit einem Stek-

Buchse und denjenigen ihres im Bereich des erwähn- ker 1 vom Durchmesser a (F i g. 4) bestimmte Konten Vorsprungs vorhandenen Innenquerschnitts taktbuchse hergestellt werden, so wird in folgender liegen. Dieser Vorsprung ist dagegen nach außen ge- ίο Weise oder ähnlich vorgegangen, richtet, wenn das betrachtete Element ein Stecker ist, Man geht von einem zylindrischen Rohr 2 aus

der dazu bestimmt ist, mit einer zylindrischen Buchse elastischem Metall, wie z. B. einer Kupfer- oder zusammenzuwirken, deren innere Querabmessungen Berylliumlegierung, Bronze od. dgl. aus, dessen zwischen den äußeren Querabmessungen des durch- Innendurchmesser b etwas größer als der Durchlaufenden Zylinderprofils des Steckers und seines im 15 messer α des Stifte 1 ist, wobei das Rohr vorzugs-Bereich des erwähnten Vorsprungs vorhandenen weise Kreisquerschnitt hat, und schneidet ein Rohr-Außenquerschnitts liegen. stück von der gewünschten Länge der Buchse ab

Zur Herstellung des angegebenen Kontaktelements (Fig. 1, 2, 8 und 11).

geht man von einem vollwandigen zylindrischen Rohr Gemäß der Ausführungsart nach F i g. 1 bis 4

aus elastischem stromleitendem Material aus; dieses 20 wird an dem Rohr eine ringförmige Einschnürung 3 Rohr wird örtlich so deformiert, daß der erwähnte derart angebracht, daß der Innendurchmesser des Vorsprung entsteht, und es wird die Rohrwand in Rohrs an dieser Stelle einen unterhalb von a Hegenihrer ganzen zum Zusammenwirken mit dem Gegen- den Wert c hat.

kontakt der elektrischen Verbindung bestimmten Beispielsweise nimmt man für einen Stift 1 mit

Länge auf mindestens 180° ihrer Umfangserstreckung 25 einem Durchmesser α von ungefähr 0,25 mm ein eingeschnitten, worauf im allgemeinen das Element Rohr 2 mit einem Innendurchmesser b von ungefähr einen Oberflächenschutz auf elektrolytischem Weg 0,3 mm und einer Wandstärke d in der Größe von erhält. etwa 0,05 mm und stellt eine gleichmäßige Einschnü-

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung rung 3 so her, daß der erwähnte Durchmesser c etwa an Hand der Zeichnungen nur beispielsweise er- 30 0,2 mm beträgt. Nach F i g. 1 wird die Einschnürung läutert. ohne Verringerung der Wandstärke erzeugt. Um der

F i g. 1 und 2 der Zeichnung zeigen im Axialschnitt Buchse größere Nachgiebigkeit zu verleihen, .kann zwei zur Herstellung einer nach einer ersten Aus- man jedoch dem Rohr z.B. durch Ziehen an der führungsform der Erfindung gestalteten Kontakt- Einschnürstelle 3 eine Wandstärke e erteilen, die buchse dienende Rohre; 35 etwas kleiner ist als die Wandstärke d des übrigen

Fig. 3 und 4 zeigen in Seitenansicht bzw. im Rohrs.

Grundriß, von der Unterseite der Fig. 3 gesehen, die Hierauf wird die Wand des Rohrs 2 in seiner

ausgehend von dem einen oder anderen Rohr nach ganzen zum Zusammenwirken mit dem Stecker 1 be-F i g. 1 und 2 hergestellte Kontaktbuchse; stimmten Länge auf mindestens 180° seiner Um-

F i g. 5 und 6 sind Querschnitte nach den Ebenen 40 fangserstreckung vorzugsweise mittels eines Form-V-V und VI-VI von Fig. 3; fräsers eingeschnitten.

Fig. 7 zeigt im Querschnitt eine Hülse gemäß Wie in Fig. 3 gezeigt, kann man so zwei kegel-

einer Abwandlung der vorhergehenden Figuren; stumpfförmige Fräser (oder Schleifscheiben) 4 und 5

Fig. 8 zeigt im Axialschnitt ein Rohr zur Her- benutzen, deren Achsen6 und 7 parallel zur Rohrstellung einer Kontaktbuchse nach einer zweiten 45 achse sind und in derselben Ebene wie diese Achse Ausführungsform der Erfindung; (also in der Bildebene der F i g. 3) liegen, wobei die

Fig. 9 und 10 zeigen ähnlich den Fig. 3 und 4 einander nächstliegenden Erzeugenden dieser Fräser die ausgehend vom Rohr nach Fig. 8 hergestellte im wesentlichen parallel sind. Man erhält so zwei im Kontaktbuchse; Querschnitt gewölbte Zungen 8 und 9, die — senk-

Fig. 11 zeigt im Axialschnitt ein Rohr für die 50 recht zu jener Ebene gesehen — geneigt sind und an Herstellung einer Kontaktbuchse nach einer dritten der Einschnürungsstelle 3 voneinander nur den Ab-Ausführungsform der Erfindung; stand c haben (s.Fig. 6). Diese beiden Zungen sind

Fig. 12 und 13 zeigen ähnlich den Fig. 3 und 4 an der einen Seite mit einem geschlossenen oder gedie ausgehend vom Rohr nach Fig. 11 hergestellte spaltenen Ring 10 verbunden, der zur Führung des Kontaktbuchse; 55 am Ende la zugespitzten Steckers 1 dient, und am

Fig. 14 ist ein Querschnitt nach der Ebene anderen Ende mit einer zur Anbringung eines Leiters XIV-XIV der Fig. 12; durch Schweißen oder andere Mittel bestimmten

Fig. 15 und 16 zeigen ähnlich den Fig. 3 und 4 Fahne oder Löthülse 11. Diese Fahne kann auf einen eine gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfin- kleinen Umfangsteil des ursprünglichen Rohrs bedung, ebenfalls ausgehend vom Rohr nach Fig. 11, 60 schränkt sein, wie in den Zeichnungsfiguren gezeigt hergestellte Kontaktbuchse; ist. Um deren Verständnis zu erleichtern, haben die

Fig. 17 zeigt ähnlich den Fig. 12 und 15 eine Fig. 1 bis 4 die gleiche Gesamtanordnung nach gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung, (nicht gezeichneten) vertikalen Fluchtlinien, ebenfalls ausgehend vom Rohr nach Fig. 11, her- Das gleiche gilt, wie später ersichtlich sein wird,

gestellte Kontaktbuchse; 65 für die Fig. 8 bis 10 bzw. 11 bis 13, 15 bis 17 und

Fig. 18 zeigt im Axialschnitt ein Rohr zur Her- 18 bis 20.

stellung eines nach der Erfindung ausgeführten Auf diese Weise erhält man eine Kontaktbuchse,

Steckers; die vom Ende her gesehen (Fig.5 und 6) ein ge-

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schlossenes Rohrprofil hat, deren volle Teile jedoch in rungsstelle mit dem Stecker 1. Hierzu wird an dem der ganzen zum Zusammenwirken mit dem Stecker 1 Rohr 2 außer den Einschnürungen 3 α und 36 eine bestimmten Länge eine gesamte Umfangserstreckung dritte mittlere Einschnürung 3 c vorgesehen, die nach von weniger als 180° und von Stelle zu Stelle ver- den Fräsvorgängen — ähnlich dem in Fig. 9 scheschiedene Winkelstellung haben. Diese vollen Teile 5 matisch dargestellten — einen Innenvorsprung an bestehen aus den beiden getrennten Zungen 8 und 9, der der Verbindung 12a nach Fig. 9 und 10 analoden Verbindungen 12 und 13 dieser Zungen sowie gen Verbindung 12 c ergibt. Dies erhöht die Biegder Fahne 11. Dieses Element hat an der Einschnü- samkeit der Buchse zwischen ihren Enden 11 und 14 rungsstelle 3 an jeder Zunge 8 und 9 einen Vor- und erleichtert die Aufrechterhaltung der Kontakte sprang, der zur Kontaktberührung mit dem Stecker 1 io im Bereich der Einschnürungen 3 α und 3 b trotz Abbestimmt ist, der außerdem durch den Ring 10 und nutzung und Ermüdung des Materials,
den Anfang der Fahne 11 geführt wird. Im vorhergehenden wurde angenommen, daß das

Beispielsweise kann die Breite / der Zungen 8 Ausschneiden des Rohrs 2 mit Hilfe von Fräsern mit und 9 0,15 mm, ihre Länge g ungefähr 2 mm und die parallel zur Rohrachse liegenden Achsen erreicht Breite h des Rings 10 ungefähr 0,15 mm betragen. 15 wird. Selbstverständlich sind auch andere Fräser-Selbstverständlich könnten statt der Herstellung anordnungen möglich, wie an Hand der Fig. 15 zweier Zungen 8 und 9 mit Hilfe von zwei Fräsern 4 bis 17 gezeigt wird, bei denen das Ursprungsrohr mit und 5 drei Zungen 14 (Fig. 7) mit Hilfe von drei dem nach Fig. 11 identisch ist.
Fräsern hergestellt werden, wobei die gesamte Bei der Ausführungsform nach Fig. 15 und 16 Breitenerstreckung dieser Zungen höchstens gleich 20 werden z.B. drei Fräser 15a, 15b und 16 benutzt, 180° ist. deren Achsen senkrecht zu der des Rohrs 2 liegen

Infolge der beschriebenen Ausschnitte können, wie und deren Mittelebenen durch diese Achse hindurch-

man sieht, die Innenteile der Zungen 8 und 9 oder 14 gehen. Die Fräser 15 a und 15 b liegen auf der

und der gesamten Buchse leicht durch elektrolyti- gleichen Seite dieser Achse und der Fräser 16 auf

sehen Überzug geschützt werden. 25 der anderen Seite, und die durch die Achse 16 des

Statt die Zungen 8 und 9 an der gleichen Stelle Fräsers 16 hindurchgehende Querebene befindet sich

der Buchsenlänge anzuordnen, könnte man sie auch in gleichen Abständen von den durch die Achsen der

in deren Richtung versetzen; in diesem Fall könnte beiden anderen Fräser gelegten Querebenen,

man am Anfang zwei Einschnürungen, wie 3, eben- wie aus Fig. 16 zu ersehen, befindet sich das

falls in Längsrichtung versetzt vorsehen, damit die 30 durch den mittleren Fräser 16 hergestellte ovale Loch

entsprechenden Vorsprünge sich annähernd in der is mit seinen Enden in den gleichen Längsbereichen

Mitte jeder Zunge befinden. Diese nicht dargestellte _wj_e die Enden der durch die beiden äußeren Fräser

Anordnung würde eine Erhöhung der Elastizität der 15 _a und 15 & hergestellten ovalen Löcher 17a und

Zungen ermöglichen. 17 b, so daß selbst in dem Bereich, wo diese Löcher

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 bis 10 wird 35 am schmälsten sind, der am Rohr verbleibende volle

eine Buchse als einstückige Vereinigung zweier Teil in der Umfangsrichtung wenigstens auf dem grö-

Buchsen von der Art nach den vorhergehenden Fi- ßerenTeil der Buchsenlänge 180° nicht überschreitet,

guren hergestellt, die durch eine einer Verdoppelung Vorzugsweise wird das Loch 18 mittels eines Fräsers

der dortigen Verbindung 12 ähnliche Verbindung von größerem Durchmesser hergestellt und mit

12 a zusammenhängen. Im allgemeinen tragen die 40 größerer Länge als die Löcher 17 a und 17 b. Der

Teile der Fig. 8 bis 10, die mit einer der Fig. 1 obenerwähnte volle Teil wird wie bei den vorher-

bis 4 übereinstimmen, die gleichen Bezugszeichen, gehenden Ausführungsformen durch Zungen 19 a,

gegebenenfalls mit hinzugefügten Kennbuchstaben a 19 b, 20 a, 20 & gebildet, zwischen denen der Elektro-

oder b. lyt für den Oberflächenschutz hindurdhfließen kann.

Hierzu werden an dem Rohr 2 zwei ringförmige 45 Statt zylindrisch können die Fräser 15 α, 15 & und

Einschnürungen 3 α und 3 b angebracht, und das Rohr 16 auch sphärisch sein. Außerdem könnte man die

wird mittels zweier Kegelstumpffräser 5 a und Sb Achsen dieser Fräser, statt sie parallel zueinander

mit in gleicher Linie liegenden Achsen 7 a und Ib anzuordnen, beispielsweise um 120° gegen die Achse

und eines Doppelkonusfräsers 4 a mit zu jenen des Rohrs 2 neigen.

Achsen paralleler und in derselben Ebene wie diese 50 Endlich kann man gemäß der Ausführungsform

und wie die Achse des Rohrs2 liegender Achse6a nach Fig. 17 Stirnfräser 21a, 21 & und 22 benutzen,

eingeschnitten. Man erhält so zwei Zungen 8 α und 9 α d.h. Fräser, deren Achsen senkrecht zu der des

im Bereich der Einschnürung 3 α und zwei Zungen 8 b Rohrs 2 sind, wobei der Abstand k zwischen der

und 9 b im Bereich der Einschnürung 3 b; die Ge- Achse des mittleren Fräsers 22 und der jedes der

samtheit der vier Zungen ist, wie oben gesagt, durch 55 äußeren Fräser 21a und 21 & vorzugsweise kleiner ist

die Verbindung 12 a vereinigt. Andererseits sind die als die Summe der betreffenden Radien R und r

Zungen 8 a und 9 a mit einer Fahne 11 gleich der- dieser Fräser.

jenigen nach Fig. 3 und 4 und die Zungen8b, 9b Will man nun einen Kontaktstecker herstellen, der

mit einer Lamelle 14 verbunden, die abweichend vom mit einer Buchse 23 vom Innendurchmesser 1

Ring 10 keinen geschlossenen Umfang hat. In diesem 60 (p i g. 20) zusammenwirken soll, wird wie bei der

Fall liegt der Stecker 1 an einer Stelle an jeder der Herstellung der Buchsen nach Fig. 1 bis 17 vorge-

vier Zungen 8 α, 9 α, 8 & und 9 δ an. Der Zutritt des gangen, abgesehen davon, daß man das Rohr 2 statt

Elektrolyten bei der Behandlung zum Oberflächen- mit einer oder mehreren Einschnürungen wie 3, 3 a,

schutz ist wie im vorhergehenden Fall am ganzen 36 und 3 c mit einer oder mehreren Erweiterungen,

inneren Teil der Buchse möglich. 65 _z. B. zwei solchen Erweiterungen 24 a und 246

Die Ausführungsform nach den Fig. 11 bis 13 * (Fig. 18) versieht. Man bemißt dann das Ganze der-

unterscheidet sich von der nach den Fig. 8 bis 10 art, daß der durchlaufende Außendurchmesser m des

nur durch das Vorhandensein einer fünften Beruh- Rohrs kleiner als der genannte Durohmesser 1, aber

der Außendurchmesser η im Bereich der Erweiterungen 24 α und 24 & größer als jener Durchmesser 1 ist.

Mit Hufe von zwei (annähernd wie die Fräser 4 und 5 nach F i g. 3 angeordneten) Kegelstumpffräsern 25 und 26 wird das Rohr 2 so ausgeschnitten, daß nur zwei geneigte Zungen 27 und 28 (gleich, den Zungen 8 und 9 nach F i g. 3 und 4) bestehenbleiben, die an der einen Seite mit einer Fahne 11 (gleich der nach Fig. 3 und 4) und an der anderen Seite durch Vermittlung einer Lamelle 29 mit einem zur Zentrierung der Buchse 23 dienenden Ring 30 verbunden sind. Auf diese Weise erhält man zwischen dieser Buchse und dem so hergestellten Stecker drei sichere Berührungsstellen, nämlich zwei an den Zungen 27 und 28 (im Bereich der Erweiterung 24 b) und einer an der Lamelle 29 (im Bereich, der Erweiterung 24 a). Jedenfalls bestehen in allen Querschnitten nur noch volle Teile mit einer Breite von weniger als 180°, was den freien Zutritt des Elektrolyten oder sonstigen Bades zum elektrolytischen oder chemischen Oberflächenschutz gestattet.

Im vorstehenden wurde angenommen, daß das Ausgangsrohr kreisförmigen Querschnitt hat. Selbstverständlich könnte dieser Querschnitt auch eine abweichende Form haben, ohne das Prinzip der Erfindung zu ändern, namentlich ovale Form (Fig. 21), annähernd dreieckige Form (Fig. 22) oder rechteckige Form (Fig. 23).

Hiernach erhält man Kontaktelemente, deren Vorteile namentlich die folgenden sind:

Längsbiegsamkeit des wirksamen Teils des Kontaktelements,

kräftige Bauart des Kontaktelements,

Betriebssicherheit infolge wenigstens zweier sieherer Kontaktstellen (oder -bereiche), deren Anzahl ohne bauliche Komplikation in großem Maß vermehrt werden kann,

Fehlen von für den chemischen oder elektrolytischen Schutz unzugänglichen Innenteilen,

leichte Herstellung, die volle Automatisierung und Herabsetzung der Gestehungskosten gestattet.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kleinkontaktelement mit Rohrproffl für elektrische Steckverbindung, das in Endansicht geschlossenes Rohrprofil hat und das mindestens in einer Querzone einen über das geschlossene Rohrprofil vortretenden und zur Kontaktberührung mit dem Gegenelement der elektrischen Verbindung bestimmten Vorsprung hat, dadurch gekennzeichnet, daß die in jeder Querschnittsebene liegenden vollen Teile des Elements auf der ganzen für das Zusammenwirken mit dem Gegenelement der elektrischen Verbindung bestimmten Länge eine weniger als 180° betragende Umfangserstreckung und von Stelle zu Stelle wechselnde Winkelstellungen haben.

2. Verfahren zur Herstellung eines Kontaktelements nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß von einem vollwandigen zylindrischen Rohr aus elastischem stromleitendem Material ausgegangen und dieses örtlich so deformiert wird, daß der Vorsprung entsteht, und daß, die Rohrwand auf ihrer ganzen zum Zusammenwirken mit dem Gegenelement der elektrischen Verbindung bestimmten Länge auf mindestens 180° ihrer Umfangserstreckung eingeschnitten wird, worauf im allgemeinen das Element einen Oberflächenschutz auf elektrolytischem Weg erhält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 429 869.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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