CH666145A5 - Verfahren zur herstellung von kontaktfederbuchsen. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Kontaktfederbuchsen mit einer Vielzahl von in einem etwa zylindrischen Buchsenkörper einseitig eingespannten, radial nach innen gewölbten Kontaktfedern, bei dem die durch Abschnitte eines Kontaktfederdrahtes gebildeten geraden Kontaktfedern zunächst in das Innere des Buchsenkörpers in inbe-zug zueinander ausgerichtetem Zustand eingeführt und anschliessend einerseits gegen einen teilweise in den Buchsenkörper ragenden Ringansatz am vorderen Ende eines Leistungsanschlussstückes gepresst und in dieser Lage einseitig fixiert sowie andererseits derart radial elastisch verformt werden, dass ihre anderen, dem Stifteinführungsende des Buchsenkörpers zugewandten Enden frei beweglich in einem zwischen dem Buchsenkörper und einem Ringkörper begrenzten Ringspalt geführt sind.

Jahrzehntelang und z.T. noch heute wird ein Herstellungsverfahren mit einseitig vorgebogenen Kontaktfedern praktiziert, die von Hand einzeln in den Buchsenkörper eingebracht werden. Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (DE-OS 14, 15, 491), mit dem die vorerwähnte Handmontage abgelöst und eine Automatisierung angestrebt wird, hat sich vor allem die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass der Buchsenkörper als Drehteil ausgebildet werden muss, um im Buchseninneren durch unterschiedliche Innendurchmesser bestimmte Stützkanten bereitzustellen, an denen die Kontaktfedern bei einem Biegevorgang radial von innen nach aussen zur Anlage gelangen. Neben den hohen Drehteil-Fertigungskosten hat sich auch der Umstand als sehr ungünstig erwiesen, dass nach diesem Verfahren nur Kontaktfederbuchsen für Kontaktstifte etwa ab 1 mm aufwärts herstellbar sind. Für einen Kontaktstift von 0,75 mm Durchmesser würde sich nur eine Buchse mit einem Durchmesser von mindestens 2,25 mm herstellen lassen. Gemäss den Forderungen der Praxis dürfte der Buchsenkörper jedoch nur einen Durchmesser von etwa 1,5 mm besitzen.

Bei einem weiterhin bekannten Herstellungsverfahren abweichender Gattung (UP-PS 3 023 789) werden die Kontaktfedern in einer starren Buchse längs Mantellinien eines Umdrehungshyperboloids angeordnet und mit ihren umgebogenen beiden Enden stirnseitig der Buchse auf letzterer festgepresst. Nach diesem Verfahren hergestellte Kontaktfederbuchsen weisen zwar die geforderten günstigen Abmessungsverhältnisse auf, die die angestrebte Kleinstbauweise zulassen würden. Von Nachteil ist hier jedoch, dass sich die Federenden nicht galvanisch veredeln lassen, dass zwischen Stift und Buchse sehr enge Toleranzen eingehalten werden müssen, insbesondere aufgrund einer ungünstigen Federkennline und dass nur relativ wenige Kontaktfedern eingebaut werden können, wodurch der Stromübertragung Grenzen gesetzt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art so weiter auszugestalten, dass auf fertigungstechnisch einfachere Weise Kontaktfederbuchsen in Kleinstbauweise, d.h. mit relativ kleinem Aussendurchmesser gefertigt werden können, die für Kontaktstifte mit einem Durchmesser bis kleiner bzw. gleich 0,6 mm geeignet sind und sich dennoch durch eine hohe Strombelastbarkeit und lange Lebensdauer auszeichnen.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemässen Herstellungsverfahren im wesentlichen dadurch gelöst, dass nach Einführung der Kontaktfedern in den durch eine dünnwandig verformbare Hülse gebildeten Buchsenkörper letzterer von aussen her an zwei in Bezug auf den Ringkörper bzw. den Ringansatz axial versetzten Stellen mit Abstand voneinander jeweils mit einer radial nach innen ragenden Ringwulst versehen wird, die an den Kontaktfedern zur Anlage gelangen und ihnen die radial nach innen gerichtete Wölbung geben.

Bei diesem Verfahren können den Buchsenkörper bildende, in rationeller Weise als Ziehteil vorgefertigte Hülsen mit einer Wandstärke in der Grössenordnung von 0,1 mm zur Anwendung gelangen, die sich auf die gekennzeichnete Weise unter Bildung der Ringwülste leicht von aussen her verformen lassen. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren sind für Kontaktstifte von ca. 0,6 mm Durchmesser bestimmte Buchsen mit einem

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Aussendurchmesser von nur etwa 1,5 mm herstellbar. Auf engstem Raum können deshalb nebeneinander ausserordentlich viele Kontaktfederbuchsen, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt sind, angeordnet und somit preisgünstig qualitativ hochwertige Multikontaktverbinder geschaffen werden.

Um eine einwandfreie Kontaktgabe durch ausreichende Wölbung der Kontaktfedern sicherzustellen, hat es sich in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens als vorteilhaft erwiesen, wenn der Buchenkörper im Bereich jeder Ringwulst mit einem Innendurchmesser versehen wird, der kleiner ist als der Aussendurchmesser des die freien Enden der Kontaktfedern abstützenden Ringkörpers, vermehrt um den doppelten Durchmesser der Kontaktfedern.

In weiterer Ausgestaltung kann der Umfangsbereich des Buchsenkörpers zwischen den beiden einen Abstand voneinander aufweisenden Ringnuten mit der gleichen Durchmesserreduzierung versehen werden, mit der die Ringnuten selbst gebildet werden. Es ergibt sich somit ein mittlerer Buchsenkörperab-schnitt mit durchgehend gleicher Durchmesserreduzierung, wobei die beiden Enden dieses Abschnittes die radial elastische Verformung der Kontaktfedern sicherstellen.

Als besonders zweckmässig hat es sich herausgestellt, wenn die Ringnuten im Buchsenkörper durch Einrollen mit Hilfe von relativ zum Buchsenkörper um dessen Achse rotierenden Rollen gebildet sind. Dabei können die Rollen Teile einer Vorrichtung sein, die ihrem Umlauf um den stationär festgelegten Buchsenkörper bewirkt. Stattdessen ist es auch möglich, die Rollen stationär zu lagern und den Buchsenkörper rotieren zu lassen.

In besonders zweckmässiger Weise ist das erfindungsgemäs-se Verfahren weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der in montierten Zustand die Kontaktfederenden abstützende Ringkörper, dessen Innendurchmesser grösser gewählt ist als in Buchsenmitte der kleinste gegenseitige Abstand der in jeweils einer Buchsenaxialebene liegenden gewölbten Kontaktfedern, jedoch kleiner als die im Büchsenkörper vorgesehene Stifteinführöffnung, und dessen Aussendurchmesser kleiner gewählt ist als der Innendurchmesser des Buchsenkörpers, in den Buchsenkörpern lose eingelegt und nach der Montage von den an ihm anliegenden Kontaktfederenden gehalten wird. Kontaktfederbuchsen, die nach diesem Verfahren hergestellt sind, sind mit dem Vorteil verbunden, dass der lose eingelegte Ring beim Einsatz der Kontaktfederbuchsen nicht nur die einseitig freie Beweglichkeit der Feder garantiert, sondern auch Abmessungsschwankungen ausgleicht, d.h. einen Mittigkeitsausgleich zwischen Steckerstift und Kontaktfederbuchse gewährleistet.

Dabei hat es sich als sehr günstig erwiesen, wenn der Ringkörper an seiner der Kontaktstift-Einführungsöffnung der Kontaktfederbuchse zugewandten Seite mit einem im Durchmesser grösseren, die Auflagefläche entsprechend vergrössernden Flansch versehen ist, dessen Aussendurchmesser jedoch kleiner als der Innendurchmesser der Kontaktfederbuchse gewählt ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird und zwar zeigen:

Fig. 1 eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Kontaktfederbuchse,

Fig. 2 eine Kontaktfederbuchse mit gegenüber derjenigen nach Fig. 1 etwas abgewandelter Hülse,

Fig. 3 eine Kontaktfederbuchse mit gegenüber derjenigen nach Fig. 1 bzw. 2 abgewandeltem Ringkörper, und

Fig. 4 bis 9 sehr schematisch die Verfahrenschritte des erfindungsgemässen Verfahrens.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, umfasst die in den Fig. 1 bzw. 2 veranschaulichte Kontaktfederbuchse einen etwa zylindrischen Buchsenkörper 1 in Form einer dünnwandig verformbaren Hülse. Dieser Buchsenkörper 1 ist mit einem Leitungsanschlussstück 2 verbunden. Am gegenüberliegenden Ende weist der Buchsenkörper 1 eine Umbördelung 3 mit einer zentralen Stifteinführöffnung 4 auf. Im Bereich dieser Stifteinführöffnung liegt ein Ringkörper 5 an der Umbördelung 3 an, dessen Innendurchmesser etwas kleiner als die im Buchsenkörper 1 vorgesehene Stifteinführöffnung 4 gewählt ist. Am Innenumfang verteilt ist eine Vielzahl von Kontaktfedern 6 angeordnet. Diese Kontaktfedern 6 sind zwischen einem in den Buchsenkörpern 1 ragenden Ringansatz 7 des Leitungsanschlussstücks 2, der stirnseitig in einen Kegelstumpf ausläuft, und dem Leitungsanschlussstück 2 zugewandten Ende des Buchsenkörpers 1 einseitig fixiert. Die anderen dem Stifteinführungsende des Buchsenkörpers 1 zugewandten Enden der Kontaktfedern 6 sind frei beweglich in einem zwischen dem Buchsenkörper und dem Ringkörper 5 begrenzten Ringspalt 9 geführt.

Die in Fig. 1 veranschaulichte radial nach innen gerichtete Wölbung der Kontaktfedern 6 ist dadurch erzielt, dass der Buchsenkörper 1 von aussen her an zwei in Bezug auf den Ringkörper 5 bzw. den Ringansatz 7 axial versetzten Stellen mit Abstand voneinander jeweils mit einer radial nach innen ragenden Ringwulst 10 bzw. 11 versehen ist, die an den Kontaktfedern anliegt und sie radial nach innen elastisch verformt. Der Buchsenkörper 1 ist im Bereich jeder Ringwulst 10 bzw. 11 mit einem Innendurchmesser versehen, der kleiner ist als der Aussendurchmesser des die freien Enden der Kontaktfedern 6 abstützenden Ringkörpers 5, vermehrt um den doppelten Durchmesser der Kontaktfedern 6.

Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 lediglich dadurch, dass der Umfangsbereich 12 des Buchsenkörpers 1 zwischen den beiden einen Abstand voneinander ausweisenden Ringnuten mit der gleichen Durchmesserreduzierung versehen ist, mit der die Ringnuten selbst gebildet sind. Auf diese Weise übernehmen die den Umfangsbereich 12 begrenzenden Schultern 13 bzw. 14 bei dieser Ausführung die Funktion der Ringwülste 10 bzw. 11 der Ausführung nach Fig. 1.

Aus Fig. 3 geht hervor, dass der Ringkörper 5 an seiner der Kontaktstift-Einführungsöffnung 4 der Kontaktfederbuchse 1 zugewandten Seite mit einem im Durchmesser grösseren, die Auflagefläche entsprechend vergrössernden Flansch 15 versehen ist, dessen Aussendurchmesser jedoch kleiner als der Innendurchmesser der Kontaktfederbuchse 1 gewählt ist.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist der Innendurchmesser des Ringkörpers 5 grösser gewählt als in Buchsenmitte der kleinste gegenseitige Abstand der in jeweils einer Buchsenaxialebene hegenden gewölbten Kontaktfedern 6. Der vor dem Einführen der Kontaktfedern 6 in den Buchsenkörper 1 lose eingelegte Ringkörper wird nach der Montage von den an ihm anliegenden Kontaktfederenden gehalten. Aufgrund der vorstehend erwähnten Abmessungsrelationen ist eine einwandfreie Kontaktgabe auch dann sichergestellt, wenn ein Kontaktfederstift geringfügig axial versetzt in die Kontaktfederbuchse eingeführt werden sollte. Der Ringkörper 5 kann dann nämlich mitsamt den an ihm anliegenden Kontaktfederenden seitlich ausweichen.

In der Fig. 4 bis 9 sind die zur Anwendung gelangenden Schritte des erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens schematisch veranschaulicht. Zunächst wird der Buchsenkörper 1 bereitgestellt, und zwar unter Einführung eines Doms 16, der die Stifteinführöffnung 4 durchsetzt. Anschliessend wird, wie Fig. 5 zeigt, der Ringkörper 5 in den Buchsenkörper 1 eingeführt, und zwar derart, dass er den Dorn 16 umgibt. In dieser schematischen Darstellung ist der Ringkörper 5 gemäss Fig. 1 bzw. 2 wiedergegeben. Stattdessen könnte auch der Ringkörper 5 mit Flansch 15 gemäss Fig. 3 zum Einsatz gelangen.

In einem weiteren Schritt werden mit Hilfe nicht näher veranschaulichter Zuführungsvorrichtungen die Kontaktfedern 6 in den Buchsenkörper 1 eingeführt. In dem in Fig. 7 veranschaulichten weiteren Schritt werden die Kontaktfedern 1 in ihrer ein5

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geführten Lage dadurch vorläufig gesichert, dass das Leitungsanschlussstück 2 mit seinem Ringansatz 7 in den von den oberen Enden der Kontaktfedern 6 begrenzten Raum eingeführt wird, was durch den Kegelstumpf 8 am Ringansatz 7 eine Ringnut 17 vorgesehen, bis zu der sich der obere Rand des Buchsenkörpers 1 erstreckt.

Im folgenden Verfahrungsschritt gemäss Fig. 8 wird durch relativ zum Buchsenkörper 1 um dessen Achse rotierende Rollen 18 und 19, die in Pfeilrichtung auf den Buchsenkörper 1 zu beweglich gelagert sind und an ihn in Drucklage herangeführt werden können, der obere Rand des Buchsenkörpers 1 in die

Ringnut 17 umgebördelt. Während des letzten Verfahrungs-schrittes gemäss Fig. 9 werden auf analoge Weise die Ringwulste 10 bzw. 11 mit Hilfe von relativ zum Buchsenkörper 1 um dessen Achse rotierenden Rollen 20 und 21 durch Einrollen ge-s bildet, wobei die Kontaktfedern 6 die in den Fig. 1 und 2 besonders deutlich gezeigte nach innen gerichtete Wölbung erhalten. Nach Entfernung des Dorns 16 ist die Kontaktfederbuchse fertig und die vorgeschriebenen Funktionsprüfungen können durchgeführt werden. Abweichend von der vorstehend beschrie-lo benen Ausführungsform können der Buchsenkörper 1 und der Ringkörper 5 auch als einstückige Baueinheit ausgebildet sein.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Verfahren zur Herstellung von Kontaktfederbuchsen mit einer Vielzahl von in einem etwa zylindrischen Buchsenkörper (1) einseitig eingespannten, radial nach innen gewölbten Kontaktfedern (6), bei dem die durch Abschnitte eines Kontaktfederdrahtes gebildeten geraden Kontaktfedern (6) zunächst in das Innere des Buchsenkörpers (1) in in Bezug zueinander ausgerichtetem Zustand eingeführt und anschliessend einerseits gegen einen teilweise in den Buchsenkörper ragenden Ringansatz (7) am vorderen Ende eines Leitungsanschlussstücks (2) gepresst und in dieser Lage einseitig fixiert sowie andererseits derart radial elastisch verformt werden, dass ihre anderen, dem Stifteinführungsende des Buchsenkörpers (1) zugewandten Enden frei beweglich in einem zwischen dem Buchsenkörper und einem Ringkörper (5) begrenzten Ringspalt (9) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einführung der Kontaktfedern (6) in den durch eine dünnwandig verformbare Hülse gebildeten Buchsenkörper (1) letzterer von aussen her an zwei in Bezug auf den Ringkörper (5) bzw. den Ringansatz (7) axial versetzten Stellen mit Abstand voneinander jeweils mit einer radial nach innen ragenden Ringwulst (10; 11) versehen wird, die an den Kontaktfedern (6) zur Anlage gelangen und ihnen die radial nach innen gerichtete Wölbung geben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Buchsenkörper (1) im Bereich jeder Ringwulst (10; 11) mit einem Innendurchmesser versehen wird, der kleiner ist als der Aussendurchmesser des die freien Enden der Kontaktfedern (6) abstützenden Ringkörper (5), vermehrt um den doppelten Durchmesser der Kontaktfedern (6).

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsbereich des Buchsenkörpers (1) zwischen den beiden einen Abstand voneinander aufweisenden Ringwulsten (10; 11) mit der gleichen Durchmesserreduzierung versehen wird, mit der die Ringwülste (10; 11) selbst gebildet werden.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwulste (10; 11) im Buchsenkörper (1) durch Einrollen mit Hilfe von relativ zum Buchsenkörper um dessen Achse rotierenden Rollen (20; 21) gebildet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der in montiertem Zustand die Kontaktfedernden abstützende Ringkörper (5), dessen Innendurchmesser grösser gewählt ist als in Buchsenmitte der kleinste gegenseitige Abstand der in jeweils einer Buchsenaxialebene liegenden gewölbten Kontaktfedern (6), jedoch kleiner als die im Buchsenkörper (1) vorgesehene Stifteinführöffnung (4) und dessen Aussendurchmesser kleiner gewählt ist als der Innendurchmesser des Buchsenkörpers (1), vor dem Einführen der Kontaktfedern in den Buchsenkörper lose eingelegt und nach der Montage von den an ihm anliegenden Kontaktfederenden gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (5) an seiner der Kontaktstift-Einführungs-öffnung (4) des Buchsenkörpers (1) zugewandten Seite mit einem im Durchmesser grösseren, die Auflagefläche entsprechend vergrössernden Flansch (15) versehen ist, dessen Aussendurchmesser jedoch kleiner als der Innendurchmesser des Buchsenkörpers (1) gewählt ist.