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Steckvorrichtung mit federnden Kontaktorga . nen Steckvorrichtungen
mit federnden Kontaktorganen, bei denen entweder der Steckerstift oder die Steckerbuchse
eine Mehrzahl von drahtförmigen, an einem Tragelement angeordneten Kontaktfedem
aufweist, sind in verschiedenen Ausführungsforinen bekannt. Insbesondere ist eine
Ausführungsform bekannt, bei der die verhältnismäßig dünnen, für sich durchbiegbaren
Kontaktfedem aus hartgezogenem Werkstoff, insbesondere aus hartgezogenen Bronzedrähten
ohne Vorbiegung gebildet und zumindest an einem Ende derart eingespannt sind, daß
sie beim Zusammenfassen am anderen Ende durch das Einspannmoment ihre Wölbung erhalten.
In ähnlicher Weise ist für eine Ausführungsform mit vorgebogenen nadelartigen Federn,
z. B. Bronzefedern, vorgeschlagen worden, daß mehrere der Kontaktfedern korb- oder
käfigartig, z. B. um einen Mittelstift zur Herstellung eines Steckerstiftes und
in entsprechender Weise in einer Hülse zur Herstellung einer Buchse derart angeordnet
sind, daß jeweils nur ein Ende fest gehaltert und mit der Stromzuführung leitend
verbunden ist, während die anderen Enden in Längsrichtung beweglich und vom stromführenden
Teil praktisch getrennt angeordnet sind. In allen Fällen ist das die geraden Federn
zu einem Stekkerstift oder zu einer Steckerbuchse zusammenfassende Tragelement,
das also als Stift und als Hülse ausgebildet sein kann, aus vollem Material durch
spanabhebende Formgebung gefertigt. Insbesondere ist im allgemeinen einen umlaufende
Rinne an dem Tragelement eingedreht, in welche die Federn unter bleibender Verformung
des Materials gehalten, z. B. eingeklemmt sind oder zumindest ein das Festklemmen
der Federn, z. B. durch Aufziehen eines Ringes bzw. einer Kappe oder Eintreiben
eines Zylinders oder eines Konus erlaubendes Widerlager an dem Tragelement vorgesehen.
Jedenfalls sind umfangreiche und toleranzarme spanabhebende Fertigungsschritte erforderlich,
welche die Fertigung der bekannten Steckvorrichtungen sehr kompliziert und damit
teuer gestalten.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Steckvorrichtung
mit federnden Kontaktorganen, bei der entweder der Steckerstift oder die Steckerbuchse
eine Mehrzahl von drahtartigen, an einem Tragelement angeordneten Kontaktfedern
aufweist, so zu gestalten, daß auf die beschriebenen komplizierten Fertigungsmaßnahmen
durch spanabhebende Foringebung für die Tragelemente verzichtet werden kann.
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Die Erfindung betrifft eine Steckvorrichtung mit federnden Kontaktorganen,
bei der entweder der Steckerstift oder die Steckerbuchse eine Mehrzahl von nadelartigen
Kontaktfedem aufweist, die an Rinnen eines Tragelementes angeordnet sind. Die Erfindung
besteht darin, daß das Tragelement aus einem dünnwandigen Rohrstäck besteht und
die Rinnen zur Aufnahme der Kontaktfedem durch umgebördelte Ränder des Rohrstückes
gebildet sind.
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In dieser durch Umbördelung gebildeten ringförinigen Rinne sind die
nadelartigen Kontaktfedern in an sich bekannter Weise fest gehaltert, während am
anderen Ende deren Halterung beliebig erfolgen kann, z. B. können die Enden der
Kontaktfedern über den Rand des Rohres gebogen sein. Ein besonderer Vorschlag der
Erfindung geht jedoch dahin, die Kontaktfedern am anderen Ende ebenfalls in einer
durch Umbördelung gebildeten ringförinigen Rinne des Trageleinentes zu halten und
zumindest an einem Ende in der Rinne in an sich bekannter Weise kontaktschlüssig,
aber verschiebbar zu lagern. Nach diesem Vorschlag der Erfindung sind also einerseits
die Kontaktfedern fest eingespannt, andererseits zwar kontaktschlüssig in den Rinnen
des Trageleinentes festgehalten, nichtsdestoweniger jedoch dort in ihrer Längsrichtung
verschiebbar.
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Man kann bei der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung in an sich bekannter
Weise sowohl mit geraden als auch mit vorgekrümmten Kontaktfedem arbeiten. Jedenfalls
kann das rohrförmige Tragelement ein oder beidseits im Bereich der Rinnen mit den
eingesetzten Kontaktfedern, Steckern bei Stiften konisch verengt, bei Steckerbuchsen
konisch erweitert sein, wobei in ebenfalls an sich bekannter Weise bei geraden Kontaktfedern
durch das erzeugte Einspannnloment
die beim Einsetzen geraden Kontaktfedem
gewölbt werden können. Es liegt im Rahmen der Erfindung, das rohrförmige Tragelement
in an sich bekannter Weise auch mehrteilig auszubilden, d. h. mehrere dünnwandige
Rohrstücke zu dem Tragelement zu vereinigen, wobei beispielsweise in ein unteres
Teilstück einschließlich der Rinne ein im Durchmesser größeres Teilstück eingesetzt
und mit der z. B. konisehen Aufweitung der Rinne verforint und dadurch festgehalten
werden kann.
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Bei den erfindungsgemäßen Steckvorrichtungen können die an den beschriebenen
Tragelementen mit darin gehaltenen Kontaktfedern erforderlichen Anschlüsse für die
Stromzu- bzw. Stromabführung in verschiedenster Weise ausgebildet sein. Zum Beispiel
können diese Anschlüsse an das Rohrstück angelötet sein, auch kann das Rohrstück
durch Verfonnung mit Anschlußstücken leitend verbunden sein. Ein besonderer Vorschlag
der Erfindung geht jedoch dahin, die Anschlußstücke wie die anzuschließenden Steckerteile
z. B. wie die Steckerstifte bei Steckerbuchsen, die Steckerbuchsen bei Steckerstiften,
an die Kontaktfedern anzuschließen sowie in dieser Stellung z. B. durch Löten od.
dgl. zu fixieren. In diesem Falle werden in die andere Seite der Steckvorrichtung
die zugeordneten Steckerelemente in üblicher Weise eingeführt. Man kann als Anschlußstück
in die ringförmige Rinne jedoch auch ein anderes Rohrstück mit einem umgebördelten
Kragen gleichsam einhängen und unter Verformung verklemmen, so daß dieses Rohrstück
als Anschlußstück dienen kann.
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Wie beschrieben, läßt sich die erfindungsgemäße Ausführungsforin von
Steckvorrichtungen sowohl für Steckerbuchsen als auch für Steckerstifte verwirklichen.
Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Ausführungsform jedoch für Steckerbuchsen.
Stets kann das rohrartige dünnwandige und dadurch bildsame verforinbare, z. B. faltbare
Rohrstück auf verschiedenste Weise gebildet sein, z. B. kann man diese Rohrstücke
von in üblicher Weise gezogenen, dünnwandigen Rohren, wie Kupfer- oder Messingrohren,
abtrennen und die Rinne durch Bördelung an dem Rohrstück bilden. Es ist aber auch
möglich, das Rohrstück einschließlich der Rinne oder der sonstigen Profilausbildungen
im Tiefziehverfahren herzustellen. Außerdem eignet sich z. B. das bekannte Fließpressen
zur Herstellung der dünnwandigen Rohrstücke. Unter Umständen kann das Rohrstück
auch aus Blech zu einem Nahtrohr gebogen sein.
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Verfahrensmäßig geht man zur Herstellung der erfindungsgemäßen Steckvorrichtungen
am zweckmäßigsten so vor, daß an einem als Tragelement vorgesehenem Rohrstück bei
oder nach der Fertigung des Rohrstückes an einem Rand eine bei Steckerbuchsen nach
innen, bei Steckerstiften nach außen gebogene Rinne ausgebildet, an dem anderen
Ende bei Buchsen das Rohrstück konisch erweitert und wieder auf den Rohrdurchmesser
konisch eingezogen, bei Stiften entsprechend konisch eingezogen und wieder auf den
Rohrdurchmesser aufgeweitet wird und daß in die Rinne die bis in den Bereich der
konischen Aufweitung oder Einführung geführten Kontaktfedern eingestellt sowie diese
durch Einklappen der letzteren konischen Teilstücke festgehalten werden. Es kann
bei diesem Verfahren vorteilhaft sein, nach Einklemmen der Kontaktfedem zur Erzielung
hinreichender Federwirkuno, an der Rinne bei Buchsen eine konische Aufweitung, bei
Stiften eine konische Verengung durchzuführen und dadurch die am anderen Ende kontaktschlüssig,
aber verschiebbar geführten Kontaktfedern fest einzuspannen.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu
sehen, daß erfindungsgemäß zur Herstellung von Steckvorrichtungen mit einer Vielzahl
von nadelartigen Kontaktfedern auf die bei den bekannten Steckvorrichtungen der
beschriebenen Art erforderlichen aufwendigen Fertigungsschritte der spanabhebenden
Formung vollständig verzichtet werden kann. Bei der Ausführungsform des Erfindungsvorschlages,
bei der die Kontaktfedern bis in eine konische Aufweitung bzw. Verengung des Rohrstükkes
ragen und durch Einklappen dieser Konusteile festgehalten werden, erreicht man,
wenn man nicht zu dicken Werkstoff für das Rohrstück verwendet, an diesem Ende selbständig
eine zwar einwandfreie kontaktschlüssige Einspannung der Kontaktfedern, ermöglicht
man jedoch zugleich ohne besondere Maßnahmen deren axiale Verschiebbarkeit, während
am anderen Ende die nachträgliche konische Aufweitung der in die ringförmigen Rinnen
eingestellten und eingeklemmten Kontaktfedem in dieser ringförmigen Rinne eine feste
Einspannung gewährleistet. Hierin liegt für den Fall, daß eine der beschriebenen
Ausführungsformen gewünschte Anordnung der Kontaktfedem erstrebt wird, ein besonderer
Vorteil der Erfindung, da bei den bekannten Tragelementen für Steckvorrichtungen
eine derartige Einspannung der Kontaktfedern in kontaktschlüssiger, aber längsverschiebbarer
Weise schwierig zu erreichen ist.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt Fig. 1 im Längsschnitt
eine Kontaktbuchse einer erfindungsgemäßen Steckvorrichtung, Fig. 2 ebenfalls im.
Längsschnitt einen Steckerstift einer erfindungsgemäßen Steckvorrichtung, Fig.
3 eine andere Ausführungsform einer Steckerbuchse, ebenfalls im Längsschnitt,
und Fig. 4 eine weitere Ausführungsforin, Fig. 5 bis 9 an Hand von
Halbfertigprodukten Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die in den Figuren dargestellte Steckvorrichtung besitzt Kontaktfedern,
mit denen entweder die Stekkerbuchsen oder der Steckerstift ausgerüstet ist. Die
Kontaktfedern 2 sind nadelartig ausgeführt und in einer Vielzahl käfigartig an dem
Tragelement 1 angeordnet. Das Tragelement 1 besteht nach den Figuren
aus einem dünnwandigen Rohrstück. An letzterem ist durch Umbördelung zumindest einerseits
eine zur Aufnahme der Federelemente dienende Rinne 3 angebracht. Im Beispiel
sind diese Rinnen 3 am oberen und unteren Ende des rohrförmigen Tragelementes
1
vorgesehen. Die Rinnen 3 sind durch Umbördelung bei der Fertigung,
z. B. beim Tiefziehen od. dgl., gebildet worden. Jedenfalls sind die Kontaktfedern
2 am unteren Ende der rohrförmigen Rohrstücke 1 jeweils fest eingespannt,
am oberen in der Umbördelung 3
jedoch zwar kontaktschlüssig gehalten, aber
in Längsrichtung verschiebbar.
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Zur Herstellung der Steckvorrichtungen nach den Fig. 1 und
2 wurde auf gerade Kontaktfedern durch aufgeweitete Rohrteile bei 3 ein Einspannmoment
derart ausgeübt, daß sich die geraden Kontaktfedern 2 in die gezeichnete Stellung
hinein verwölben.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wurden vorgeformte Kontaktfedem
verwendet.
Fig. 4 läßt erkennen, daß das rohrförmige Tragelement
1 auch aus mehreren Teilstücken la, 1 b zu-
sammengesetzt sein
kann, wobei nach der Figur auf ein unteres Teilstück la mit abgefonnter Rinne
3 ein Rohrstück 1 b bis in die Rinne 3 hinein aufgesetzt und
nÜt der Rinne 3 könisch aufgeweitet ist.
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In den Fig. 1 und 2 ist zugleich angedeutet, wie Anschlußelemente
4, 5 an den beschriebenen Funktionsteilen 1 angebracht werden können.
Und zwar sind entsprechend den anzuschließenden Steckerteilen, d. h. bei
der Steckerbuchse nach Fig. 1 gleichsam als Steckerstift ausgebildete Teile
4, bei dem Steckerstift nach Fig. 2 gleichsam als Steckerbuchse ausgebildete Teile
5 auf die Funktionselemente 1, 2 auf bzw. in diese eingeschoben und
mit diesen z. B. durch Löten an den Stellen 6 fixiert. Die zum Anschluß bestimmten,
nicht gezeichneten Steckerelemente sind entsprechend ausgebildet und werden in die
Buchse ein-bzw. über den Steckerstift geschoben. Die Anschlußstücke 4,
5 können als Lötanschlußstücke oder auch auf andere Weise zum Anschluß
elektrischer Leitungen ausgebildet sein. Es ist auch möglich, als Anschlußstücke
entsprechende Rohrstücke zu verwenden, die gegebenenfalls mit den als Tragelement
dienenden Rohrstücken durch plastische Verformung verbunden sein können, die z.
B. einen umgebördelten Rand aufweisen und in die Rinne 3 mit den Kontaktfedern
gleichsam eingehängt und unter Verfonnung befestigt sein können.
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Die Fig. 5 bis 9 erläutern ein zur Herstellung der Steckvorrichtung
nach der Erfindung bevorzugtes Verfahren. Fig. 5 zeigt ein Tragelement
1 als Rohrstück im Längsschnitt, wobei am unteren Ende eine ringförnüge Umbördelung
3 nach innen vorgenommen wurde. Als nächster Verfahrensschritt ist das Rohrstück
am anderen Ende bei 7 konisch aufgeweitet und ebenso konisch bis auf den
Rohrdurchmesser wieder eingezogen worden. In das vorbereitete Tragelement
1 werden die Kontaktfedern 2 dicht an dicht eingeführt, und zwar mit ihren
unteren Enden in die Rinne 3 eingestellt. Im Anschluß daran wird das konisch
wieder eingezogene Teilstück bei 7 auf die Federelemente 2 eingeklappt, wobei
am unteren Ende bei 3 entweder eine Festklemmung bei Kontaktfedem 2 durchgeführt
oder z. B. auch eine konische Aufweitung nach Fig. 9
vorgenommen werden kann.
Auf diese Weise sind am unteren Ende die Kontaktfedern 2 fest eingespannt, am oberen
Ende kontaktschlüssig mit dem Tragelement 1 verbunden, dabei jedoch in ihrer
Längsrichtung verschiebbar.