DE1157281B - Buchse fuer Kontaktvorrichtung mit Stecker und Buchse und Verfahren fuer ihre Herstellung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

B 52220 Vffld/21c

ANMELDETAG: 24. F E B R U AR 1959

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 14. NOVEMBER 1963

Die Erfindung betrifft die Buchsen von Kontaktvorrichtungen mit Stecker und Buchse, bei welchen die Buchse innen eine gewisse Zähl von Kontaktdrähten aufweist, welche sich unter elastischer Verformung gegen den Stecker legen, wenn dieser in die Buchse eingesteckt wird, wobei dieser Kontakt einen elektrischen Austausch zwischen Buchse und Stecker ermöglicht.

Die Erfindung bezweckt die Herstellung einer Buchse, bei welcher die Kontaktdrähte in der Ruhe-Stellung geradlinig sind, was insbesondere ihre Herstellung erleichtert und die Arbeitsbedingungen dieser Drähte verbessert.

Es ist bereits eine Steckvorrichtung mit federnden Kontaktorganen bekannt, bei der ein federnder Steckstift oder die Steckerhülse aus einer Mehrzahl von gewölbten Kontaktfedern besteht, wobei verhältnismäßig dünne, für sich durchbiegbare Kontaktfedern aus hartgezogenem Baustoff ohne Vorbiegung mindestens an einem Ende derart eingespannt sind, daß sie beim Zusammenfassen am anderen Ende durch das Einspannmoment ihre Wölbung erhalten. Bei dieser Kontaktvorrichtung sind die Drähte schon von vornherein mit einer Krümmung versehen, die sich bei den Buchsen nach innen erstreckt, während die Drähte der Stecker nach außen gewölbt sind.

Bei einer anderen bekannten Steckhülse sind nach innen gebogene, federnde Lamellen vorgesehen, welche den Zwischenraum zwischen den Hülsenenden überbrücken, wobei die beiden Enden der Lamellen gegen räumliche Verlagerung zueinander sowohl in der Längsrichtung der Hülse als auch quer dazu gesichert sind. Die Buchse selbst besteht aus einem Blechteil, der mit Einschnitten versehen ist, wobei Teile dieses Blechmantels jeweils nach innen, d. h. gegen den jeweils später einzuführenden Stecker, verbogen sind. Beim Einführen eines Steckers erfolgt dann eine tangentiale Berührung zwischen den gebogenen Lamellen und dem zylinderförmigen Stecker. Der Kontakt erfolgt dabei somit rein punktförmig. In beiden Fällen sind die kontaktbildenden Elemente, Lamellen oder Drähte im Ruhezustand von vornherein gebogen und unter Spannung gesetzt.

Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Buchse dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdrähte je zwischen zwei Punkten geradlinig gespannt sind, welche Punkte in an sich bekannter Weise derart auf zwei gleichachsigen Kreisen liegen, deren Ebenen unveränderlich aneinandergebunden sind, daß der durch den ersten Punkt gehende Halbmesser des ersten Kreises und der durch den zweiten Punkt desselben Drahtes gehende Halbmesser des zweiten Kreises Buchse für Kontaktvorrichtung mit Stecker

und Buchse und Verfahren

für ihre Herstellung

Anmelder:

Francois Robert Bonhomme, Courbevoie, Seine (Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Seiler, Berlin 19,

und Dipl.-Ing. H. Stehmann, Nürnberg 2, Essenweinstr. 4-6, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 28. Februar und 23. September 1958 (Nr. 759 349 und Nr. 775 076)

Francois Robert Bonhomme, Courbevoie, Seine (Frankreich), ist als Erfinder genannt worden

einen gewissen Winkel miteinander bilden, so daß die Kontaktdrähte durch Drehung um die gemeinsame Achse der beiden Kreise eine Mantellinienschar eines Umdrehungshyperboloides bilden, dessen innerer Durchmesser kleiner ist als die Durchmesser der beiden Endkreise.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die Drähte im Ruhezustand geradlinig sind und erst bei Einschieben eines Steckers oder im Falle einer thermischen Kontaktierung eines entsprechenden zylindrischen Bauteiles elastisch gedehnt werden. Dadurch wird der eingeführte Stecker über einen größeren Teil seiner Oberfläche von jedem einzelnen Kontaktdraht umschlungen. Durch diese linienförmige Kontaktierung ergibt sich, bezogen auf die Gesamtheit der Kontaktdrähte, daß die Berührungsfläche bei der erfindungsgemäßen Buchse um ein Vielfaches größer ist als bei den bekannten Buchsen.

Vorzugsweise haben die beiden Kreise in an sich bekannter Weise den gleichen Halbmesser, und die Kontaktdrähte haben einen Kreisquerschnitt.

Es ist bekannt, die Kontaktdrähte an einem Ende zwischen einer Zwischenbuchse und einem aufgepreß-

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ten Ring zu befestigen. In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung werden die Kontaktdrähte an ihren beiden Enden an den erwähnten Punkten in dieser an sich bekannten Weise festgeklemmt, so daß die zwischen die Zwischenbuchse und zwei auf diese aufgepreßte Ringe gespannt sind. Für ihre Festklemmung laufen die Drähte bei einer ersten Ausführungsform aus dem Innern auf die Außenseite derselben, wobei sie an beiden Buchsenenden in an sich bekannter Weise gegen die Endfläche der Buchse umgebogen werden, während sie bei einer zweiten Ausführungsform in geradlinigen Schlitzen verlaufen, weiche die Wände der Zwischenbuchse durchdringen und vor den Enden derselben aufhören.

Die erfindungsgemäße Buchse kann zur Herstellung J5 eines elektrischen Kontaktes, aber auch, gegebenenfalls gleichzeitig, zur Bewirkung eines thermischen Austausches Verwendung finden.

Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Herstellung dieser Buchsen, welche insbesondere das Ein- ao setzen der Kontaktdrähte erleichtern.

Bei den gemäß der ersten obigen Ausführungsform ausgebildeten Buchsen wird ein zylindrischer Dorn benutzt, an dessen Umfang Nuten angebracht sind, deren jede die Lage eines Drahtes an den beiden erwähnten Punkten definiert und die freie Lage dieses Drahtes zwischen diesen beiden Punkten ermöglicht, worauf die Zwischenbuchse auf den Dorn aufgeschoben wird, worauf jeder Draht in den durch die Nuten des Doms und die Innenwand der Zwischenbuchse begrenzten Raum eingeführt wird, worauf die Enden der Drähte nach außen auf die Endflächen der Zwischenbuchse umgebogen werden, worauf die beiden Ringe auf die Zwischenbuchse so aufgepreßt werden, daß sie die Enden der Drähte an dieser festklemmen, worauf der Dorn aus der so hergestellten Buchse herausgezogen wird.

Bei den gemäß der zweiten Ausführungsform ausgebildeten Buchsen mit einer Zwischenbuchse mit geradlinigen Schlitzen, welche die Wände derselben durchdringen und vor.den Enden derselben aufhören, werden die Ringe auf den mittleren Abschnitt der Zwischenbuchse aufgesetzt, die Drähte werden innerhalb der Ringe in die Schlitze so eingelegt, daß sie außerhalb der Enden der Zwischenbuchse überstehen, worauf die Ringe so auf diese Enden geschoben werden, daß sie die überstehenden Abschnitte der Drähte zwischen jedem Ende der Zwischenbuchse und dem entsprechenden Ring festklemmen.

Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 zeigt die geometrische Lage eines Kontaktdrahts einer erfindungsgemäßen Buchse;

Fig. 2 und 3 zeigen in einer zum Teil geschnittenen schaubildlichen Ansicht bzw. in einer Ansicht auf das Ende eine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ausgebildete elektrische Kontaktbuchse;

Fig. 4 ist eine Einzelheit der Fig. 3 in größerem Maßstab, welche die Verformung eines Kontaktdrahts bei zwei Steckern verschiedenen Durchmessers zeigt;

Fig. 5 und 6 zeigen zwei aufeinanderfolgende Arbeitsgänge zur Herstellung der Buchse der Fig. 2 und 3;

Fig. 7 zeigt die Bearbeitung des Dorns der Fig. 5 und 6;

Fig. 8 zeigt die Herstellung einer gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Buchse;

Fig. 9 zeigt in einem Axialschnitt eine erfindungsgemäße Buchse zur Herstellung eines thermischen Kontakts.

Die Buchse weist innen eine gewisse Zahl von Kontaktdrähten auf, deren jeder zwischen zwei Punkten 1 und 2 gespannt ist, welche auf zwei Kreisen C₁ und C₂ (mit den Mittelpunkten O₁ und O₂ und den Halbmessern R₁ und R₂), welche auf der gleichen Achse X-Y liegen und deren Ebenen unveränderlich aneinandergebunden sind, so daß ihr Abstand d konstant bleibt, eine solche Lage haben, daß der durch den Punkt 1 gehende Halbmesser des ersten Kreises und der durch den Punkt 2 gehende Halbmesser des zweiten Kreises einen gewissen Winkel A miteinander bilden und daß die Drähte durch Drehung um die Achse X-Y (Fig. 1) eine Buchse von unterschiedlichem Halbmesser bilden.

Anders ausgedrückt, die Drähte können geometrisch als die zwischen den Ebenen der Kreise C₁ und C₂ liegenden Teile einer der beiden Mantellinienscharen eines Umdrehungshyperboloids aufgefaßt werden.

In Fig. 1 ist angenommen, daß die Halbmesser ,R₁ und R₂ verschiedene Länge haben, in den meisten Fällen haben jedoch diese Halbmesser den gleichen Wert, welcher in Fig. 3 und 4 mit R bezeichnet ist, während die Mittelpunkte O₁ und O₂ mit O bezeichnet sind.

In Fig. 1 ist nur ein einziger Draht 3 dargestellt, es ist jedoch leicht verständlich (s. insbesondere Fig. 2, 3 und 9), daß die Gesamtheit der Drähte in der Ruhestellung, wobei dann die Drähte geradlinig sind, in dem mittleren Abschnitt der Buchse einen Durchlaß mit einem kleinsten Halbmesser (r in Fig. 3 und 4) bestimmt, welcher kleiner als jeder der Eingangshalbmesser A₁, R₂ oder R ist.

Offenbar kann daher die erfindungsgemäße Buchse einen Stecker mit einem beliebigen Halbmesser aufnehmen, welcher zwischen dem größten Eingangshalbmesser oder dem gemeinsamen Eingangshalbmesser und dem kleinsten Halbmesser liegt, welche oben definiert wurden. In Fig. 4 ist die Lage eines Drahtes 3 vollausgezogen in der Ruhestellung und gestrichelt nach Einführung von Steckern 4 α und 4 b mit zwischen R und r liegenden Halbmessern α und b dargestellt. In den beiden letzteren Fällen hat sich der Draht elastisch zwischen den Punkten 1 und 2 gedehnt und weist zwei geradlinige Abschnitte auf, welche durch einen gebogenen schraubenförmigen Abschnitt vereinigt sind, längs welchem die Berührung zwischen dem Draht 3 und dem Stecker Aa oder 4 b entsteht.

Die Kontaktdrähte arbeiten so in der günstigsten Weise, wodurch der beste elektrische oder thermische Austausch zwischen dem Stecker und dem Buchsenkörper gewährleistet wird.

Die Drähte 3 sind an den verschiedenen Punkten 1 und 2 auf beliebige bekannte Weise befestigt, z. B. durch Schweißen oder Bördeln, aber noch besser durch Festklemmen.

Hierfür sind gemäß der Ausführungsform der Fig. 2 und 3 die Drähte 3 an den verschiedenen Punkten 1 und 2 durch Festklemmen zwischen einer Zwischenbuchse 5 und zwei auf diese aufgepreßten Ringen 6 und 7 befestigt, wobei die Drähte 3 von dem Innenraum der Zwischenbuchse auf die Außenseite derselben laufen und, wie bei 3 a dargestellt, gegen die Endflächen derselben umgebogen sind.

Um die Drähte in die gewünschte Lage zu bringen, könnte man z. B. im voraus an diesen Flächen gleichmäßig verteilte Nuten zur Aufnahme der umgebogenen Enden 3 a der Kontaktdrähte anbringen. Wie jedoch in Fig. 5 und 6 dargestellt, wird zweckmäßig ein zylindrischer Dorn 8 benutzt, an dessen Umfang Nuten 9 vorgesehen sind, deren jede die Lage eines Drahtes an den erwähnten Punkten bestimmt und so diesem gestattet, sich frei zwischen diesen Punkten auszustrecken.

Die Nuten 9 können z. B., wie in Abb. 7 dargestellt, mittels eines Fräsers 10 hergestellt werden, dessen Drehebene schräg zu der Achse des Dorns liegt und welcher geradlinig in dieser Ebene bewegt wird.

Die Zwischenbuchse 5 wird auf den Dorn 8 (in Richtung des Pfeils Z₁ der Fig. 5) aufgeschoben, jeder der Drähte 3 wird in den durch die Nuten 9 und die Innenwand der Zwischenbuchse 5 begrenzten Raum eingeführt, die Enden 3 α der Drähte werden nach außen umgebogen, die beiden Ringe 6 und 7 werden so auf die Zwischenbuchse 5 aufgepreßt (Pfeile f., und /_a), daß sie die Enden 3 α an dieser festklemmen, und der Dorn wird aus der so hergestellten Buchse herausgezogen. Natürlich wird einer der Ringe 7 mit einem Kabelschuh 12 od. dgl. zur Aufnahme eines Leiters 13 versehen.

Der andere Ring 6 ist offen, damit der Dorn herausgezogen werden kann. In die Buchse kann sodann ein Stecker 4 eingesteckt werden, welcher einen Kabelschuh 11 od. dgl. zur Aufnahme eines anderen Leiters 13 trägt.

Bei der Ausführungsform der Fig. 8 sind die Drähte 3 an den verschiedenen unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 3 definierten Punkten 1 und 2 ebenfalls durch Festklemmen zwischen einer Zwischenbuchse 5 a und zwei auf diese aufgepreßten Ringen 6a und Ta befestigt, hier gehen jedoch die Drähte 3 aus dem Innenraum der Zwischenbuchse auf die Außenseite derselben durch geradlinige Schlitze 14, welche die Wände der Zwischenbuchse durchdringen und vor den Enden 15 derselben aufhören.

Die Schlitze 14 können wie die Nuten 9 des Dorns der Fig. 5 hergestellt werden, jedoch mit dem Unterschied, daß sie in den Innenraum der Zwischenbuchse münden müssen, damit die Drähte in den von der Innenwand der Zwischenbuchse umgebenen freien Raum eintreten und dort den obenerwähnten Durchlaß mit dem kleinsten Halbmesser abgrenzen können.

Zur Herstellung der Buchse der Fig. 8 werden die Ringe 6α und Ta auf den mittleren Abschnitt der Zwischenbuchse 5 α gebracht (wie strichpunktiert dargestellt), die Drähte 3 werden innerhalb der Ringe in die Schlitze so eingelegt, daß sie auf der Außenseite der Enden 15 überstehen, und die Ringe werden (bis zu der vollausgezogen dargestellten Stellung) auf diese Enden geschoben, so daß die überstehenden Abschnitte 3 b der Drähte zwischen jedem Ende 15 und dem entsprechenden Ring 6 α oder Ta festgeklemmt werden.

Anstatt elektrischer Art kann der Austausch zwischen der erfindungsgemäßen Buchse und dem entsprechenden Stecker auch thermischer Art sein, wobei dann die Buchse vorzugsweise zur Abfuhr der von einem zylindrischen Teil entwickelten Wärme dient, z. B. einer Elektronenröhre (Thyratron od. dgl.), welche die Rolle des Steckers spielt.

Auf die Klemmringe brauchen dann nur Kühlrippen 16 aufgesetzt zu werden, wobei die aufgeschobenen Ringe vorzugsweise einander berühren.

In Fig. 9, welche übrigens der Ausführungsform der Fig. 2 und 3 entspricht, sind die Durchmesser 2 R und 2 r eingezeichnet, welche die Grenzwerte für die für die zu kühlenden Elektronenröhren zulässigen Durchmesser bilden.

Man erhält so eine leicht herzustellende Buchse, deren hauptsächliche Vorteile folgende sind:

Die Kontaktdrähte arbeiten auf Dehnung mit einer sehr geringen Beanspruchung, was eine beträchtliche Zahl von Steckvorgängen ohne Änderung der Kenngrößen der Buchse gestattet, wobei der sich ergebende geringe Verschleiß durch die Elastizität der Drähte ausgeglichen wird.

Bei der Herstellung eines elektrischen Kontakts ergibt der ausgezeichnete Kontakt zwischen den Drähten und dem Stecker eine hohe zulässige Stromstärke und einen sehr geringen Spannungsabfall.

Da die Kräfte für das Einstecken und das Herausziehen des Steckers gering und herstellungsgemäß einstellbar sind, können diese Steckvorgänge selbst bei mehrpoligen Kontakten von Hand vorgenommen werden, wobei die herstellungsgemäßen Möglichkeiten von zahlreichen Parametern abhängen, wie Zahl, Durchmesser und Länge der Drähte, Ganghöhe (Winkel A in Fig. 1), Art des Werkstoffs der Drähte (Bronze, rostfreier Stahl) usw.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Buchse für Kontaktvorrichtungen mit Stecker und Buchse, bei welchen die Buchse innen eine gewisse Zahl von Kontaktdrähten aufweist, welche sich unter elastischer Verformung gegen den Stecker legen, wenn dieser in die Buchse eingesetzt wird, wobei der Kontakt einen elektrischen Austausch zwischen der Buchse und dem Stecker bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdrähte je zwischen zwei Punkten geradlinig gespannt sind, welche Punkte in an sich bekannter Weise derart auf zwei gleichachsigen Kreisen liegen, deren Ebenen unveränderlich aneinandergebunden sind, daß der durch den ersten Punkt gehende Halbmesser des ersten Kreises und der durch den zweiten Punkt desselben Drahtes gehende Halbmesser des zweiten Kreises einen gewissen Winkel miteinander bilden, so daß die Kontaktdrähte durch Drehung um die gemeinsame Achse der beiden Kreise eine Mantellinienschar eines Umdrehungshyperboloides bilden, dessen innerer Durchmesser (r) kleiner ist als die Durchmesser der beiden Endkreise (R₁, R., bzw. R).
2. 2. Buchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kreise (C₁ und C₂) den gleichen Halbmesser haben.
3. 3. Buchse nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Zwischenbuchse und Befestigung der Kontaktdrähte durch einen aufgepreßten Ring, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdrähte (3) an ihren beiden Enden an den Punkten (1 und 2) durch Festklemmen zwischen der Zwischenbuchse (5) und zwei auf diese aufgepreßte Ringe (6 und 7) gespannt sind.
4. 4. Buchse nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (3) für ihre Festklemmung aus dem Innenraum auf die Außenseite der Zwischenbuchse (5) laufen, wobei sie an beiden Buchsenenden in an sich bekannter Weise gegen die Endfläche der Buchse umgebogen sind.
5. 5. Buchse nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (3) für ihre Festklemmung aus dem Innenraum auf die Außenseite der Zwischenbuchse (5 α) laufen, wobei sie durch geradlinige Schlitze (14) gehen, welche die Wände der Zwischenbuchse durchdringen und vor den Enden (15) derselben aufhören.
6. 6. Buchse nach Anspruch 1 bzw. nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (3) elektrisch und/oder thermisch leitend sind, derart, daß zwischen Buchse und eingeführtem Stecker ein elektrischer und/oder thermischer Austausch erfolgt.
7. 7. Verfahren zur Herstellung der Buchse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zyHndrischer Dorn (8) benutzt wird, an dessen Umfang Nuten (9) angebracht sind, deren jede die Lage eines Drahtes an den beiden Punkten (1 und 2) bestimmt und diesem Draht ermöglicht, sich frei zwischen diesen beiden Punkten auszuspannen, daß die Zwischenbuchse (5) auf den Dorn (8) aufgeschoben wird, daß jeder Draht (3) in den durch die Nuten des Doms und die Innenwand der Zwischenbuchse begrenzten Raum eingeführt wird, daß die Enden (3 a) der Drähte nach außen auf die Endflächen der Zwischenbuchse umgebogen werden, daß die Enden der Drähte an dieser festklemmen und daß der Dorn aus der so hergestellten Buchse herausgezogen wird.
8. 8. Verfahren zur Herstellung der Buchse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen einer Zwischenbuchse (5 a) mit geradlinigen Schlitzen (14), welche die Wände der Zwischenbuchse durchdringen und vor den Enden (15) derselben aufhören, die Ringe (6a und la) auf den mittleren Abschnitt der Zwischenbuchse gebracht werden, daß die Drähte innerhalb der Ringe (6a und la) so in die Schlitze (14) eingeführt werden, daß sie auf der Außenseite der Enden der Zwischenbuchse überstehen, und daß die Ringe so auf diese Enden gebracht werden, daß sie die überstehenden Abschnitte (3 b) der Drähte zwischen jedem Ende der Zwischenbuchse und dem entsprechenden Ring festklemmen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 578 727, 669 220.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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