DE1465164A1 - Elektrische Verbindungshuelsen - Google Patents

Description

Elektrische Verbindungshülsen

Priorität: U.S.A.; Serial No. 362 316; 24. April 1964.

Die Erfindung betrifft elektrische Verbindungselemente, die eine Hülse aufweisen, in der sie komplementäre Yerbindungsstecker aufnehmen können, und die weiterhin Kontaktfedern aufweisen, die federnd auf die Kontaktflächen weiterer Verbindungsstecker einwirken.

Es besteht in der Industrie ein allgemeines Bedürfnis für elektrische Verbindungsklemmen, die einen federnden Kontaktteil zum Eingriff mit einer Kontaktfläche und einen Hülsenteil zur gleitenden Aufnahme eines komplementären Kontaktes wie z.B. eines Stiftes oder konisch zulaufenden Steckers aufweisen. Die Anforderung an die Kontaktfeder und an die Hülse sind verschieden, da ein federndes Verhalten allgemein andere Kenneigenschaften, wie z.B. im Hinblick auf eine lange Verwendungsdauer eine genügende Härte des Materiales * ;--·»■■■ Ö09803/054S

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verlangen, während eine Hülse vor allem eine gute Kontaktfläohe haben muß, um einen guten elektrischen Kontakt mit einem komplementären Verbindungsstecker oder -stift herzustellen. In dem deutschen Patent 1 094 837 ist eine Steckertafel beschrieben, die zur Programmierung elektrischer oder elektronischer Geräte, beispielsweise Rechengeräte verwendet werden kann. Ein wesentlicher Teil des Kontaktsystemes der Steckertafel, die dort gezeigt ist, besteht aus gestanzten metallischen Federt eilen, die eine Kontäctf lache auf einem vorderen Federteil tragen. Außerdem ist ein rückwärtiger Teil vorgesehen, der einen Stützten mit einschließt, mit dessen Hilfe die Federn in einer Tafel befestigt werden. Der Stützteil enthält eine Hülse, die dazu geeignet ist, einen sich verjüngenden Stift aufzunehmen, der in die Hülse gleitend eingesetzt wird. Im Betrieb wird eine derartige Hülse sehr wesentlichen Kräften beim Einsetzen und beim Heraussetzen ausgesetzt, nämlich dann, wenn der komplementäre sich verjüngende Stift eingesetzt oder wieder herausgenommen wird. Der federnde Kontakt ist wiederholter Biegung ausgesetzt, wenn komplementäre Stecker mit ihm in Eingriff gebracht oder von ihm gelöst werden. Während dem Eingriff mit einem komplementären Stecker ist der Kontakt beachtlichen Federkräften ausgesetzt. Die dort beschriebene Anordnung hat sioh im 'llgemeinen als zufriedenstellend herausgestellt. Allerdings hat es sich bei einigen speziellen AnwendungB-.arten als wünschenswert gezeigt, Hülsen aus wesentlich sohwereren Metallen zu verwenden, als es für den Federteil

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notwendig ist, und für das Material, aus dem die Hülse hergestellt ist andere Charakteristieche Eigenschaften vorzu-

der sehen als für das Material, aus dem/Federkontakt besteht.

Eine elektrische Verbindungshülse, die einen Hülsenteil zur gleitenden Aufnahme eines komplementären Verbindungssteckers und eine Kontaktfeder zum federnden Eingriff mit einer Kontaktfläche einer weiteren Verbindungsklemme aufweist kennzeichnet . sich erfindungsgemäß dadurch, daß die Kontaktfeder aus einem Metallstück geformt ist, aus dem ebenso in diese übergehend ein hohlzylindrischer Teil der Verbindungshülse geformt ist, wobei der Hülsenteil aus dickerem Metall hergestellt ist und innerhalb des hülsenförmigen Teiles mit Hilfe einer Einkerbung in diesem befestigt ist, die in eine Aussparung im Hülsenteil eingreift, wobei eine dünne Schicht aus elektrisch leitendem Material einen elektrischen Kontakt zwischen der Hülse und dem hohlzylindrischen Teil bewirkt.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbindungshülse, bei dem die Kontaktfeder und der hohlzylindrische Teil aus einer Pedereigenschaften besitzenden Metallplatte geformt werden, und dann die eigentliche Hülse aus einer dickeren Metallplatte hergestellt wird, wobei sie an ihrer äußeren Oberfläche mit einer Schicht überzogen wird, die eine dünne Schicht elektrisch leitenden Materiales darstellt, und die Hülse dann in den hohlzylindrischen Teil eingesetzt wird,

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wobei der Überzug mit der Innenfläche des hohlzylindrischen Bereiches zusammentrifft, und der hohlzylindrische Teil dann an bestimmten Stellen eingedrückt wird, um so einen Eingriff der durch die Eindrückung entstehenden Einkerbung mit einer Aussparung in der eigentlichen Hülse zu bewirken, wobei danach die gesamte Verbindungshülse erwärmt wird, so daß sich eine Schmelzverbindung zwischen Hülsen und hohlzylindrischem Teil durch Schmelzen der elektrisch leitenden Schicht ergibt.

Die Erfindung sei nun im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten, teilweise schematischen Zeichnungen beschrieben. Es bedeuten:

Figur 1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht einer Steckertafel in auseinandergezogenem Zustand}

Figur 2 ist eine geschnittene Seitenansicht des Stützteiles der Kontaktanordnung nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Figur 3 ist eine Rückansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 1 in Richtung der Pfeile und im vergrößerten Maßstab, ähnlich wie Fig. 2;

Figur 4 ist eine vergrößerte teilweise Seitenansicht des vorderen Teiles des Stützteiles der Kontaktanordnung nach Fig. 2; ^: ...--■

Figur 5 ist eine teilweise Querschnittsansicht entlang der linie 5-5 in Fig. 4.

Die Kontaktanordnung nach Fig. 1 besteht aus einer Kontakttafel 2 aus isolierendem Material, die eine Verbindungshttlse 20 in einer öffnung aufnimmt. Die Verbindungshülse 20

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hat eine sich nach vorne erstreckende Kontaktfeder 24, «. die federnd mit einem Kontaktstift 25 im Eingriff ist, der relativ gegenüber der Kontaktfeder bewegt und somit in bzw. außer Eingriff gebracht werden kann. Ein sich nach vorne hin verjüngender Stift 10 dessen sich verjüngendes vorderes Ende mit 12 bezeichnet ist, und der an der Stelle 16 mit einem sich nach rückwärts erstreckenden elektrischen Leiter 14 verbunden, bzw. an diesen angeklemmt ist, und an seinem hinteren Ende mit einer isolierenden Hülse 18 versehen ist, kann in axialer Richtung in das rückwärtige Ende der Verbindungshülse 20 eingesteckt werden, um auf diese Weise keilartig mit einer komplementären ebenfalls sich verjüngenden inneren Oberfläche des Stützteiles der Verbindungshülse 20 in Eingriff zu gelangen. Das Eineetzen oder Herausziehen des Stiftes 10 in das, bzw. aus dem rückwärtigen Ende der Verbindungshülse 20 ruft beachtliche in axialer Richtung wirkende Kräfte, die an der VerbindungBhülse 20 wirksam werden hervor. Das Ineinandergreifen des Steckerkontaktes 25 und der Kontaktfeder 24 bewirkt eine federnde Verbiegung der Kontaktfeder 24.

Die Kontaktfeder 24 ist aus einem Teil zusammen mit einem hohlzylindrischen oder Stützteil 26 hergestellt, der sich an die Kontaktfeder nach hinten anschließt. Beide Teile sind zusammen aus einer Metallplatte hergestellt, deren Material Federeigenschaften aufweist. Der Stützteil 26 ist

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aus einer Metallplatte gerollt und mit einem in linksrichtung verlaufenden offenen Saum 27 versehen. Von dem Stützteil 26 sind Zungen 28 ausgestanzt. Sie befinden sich auf beiden Seiten des Saumes 27 und dienen, wie aus Fig. 1 ersichtlich, dazu, durch Anliegen an der vorderen Fläche der Tafel 22 die Rückwärtsbewegung der Verbindungshülse 20 durch die öffnung in der Tafel 22 zu begrenzen.

_fc Am rückwärtigen Ende des Stützteiles 26 ist der hohlzylindrische Teil mit einem Paar von Federteilen 30 versehen, die vom vorderen Stützteil durch einen Schlitz 31 abgetrennt sind. Die Teile 30 sind dazu da, mit ihren vorderen Kanten mit der Rückseite der Tafel 22 (vgl. Fig. 1) in Eingriff zu gelangen. Zu diesem Zweck ist der Querschnitt des Stützteiles 26 so bemessen, daß er in entspannter lage etwas größer als der der Öffnung in der Tafel 22 ist, so daß der Stützteil 26 federnd etwas zusammengedrückt wird, so daß sich der Saum 27 etwas schließt, wenn die

'■ Verbindungshülse nach rückwärts in die öffnung in der Tafel 22 eingesteckt wird. Wird der Stützteil 26 nach rückwärts durch die öffnung in der Tafel gesteckt, so treten die Federteile 30 aus dem rückwärtigen Ende aus, entspannen sich und wirken so gegen die Rückfläche der Tafel mit ihren Vorderkanten.

Vor dem Schlitz 31 ist der Stützteil 26 mit einem weiteren quer verlaufenden Schlitz 33 versehen, der zwischen sich und den Schlitzen 31 einander gegenüberliegende Federbereiche

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definiert, die, wie aus Fig. 2 zu ersehen, gegenüber den restlichen Stützteilen nach innen gebogen sind, um das rückwärtige Ende einer mit einer konisch sich nach vorne verjüngenden inneren Hülse 40 aufzunehmen, die ihrerseits zur Aufnahme des Stiftes 10 bestimmt jafc. Wie aus Pig. 3 zu sehen, definieren die nach innen geformten Bereiche 32 eine flache Oberfläche über dem rückwärtigen Teil des Stützteiles, die dazu geeignei^Lst, mit einer komplementär flach ausgebildeten Oberfläche in der Öffnung in der Tafel 22 zusammenwirken, um so eine Polarisation der Verbindungshülse 20 gegenüber der Öffnung zu bewirken und dadurch die Orientierung der Kontaktfeder 24 zu bestimmen. Der Eingriff der von den Teilen 32 gebildeten flachen Fläche mit den komplementären flachen Bereichen der Innenfläche der Öffnung in der Tafel 22 dient dazu, die Verbindungshülse 20 in der Öffnung gegen eine Drehung zu sichern.

zur

Die / Aufnahme des Stiftes bestimmte Hülse 40 ist aus massivem Metall hergestellt, und mit einer Innenbohrurtg versehen, die sich nach hinten zu erweitert, so daß sich eine konisch verlaufende Aussparung 42 ergibt, in die öör sich konisch verjüngende vordere Teil 12 des Stiftes 10 eingesetzt werden kann. Die Hülse 40 ist zylindrisch ausgebildet und hat im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt mit einer oberen flachen Fläche 44» wie das aus den figuren 2 und 5 zu ersehen ist. Die Hülse 40 ist zwischen ihren Enden mit einer ringförmigen Aussparung 48 versehen und

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so in den Stützteil 26 der Verbindungshülse 20 eingesetzt, daß das rückwärtige Ende 46 zwischen den Schlitzen 31 und 33 zu liegen kommt und daß der hintere Teil der flachen Fläche 44 mit der komplementären flachen Oberfläche, die von den nach einwärts gebogenen Bereichen 32 gebildet wird, in Eingriff kommt. An ihrem vorderen Ende steht die Hülse nach vorne über die Ohren 28 heaus vor und, wie aus Pig. 2 zu ersehen hat die flache fläche 44 nach innen gegenüber den anderen Teilen des Sttitzteiles 26 einen gewissen Abstand. Das erlaubt eine federnde Biegung des Stützteiles 26 durch Schließen des Saumes 27 zum Einsetzen der Verbindungshülse 20 in die öffnung der Tafel 22.

Der Stützteil 26 ist, wie aus Pig. 1 zu ersehen an gegenüberliegenden Seiten mit Einkerbungen 50 und 52 versehen, die in die Aussparung 48 in der inneren Hülse 40 eingreifen, um die innere Hülse 40 in dem Stützteil 26 gegen axiale Bewegung zu sichern. Die Figuren 4 und 5 zeigen die Einkerbungen etwas genauer, und, wie aus Fig. 4 zu ersehen, ist die Einkerbung 52 mit geraden Kanten 54 und 56 versehen, entlang derer der Stützteil durchgeschnitten wird, wenn diese Einkerbungen ausgestanzt werden. Der Metallteil 60 zwischen den Seitenkanten 54 und 56 ist an der Stelle 62, wie aus den Figuren 4 und 5 zu ersehen ist, mit einem entsprechenden Radius gebogen, so daß ein Brechen oder Reißen des Metalles am oberen und unteren Bereich der Einkerbung (nach Fig. 4 und 5) vermieden wird und passender-

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weise sind die Seitenkant'en 54 und 56 etwas weiter voneinander entfernt als die Aussparung 48 breit ist, so daß die Masse des Metallstückes 60 zwischen die ei nander gegenüberliegenden Seitenflächen der Aussparung 48 eingekeilt wird.

Der innere Hülaenteil 40 ist aussen über seinen unteren Bereioh mit einer Sohioht 35 aus 13tzinn versehen, die nach der Einkerbung in geeigneter Weise erwärmt wird, so daß sie zu fließen beginnt und eine Lötverbindung zwischen der inneren Hülse 40 und.dem Stützteil 26 der Verbindungehülse 22 entsteht.

Bei einer beispielsweisen Ausführung des Erfindungsgegenstandes war die Kontaktfeder,24 und des Stützteil 26 aus flachem Messing von der Dicke von 0,035 cm hergestellt. Die tatsächliche Tiefe der Einkerbung war 0,051 cm, der Abstand zwischen den Oberflächen 54 und 56 war 0,172 cm, ^ die Breite der Einkerbung 48 0,i60om. Die gesamte Anordnung widerstand Zugbtlastungen in axialer Richtung zwischen der inneren Hülse 40 und dem Stützteil 26 von mehr als 182 kg.

Beim Herstellen der beschriebenen Anordnung werden die inneus Hülse 40 und die Verbindungshülee 20 als getrennte Teile hergestellt, die innere Hülse 40 aus massivem Metall, die Verbindungshülse 20 aus einer Metallplatte.

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Die Hülse 40 wird dann mit Lötzinn entlang der mit 35 in den Figuren 2 und 3 bezeichneten Oberflächenbereiche versehen. Geeigneterweise wird die innere Hülse 40 durch Bearbeitung eines massiven Messingstabes hergestellt, nachdem dieser mit Zinn überzogen worden ist. Die Verbindungshülse 20 und die innere Hülse 40 werden dann gereinigt und mit Flußmittel versehen, worauf das Flußmittel getrocknet wird. Die mit Flußmittel versehene innere Hülse 40 wird dann in den Stützteil 26 des Eontaktes 20 in die in Fig. 2 gezeigte Lage eingesetzt. Dann werden die Einkerbungen 50 und 52 gebildet, um die Hülse 40 innerhalb des Stützteiles 26 zu verriegeln. Die Anordnung wird dann durch Eintauehen in einen vorerwärmten Tank erhitzt. In dem Tank befindet sich ein in passender Weise träges Medium wie z.B. Hydrofol Tinfat Hr. 50 bei einer Temperatur von ungefähr 260 + 10⁰C. Das Eintauchen dauert etwa 5 Minuten. Das bewirkt ein Fließen des Lötzinnes zwischen den Oberflächen der Hülse 40 und des Stützteiles 64. Die erhitzte Anordnung wird dann aus dem erwärmten Medium herausgezogen und in geeigneter Lösung, wie z.B. Stoddard¹B-Lösung zum Zwecke des Entfernens überflüssigen trägen Mediums gekühlt. Nach dem Entfernen der gekühlten Anordnung aus der Lösung kann die Anordnung in herkömmlicher Weise mit Metall überzogen werden, beispielsweise zunächst mit Nickel und dann mit Gold.

Patentansprüche:

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Claims (7)

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1. Elektrische Verbindungshülse, die einen Hülsenteil zur gleitenden Aufnahme eines komplementären Yerbindüngssteckers und eine Kontaktfeder zur federnden Einwirkung auf die Kontaktfläche eines weiteren Steckers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (24) zusammen mit einem hohlzylindrisohen Stützteil (26) aus einer Metallplatte gebildet ist, und die innere Hülse (40) aus dickerem Metall hergestellt und innerhalb des hohlzylindrischen Stützteiles (26) mit Hilfe von Einkerbungen (50, 52) in dem hohlzylindrischen Teil (26) verbunden ist, welche in eine Aussparung (48) in der inneren Hülse (40) eingreifen, und eine dünne Schicht aus elektrisch leitendem Material (35) einen elektrischen Kontakt zwischen der inneren Hülse (40) und dem hohlzylindrischen Stützteil (26) bewirkt.

2. Verbindungshülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (35) aus einem Material besteht, das einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist und eine Schmelzverbindung zwischen der inneren Hülse (40) und dem hohlzylindrischen Stützteil (26) hergestellt ist.

3. Verbindungshülse nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der hohlzylindrieche

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Stützteil (26) in Längsrichtung mit einem Schlitz (27) versehen ist und aus einem kurzen Bereich (32) besteht, der federnd auf die innere Hülse (40) einwirkt, sowie aus einem längeren Bereich, der teilweise in Hähe des Saumes (27) von der inneren Hülse (40) einen gewissen Abstand hat.

4. Verbindungshülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hülse (40) aus massivem Metall hergestellt und mit einer Bohrung in axialer Richtung versehen ist, und an ihrer Außenseite eine ringförmige Aussparung (48) aufweist, wobei beim Einsetzen in den hohlzylindrischen Stützteil die in diesen vorgesehenen Einkerbungen (50, 52) in diese Aussparung (48) eingreifen.

5. Verbindungshülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einkerbungen (50, 52) im hohlzylindrischen Stützteil (26) in der Aussparung (48) verkeilt sind.

6. Verbindungshülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t , daß die innere Hülse (40) röhrenförmig ist und außen mit einer flachen Oberfläche (44) versehen ist, die in Eingriff mit einer komplementären flachen Oberfläche (32) des hohlzylindrischen Stützteiles (26) gelangt, um so eine relative Drehung zwischen dem Stützteil (26) und der inneren Hülse (40) zu verhindern.

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7. Verfahren zur Herstellung einer Verbindungshülse naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktfeder (24) und der hohlzylindrische Stützteil (26) aus Metall hergestellt sind, das Federeigenschaften hat, und die innere Hülse (40) aus schwererem Metall hergestelltistuud daß ein Bereich der äußeren Oberfläche der inneren Hülse (40 mit einem Überzug (35) versehen ist, welcher aus einer dünnen Schicht aus elektrisch leitendem Material besteht, und'die innere Hülse (40) dann in den hohlzylindrischen Stützteil (26) eingesetzt wird, wobei der Überzug (35) an einer Innenfläche des Stützteiles (26) anliegt und der Stützteil (26) daraufhin eingekerbt wird (an den Stellen 50 und 52) so daß die dabei entstehenden Einkerbungen (50, 52) in die Aussparung (48) in der inneren Hülse (40) eingreifen, und die Verbindungshülse (20) dann erwärmt wird, so daß ein Schmelzen der Schicht (35) zwieohen der inneren Hülse (40) und dem hohlzylindrischen Stützteil (26) stattfindet.