DE1465164B2 - Elektrische Verbindungshülsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Verbindungselemente, die eine Hülse aufweisen, in der sie komplementäre Verbindungsstecker 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 Materials verlangen, während eine Hülse vor allem eine gute Kontaktfläche haben muß, um einen guten elektrischen Kontakt mit einem komplementären Verbindungsstecker oder -stift herzustellen. In der deutschen Patentschrift 1 094 837 ist eine Steckertafel beschrieben, die zur Programmierung elektrischer oder elektronischer Geräte, beispielsweise Rechengeräte, verwendet werden kann. Ein wesentlicher Teil des Kontaktsystems der Steckertafel, die dort gezeigt ist, besteht aus gestanzten metallischen Federteilen, die eine Kontaktfläche auf einem vorderen Federteil tragen. Außerdem ist ein rückwärtiger Teil vorgesehen, der einen Stützteil 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 des Eingriffs mit einem komplementären Stecker ist der Kontakt beachtlichen Federkräften ausgesetzt. Die dort beschriebene Anordnung hat sich im allgemeinen als zufriedenstellend herausgestellt. Allerdings hat es sich bei einigen speziellen Anwendungsarten als wünschenswert gezeigt, Hülsen aus wesentlich schwereren Metallen zu verwenden, als es für den Federteil notwendig ist, und für das Material, aus dem die Hülse hergestellt ist, andere charakteristische Eigenschaften vorzusehen als für das Material, aus dem der 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, wobei die Kontaktfeder aus einem Metallstück geformt ist, aus dem ebenso in diese übergehend ein hohlzylindrischer Teil der Verbindungshülse geformt ist, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß der Hülsenteil aus dickerem Metall hergestellt ist und innerhalb des hülsenförmigen Teils 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 Federeigenschaften 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 Materials darstellt,

ίο und die Hülse dann in den hohlzylindrischen Teil eingesetzt wird, wobei der Überzug mit der Innenfläche des hohlzylindrischen Bereichs 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 Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die teilweise schematischen Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Steckertafel in auseinandergezogenem Zustand,

F i g. 2 eine geschnittene Seitenansicht des Stützteils der Kontaktanordnung nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 eine Rückansicht entlang der Linie 3-3 in F i g. 1 in Richtung der Pfeile und im vergrößerten Maßstab, ähnlich wie F i g. 2,

F i g. 4 eine vergrößerte teilweise Seitenansicht des vorderen Teils des Stützteils der Kontaktanordnung nach F i g. 2,

F i g. 5 eine teilweise Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 4.

Die Kontaktanordnung nach Fig. 1 besteht aus einer Kontakttafel 22 aus isolierendem Material, die eine Verbindungshülse 20 in einer Öffnung aufnimmt. Die Verbindungshülse 20 hat eine sich nach vorn 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 vorn 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 Stützteils der Verbindungshülse 20 in Eingriff zu gelangen. Das Einsetzen 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 Verbindungshülse 20 wirksam werden, hervor. Das Ineinandergreifen des Steckerkontakts 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 Federeigen- heraus vor und, wie aus F i g. 2 zu ersehen, hat die schäften aufweist. Der Stützteil 26 ist aus einer flache Fläche 44 nach innen gegenüber den anderen Metallplatte gerollt und mit einem in Linksrichtung Teilen des Stützteils 26 einen gewissen Abstand. Das verlaufenden offenen Saum 27 versehen. Von dem erlaubt eine federnde Biegung des Stützteils 26 durch Stützteil 26 sind Zungen 28 ausgestanzt. Sie befinden 5 Schließen des Saumes 27 zum Einsetzen der Verbinsich auf beiden Seiten des Saumes 27 und dienen, dungshülse 20 in die Öffnung der Tafel 22.
wie aus F i g. 1 ersichtlich, dazu, durch Anliegen an Der Stützteil 26 ist, wie aus F i g. 1 zu ersehen, an der vorderen Fläche der Tafel 22 die Rückwärts- gegenüberliegenden Seiten mit Einkerbungen 50 und bewegung der Verbindungshülse 20 durch die Öff- 52 versehen, die in die Aussparung 48 in der inneren nung in der Tafel 22 zu begrenzen. Am rückwärtigen io Hülse 40 eingreifen, um die innere Hülse 40 in dem Ende des Stützteils 26 ist der hohlzylindrische Teil Stützteil 26 gegen axiale Bewegung zu sichern. Die mit einem Paar von Federteilen 30 versehen, die F i g. 4 und 5 zeigen die Einkerbungen etwas genauer vom vorderen Stützteil durch einen Schlitz 31 abge- und, wie aus F i g. 4 zu ersehen, ist die Einkerbung trennt sind. Die Teile 30 sind dazu da, mit ihren 52 mit geraden Kanten 54 und 56 versehen, entlang vorderen Kanten mit der Rückseite der Tafel 22 15 derer der Stützteil durchgeschnitten wird, wenn diese (vgl. Fig. 1) in Eingriff zu gelangen. Zu diesem Einkerbungen ausgestanzt werden. Der Metallteil60 Zweck ist der Querschnitt des Stützteils 26 so be- zwischen den Seitenkanten 54 und 56 ist an der Stelle messen, daß er in entspannter Lage etwas größer als 62, wie aus den F i g. 4 und 5 zu ersehen ist, mit der der Öffnung in der Tafel 22 ist, so daß der Stütz- einem entsprechenden Radius gebogen, so daß ein teil 26 federnd etwas zusammengedrückt wird, so 20 Brechen oder Reißen des Metalls am oberen und daß sich der Saum 27 etwas schließt, wenn die Ver- unteren Bereich der Einkerbung (nach F i g. 4 und 5) bindungshülse nach rückwärts in die Öffnung in der vermieden wird, und passenderweise sind die Seiten-Tafel 22 eingesteckt wird. Wird der Stützteil 26 nach kanten 54 und 56 etwas breiter voneinander entfernt, rückwärts durch die Öffnung in der Tafel gesteckt, als die Aussparung 48 breit ist, so daß die Masse des so treten die Federteile 30 -aus dem rückwärtigen 25 Metallstücks 60 zwischen die einander gegenüber-Ende aus, entspannen sich und wirken so gegen die liegenden Seitenflächen der Aussparung 48 eingekeilt Rückfläche der Tafel mit ihren Vorderkanten. wird. -

Vor dem Schlitz 31 ist der Stützteil 26 mit einem Der innere Hülsenteil 40 ist außen über seinen

weiteren quer verlaufenden Schlitz 33 versehen, der unteren Bereich mit einer Schicht 35 aus Lötzinn

zwischen sich und den Schlitzen 31 einander gegen- 30 versehen, die nach der Einkerbung in geeigneter

überliegende Federbereiche 32 definiert, die, wie aus Weise erwärmt wird, so daß sie zu fließen beginnt

F i g. 2 zu ersehen, gegenüber den restlichen Stütz- und eine Lötverbindung zwischen der inneren Hülse

teilen nach innen gebogen sind, um das rückwärtige 40 und dem Stützteil 26 der Verbindungshülse 22

Ende einer mit einer konisch sich nach vorn ver- entsteht.

jungenden inneren Hülse 40 aufzunehmen, die ihrer- 35 Bei einer beispielsweisen Ausführung des Erfinseits zur Aufnahme des Stiftes 10 bestimmt ist. Wie dungsgegenstandes war die Kontaktfeder 24 und der aus F i g. 3 zu sehen, definieren die nach innen ge- Stützteil 26 aus flachem Messing von der Dicke von formten Bereiche 32 eine flache Oberfläche über dem 0,035 cm hergestellt. Die tatsächliche Tiefe der Einrückwärtigen Teil des Stützteils, die dazu geeignet kerbung war 0,051 cm, der Abstand zwischen den ist, mit einer komplementär flach ausgebildeten 40 Oberflächen 54 und 56 war 0,172 cm, die Breite der Oberfläche in der Öffnung in der Tafel 22 zusammen- Einkerbung 48 0,160 cm. Die gesamte Anordnung zuwirken, um so eine Polarisation der Verbindungs- widerstand Zugbelastungen in axialer Richtung zwihülse 20 gegenüber der Öffnung zu bewirken und sehen der inneren Hülse 40 und dem Stützteil 26 von dadurch die Orientierung der Kontaktfeder 24 zu mehr als 182 kg.

bestimmen. Der Eingriff der von den Teilen 32 ge- 45 Beim Herstellen der beschriebenen Anordnung bildeten flachen Fläche mit den komplementären werden die innere Hülse 40 und die Verbindungsflachen Bereichen der Innenfläche der Öffnung in der hülse 20 als getrennte Teile hergestellt, die innere Tafel 22 dient dazu, die Verbindungshülse 20 in der Hülse 40 aus massivem Metall, die Verbindungs-Öffnung gegen eine Drehung zu sichern. hülse 20 aus einer Metallplatte. Die Hülse 40 wird

Die zur Aufnahme des Stiftes bestimmte Hülse 40 so dann mit Lötzinn entlang der mit 35 in den F i g. 2 ist aus massivem Metall hergestellt und mit einer und 3 bezeichneten Oberflächenbereiche versehen. Innenbohrung versehen, die sich nach hinten zu Geeigneterweise wird die innere Hülse 40 durch erweitert, so daß sich eine konisch verlaufende Aus- Bearbeitung eines massiven Messingstabes hergesparung 42 ergibt, in die der sich konisch verjün- stellt, nachdem dieser mit Zinn überzogen worden gende vordere Teil 12 des Stiftes 10 eingesetzt wer- 55 ist. Die Verbindungshülse 20 und die innere Hülse den kann. Die Hülse 40 ist zylindrisch ausgebildet 40 werden dann gereinigt und mit Flußmittel ver- und hat im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt sehen, worauf das Flußmittel getrocknet wird. Die mit einer oberen flachen Fläche 44, wie das aus den mit Flußmittel versehene innere Hülse 40 wird dann F i g. 2 und 5 zu ersehen ist. Die Hülse 40 ist zwi- in den Stützteil 26 des Kontakts 20 in die in F i g. 2 sehen ihren Enden mit einer ringförmigen Ausspa- 60 gezeigte Lage eingesetzt. Dann werden die Einrung 48 versehen und so in den Stützteil 26 der Ver- kerbungen 50 und 52 gebildet, um die Hülse 40 bindungshülse 20 eingesetzt, daß das rückwärtige innerhalb des Stützteils 26 zu verriegeln. Die Anord-Ende 46 zwischen den Schlitzen 31 und 33 zu liegen nung wird dann durch Eintauchen in einen vorkommt und daß der hintere Teil der flachen Fläche erwärmten Tank erhitzt. In dem Tank befindet sich 44 mit der komplementären flachen Oberfläche, die 65 ein in passender Weise träges Medium wie z. B. von den nach einwärts gebogenen Bereichen 32 ge- Hydrofol Tinfat Nr. 50 bei einer Temperatur von bildet wird, in Eingriff kommt. An ihrem vorderen ungefähr 260 ± 10° C. Das Eintauchen dauert etwa Ende steht die Hülse nach vorn über die Zungen 28 fünf Minuten. Das bewirkt ein Fließen des Lötzinns

zwischen den Oberflächen der Hülse 40 und des Stützteils 64. Die erhitzte Anordnung wird dann aus dem erwärmten Medium herausgezogen und in geeigneter Lösung, wie z. B. Stoddards-Lösung, zum Zweck des Entfernens überflüssigen tragen 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. ίο

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrische Verbindungshülse, die einen Hülsenteil zur gleitenden Aufnahme eines komplementären Verbindungssteckers und eine Kontaktfeder zur federnden Einwirkung auf die Kontaktfläche eines weiteren Steckers aufweist, wobei die Kontaktfeder zusammen mit einem hohlzylindrischen Stützteil aus einer Metallplatte gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hülse (40) aus dickerem Metall hergestellt und innerhalb des hohlzylindrischen Stützteils (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 hohlzylindrische 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 Nähe 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 gekennzeichnet, 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 Stützteils (26) gelangt, um so eine relative Drehung zwischen dem Stützteil (26) und der inneren Hülse (40) zu verhindern.

7. Verfahren zur Herstellung einer Verbindungshülse nach 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 hergestellt ist und 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 Stützteils (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) zwischen der inneren Hülse (40) und dem hohlzylindrischen Stützteil (26) stattfindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen