DE19517220A1 - Kontakthülse für elektrische Steckverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontakthülse für elektri­ sche Steckverbinder als Einsatz für eine insbesondere zylin­ drische, einerseits mit einer Einführungsöffnung für einen Steckerstift und andererseits mit einem Übergangsbereich für die Verbindung mit einer elektrischen Leitung versehene Stec­ kerbuchse, wobei die Kontakthülse eine aus-oder einschnitt­ freie Umfangswandung aufweist undeinteilig vorzugsweise aus einem Flachmaterialzuschnitt eines Kontaktmaterials geformt ist und wobei die Kontakthülse über linienförmige Kontaktbe­ reiche und unter Federspannung mit einem zugehörigen, in die Steckerbuchse einführbaren Steckerstift zusammenwirkt.

Hinsichtlich der Ausbildung von in eine Steckerbuchse einzu­ setztenden und mit einem in die Steckerbuchse einzuschieben­ den Steckerstift über linienförmige Kontaktbereiche zusammen­ wirkender Kontakthülsen ist eine Vielzahl unterschiedlicher Ausgestaltungsformen bekannt, denen insgesamt gemeinsam ist, daß ihre Herstellung einen eher mehr als minder erheblichen Aufwand erfordert. Eine zwar auch unter ungünstigen Umstän­ den, wie Verschmutzung oder Oberflächenkorrosion des Stecker­ stiftes, kontaktsichere aber in der Herstellung besonders aufwendige Ausbildung einer solchen Kontakthülse sieht vor, daß deren linienförmige Kontaktbereiche durch Längenabschnit­ te eines Drahtmaterials gebildet und im Bereich zwischen den beiden Stirnenden der Kontakthülse nach innen durchgewölbt sind.

Eine andere in der Herstellung etwas weniger aufwendige, da­ für aber nicht so kontaktsichere Ausbildung einer Kontakthül­ se sieht in einer von mehreren untereinander wenig unter­ schiedlichen Ausführungsformen vor, daß ein Flachmaterialzu­ schnitt etwa mittig mit einer nach innen gerichteten, sicken­ förmigen Erhebung versehen und an seinen beiden Seitenteilen jeweils um wenigstens 180° eingerollt wird, derart, daß die Kontakthülse insgesamt eine etwa ovale Querschnittsform er­ hält und die beiden freien Enden der eingerollten Seitenteile jeweils linienförmige und unter Federbelastung mit dem Stec­ kerstift zusammenwirkende Kontaktbereiche bilden. Eine solche Ausbildung einer Kontakthülse verfügt lediglich über zwei li­ nienförmige Kontaktbereiche und somit über eine nur geringe Kontaktfläche und ist im übrigen naturgemäß weniger kontakt­ sicher als eine eine Vielzahl über den Kontakthülsenumfang hin gleichmäßig verteilte linienförmige Kontaktbereiche auf­ weisende Kontakthülse. Zudem bereitet die axiale Abstützung einer solcherart geformten Kontakthülse in einer sie aufneh­ menden zylindrischen Steckerbuchse Schwierigkeiten, da die insgesamt mehr oder minder stark ausgeprägte ovale Quer­ schnittsform einer solchen Kontakthülse ohne besondere und aufwendige Maßnahmen keine kippsichere Abstützung Kontakthül­ se in der Steckerbuchse zuläßt. Die Problematik einer nicht unter allen Umständen gewährleisteten Kontaktsicherheit über eine ausreichende Kontaktfläche hin haftet im übrigen all denjenigen Ausführungsformen von Kontakthülsen an, bei denen die linienförmigen Kontaktbereiche unter Federspannung ledig­ lich über einen Teil der Kontakthülsenlänge hin am Stecker­ stift anliegen und/oder bei denen die Kontaktbereiche der Kontakthülse mehr oder minder scharfkantige Randbereiche eine Materialzuschnittes oder Ausschnittes eines Materialzuschnit­ tes mit dem Steckerstift zusammenwirken.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Kontakt­ hülse der eingangs bezeichneten Art dahingehend zu verbes­ sern, daß sie bei mindestens gleichguter Kontaktierung des Steckerstiftes über eine Vielzahl unter Federspannung am Steckerstift anliegender linienförmiger Kontaktbereiche mit einem wesentlich geringeren Aufwand herstellbar und montier­ bar sowie sicher in einer einfach gestalteten Steckerbuchse abstützbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, daß die Umfangswandung der Kontakthülse im Quer­ schnitt die Form einer Zykloide besitzt, wobei die Scheitel­ punkte der Zykloide die Kontaktbereiche und die Bogen der Zy­ kloide die radiale federnde Abstützung der Kontaktbereiche an der Innenumfangswandung der Steckerbuchse bilden und wobei die linienförmigen Kontaktbereiche im Wesentlichen über die gesamte axiale hänge der Kontakthülse hin gleichförmig durch­ gehend ausgebildet sind. Die erfindungsgemäße Gestaltung ei­ ner Kontakthülse gestattet es auf der einen Seite die Kon­ takthülse aus einem Zuschnitt eines einfachen Flachmaterials, insbesondere Blechmaterials, aus Kontaktmaterial in der Weise herzustellen, daß das Ausgangsmaterial zunächst mit einer der gewählten Zykloidenform entsprechenden Prägung versehen und anschließend gerollt wird und beläßt darüber hinaus dem Kon­ strukteur eine weites Feld an Abwandlungsmöglichkeiten, ins­ besondere sowohl hinsichtlich der Ausbildung und der Anzahl der jeweils einzusetzenden linienförmigen Kontaktbereiche als auch hinsichtlich der Gestaltung bzw. Auslegung deren federn­ der Abstützung gegen die Innenumfangswandung der die Kontakt­ hülse aufnehmenden Steckerbuchse.

Insbesondere gewährleistet die erfindungsgemäße Ausbildung einer Kontakthülse eine hinreichende radial gerichtete Feder­ belastung ihrer linienförmigen Kontaktbereiche, um beim Ein­ führen des Steckerstiftes in die Kontakthülse einen sicheren metallischen Kontakt zwischen jedem der Kontaktbereiche der Kontakthülse und dem Steckerstift herzustellen, selbst dann, wenn die Steckerstiftoberfläche bereits korrodiert oder ver­ schmutzt sein sollte, wobei die über die axiale Länge der Kontakthülse hin durchgehend gleichförmige Ausbildung der Kontaktbereiche eine zusätzliche Kontaktierungssicherheit ge­ währleistet und zugleich selbst bei deren linienförmiger Aus­ bildung auch eine Kontaktflächenvergrößerung gegenüber ledig­ lich bereichsweise am Steckerstift anliegenden Kontaktflächen mit sich bringt.

Der Konstrukteur kann die Ausbildung der Kontakthülse vor­ zugsweise durch eine Auswahl an Abwandlungen einer Zykloide variieren, insbesondere dadurch, daß er für die Ausbildung der Umfangswandung der Kontakthülse im Querschnitt die Form einer Epizykloide oder aber die Form einer Hypozykloide wählt, wobei die Anzahl der ohne Verlust an Kontaktsicherheit oder Einfachheit der Herstellung der Kontakthülse wählbaren bzw. möglichen Abwandlungen einer Zykloide nahezu unbegrenzt ist.

In jedem Falle sollte die Kontakthülse aber wenigstens drei linienförmige Kontaktbereiche aufweisen und muß in jeden Fal­ le die von den Scheitelpunkten der Zykloide begrenzte Quer­ schnittsfläche um einen zugelassenen Federweg der Kontakthül­ se kleiner sein als der Querschnitt des zugehörigen Kontakt­ stiftes.

In einer ersten bevorzugten Verwirklichungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kontakthülse aus einem mit entspre­ chenden Prägungen versehenen und gerollten Flachmaterialzu­ schnitt eines Kontaktmaterials gebildet ist, wobei die Breite des Flachmaterialzuschnittes kleiner oder höchstens gleich­ groß ist wie der Gesamtumfang der Hülse, derart, daß bei ge­ rollter Kontakthülse die beiden Längsränder des Flachmate­ rialzuschnittes einander benachbart sind.

Nach einer anderen vorteilhaften Verwirklichungsform der Er­ findung kann aber auch vorgesehen sein, daß die Kontakthülse aus einem mit entsprechenden Prägungen versehenen und geroll­ ten Flachmaterialzuschnitt eines Kontaktmaterials gebildet ist, wobei die Breite des Flachmaterialzuschnittes größer wie der Gesamtumfang der Hülse, derart, daß bei gerollter Kon­ takthülse die beiden Endbereiche des Flachmaterialzuschnittes einander überlappen.

Neben diesen beiden Verwirklichungsformen kann aber auch eine Verwirklichungsform vorgesehen sein, die von einem Halbzeug aus einem hinreichend dünnwandigen und federungsfähigen Kon­ taktmaterial ausgeht und eine geschlossene Ausbildung der Kontakthülse vorsieht, in der Weise, daß die Kontakthülse aus einem Längenabschnitt eines solchen Halbzeuges besteht.

Für die sichere axiale Abstützung der Kontakthülse in einer sie aufnehmenden Steckerbuchse ist von der jeweils gewählten Verwirklichungsform unabhängig zweckmäßigerweise weiterhin vorgesehen, daß die Kontakthülse wenigstens an ihrem der Ein­ führöffnung der Buchse zugeordneten Endbereich mit radial ab­ gestellten Endbereichen versehen ist, welche eine axiale Ab­ stützung der Kontakthülse gegen einen radial nach innen ein­ gezogenen, die Einführöffnung begrenzenden Teil der Stecker­ buchse bilden.

In einer Weiterbildung der Kontakthülse bzw. deren axialer Festlegung in der Steckerbuchse kann darüber hinaus ferner noch vorgesehen sein, daß die Kontakthülse beidendig mit ra­ dial abgestellten Endbereichen versehen ist, über welche sie einerseits gegen einen radial nach innen eingezogenen, die Einführöffnung begrenzenden Teil und andererseits gegen den Boden der Kontakthülse abgestützt ist.

Die radial abgestellten Endbereiche der Kontakthülse können dabei durch eine radial nach außen gerichtete Ausbiegung der Endbereiche ihrer linienförmigen Kontaktbereiche gebildet sein, was ohne zusätzlichen Aufwand und in einem Arbeitsgang durch eine entsprechende Verprägung des zur Kontakthülse ein­ zurollenden und mit eine Zykloide bildenden Prägungen verse­ henen Flachmaterialzuschnittes bewerkstelligt werden kann.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann dann schließlich auch noch vorgesehen sein, daß die Kontakt­ hülse um ihre Achse verdrillt ist, derart, daß ihre Kontakt­ bereiche über ihre Länge hin schräg oder spiralenförmig zur Einführrichtung des zugehörigen Steckerstiftes verlaufend ausgerichtet sind.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbei­ spiele im Einzelnen beschrieben.

In der Zeichnung zeigt die

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer mit einer Kontakthülse ausgestatteten Steckerbuchse,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Steckerbuchse nach Fig. 1 entlang der Linie II-II;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Kontakthülse;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Kontakthülse nach Fig. 2;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Kontakthülse;

Fig. 6 einen Schnitt durch die Kontakthülse nach Fig. 4;

Fig. 7 einige schematische Darstellungen abgewandelter Zy­ kloidenformen für die Gestaltung der Umfangswandung der Kontakthülse.

In einer Steckerbuchse 1 ist eine Kontakthülse 2 aufgenommen und in axialer Richtung einerseits gegen eine deren Einführ­ öffnung 2 begrenzende Einbiegungen 3 und andererseits gegen deren Boden 4 abgestützte Kontakthülse 5 angeordnet. Mit der Steckerbuchse 1 einteilig ist im gezeigten Ausführungsbei­ spiel ein Übergangsbereich 6 und eine Anschlußaufnahme 7 für eine in der Zeichnung nicht besonders dargestellte, mit der Steckerbuchse 1 zu verbindende elektrische Leitung ausgebil­ det. Die aus und einschnittfreie Umfangswandung der Kontakt­ hülse 5 ist in allen gezeigten Ausführungsbeispielen in Form einer Zykloide gestaltet. Dabei bilden die die Scheitelpunkte 20 der Zykloide die linienförmigen Kontaktbereiche und die Bogen 21 der Zykloide die radiale federnde Abstützung der li­ nienförmigen Kontaktbereiche 20 an der Innenumfangswandung der Steckerbuchse 1. Bei der in den Fig. 2 bis 6 darge­ stellten Ausführungsform ist für die Darstellung der die Um­ fangswandung der Kontaktbuchse gestaltenden Zykloide die Form einer Epizykloide gewählt, wobei die Epizykloide jeweils 5 bzw. 6 Rollkurven umfaßt und die Kontakthülse 5 insgesamt durch entsprechende Prägen und nachfolgendes Rollen eines aus einem Kontaktmaterial bestehenden Flachmaterialzuschnittes hergestellt ist. Bei dem in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der das Ausgangsmaterial bildende und mit entsprechenden Prägungen versehene Flachmaterialzu­ schnitt eine den Umfang der Kontakthülse 5 übersteigende Breite auf, derart, daß sich die beiden Endbereiche 8 und 9 des Flachmaterialzuschnittes nach dem Rollen der Kontakthülse 5 gegenseitig um einen gewissen Betrag, insbesondere über den Bereich eines Zykloidenbogens hin, überlappen. Im weiteren weist bei dieser Ausführungsform die Kontakthülse 5 keine ra­ dial gerichteten Ausformungen auf und ist in axialer Richtung lediglich über ihre beiden Stirnseiten 10 und 11 einerseits gegen die deren Einführöffnung 2 begrenzende Einbiegung 3 und andererseits gegen deren Boden 4 in der Steckerbuchse 1 abge­ stützt. Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausfüh­ rungsform weist der das Ausgangsmaterial bildende und mit entsprechenden Prägungen versehene Flachmaterialzuschnitt ei­ ne dem Umfang der Kontakthülse 5 gegenüber kleinere Breite auf, derart, daß die Stirnseiten der beiden Endbereiche 8 und 9 des Flachmaterialzuschnittes nach dem Rollen der Kontakt­ hülse 5 einander lediglich benachbart sind und zwischen sich einen wenigstens spaltförmigen Zwischenraum 12 einschließen. Bei dieser Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, daß die Kontakthülse 5 beidendig mit radial abgestellten Endbereichen 13 versehen ist, über welche sie einerseits gegen die deren Einführöffnung 2 begrenzende Einbiegung 3 und andererseits gegen deren Boden 4 in der Steckerbuchse 1 abgestützt ist.

Claims (10)

1. Kontakthülse für elektrische Steckverbinder als Einsatz für eine insbesondere zylindrische, einerseits mit einer Ein­ führungsöffnung für einen Steckerstift und andererseits mit einem Übergangsbereich für die Verbindung mit einer elektri­ schen Leitung versehene Steckerbuchse, wobei die Kontakthülse eine aus- oder einschnittfreie Umfangswandung aufweist und einteilig vorzugsweise aus einem Flachmaterialzuschnitt eines Kontaktmaterials geformt ist und wobei die Kontakthülse über linienförmige Kontaktbereiche und unter Federspannung mit ei­ nem zugehörigen, in die Steckerbuchse einführbaren Stecker­ stift zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangs­ wandung der Kontakthülse im Querschnitt die Form einer Zy­ kloide besitzt, wobei die Scheitelpunkte der Zykloide die Kontaktbereiche und die Bogen der Zykloide die radiale fe­ dernde Abstützung der Kontaktbereiche an der Innenumfangs­ wandung der Steckerbuchse bilden und wobei die linienförmigen Kontaktbereiche im Wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Kontakthülse hin gleichförmig durchgehend ausgebildet sind.

2. Kontakthülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswandung der Kontakthülse im Querschnitt die Form einer Epizykloide besitzt.

3. Kontakthülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswandung der Kontakthülse im Querschnitt die Form einer Hypozykloide besitzt.

4. Kontakthülse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontakthülse wenigstens drei Kontaktbe­ reiche aufweist.

5. Kontakthülse nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die von den Scheitelpunkten der Zykloide begrenzte Querschnittsfläche kleiner ist als der Querschnitt des zugehörigen Kontaktstiftes.

6. Kontakthülse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontakthülse aus einem mit entsprechen­ den Prägungen versehenen und gerollten Flachmaterialzuschnitt eines Kontaktmaterials gebildet ist, wobei die Breite des Flachmaterialzuschnittes kleiner oder höchstens gleichgroß ist wie der Gesamtumfang der Hülse, derart, daß bei gerollter Kontakthülse die beiden Längsränder des Flachmaterialzu­ schnittes einander benachbart sind.

7. Kontakthülse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontakthülse aus einem mit entsprechen­ den Prägungen versehenen und gerollten Flachmaterialzuschnitt eines Kontaktmaterials gebildet ist, wobei die Breite des Flachmaterialzuschnittes größer wie der Gesamtumfang der Hül­ se, derart, daß bei gerollter Kontakthülse die beiden Endbe­ reiche des Flachmaterialzuschnittes einander überlappen.

8. Kontakthülse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontakthülse an ihrem der Einführöff­ nung der Buchse zugeordneten Endbereich mit radial abgestell­ ten Endbereichen versehen ist, welche eine axiale Abstützung der Kontakthülse gegen einen radial nach innen eingezogenen, die Einführöffnung begrenzenden Teil der Buchse bilden.

9. Kontakthülse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontakthülse beidendig mit radial abge­ stellten Endbereichen versehen ist, über welche sie einer­ seits gegen einen radial nach innen eingezogenen, die Ein­ führöffnung begrenzenden Teil und andererseits gegen den Bo­ den der Kontakthülse abgestützt ist.

10. Kontakthülse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthülse um ihre Achse verdrillt ist, derart, daß die Kontaktbereiche über ihre Länge hin schräg zur Einführrichtung des zugehörigen Steckerstiftes ausgerichtet sind.