DE2731001A1

DE2731001A1 - Elektrische steckkontaktbuchse

Info

Publication number: DE2731001A1
Application number: DE19772731001
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Tesch
Original assignee: CDS CONNECTORS DEVELOPMENT AND SUPPLY AG; CDS Connectors Development and Supply AG
Current assignee: CDM Connectors Development and Manufacture AG
Priority date: 1977-05-25
Filing date: 1977-07-08
Publication date: 1978-11-30
Also published as: CH618549A5; DE2731001C3; DD136561A5; US4168880A; JPS5821787B2; FR2392510B1; FR2392510A1; GB1601485A; JPS53146191A; DE2731001B2; SU862847A3

Description

PATiNTANWXLTE LING. KLAUS BERNHARDT /

D - ß MONCHiN 00 *4

ORTHSTRASSE 12

CDS Connectors Development and Supply AG, Zug (Schweiz)

Elektrische Steckkontaktbuchse

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Steckkontaktbuchse mit einem Buchsenkörper aus elektrischem Kontaktmaterial, der Schlitze zur Bildung mindestens eines radial nachgiebigen Kontaktfingers aufweist, und mit einer den Buchsenkörper aussen umgreifenden Federhülse aus Federblech, die den Kontaktfinger des Buchsenkörpers gegen innen drängt.

Eine Steckkontaktbuchse dieser Art ist zur Aufnahme eines Steckerstiftes bestimmt, zwecks Herstellung einer lösbaren elektrischen Verbindung zwischen der Steckkontaktbuchse und dem Steckerstift. Der aus elektrischem Kontaktmaterial, wie Messing, Kupfer, Bronze, bestehende Buchsenkörper gewährleistet einen niedrigen elektrischen Uebergangswiderstand und eine verhältnismässig hohe Strombelastbarkeit und lässt sich wegen der relativ geringen Elastizität dieses Kontaktmaterials in einfacher Weise durch eine Quetsch- oder Crimp-Verbindung an einen elektrischen Leiter anschliessen. Die Federhülse hat die Aufgabe, den Kontaktfinger des Buchsenkörpers elastisch gegen innen zu drücken, um einen ausreichend hohen Kontaktdruck zwischen dem Buchsenkörper und dem eingesteckten Steckerstift herbeizuführen, was ohne die Federhülse wegen der relativ geringen Elastizität des Kontaktfingers nicht im selben Mass möglich wäre. Umgekehrt wären der elektrische Uebergangswiderstand zwischen dem Buchsenkörper und dem eingeführten Steckerstift, der Durchgangswiderstand der Steckkontaktbuchse sowie die Strombelastbarkeit der Steckverbindung weniger günstig, wenn die Federhülse oder ein Teil derselben unmittelbar, anstatt über wenigstens einen Kontaktfinger des Buchsenkörpers aus Kontaktmaterial, auf den Steckerstift drücken würde. Der gleiche Nachteil ergäbe sich in noch ausgeprägterem Masse, wenn der Buchsenkörper

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selbst aus federelastischem Material gefertigt wäre, damit eine zusätzliche Federhülse entfallen könnte, wobei dann auch die Herstellung eines einwandfreien Quetschoder Crimp-Anschlusses wegen der Rückfederung des Materials des Buchsenkörpers in Frage gestellt wäre.

Bei bekannten Steckkontaktbuchsen der eingangs genannten Art zeigt sich häufig der Nachteil, dass der mittels der Federhülse über den Kontaktfinger auf den Steckerstift ausgeübte Druck verhältnismässig grosse Abweichungen von Steckverbindung zu Steckverbindung aufweist, was auf herstellungsbedingte Unterschiede in der Formgebung der Teile zurückzuführen ist. Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steckkontaktbuchse der eingangs genannten Art so auszubilden, dass eine geringere Streuung der über den Kontaktfinger auf den eingeführten Steckerstift wirkenden Federkraft gewährleistet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe beruht auf der Erkenntnis, dass die Abhängigkeit der auf den Kontaktstift wirkenden Federkraft von den Herstellungstoleranzen der Teile umso kleiner ist, je geringer die Steilheit der Federcharakteristik im Kraft/Weg-Diagramm ist. Dies wird bei der Steckkontaktbuchse gemäss der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, dass die Federhülse an ihrem einen Ende ein den Buchsenkörper umspannendes Spannband bildet und zwischen dem Spannband und dem entgegengesetzten Ende der Federhülse mindestens eine durch Schlitze gebildete, sich in Längsrichtung der Federhülse erstreckende Zunge mit einem freien Ende aufweist, das dem Spannband zugewandt ist und radial einwärts auf den Kontaktfinger des Buchsenkörpers einen Druck ausübt.

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Diese Merkmale der Erfindung und weitere Einzelheiten und Vorteile von speziellen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Ansprüchen, aus der nun folgenden Beschreibung und aus den zugehörigen Zeichnungen, in denen die Erfindung rein beispielsweise veranschaulicht ist.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäss ausgebildete elektrische Steckkontaktbuchse in einer Seitenansicht;

Fig. 2 ist eine Draufsicht zu Fig. 1;

Fig. 3 stellt die Steckkontaktbuchse im axialen Längsschnitt nach der Linie III-III in Fig. 2 dar;

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3» in grösserem Massstab;

Fig. 5 ist ein analoger Querschnitt nach der Linie V-V in Fig. 3;

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung der beiden Bauteile der Steckkontaktbuchse, nämlich einen Buchsenkörper und eine Federhülse, in getrenntem Zustand;

Fig. 7 ist eine analoge perspektivische Darstellung der gleichen Bauteile, wobei diese aber je in einer um 180° gedrehten Lage gezeigt sind.

Die in den Figuren dargestellte elektrische Steckkontaktbuchse besteht aus einem im wesentlichen rohrförmigen Buchsenkörper 11 aus elektrischem Kontaktmaterial, z.B. Messing, und einer den Buchsenkörper 11 aussen umgreifenden Federhülse 12 aus Federblech, z.B* Stahlblech. Der Buchsenkörper ist aus Blechmaterial gerollt und weist eine

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Längsfuge 13 auf, wo die einander gegenüberliegenden Schnittkanten des Bleches stumpf aneinander stossen, wie man deutlich in den Fig. 4, 5 und 6 erkennt. Das eine Ende des Buchsenkörpers 11 weist eine Mündung 14 zum Ein= führen eines (nicht dargestellten) elektrischen Steckerstiftes auf, während die entgegengesetzte Endpartie des Buchsenkörpers als im Querschnitt U-förmige Anschlussklemme 15 zum Einlegen eines (nicht dargestellten) elektrischen Leiters ausgebildet ist, der beispielsweise durch Quetschen der Anschlussklemme 15 mit dem Buchsen·» körper 11 mechanisch und elektrisch verbunden werden kann.

Der Buchsenkörper 11 weist ferner einen Querschlitz 16 (Fig. 6 und 7) und zwei Längsschlitze 17 und 18 auf, die in bezug auf die Trennfuge 13 symmetrisch angeordnet sind und zusammen mit der Trennfuge 13 zwei nebeneinander verlaufende Kontaktfinger 19 und 20 bilden, welche sich in Längsrichtung des Buchsenkörpers 11 erstrecken. Das durch den Querschlitz 16 begrenzte freie Ende der beiden Kontaktfinger 19 und 20 ist der Mündung 14 zugekehrt und weist von dieser einen Abstand auf. Zwischen der Mündung 14 und dem Querschlitz 16 befindet sich eine ringförmige Endpartie 21 des Buchsenkörpers. Im Gegensatz zu dieser ringförmigen Endpartie 21, die praktisch radial unnachgiebig ist, sind die beiden Kontaktfinger 19 und 20 radial zur Längsaxe des Buchsenkörpers 11 nachgiebig, so dass die an den Querschlitz 16 angrenzenden Endpartien der Kontaktfinger nach innen oder nach aussen bewegt werden können. Dir: beiden Längsschlitze 17 und 18 sind derart angeordnet, dass den beiden Kontaktfingern 19 und 20 eine Buchsenpartie 22 gegenüber liegt, die sich über etwa den halben Umfang des Buchsenkörpers 11 erstreckt und somit praktisch radial unnachgiebig ist. Die an die Längsschlitze

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17 und 18 angrenzenden Schnittkanten der Buchsenpartie 22 bilden Je einen Anschlag für die freie Endpartie des einen bzw, des anderen Kontaktfingers 19 bzw. 20, um die Bewegbarkeit der Kontaktfinger nach innen zu begrenzen.

Die Federhülse 12 ist aus Federblech rohrartig gerollt und weist eine Längsfuge 30 (Fig. 6 und 7) auf, wo die einander gegenüberliegenden Schnittkanten des Bleches stumpf aneinander stossen. Die Längsfuge 30 der Federhülse 12 liegt der Längsfuge 13 des Buchsenkörpers 11 diametral gegenüber, wie insbesondere die Fig. 4 und 5 zeigen. Das eine Ende der Federhülse 12 ist bündig mit der Mündung 14 des Buchsenkörpers 11. Die zwischen dem genannten Ende und einem Querschlitz 31 liegenden Endpartie der Federhülse 12 bildet ein Spannband 32, welches die unnachgiebige ringförmige Endpartie 21 des Buchsenkörpers 11 satt umspannt. In axialer Richtung ist die Abmessung des Spannbandes 32 etwas grosser als die entsprechende Abmessung der ringförmigen Endpartie 21 des Buchsenkörpers 11, so dass das Spannband 32 auch den Querschlitz des Buchsenkörpers und die freien Endpartien der Kontaktfinger 19 und 20 übergreift, wie in Fig. 3 ersichtlich ist. Hierdurch bildet ein Teil des Spannbandes 32 einen Anschlag zum Begrenzen der Bewegbarkeit der Kontaktfinger 19 und 20 nach aussen.

Von den Enden des Querschlitzes 31 der Federhülse gehen zwei Längsschlitze 33 und 34 aus, die zusammen mit dem Querschlitz 31 eine Zunge 35 umgrenzen, deren freies Ende dem Spannband 32 zugewandt und durch einen Längsschlitz 36 in zwei Partien 35a und 35b gegabelt ist. Die Zunge 35 liegt dem Längsechlitz 30 der Federhülse 12 dla-

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metral gegenüber und ist so geformt, dass sie in entspanntem Zustand, d.h. solange die Federhülse 12 noch nicht um den Buchsenkörper 11 gelegt ist, einwärts gegen die Längsaxe der Federhülse gerichtet ist. Im zusammengebauten Zustand der Steckkontaktbuchse übt daher die Zunge 35 unter dem Einfluss ihrer Elastizität einen Druck auf die Kontaktfinger 19 und 20 aus, wobei jede der Partien 35a und 35b individuell auf einen der Kontaktfinger drückt, um denselben gegen innen zu drängen. Die Längsschlitze 33 und 34, welche beiderseits der Zunge 35 verlaufen, erstrecken sich vom Querschlitz 31 bis in die Nähe des vom Spannband 32 abgekehrten Endes 37 der Federhülse, wogegen der die Zunge 35 gabelnde Längsschlitz 36 erheblich kürzer ist.

An den die Längsfuge 30 bildenden Rändern weist die Federhülse 12 je zwei Verankerungslappen 38 und 39 auf, die einander paarweise gegenüber stehen und die paarweise in eine Oeffnung 40 bzw. 41 in der Wand des Buchsenkörpers 11 eingreifen (Fig. 3, 5 und 7). Ein Paar Verankerungslappen 38 und die zugeordnete Oeffnung 40 befinden sich im Bereich des Spannbandes 32 der Federhülse 12 bzw. der ringförmigen Endpartie 21 des Buchsenkörpers 11. Das andere Paar Verankerungslappen 39 und die zugeordnete Oeffnung 41 befinden sich in der Nähe des entgegengesetzten Endes 37 der Federhülse. Die Oeffnungen 39 und 40 liegen der Längsfuge 13 des Buchsenkörpers 11 diametral gegenüber. Damit die Verankerungslappen 38 bzw. 39 in der Oeffnung 40 bzw. 41 einen guten Halt finden, sind die mit den Verankerungslappen zusammenarbeitenden Flanken der Oeffnungen 40 und 41 in zueinander parallelen Ebenen angeordnet, so dass auch die einander gegenüberliegenden Verankerungslappen 38 bzw. 39 parallel zueinander zu liegen kommen,

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wie deutlich der Fig. 5 zu entnehmen ist. Zweckmässig werden die Oeffnungen 40 und 41 ausgestanzt, wenn das zur Bildung des Buchsenkörpers 11 dienende Blech bereits U-förmig vorgebogen ist. Mit Hilfe der Verankerungslappen 38 ist das Spannband 32 der Federhülse 12 fest auf der ringförmigen Endpartie 21 gehalten. Hingegen umgibt die vom Spannband 32 abgekehrte Endpartie 37 der Federhülse den Buchsenkörper 11 weniger fest oder vorzugsweise mit etwas Spiel, dessen Sinn und Zweck noch erläutert werden wird.

Das von der Mündung 14 abgewandte Ende der Federhülse 12 ist schliesslich noch mit mehreren Sperrlappen 42 versehen, die von dem Buchsenkörper 11 abgespreizt sind und dazu dienen, zusammen mit einem Aussenwulst 43 die Steckkontaktbuchse 11, 12 in einem Isolierstoffgehäuse (nicht dargestellt) festzuhalten, wie diese dem Fachmann bekannt ist.

Die federnde Zunge 33 der Federhülse 12 drängt die beiden Kontaktfinger 19 und 20 des Buchsenkörpers 11 so stark nach innen, dass die freien Endpartien der Kontaktfinger gegen die Schnittkanten der unnachgiebigen Buchsenpartie 22 anschlagen, wie man in den Fig. 3 und 4 sehen kann. Wenn man in die Mündung 14 des Buchsenkörpers 11 einen Steckerstift einführt, dessen Durchmesser nur relativ wenig kleiner ist als der lichte Durchmesser der ringförmigen Endpartie 21 des Buchsenkörpers, so werden die freien Endpartien der beiden Kontaktfinger 19 und 20 entgegen dem Einfluss der Elastizität der Zunge 35 von den Schnittkanten der Buchsenpartie 22 abgehoben, und der Steckerstift wird mittels der federnden Zunge 35 zwischen der unnachgibiegen Buchsenpartie 22 und den Kontaktfingern

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19 und 20 ausreichend fest geklemmt, um einen geringen elektrischen Uebergangswiderstand zwischen Steckerstift und Buchsenkörper zu gewährleisten und zugleich ein unbeabsichtigtes Herausgleiten des Steckerstiftes aus der Steckkontaktbuchse zu verhüten. Eine Auslenkung der Kontaktfinger 19 und 20 nach aussen über das zulässige Mass hinaus, z.B. wenn der Steckerstift schräg in die Steckkontaktbuchse eingeführt wird, ist durch das Spannband 32 der Federhülse 12 verhindert, weil das Spannband 32 die freien Enden der Kontaktfinger 19 und 20 übergreift und somit einen Anschlag zur Begrenzung der Bewegbarkeit der Kontaktfinger gegen aussen bildet. Dadurch wird auch eine Ueberbeanspruchung der federnden Zunge 35 der Federhülse 12 und eine Erlahmung der Federwirkung verhütet. Das fest um die ringförmige Endpartie 21 gelegte Spannband 32 der Federhülse 12 schützt zudem auch die Mündung 14 gegen Aufweiten, insbesondere im Beid.ch der Längsnaht 13 des Buchsenkörpers 11.

Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Steckkontaktbuchse, zusätzlich zu den vorstehend erwähnten vorteilhaften Eigenschaften, ist darin zu sehen, dass die federnde Zunge 35 der Federhülse 12 verhältnismässig lang ausgebildet ist und demzufolge eine relativ flach verlaufende Charakteristik im Weg/Kraft-Diagramm aufweist. Das bedeutet, dass die Zunge 35 an der vom Buchsenkörper 11 noch getrennten Federhülse 12 verhältnismässig stark einwärts gebogen ist. Beim Zusammenbau der Steckkontaktbuchse erfährt deshalb die Zunge 35 einen beträchtlichen Anfangsfederweg und eine relativ hohe elastische Vorspannung, selbst dann, wenn die beiden Kontaktfinger 19 und 20 bis zum Anschlagen an den Schnittkanten des unnachgiebigen

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Buchsenteiles 22 nach innen gedrängt sind. Der Federweg, den das freie Ende der Zunge 35 beim Einführen eines Stekkerstiftes in die Steckkontaktbuchse zurücklegt, ist im Vergleich zum Anfangsfederweg der Zunge gering, weshalb die Kraft, mit der die Zunge auf die Kontaktfinger 19 und 20 drückt, nur wenig zunimmt und nur in geringem Masse abhängig ist von Herstellungstoleranzen in den Abmessungen des Innendurchmessers des Buchsenkörpers 11 und des Aussendurchmessers des Steckerstiftes. Demzufolge sind die genannten Herstellungstoleranzen auch praktisch ohne Einfluss auf die Qualität der elektrischen und mechanischen Verbindung zwsichen der Steckkontaktbuchse und dem eingeführten Steckerstift sowie auf die zum Einführen und Herausziehen des Steckerstiftes benötigten Kräfte zur Ueberwindung der Reibung zwischen Steckerstift und Buchsenkörper. Die beschriebene flache Federcharakteristik bewirkt auch eine Verminderung des Einflusses aller übrigen Fabrikationstoleranzen auf die Qualität der Steckkontaktbuchse und der mit ihr erzielbaren Steckverbindung.

Wenn, wie erwähnt, die vom Spannband 32 abgekehrte Endpartie 37 der Federhülse 12 den Buchsenkörper 11 mit etwas Spiel umgibt, bekommt die Federcharakteristik im Weg/Kraft-Diagramm einen noch flacheren Verlauf, weil dann nicht nur die Zunge 35 allein federnd nachgiebig ist, sondern zusätzlich, wenn auch in geringerem Mass, auch die Flanken der Federhülse zwischen der Längsfuge 30 und dem Längsschlitz 33 bzw. 34 elastisch nachgiebig sind. In diesem Fall zeigen sich die oben beschriebenen Vorteile der Stakkontaktbuchse in noch ausgeprägterem Mass.

Die beschriebene und dargestellte Steckkontaktbuchse lässt sich auf verhältnismässig einfache Weise herstellen und zusammenbauen, wobei der oben erwähnte geringe Einfluss

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der Herstellungstoleranzen auf die Qualität der Steckkontaktbuchse und der erzielbaren Steckverbindung sich günstig auf den Herstellungspreis auswirkt. Die Steckkontaktbuchse ist wegen der oben beschriebenen Eigenschaften besonders für die Verwendung in mehrpoligen Steckverbindern geeignet, wobei der Innendurchmesser des Buchsenkörpers 11 z.B. im Bereich von etwa 1,5 mm liegen kann.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1 Λ Elektrische Steckkontaktbuchse mit einem Buchsenkörper aus elektrischem Kontaktmaterial, der Schlitze zur Bildung mindestens eines radial nachgiebigen Kontaktfingers aufweist, und mit einer den Buchsenkörper aussen umgreifenden Federhülse aus Federblech, die den Kontaktfinger des Buchsenkörpers gegen innen drängt, dadurch gekennzeichnet, dass die Federhülse (12) an ihrem einen Ende ein den Buchsenkörper (11) umspannendes Spannband (32) bildet und zwischen dem Spannband (32) und dem entgegengesetzten Ende (37) der Federhülse (12) mindestens eine durch Schlitze (31f 33» 34) gebildete, sich in Längsrichtung der Federhülse (12) erstreckende Zunge (35) mit einem freien Ende aufweist, das dem Spannband (32) zugewandt ist und radial einwärts auf den Kontaktfinger (19, 20) des Buchsenkörpers (11) einen Druck ausübt.

2. Steckkontaktbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktfinger (19, 20) des Buchsenkörpers (11) ein freies Ende aufweist, das einer radial unnachgiebigen, ringförmigen Endpartie (21) des Buchsenkörpers (11) zugewandt ist, und dass das Spannband (32) der Federhülse (12) teils auf der ringförmigen Endpartie (21) des Buchsenkörpers (11) sitzt und teils das freie Ende des Kontaktfingers (19, 20) aussen übergreift zum Begrenzen der Bewegbarkeit des Kontaktfingers nach aussen.

3. Steckkontaktbuchse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federhülse (12) aus Federblech rohrartig gerollt ist und eine Längsfuge (30) aufweist, die auf der

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der Zunge (35) gegenüber liegenden reite der Federhülse (12) engeordnet i3t, und dass die runder der Lüngcfugö (350) ^s nit cindestens eines Verankerun£slnp?en (33 _f 29) verachen sind, wolcho Verankcruncclappen (23, 33) oinc.iider paarweise £e£entlber liefen imd par.rwoire in eine Ausnehmung (40, 41) in der »/and des £uchseiii:c"rpers (11) anniiherod radial eingreifen, und dass ein Paar der Vcrankcrungclappen (33) im Bereich des 5panr.baride3 (32) angeordnet ist und letztere» formschlüssig ara Uofeng der ringförmigen Endpartie (21) des Euchsöiikörper3 (11) festhält·

A, Stecklcontalrtbuchße nach einen dor Ansprüche 1 bis 3, do'lurch jekenrzeichnet, dacs die doo Cpannband (32) c:it gefjengesetrte Endpartie (37) der FederhUlse (12) den Euchscnlvcrper (11) mit etwas Spiel umgibt.

5· Steckkontaktbucbse nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Paar der Veranlicrun£slappcn (39) der FedcrUilso (12) in Bereich der den Euchscrücörpor (11) cit Gpiol umgebenden Endpartie (37) der Fe-ci'„-rhülse (12) angeordnet ist.

6. ütecld:ontalttbuchsc nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (40, 41) in der Wand des Buchsenkörpero (11) zwei in parallelen Ebenen verlaufende Flanken aufweist und die in diese Ausnehmung (40, 41) eingreifenden Verankenmsslcppen (33, 39) parallel zueinander stehen.

7· ßteckkontaktbuchse nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch £ekennzelclinet, das3 die den nachgiebigon Ι-ολ-taktfingcr (19, 20) bildenden Schlitze (IC, 17, 10) dc3 BuchscnUürvers (11) so angeordnet sind, dass der Kontakt-

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finger (19# 20) einer unnachgiebigen Buchsenpartie (22) gegenüber liegt, die sich Über etwa den halben Umfang des Buchsenkörpors (11) erstreckt und deren Längskanten je einen Anschlag zum Begrenzen der Bewegbarkeit des Kontaktfingers (19, 20) nach innen bilden.

8. Steckkontaktbuchse nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass der Euchsenkörper (11) aus Blech zu einen Rohr mit einer Längsfuge (13) gerollt ist, die zusammen mit einen Cuersehlitz (16) und zwei Längsschlitzcn (17, 13) des Buchsenkörpers (11) zwei nebeneinander verlaufende Kontaktfinger (19» 20) bildet, welche der urjiachgiebigen Buchsenpertie (22) gegenüber liegen und deren Bevegbarkeit nach innen durch je eine der L&r.gskantcn der unnachgiebigen Buciisenpartie (22) begrenzt ist.

9. Steckkontaktbuchse nach Anspruch 8, dadurch ge- j kennzeichnet, dass die Zunge (35) der Federhülse (12) in j zwei Partien (35a, 35b) gegabelt ist, von denen jede auf einen dor Kontaktfinger (19* 20) des Euchsenkörpers (11) einen Druck ausübt. ]

10· Steckkontaktbuchse nach den Ansprüchen 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsfuge (30) der Federhülse (12) der Längsfuge (13) de3 Buchsenkörpers (11) diametral gegenüber liegt und dass die Ausnehmung (40, 41), in welche die Verankerungslappen (38, 39) der Federhülse (12) eingreifen, in der unnachgiebigen Buchsenpartie (22) des Buchsenkörpers (11) angeordnet ist.

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