DE3026563C2 - - Google Patents

Description

Abschirmungen in elektrischen Steckverbindern werden all­ gemein zur Verhinderung des Eindringens von elektromagne­ tischen Störwellen, wie z. B. Hochfrequenz, verwendet.

Aus den US-Patentschriften 36 78 444 und 41 06 839 sind ringförmige Abschirmungen bekannt, die so aus Blech hergestellt werden, daß diese sich in Längs­ richtung erstreckende sowie jeweils mit Abstand voneinan­ der angeordnete Federfinger aufweisen, welche für die Ver­ bindung zwischen den Hälften eines Steckverbinders sorgen. Die Luftspalte zwischen den Federfingern verhindern aber eine wesentliche Elimination der unerwünschten Interferenzen.

Eine andere bekannte, ebenfalls aus Blech geformte Abschir­ mung für elektrische Steckverbinder, besteht im wesentlichen aus einem ringförmig gebogenen, federnden Metallband mit auf seinen beiden Längsseiten sich wechselseitig in das Band erstreckenden Schlitzen. Dieser Abschirmungsring wird bei der Montage geweitet, auf das Steckerteil geschoben und danach beim Verbinden von Stecker- und Buchsenteil leicht zusammengedrückt. Weil aber die vor der Montage des Ab­ schirmungsringes offenen Schlitze auch nach seiner Montage und bei gesteckten Verbinderhälften offen bleiben, bilden diese Lücken für hochfrequente Wellen unerwünschte Lecks.

Aus der US-PS 38 35 443 ist schließlich noch eine Abschir­ mung für elektrische Steckverbinder entnehmbar, die aus einer schraubenförmig gewickelten Feder besteht, welche zwischen den Stirnflächen der Steckerhälften angeordnet ist. Die Windungen des Federwickels erstrecken sich dabei im spitzen Winkel zur Längsachse des Steckverbinders. Wenn die Steckerhälften miteinander in Eingriff kommen, wird die Schraubenfeder axial flachgedrückt, wobei sich ihre Zwischenräume verringern. Wie bei den zuvor schon erwähn­ ten Steckverbindern, bleiben auch hier nach vollständiger Verbindung von Stecker- und Buchsenteil noch Lücken oder Fenster, die elektromagnetische Störwellen eindringen las­ sen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Federkränzen anzugeben, die, insbeson­ dere bei der Verwendung in Steckverbindern, eine sehr weit­ gehende Abschirmung von elektromagnetischen Störwellen bewirken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst. Die durch Anwendung dieses Herstellungsverfahrens erreichbaren Vorteile sind in der Beschreibung angegeben. Eine Ausführung des verfahrensgemäß hergestellten Gegen­ standes und dessen Ausgestaltungen können den Unteran­ sprüchen entnommen werden.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen wie folgt näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein ausgeschnitten dargestelltes Teil des Steck­ verbinders in einer Seitenansicht, teilweise längs­ geschnitten;

Fig. 2 den Ausschnitt eines Blechbandes, während der Federkranz-Herstellung, von oben gesehen;

Fig. 3 den in einer Gehäusenut des Steckerteiles lagern­ den Federkranz, in Querschnittsansicht;

Fig. 4 einen Ausschnitt des mit Federkranz bestückten Steckerteils der Fig. 3, in einer Seitenansicht;

Fig. 5 ein Buchsenteil des Steckverbinders mit teilweise eingesetztem Steckerteil, dessen Federkranz vom Gehäuse des Buchsenteiles niedergedrückt ist, in ausgeschnittener Darstellung und von der Seite her gesehen.

In Fig. 1 ist der Steckverbinder allgemein mit 10 bezeich­ net. Er besteht aus einem Steckerteil 12 und einem Buchsen­ teil 14. Das Steckerteil 12 weist ein im wesentlichen zy­ lindrisches Gehäuse 16 auf, welches teleskopartig in das frontseitige Ende des ebenfalls zylindrischen Gehäuses 18 vom Buchsenteil 14 eingreift. Im Gehäuse 16 des Stecker­ teiles 12 sind zwei Isolierkörper 22, 24 angeordnet, die in axialer Lage eine Anzahl Buchsenkontakte 20 enthalten, von denen in Fig. 1 jedoch nur einer dargestellt ist. Jeder Buchsenkontakt 20 nimmt einen Stiftkontakt 26 in sich auf, der innerhalb eines im Gehäuse 18 des Buchsenteiles 14 be­ festigten Isolierkörpers 28 montiert ist. An der Frontseite des Isolierkörpers 28 ist eine Dichtungsplatte 30 vorge­ sehen. Das Gehäuse 16 des Steckerteiles 12 trägt eine mittels Haltering 34 drehbar befestigte Kupplungsmutter 32. Deren vorderer Teil steht mit einem Außengewinde des Gehäuses 18 vom Buchsenteil in Eingriff.

Das zur Abschirmung dienende Federelement ist allgemein mit 36 bezeichnet. Es ist in einer ringförmig in die Mantelfläche 40 des hülsenartigen Gehäuses 16 eingeschnit­ tenen Nut 38 angeordnet. Das Federband weist in bezug auf das Gehäuse 18 eine ausreichende radiale Höhe auf, die einer Passung mit Übermaß entspricht, so daß die Innen­ fläche 42 des Buchsengehäuses 18 sich beim Verbinden von Stecker- und Buchsenteil 12, 14 über das Federband schiebt und dieses hierbei radial in Richtung auf den Nutengrund zusammenpreßt.

Es ist davon auszugehen, daß die Bauart des Steckverbin­ ders 10 im wesentlichen bekannt ist, ausgenommen die nur als Ausführungsbeispiel erwähnte Ausbildung für das Feder­ band. Die einen Federkranz darstellende Abschirmungsfeder kann bei den meisten Steckverbinderausführungen verwendet werden. Während im vorliegenden Fall der Buchsenkontakt 20 im Steckerteil 12 angeordnet ist, könnte dieser natürlich auch im Buchsenteil 14 und der Stiftkontakt 26 im Stecker­ teil 12 befestigt sein. Außerdem kann der Steckverbinder ein Paar von Kontakten oder, falls es zweckmäßig ist, auch koaxial angeordnete Kontakte enthalten.

Die Fig. 2 zeigt ein federndes Blechband 44, aus dem der Federkranz 36 geformt ist. Das Band kann aus Beryllium­ kupfer, korrosionsfreiem Stahl oder einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen. Das längliche Blechband 44 weist zwei Reihen Einschnitte 46, 48 auf, die einander abwechseln. Das heißt, daß die eine Reihe Einschnitte 46 von der einen Längs­ kante 49 und die andere Reihe Einschnitte 48 von der anderen Längskante 50 aus in das Blechband 44 eingeschnitten sind. Beide Reihen Einschnitte 46, 48 enden innerhalb des Blech­ bandes 44 jeweils in relativ kleinen Löchern 52, 54. Im Be­ reich jeder Längskante 49, 50 ist das Blechband 44 außerdem mit Durchdrückungen 56, 58 versehen, die vorzugsweise in fluchtender Verlängerung der Einschnitte 46, 48 angeordnet sind. Es versteht sich, daß die Einschnitte 46, 48 wegen ihrer z. B. beim Stanzen durch Trennen erfolgenden Her­ stellung geschlossen sind.

Zur Herstellung des Federkranzes 36 wird das Blechband 44 in Längsrichtung der Schlitze 46, 48 bogenförmig verformt, das Band dann zu einem Ring gebogen und dessen Enden stumpf zusammengeschweißt. Das Formen des Ringes erfolgt in der Weise, daß die Durchdrückungen 56, 58 auf der Innen­ seite des Ringes hervorstehen, wie es am besten Fig. 3 zeigt.

Der Federkranz 36 weist einen kleineren Durchmesser auf als der Nutengrund im Gehäuse 16. Deshalb wird er zur Mon­ tage auf dem Steckerteil aufgeweitet und über das Gehäuse 16 in die Nut 38 eingeschoben. Die Breite der Nut 38 ist größer als die Breite des Blechstreifens 44, aus dem der Federkranz geformt ist, so daß dieser sich unter dem beim Verbinden von Stecker- und Buchsenteil 12, 14 entstehenden radialen Druck frei ausspreizen kann.

Wie die Fig. 3 zeigt, sind die Durchdrückungen 56, 58 so nahe an den Längskanten 49, 50 des Federkranzes 36 angeordnet, daß diese Kanten sich ein wenig über dem Grund der Nut 38 be­ finden. Deshalb können sie auch keine Rillen in den Nuten­ grund schaben, wodurch eine sichere Funktion der Abschir­ mungsfeder gewährleistet ist. Weil die Durchdrückungen 56, 58 außerdem nur mit kleinen Berührungsflächen aufliegen, wird dort der auf das Gehäuse 16 ausgeübte Kontaktdruck konzen­ triert.

Da der Federkranz 36 im expandierten Zustand in der Nut 38 liegt, sind die Seiten der Einschnitte gespreizt, wodurch offene Schlitze 60 gebildet werden. Die Fig. 4 zeigt, wie die Seiten der Schlitze 60 von den Bohrungen 52, 54 ausgehend in Richtung auf die Bandkanten divergieren. Hierdurch wird eine größere Anzahl Federarme 62 gebildet, die jeweils mit den Enden der gegenüberliegenden Federarme verbunden sind. Wie die Fig. 4 im unteren Teil erkennen läßt, sind die Fe­ derarme ein wenig verwunden bzw. verlaufen schraubenförmig, so daß sie relativ zur Achse des Gehäuses 16 eine schräge Lage einnehmen. Eine Längsseite 64 der Schlitze bzw. Feder­ arme 62 ist höher und mehr schräggestellt als die andere Längsseite 66. Der konvexe Bogenverlauf des Federbandes und die schraubenförmige Konfiguration der Federarme 62 entlang den Längskanten des Federkranzes 36 sind vorzugs­ weise so gewählt, daß beim Verbinden von Stecker- und Buchsenteil 12, 14, die voreilende Kante des Buchsengehäuses 18 mit den Federarmen bereits in der Nähe ihrer Löcher 54 in Eingriff kommt, wie es die Fig. 5 veranschaulicht, bei der ein Teil des Gehäuses weggebrochen ist. Bereits an die­ sem Punkt der Verbindungsherstellung wird der Federkranz radial genügend zusammengepreßt, so daß sich die Federarme 62 geradestellen und die offenen Schlitze 60 sich zwischen ihnen schließen. Beim weiteren Überschieben des Gehäuses 18 relativ zum Federkranz, wird dieser soweit nach innen zu­ sammengedrückt, wie es die Fig. 1 zeigt, wodurch ein hoher Kontaktdruck zwischen den Gehäusen 16, 18 von Stecker- und Buchsenteil 12, 14 erzielt wird. Dies bewirken die kleinen Querschnitte der Durchdrückungen 56, 58, wie zuvor bereits erwähnt wurde. Durch die zwei Schritte des Schließens der Schlitze im Federkranz 36 und der folgenden Erzeugung eines Maximums an Federdruck wird auch ein Maximum an elektri­ schem Kontakt zwischen den Gehäusen des elektrischen Steck­ verbinders 10 erzielt, dessen Stecker- und Buchsenteil 12, 14 mit niedrigen Steck- und Ziehkräften ruckfrei in und außer Eingriff bringbar sind.

Es ist verständlich, daß der Federkranz 36 eine ungewöhn­ lich hohe Abschirmungswirkung aufweist, weil dessen ur­ sprünglich offenen Schlitze 60 bei hergestellter Steckver­ bindung geschlossen sind. Außerdem ist der Federkranz von nur minimaler Dicke, er läßt sich mit geringem Kosten­ aufwand herstellen sowie montieren und benötigt zur Mon­ tage auf dem Steckergehäuse 16 keine besonderen Werkzeuge.

Die Verwendung des Federelementes 36 ist nicht allein be­ grenzt auf elektrische Steckverbinder zur Abschirmung von elektromagnetischen Wellen im Bereich der Hoch- oder Nie­ derfrequenz. Zum Beispiel könnte der Federkranz auch auf einem Steckerstift montiert sein, der mit niedriger Steck­ kraft in einen entsprechenden Buchsenkontakt einsetzbar ist. Weiterhin läßt sich das Federelement als äußerst wirksame Erdungsfeder oder als Kontaktfeder in elektri­ chen Verbindungssystemen verwenden, wobei die Federarme 62 eine große Anzahl paralleler Leitungswege darstellen. Es sei noch erwähnt, daß der im Zusammenhang mit vorlie­ gendem Steckverbinder beschriebene Federkranz auch andere Konfigurationen als die ringförmige aufweisen kann. Das Federelement ist sehr biegsam und läßt sich ohne weiteres an Körper mit verschiedenen rechteckigen Querschnitten an­ passen.

Der Federkranz 36 kann auch verwendet werden, wenn er mit nur geringer Kraft am Gehäuse 18 anliegen soll. Ein Ent­ fernen der Durchdrückungen 56, 58 ist nicht erforderlich, sofern im Nutengrund 38 zwei entsprechend schmale, ring­ förmige Rillen (nicht dargestellt) vorgesehen werden. Bei dieser Anordnung dienen die Oberkanten der inneren Rillenwände als Auflage für die Feder 36 und zwar im Bereich des Überganges ihrer Unterseite zu den Innenseiten der Durchdrückungen 56, 58, die nur kurz in die Rillen hineinragen, welche den Federkranz dadurch aber gegen axiales Verschieben halten.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines aus Blech geformten Feder­ kranzes für die elektrische Verbindung von zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen, wie beispielsweise den Ge­ häusen eines aus Stecker- und Buchsenteil zusammengesetzten Steckverbinders, wobei der Federkranz im wesentlichen aus einem ringförmig gebogenen, federnden Metallband mit von beiden Längsseiten ausgehend sich wechselseitig in das Band erstreckenden Federarmen besteht, gekennzeichnet durch die gemeinsame Anwendung folgender Verfahrensschritte:

• a) Ausstanzen der beiden Reihen Löcher (52, 54) und Prägen der beiden Reihen Durchdrückungen (56, 58) im Bereich der Längskanten (49, 50) des Blechbandes (44);
• b) Anbringen der von den Längskanten (49, 50) sich bis in die Löcher (52, 54) der jeweils anderen Bandseite er­ streckenden Einschnitte (46, 48) und Abschneiden der benötigten Bandlänge von einer Vorratsspule;
• c) Herstellen der konvexen Wölbung des Blechbandes (44) mit auf der konkaven Seite vorstehenden Durchdrückungen (56, 58) sowie ringförmiges Biegen des abgelängten Blech­ bandes (44) mit auf der Außenseite des Ringes liegender Wölbung;
• d) Zusammendrücken des Ringbandes bis dessen Kanten stumpf aneinander liegen und Herstellen der Schweißverbindung zwischen den Bandenden.

2. Nach Anspruch 1 hergestellter Federkranz, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mittels der Einschnitte (46, 48) vonein­ ander getrennten Federfinger (62) im montierten Zustand eine derartige schraubenförmige Verwindung aufweisen, daß sie zur Achse des Federkranzes (36) eine schräggestellte Lage einnehmen, in der die eine Längsseite (64) höher steht als die andere Längsseite (66).

3. Federkranz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Seiten (64, 66) der zu Schlitzen (60) aufgeweiteten Einschnitte (46, 48), von den Löchern (52, 54) ausgehend, in Richtung der Längskanten (49, 50) des Blech­ bandes (44) eine divergierende Lage einnehmen.

4. Federkranz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Durchdrückungen (56, 58) in unmittel­ barer Nähe der Längskanten (49, 50) des Blechbandes (44) und die Löcher (52, 54), in denen die Einschnitte (46, 48) enden, vom Blechrand weiter entfernt angeordnet sind.

5. Federkranz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Durchdrückungen (56, 58) im entspann­ ten Zustand des Federkranzes (36), in axialer Verlängerung der Einschnitte (46, 48) im Blechband (44) angeordnet sind.