DE3026695A1

DE3026695A1 - Verfahren und anordnung zur installation von buchsenkontakten

Info

Publication number: DE3026695A1
Application number: DE19803026695
Authority: DE
Inventors: James Lyons Von Harz; John Robert Moore; Leland Wayne Oliver; Robert Joseph Trivison; Peter Sylvester Willcox
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: ITT Inc
Priority date: 1979-07-20
Filing date: 1980-07-15
Publication date: 1981-02-12
Also published as: GB2053587B; JPS5618380A; GB2053587A; DE3026695C2; FR2462034B1; FR2462034A1; ES8105522A1; ES493470A0; US4241976A

Description

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Verfahren und Anordnung zur Installation von Buchsenkontakten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Installation von Buchsenkontakten in einem Buchsenkörper/ der mit entsprechenden Ausnehmungen zur Aufnahme der Buchsenkontakte versehen ist, die ihrerseits als federnde Metallhülse in die Ausnehmungen eingesetzt und nachfolgend mittels eines Preßstempels bis zur satten Anlage an der Wandung der jeweiligen Ausnehmung aufgeweitet werden.

Stand der Technik

Eine Anordnung der vorgenannten Art ist durch die US-PS 4 114 976 bekannt. Die Metallkörper der Buchsenkontakte sind mit nach außen ragenden Widerhaken versehen. Durch Wärmezufuhr von außen oder über den Preßstempel wird der Werkstoff des Buchsenkörpers vornehmlich im Bereich der Ausnehmungen erreicht, so daß sich die Widerhaken beim Auseinanderdrücken der Buchsenkontakte durch den Preßstempel in die Wandung des Buchsenkörpers eindringen und dadurch einen Formschluß zwischen Buchsenkontakt und Buchsenkörper herstellen.

Bei den für diese Anwendung üblicher Weise benutzten Werkstoffe treten gelegentlich dadurch Probleme auf, daß sich beim Ausformvorgang oder während des nachträglichen Aushärtens feinste Risse und Spalten bilden. Die Wandstärke der Stege zwischen den einzelnen Ausnehmungen für die Buchsenkontakte beträgt vielfach jedoch nur o,13mm (9 mils) bis o,28 mm (11 mils), so daß es passieren kann, daß die erwähnten Risse und Spalten durch diese dünnen Wandungen hindurchgehen. Dieses führt bei einem ausrei-

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chenden Spannungsgefälle zwischen den Buchsenkontakten in den entsprechenden Ausnehmungen zu einem Durchschlag der

sich

Wandung. Außerdem kannfbei einer Benutzung in feuchter Umgebung Wasser in den Rissen und Spalten niederschlagen, was ebenfalls zu Spannungsüberschlägen führt.

Aufgabe und Lösung

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, Spannungsüberschläge zwischen eng benachbarten Buchsenkontakten in einem Buchsenkörper weitgehend zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes auf.

Vorteile

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Kunstharzbeschichtung der Metallkörper der Buchsenkontakte in Verbindung mit einer Wärmebehandlung in einfacher Weise sichergestellt ist, daß die mikroskopisch feinen Risse und Spalten mit einem Isolationsmaterial ausgefüllt werden, so daß Überschläge der genannten Art auf ein Mindestmaß reduziert sind.

Beschreibung der Erfindung

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen epoxydharzbeschichteten Buchsenkontakt gemäß der Erfindung im teilweisen Längsschnitt.

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Figur 2 den Buchsenkontakt der Figur 1 in einer Draufsicht auf die Oberseite.

Figur 3 und Figur 4 in schematischer Darstellung zwei Stationen aus dem Beschichtungsablauf einer Reihe von Buchsenkontakten gemäß Figur 1,

die noch über einen Trägerstreifen miteinander verbunden sind.

Figur 5 bis 8 das Einsetzen und Fixieren eines Buchsenkontaktes in einer entsprechenden Ausnehmung im Buchsenkörper in Schnittdarstellung.

Die Figuren 1 und 2 zeigen in detaillierter Ausführung einen mit einem überzug aus einem Epoxydharz versehenen Buchsenkontakt 1o. Letzterer besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Metallkörper 12, der zwei nach innen abgebogene federnde Kontaktzungen 14 hat. Unterhalb der Zungen 14 sind in den Metallkörper 12 nach außen rausgedrückte Widerhaken 16 vorgesehen. Der gesamte Metallkörper 12 ist mit einem überzug 18 versehen. Für den überzug findet ein Material Verwendung, das die Eigenschaft besitzt Unebenheiten einschließlich feinster Risse und Spalten an der Innenseite der Ausnehmungen 26 in einem Buchsenkörper 28 aus Plastikwerkstoff,in die Buchsenkontakte 1o eingesetzt werden sollen, auszufüllen. Bei den Buchsenkontaktenlokann es sich bis auf den überzug 18 um Ausführungen handeln, wie sie in der vorerwähnten US-PS 4 114 beschrieben sind.

Damit der überzug 18 in der Lage ist, feinste Risse und Unebenheiten im Plastikwerkstoff des Buchsenkörpers 28 auszufüllen, ist es erforderlich, daß das Überzugsmaterial auf den Werkstoff des Buchsenkörpers 28 abgestimmt ist, d.h. daß er in den Isolierstoff, aus dem der Buchsenkörper 28 besteht, eindringt. Vornehmlich besteht das Überzugsmaterial

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aus einem harzhaltigen Werkstoff, der einen chemischen Austauschstoff enthält, der mit einem chemischen Substituent im Plastikwerkstoff des Buchsenkörpers 28 übereinstimmt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Buchsenkörper 28 aus Polyethersulfon (Polyethersulfone). Ein geeignetes Material für den überzug 18, das die genannten Kompatibilitätseigenschaften besitzt, ist ein sulfonmodifiziertes Epoxydharz, wie z.B. ein unter der Typenbezeichnung EC-229O auf dem Markt befindlicher Klebstoff. Aufgrund einer Infrarot-Analyse dieses Klebstoffes, wird angenommen, daß dieser Klebstoff aus einem Epoxydharz besteht, der auf einen Sulfonmonomer reagiert hat, wie bei 4,4'-Sulfonyldiphenol.

Der EC-229o-Klebstoff wird vom Hersteller als ein duroplastischer flüssiger Klebstoff beschrieben, der insbesonders zum Verbinden von Metall mit Metall oder für die Herstellung von kupferkaschiertem Kunstharzglas geeignet ist. Der Klebstoff hat folgende Eigenschaften:

Farbe - hell bernsteinfarben

Konsistenz - dünn syrupflüssig

Festgehalt - 21+1% unter Belastung

Basis - Epoxydharz

Lösungsmittel - Ketonalkohol

Nettogewicht - o,9 kg + 24 g/L (7,5 + o,2 lbs/gal)

Entflammpunkt - ca. 27O°K/ -2,5°C (24°F)

Zum Beschichten der Buchsenkontakte 1o mit dem EC-229o-Harz ist es vorzuziehen die Zähflüssigkeit durch Mischen mit einem geeigneten Lösungsmittel zu reduzieren, wie z.B. mit Methylethylketon. Um einen vollständigen Überzug eines aus Berilliumkupfer bestehenden Buchsenkontaktes zu gewährleisten, ist es angebracht durch Hinzufügen von Lösungsmittel zum ursprünglichen Epoxydharz die Konsistenz (solid constant) auf 6% zu reduzieren.

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Die Beschichtung der Buchsenkörper kann in der in Figur 3 gezeigten Weise erfolgen. Die Metallkörper 12 sind alle noch mit einem Trägerstreifen 2o verbunden. Der Streifen 2o wird abgesenkt und dadurch die Metallkörper 12 in das in vorbeschriebener Weise verdünnte Epoxydharz 22 eingetaucht. Nach dem Eintauchen passieren die Metallkörper eine nicht dargestellte Luftbürste durch die überschüssige Epoxydlösung abgeblasen wird. Danach durchläuft der Trägerstreifen 2o mit den daran hängenden Metallkörpern 12 eine Heizeinrichtung 24, wie in Figur 4 dargestellt, damit sich der Epoxydharzüberzug 18 verfestigt. Der Kunstharzüberzug 18 erfährt dabei eine Erwärmung auf ungefähr 394°K/121°C(25o°F). Bei dieser Temperatur erfolgt keine vollständige Vernetzung, aber eine so weitgehende Trocknung und Erhärtung, daß die Trägerstreifen 2o mit den daran befindlichen Buchsenkontakten 1o normal gehandhabt und gelagert werden können. Die Dicke der Beschichtung beträgt ungefähr 2,5 bis 7,6 /am (0,1 bis 0,3 mils).

Die Figuren 5 bis 8 zeigen in verschiedenen Stadien den Ablauf des Einsetzvorganges eines mit einem überzug 18 versehenen Buchsenkontaktes 1o in eine Ausnehmung 26 des aus Plastikwerkstoff bestehenden Buchsenkörpers 28. Ein von dem Trägerstreifen 2o losgelöster Buchsenkontakt 1o wird zuerst · leicht zusammengedrückt und in diesem Zustand in die Ausnehmung 26 eingeführt. Nach dem erfolgten Einsetzen wird der Buchsenkontakt wieder entspannt. Anschließend wird ein beheizter kegelförmiger Preßstempel 3o von der offenen Seite her in den Buchsenkontakt 1o eingeführt, wie Figur 6 zeigt, über den annähernd auf 533°K/256°C(500°F) aufgeheizten Preßstempel 3o wird der Buchsenkontakt 1o entsprechend erhitzt und gleichzeitig mit dem Hineindrücken des Preßstempels auseinandergedrückt. Durch die Erwärmung des Buchsenkontaktes 1o wird der ihn umgebende überzug 18 weich, während gleichzeitig die Widerhaken 16 unter dem Druck des Preßstempels 3o in die Wandung der Ausnehmung 26 im Buchsenkörper 28

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hineingedrückt werden, wie Figur 7 zeigt. Die Erwärmung auf die angegebene Temperatur bewirkt, daß der Kunstharzüberzug 18 sich nunmehr vollständig vernetzt und polymerisiert und damit seinen Endzustand erreicht. Da der Buchsenkörper Io während dieses Prozesses unter der expandierenden Spannung des Preßstempels 3o steht, dringt das erweichte überzugsmaterial in feinste Risse und Spalten bzw. Unebenheiten in der Wandung der Ausnehmung 26 und bewirkt dadurch eine Versiegelung, die ein Eindringen von Wasser oder Feuchtigkeit zwisehen Buchsenkontakt 1o und Buchsenkörper 28 unterbindet.

Nach diesem Vorgang wird der Preßstempel 3o aus dem Buchsenkontakt 1o herausgezogen, wie Figur 8 zeigt. Damit ist der Vorgang des gleichzeitigen Einsetzens und Einbettens des Buchsenkontaktes Io in den Buchsenkörper 28 vollzogen.

Schneidet man einen Buchsenkörper 28 nach erfolgtem Einsetzen eines Buchsenkontaktes 1o gemäß vorbeschriebenen»Prozess entsprechend der Schnittdarstellung von Figur 5 bis 8 auf und prüft unter einem Elektronenmikroskop den Übergangsbereich zwischen dem Metallkörper 1-2 und dem Buchsenkörper 28, so stellt man fest, daß zwischen dem kupfernen Metallkörper 12 des Buchsenkontaktes 1o und dem Plastikmaterial des Buchsenkörpers 28 keine Übergangsschicht erkennbar ist. Offensichtlich hat sich der gelöste Kunstharzüberzug 18 innig mit dem Material des Buchsenkörpers 28 verbunden. Der Kunstharzüberzug verschließt die feinsten Risse, Poren und Spalten im Buchsenkörper mit dem Erfolg, daß bei einem Spannungsfestigkeitstest mit 15oo Volt vorstehend versiegelte Steckvorrichtungen wesentlich weniger Ausfälle zeigen, als sie bei Steckverbindern auftreten, bei denen die Buchsenkontakte nicht versiegelt sind. So hat es sich z.B. gezeigt, daß bei zwei Gruppen von je fünfzehn gleichen Steckvorrichtungen mit versiegelten bzw. unversiegelten Buchsenkontakten in der ersten Gruppe ein Versager auftrat, während in der zweiten Gruppe sieben Ausfälle zu verzeichnen waren. Bei einem anderen Test, bei dem neununddreißig Steckvorrichtungen mit versiegelten Buchsenkontak-

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ten und zweiunddreißig Steckvorrichtungen mit unversiegelten Buchsenkontakten überprüft wurden, zeigte sich in der ersten Gruppe kein Ausfall, während die zweite Gruppe einen Ausfall hatte. Ein weiterer Test von vierunddreißig Steckvorrichtungen mit versiegelten Buchsenkontakten trat kein Ausfall auf, während ein anderer Test mit siebenunddreißig Steckvorrichtungen, deren Buchsenkontakte nicht versiegelt waren, achtzehn Ausfälle auftraten.

Es wurden Silberplatierungsstudien auf elektrischem Wege bei kunstharzbeschichteten Buchsenkontakten (vor dem Einsetzen in einen Buchsenkörper) durchgeführt. Dabei hat sich herausgestellt, daß der Kunstharzüberzug eine Vielzahl von Mikroporen hat, wie Granalien der Silberplatierung gezeigt haben. Sogar nach dem Einsetzen der Buchsenkontakte in den Buchsenkörper und nach Vernetzung des Kunstharzüberzuges durch die Wärmeeinwirkung wird eine wirksame Versiegelung erreicht. Dieses läßt erkennen, daß es vor allem die Wärmebehandlung ist, die die geschlossene Verbindung zwischen dem Metallkörper 12 des Buchsenkontaktes 1o und dsm Buchsenkörper 28 bewirkt und nicht die Tatsache, daß der Metallkörper 12 für sich durch den Kunstharzüberzug 18 isoliert ist.

Es wurde weiterhin festgestellt, daß die in vorbeschriebener Weise kunstharzbeschichteten Buchsenkontakte 1o unter einer um 366,5°K/93,3°C (2oo°F) bis 422°K/148,8°C(3oo°F) niedrigeren Temperatur in den aus einem Plastikwerkstoff bestehenden Buchsenkörper 28 eingesetzt werden können, als es bei Buchsenkontakten ohne Beschichtung möglich ist. Durch die niedrigere Temperatur werden die federnden Kontaktzungen 14 wärmemäßig geringer belastet, wodurch die Federwirkung der Kontaktzungen 14 erhalten bleibt und damit die Bruchgefahr verringert wird, was weiterhin zu einer Ausfallverringerung führt. Darüber hinaus besteht eine geringere Gefahr, daß sich der Buchsenkörper 28 unter der Hitzeeinwirkung verformt.

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Es besteht keine Notwendigkeit einer Beschränkung der vorbeschriebenen Materialien für den Buchsenkörper 28 und den überzug 18 der Metallkörper 12. So hat sich gezeigt, daß andere Werkstoffpaarungen ebenfalls für den vorgenannten Zweck geeignet sind.

Es ist klar, daß der Werkstoff des Buchsenkontaktüberzuges auf das beim Buchsenkörper verwendete Material abgestimmt sein muß. Als Werkstoffe für den Buchsenkörper eignen sich weiterhin thermoplastische Kunstharze wie Polyarylsulfon und Polyoxyarylsulfon. Bei Verwendung eines Polyphenylensulfidharzes für den Buchsenkörper eignet sich als Überzug für die Metallkörper der Buchsenkontäkte ein 4,4·-Thyodiphenyl modifiziertes Epoxydharz.

Xm übrigen ist der Anmeldungsgegenstand nicht auf Buchsenkontakte mit Widerhaken beschränkt. Es hat sich gezeigt, daß das vorbeschriebene Prinzip mit dem gleichen vorteilhaften Ergebnis auch bei herkömmlichen Buchsenkontakten, die keine Widerhaken haben, anwendbar ist. Diese werden in der vorbeschriebenen Weise mit einem Überzug aus einem Kunstharz versehen, der kompatibel mit dem Werkstoff ist, aus dem der Buchsenkörper besteht. Das Einsetzen der entsprechend vorbehandelten Buchsenkontakte und das Verschmelzen des Überzugsmaterials mit dem des Buchsenkörpers unter Wärmeeinwirkung erfolgt in der gleichen Weise wie vorbeschrieben.

2 Blatt Zeichnungen

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L e e r s e ί t e

Claims

Deutsche ITT Industries GmbH
Freiburg

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Patentansprüche

Verfahren zur Installation von Buchsenkontakten in einem Buchsenkörper, der mit entsprechenden Ausnehmungen zur
Aufnahme der Buchsenkontakte versehen ist, die ihrerseits als federnde Metallhülsen in die Ausnehmungen eingesetzt und nachfolgend mittels eines Preßstempels bis zur satten Anlage an der Wandung der jeweiligen Ausnehmung aufgeweitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkörper (12) der Buchsenkontakte (1o) vor dem Einsetzen in die
Ausnehmungen (26) des Buchsenkörpers (28) mit einem überzug (18) aus einem Kunstharz versehen werden, daß das
Überzugsmaterial mit dem des Buchsenkörpers (28) verbindbar ist und daß nach dem Einsetzen der Buchsenkontakte (1o) während des AufWeitungsvorganges durch den Preßstempel(3o) zumindest der Kunstharzuberzug (18) auf eine Temperatur
erwärmt wird, bei der dieser mit dem Buchsenkörper (28)
eine innige Verbindung eingeht.
2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkörper (12) der
Buchsenkontakte (1o) erwärmt werden.

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3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ daß der Preßstempel (3o) beheizt ist.
4. Maßnahme zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet/ daß die für den Buchsenkörper (28) und den Überzug (18) verwendeten Materialien einen gemeinsamen chemischen Austauschstoff haben.
5. Maßnahme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet/ daß der chemische Austauschstoff ein Schwefel enthaltendes Radikal ist.
6. Maßnahme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet/ daß der überzug (18) aus einem Epoxydharz besteht.
7. Maßnahme nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Buchsenkörpers (28) ein Polyethersulfon ist und daß das Epoxydharz des Überzuges (18) einem sulfonmodifizierten Epoxydsystem entstammt.

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