DE3248256A1 - Kontaktstift und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Bezeichnung : Kontaktstift und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft einen Kontaktstift für elektrische Vielfachstecker und dergl. mit rundem Schaftquerschnitt und sich zum Ende hin verjüngender Kuppe.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der Kuppe eines derartigen Kontaktstiftes.

Kontaktstifte dieser Art haben einen Durchmesser in der Größenordnung von 1 mm. Sie müssen im Vielfachstecker sehr genau positioniert werden, damit sie gleichzeitig in die entsprechende Zahl von Hülsen der Steckdose passen. Geringfügige Toleranzüberschreitungen führen schon dazu, daß die Stiftstirnflächen gegen die Hülsenkanten stoßen, sodaß Beschädigungsgefahr besteht. Aus diesem Grund sind schon Stifte bekannt, die eine kegelförmige Spitze haben. Mit solchen Stiften ist eine Selbstzentrierung der Stifte bezüglich der Hülsen möglich und Toleranzengenauigkeiten lassen sich in gewissem Maß kompensieren. Die Herstellung der Stifte ist jedoch aufwendig und ihnen haftet ein weiterer Nachteil an, der auf die zwischen der Kegelmantelfläche der Spitze und der Zylindermantelfläche des Stiftschaftes gebildete Umfangskante zurückgeht. Da diese Kontaktstifte mit einer sehr dünnen Goldauflage versehen werden,

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ist diese im Bereich der genannten Umfangskante beim häufigen Einstecken und Ausziehen des Stiftes gefährdet. Die Goldauflage wird, wie die Erfahrung gezeigt hat, im Bereich dieser scharfen Kante leicht beschädigt, sodaß es dann zu Kontaktschwierigkeiten kommen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuen Kontaktstift und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, um auf kostengünstige Weise eine Kuppenausbildung des Kontaktstiftes zu schaffen, die einen Selbstzentrierungseffekt hat und mindestens in Umfangsrichtung verlaufende scharfe Kanten vermeidet.

Diese Aufgabe wird bei einem Kontaktstift der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Stiftkuppe mehrere gewölbte Abschnitte aufweist, die mit dem Stiftschaft weiche übergänge bilden und die über mindestens einen großen Teil des Schaftumfanges tangential in die geraden Mantellinien des zylindrischen Stiftschaftes übergehen.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Stiftkuppe zwei spiegelbildlich einander mit Abstand gegenüberliegende, sowohl in axialer Richtung als auch im ünfangsrichtung gekrümmte Wölbungsflächen aufweist, zwischen denen mindestens ein wei-

terer ebenfalls gekrümmter, die Wölbungsflächen verbindener Flächenstreifen angeordnet ist.

In einer im allgemeinen ausreichenden Ausführungsform ist dieser Flächenstreifen einfach gekrümmt und weist in Ümfangsrichtung gerade Konturenlinien auf. In weiterer Ausgestaltung ist die in ümfangsrichtung gemessene Breite des Flächenstreifens im Stirnbereich der Kuppe am kleinsten und nimmt von dort nach beiden Seiten hin allmählich zu. Die Wölbungsflächen laufen dabei möglichst tangential in den Flächenstreifen ein, sodaß keine oder allenfalls schwach ausgeprägte Übergangskanten gebildet werden. Solche Kanten verlaufen aber im wesentlichen längs der Mantellinien, also im allgemeinen axial und sind somit viel weniger gefährlich als scharfe Umfangskanten im Bereich des Schaftdurchmessers. Kontaktstifte dieser Art haben wenigstens angenähert im Kuppenbereich eine drehteilähnliche Form und erfüllen die allermeisten in der Praxis gestellten Forderungen. Insbesondere ist die feine Goldauflage gegen Abschabungen beim häufigen Einstecken des Kontaktstückes viel besser geschützt.

Werden an den Kontaktstift noch höhere Anforderungen gestellt, so besteht eine Weiterbildung der Erfindung noch darin, daß der Flächenstreifen mindestens an den

Übergangszonen zu den benachbarten Wölbungsflächen gekrümmte Übergangsabschnitte aufweist. Durch einen zusätzlichen Prägevorgang werden diese Übergangszonen geglättet, sodaß die Stiftkuppe mindestens über den größten Umfangsbereich kantenfrei ist. Die gewölbten Übergangsflächen verschmälern damit den an sich einfach gekrümmten Flächenstreifen und können diesen sogar bis auf den Wert Null schrumpfen lassen. In diesem Fall setzt sich die Kuppe nur noch aus doppelt gekrümmten Oberflächen zusammen, die zwar unterschiedliche Wölbungsradien haben, jedoch einem Drehteil sehr nahe kommen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer

Stiftkuppe ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem

ersten rechtwinklig zur Stiftlängfsachse erfolgenden

I Stanzvorgang mit einem, eine etwa; halbovale oder etwa halbelliptische Schneidkante aufweisenden Schneidwerkzeug eine sich im Querschnitt zum Endehin verjüngende Kuppe gebildet wird, die einen von einer Seite des Stiftes über den Stirnbereich zur gegenüberliegenden

Seite des Stiftes reichenden einfach gekrümmten Flächenstreifen hat, welche im Stirnbereich am breitesten ist und nach beiden Seiten hin allmählich schmaler wird und daß in einem anschließenden Prägevorgang mit zwei in derselben bzw. dazu parallelen Richtung wie beim

Stanzvorgang relativbewegten Prägestempeln die beiden vom Flächenstreifen getrennten Kuppehbereiche derart in axialer Richtung und in Umfangsrichtung verformt werden, daß der Flächenstreifen im Stirnbereich am schmälsten ist und nach beiden Seiten hin allmählich breiter wird und die Kuppe eine angenähert drehteilähnliche Gestalt hat.

Mit diesem Verfahren läßt sich durch einen einzigen Stanzvorgang und einen anschließenden Prägevorgang ein Kontaktstift in drehteilähnlicher Ausbildung schaffen, die den gestellten Anforderungen vollauf genügt.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß dem Prägevorgang ein Glätt-Prägevorgang nachgeschaltet wird, bei dem die Relativbewegung der Prägestempel rechtwinklig zum ersten Prägevorgang erfolgt und durch den mindestens die im wesentlichen axial verlaufenden zwischen den doppeltgekrümmten Kuppenbereichen und dem einfach gekrümmten Flächenstreifen jeweils vorhandenen Kanten zu kantenfreien Übergangsflächen verformt werden.

Mit diesem zusätzlichen Glätt-Prägevorgang können allenfalls abgesehen vom unmittelbaren Spitzenbereich

jegliche Übergangskanten vermieden werden, sodaß die geprägte Kuppe sich auch bei starker Vergrößerung kaum mehr von einem Drehteil unterscheiden läßt.

Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, sei die Erfindung näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausfühiungsform des neuartigen Kontaktstiftes,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Steckhülse für den Kontaktstift gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Trägerstreifens, in den die Kontaktstifte eingeschossen sind,

Fig. 4 eine Querschnittansicht durch den Stift längs der Linie 4-4 gemäß Fig* 1,

Fig. 5 eine Querschnittansicht längs der Linie 5-5 der Fig. 1,

Fig. 6 eine Draufsicht eines Schnittstempels nach erfolgtem Schnitt der Stiftkuppe,

Fig. 7 eine Vorderansicht der Prägewerkzeuge, Fig. 8 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht der

Prägewerkzeuge gemäß Fig. 7, Fig. 9 eine Vorderansicht von zwei Glätt-Prägestem-

peln und
Fig. 10 eine Seitenansicht eines Glätt-Prägestempels mit eingesetztem Stift.

Ein allgemein mit 10 bezeichneter Kontaktstift besitzt einen Schaft 12 mit im Durchmesser verkleinerten Schaftende 14. Der Durchmesser des Schaftes 12 beträgt ca.1mm. Das Vorderende des Schaftes 12 hat eine Kuppe 16, die aus drei Flächenabschnitten besteht, nämlich einer oberen Wölbungsfläche 18, einer spiegelbildlich dazu liegenden unteren Wölbungsfläche 20 und einem dazwischen angeordnetem Flächenstreifen 22. Die Wölbungsflächen 18 und 20 sind doppelt gekrümmt, d.h. die Mantelflächen weisen sowohl in einem Axialschnitt, als auch in einem Radialschnitt jeweils eine gekrümmte Form auf. Die Wölbungsflächen 18, gehen kantenfrei in die Zylinderfläche des Schaftes 12 über. Der mittlere Flächenstreifen 22 ist nur einfach gewölbt, d.h. die Wölbung verläuft in einer Axialebne und sämtliche Schnitte parallel zu dieser Axialebene im Bereich des Flächenstreifens 22 haben die gleiche Kontur.

Zwischen jeder der Wölbungsflächen 18, 20 und dem mittleren Flächenstreifen 22 wird eine Kante 24 bzw. 26 gebildet, an welcher die benachbarten Flächen unter einem

kleinen Winkel zusammenstoßen, der in Fig. 5 zur besseren Veranschaulichung übertrieben groß dargestellt ist. In der Praxis beträgt dieser Winkel zwischen den Flächen 18, 22 und 20, 22 jeweils nur etwa 10°, sodaß die Flächen beinahe kantenfrei ineinanderlaufen, mit bloßem Auge sind die Kanten 24, 26 jedenfalls nicht mehr sichtbar.

Wie sich aus Fig. 1 deutlich ersehen läßt, ist der mittlere Flächenstreifen 22 im Bereich der Kuppenspitze am schmälsten und verbreitert sich dann, nach beiden Seiten hin bis kurz vor Erreichen des Umfanges des Schaftes 12. Anschließend laufen die beiden Kanten 24, 26 im Mantelbereich des Schaftes 12 zusammen, wo mit diesem ein gewisser kleiner Winkel gebildet ,wird, der aber je nach Ausbildung des Stanzwerkzeuges, wie nachstehend noch beschrieben wird, so klein gehalten werden kann, daß dieser Flächenstreifen 22 praktisch tangential in den Schaftumfang einläuft.

In jedem Fall bildet der Flächenstreifen 22 geometrisch eine Zylinderfläche, deren Erzeugende eine parallel zu sich selbst geführte Gerade ist. Im Axialschnitt hat dieser Flächenstreifen 22 eine halbovale oder halbelliptische Form.

Im vertikalen Axialabschnitt der Stiftkuppe 16 weisen

die beiden Wölbungsflächen 18, 20 gekrümmte Konturen auf, die hinten tangential in die gerade Mantellinie des Stiftschaftes 12 übergehen und die sich zum Kuppenvorderende hin nähern, jedoch nicht zusammenstoßen, sondern durch eine gerade Vertikallinie verbunden sind, welche vom Flächenstreifen 22 gebildet wird. Die Länge dieser Vertikallinie beträgt etwa 20 % bis 25 % des Schaftdurchmessers. Die gewölbte Linie bildet mit der geraden Linie des Flächenstreifens 22 einen Winkel, der möglichst klein gehalten ist. Die an der Übergangsstelle gezeichnete Kante ist, wie vorstehend schon angedeutet, nicht scharf ausgeprägt, sondern eher weich als Übergangsbereich ausgebildet.

Der in Fig. 1 dargestellte Stift hat im Kuppenbereich eine drehteilähnliche Form, wobei in Umfangsrichtung des Schaftes verlaufende scharfe Kanten vermieden sind. Die verbleibenden Kanten zwischen den einzelnen Flächen 18, 22 und 20, 22 sind ebenfalls flächenmäßig als Übergangsbereiche ausgebildet, sodaß auch hier keine scharfen Kanten entstehen. Der so hergestellte Stift wird mit einer dünnen Auflage aus einem Edelmaterial, beispielsweise Gold versehen und in einem nicht dargestellten Stecker verankert und mit einem elektrischen Anschluß verlötet. Der Kontaktstift wird im Gebrauch in eine Kontakthülse 28 eingesteckt, wie sie in Fig. 2

perspektivisch veranschaulicht ist. Eine Mehrzahl solcher Hülsen 28 ist in einer Steckdose angeordnet. Der Hülseninnendurchmesser stimmt mit dem Außendurchmesser des Schaftes 12 des Kontaktstiftes 10 überein. Auch im Fall gewisser Toleranzungehauigkeiten kann der Stift jedoch in die Hülse 28 leicht eingeführt werden, da dank der allseitig gewölbten Kuppenkontur.ein Selbstzentrierungseffekt erzielt wird. Dabei können die Kanten 30 am Einsteckkanal der Hülse 28 keinerlei Abschabungen an der Oberfläche der Kuppe 16 des Stiftes 10 bewirken, dank der beschriebenen praktisch kantenfreien Kuppenausbildung. Der Stift 10 kann also sehr häufig in eine Hülse eingesteckt werden, ohne daß die Gefahr der Beschädigung der empfindlichen Edelmetallauflage besteht.

Die Figur 3 zeigt einen fertigen mit Kontaktstiften 10 bestückten Trägerstreifen 32.Ein solcher Streifen wird aus Metallblech gestanzt und gebogen und dann einer Verbindungsstelle zugeführt, in welcher auf Länge geschnittene und vorgeprägte Drahtstifte eingeschossen werden. Die so eingesetzten Drahtstifte werden beim weiteren Vorrücken des Trägerstreifens 32 einer Schneideinrichtung zum Kuppenschneiden und mindestens einer Prägeeinrichtung zum Kuppenprägen zugeführt, wonach sich die in Fig. 3 dargestellte Ausbildung ergibt.

Das Verfahren zur Herstellung der Kuppe eines Stiftes 10 wird anhand der Figuren 6 bis 10 veranschaulicht. Der Stift 10 hat anfänglich ein etwa zylindrisches Vorderende, das in einem Stanzvorgang unter Verwendung eines Schnittstempels 34 so beschnitten wird, daß sich eine Schnittfläche 22 ergibt, deren Kontur in der Draufsicht in Fig. 6 gezeigt ist und die eine halbovale oder halbelliptische Form aufweist. Dabei ergeben sich scharfe Kanten zwischen der Schnittfläche 22 und der zylindrischen Außenfläche des Schaftes 12.

In einem zweiten Arbeitsgang wird die so vorgefertigte Stiftkuppe verformt. Dazu werden zwei Prägewerkzeuge 36, 38 verwendet, die im geschlossenen Zustand in der Stiftmittelebene zusammenstoßen. In diesen Prägestempeln sind Prägeflächen 40, 42 ausgebildet und es ist nun wesentlich, daß die beiden Prägewerkzeuge 36, 38 in derselben Richtung relativ bewegt werden, wie der Schnittstempel 34. D.h. wenn der Schnittstempel vertikal geführt ist, so werden auch die beiden Prägewerkzeuge 36, 38 vertikal geführt, während der Stift seine Lage beigehält. Mit den Formflächen 40,42 der Prägewerkzeuge werden die doppelt gekrümmten Wölbungsflächen 18, 20 der Kuppe 16 (Fig. 1) erzeugt.Gleichzeitig wird der Flächenstreifen 22 der Stiftkuppe in die in den Figuren 1 und 8 dargestellte Form gebracht.

Mit den beschriebenen beiden Stanζ-Prägevorgängen ist die in Fig. 1 dargestellte Kuppenausbildung erreicht. Um die normalerweise nicht mehr störenden Kanten oder besser : Randbereiche zwischen den Flächen 18, 22 und 20, 22 zu verformen kann ein zweiter Prägevorgang unter Verwendung der Prägewerkzeuge 44, 46 angeschlossen werden, der rechtwinklig zum ersten Prägevorgang stattfindet, im Fall eines vertikalen erste Prägevorganges, also in horizontaler Richtung von beiden Seiten her. Damit wird eine Glättprägung erreicht, da die Formflächen 48, 50 der Prägewerkzeuge 44, 46 die Übergänge im Bereich der Kanten 24, 26 (Fig. 1) des Stiftes so verformen, daß die Kuppe des Stiftes 10 in allen Flächenbereichen praktisch doppelt gekrümmt ist, die Kup

pe somit kantenfrei und praktisch! gebildet ist.

drehteiIgleich aus-

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Claims (7)

dipl.-inq. h. j. hübner D-896Kempten.Mozaitstr.21, Ruf 08 31/23291 PATENTANSPRÜCHE

1.) Kontaktstift für elektrische Vielfachstecker und dergl., mit rundem Schaftquerschnitt und sich zum Ende hin verjüngender Kuppe, dadurch gekennzeichnet, daß die Stiftkuppe (16) mehrere gewölbte Abschnitte (18, 20, 22) aufweist, die mit dem Stiftschaft (12) weiche übergänge bilden und die über mindestens einen großen Teil des Schaftumfanges
tangential in die geraden Mantellinien des zylindrischen Stiftschaftes (12) übergehen.

2. Kontaktstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stiftkuppe (16) zwei spiegelbildlich einander mit Abstand gegenüberliegende, sowohl in axialer Richtung als auch in ümfangsrichtung gekrümmte Wolbungsflächen (18, 20) aufweist, zwischen denen mindestens ein weiterer ebenfalls gekrümmter, die Wölbungsflächen (18, 20) verbinden-

der Flächenstreifen (22) angeordnet ist.

3. Kontaktstift nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenstreifen (22) einfach gekrümmt ist und in Umfangsrichtung gerade Konturenlinien aufweist.

4. Kontaktstift nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in umfangsrichtung gemessene Breite des Flächenstreifens (22) im Stirnbereich der Kuppe (16) am kleinsten ist und von dort nach beiden Seiten hin allmählich zunimmt.

5. Kontaktstift nach einem der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenstreifen (22) mindestens an den Übergangszonen zu den benachbarten Wölbungsflächen (18, 20) gekrümmte Übergangsabschnitte aufweist.

6. Verfahren zur Herstellung der Kuppe eines Kontaktstiftes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten rechtwinklig zur Stiftlängsachse erfolgenden Stanzvorgang mit einem, eine etwa halbovale oder etwa halbelliptische Schneidkante aufweisenden Schneidwerkzeug eine sich im Querschnitt zum Ende hin verjüngende

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Kuppe (16) gebildet wird, die einen von einer Seite des Stiftes über den Stirnbereich zur gegenüberliegenden Seite des Stiftes reichenden einfach gekrümmten Flächenstreifen· (22) hat, welcher im Stirnbereich am breitesten ist und nach beiden Seiten hin allmählich schmaler wird und daß in einem anschliessenden Prägevorgang mit zwei in derselben bzw. dazu parallelen Richtung wie beim Stanzvorgang relativbewegten Prägestempeln die beiden vom Flächenstreifen (22) getrennten Kuppenbereiche (18, 20) derart in axialer Richtung und in ümfangsrichtung verformt werden, daß der Flächenstreifen (22) im Stirnbereich am schmälsten ist und nach beiden Seiten hin allmählich breiter wird und die Kuppe (16) eine angenähert drehteilähnliche Gestalt hat.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Prägevorgang ein Glätt-Prägevorgang nachgeschaltet wird, bei dem die Relativbewegung der Prägestempel rechtwinklig zum ersten Prägevorgang erfolgt und durch den mindestens die im wesentlichen axial verlaufenden zwischen den doppeltgekrümmtert Kuppenbereichen (18, 20) und dem einfach gekrümmten Flächenstreifen (22) jeweils vorhandenen Kanten (24, 26) zu kantenfreien Übergangsflächen verformt werden.