DE3545633A1 - Elektrische mehrfach-kontaktvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Mehrfach- Kontaktvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Kontaktvorrichtungen werden u. a. für Experimentier- und Entwicklungsarbeiten in der Elektrotechnik und Elektronik, z. B. in der Leistungselektronik, verwendet und werden auch kurz als "Verzweigungspunkte" bezeichnet.

Kontaktvorrichtungen der vorliegenden Art sollen den raschen Aufbau und die Aenderung von Schaltungen in Steckausführung ermöglichen bzw. die Handhabung erleichtern. Sie können z. B. in rasterförmiger Anordnung in Experimental- Schaltungsplatten integriert oder auch in Form von buchsenartigen Bauelementen zum Einsetzen in solche Schaltungsplatten oder andere Halterungen zur Anwendung kommen.

Kontaktvorrichtungen der vorgenannten Art sind bekannt z. B. aus der DE-OS 27 32 761. Diese und andere bekannte Ausführungen sind in ihrem Aufbau kompliziert und hinsichtlich der Herstellung aufwendig. Sie sind ausserdem wegen vergleichsweise kleiner Kontaktflächen und ebensolcher Stromflussquerschnitte zwischen benachbarten Buchsen für Zwecke der Leistungselektronik wenig geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Mehrfach-Kontaktvorrichtung der vorliegenden Art, die sich durch einfachen, herstellungsgünstigen Aufbau sowie durch hohe Leitwerte zwischen den verschiedenen Buchsen einer Kontaktvorrichtung auszeichnet. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist bestimmt durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Der hiernach vorgesehene, durchgehende Kontaktraum begünstigt ganz allgemein einen einfachen Aufbau der Vorrichtung und insbesondere eine einfache Formgebung der Kontakt- und Leitflächen. Besonders wesentlich ist die Kontaktgabe und die Leitverbindung zwischen den verschiedenen Buchsen durch eine unterbrechungsfreie Kontakt- und Leitfläche an der Oberfläche des Kontaktraumes. Hierdurch wird ebenfalls die einfache Gestaltung der Kontaktorgane begünstigt. Ferner ermöglicht die Kontakt- und Leitfläche wegen ihrer die Aufnahmeräume der Kontaktbuchsen umgreifenden Grundform eine optimale Leitverbindung zwischen den verschiedenen Buchsen sowie eine grossflächige Kontaktierung.

Die folgenden Ausführungen betreffen einige der in Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen der Erfindung:

Besondere Vorteile hinsichtlich einfacher Herstellung des Kontaktkörpers bietet eine allgemein-zylindrische Ausbildung der Kontakt- und Leitflächen, d. h. entsprechend einer geometrischen Fläche, die durch Parallelverschiebung einer Geraden als Erzeugende entsteht. Es kommen insbesondere Ausbildungen als Hohlprofil mit Aus- bzw. Einbuchtungen entsprechend den einzelnen Kontaktelement-Aufnahmeräumen in Betracht, z. B. in Form eines Rosettenprofils. Geeignete Kontaktkörper können vorteilhaft einfach aus dünnwandigen Profilsträngen oder gepressten bzw. gezogenen Blechprofilen durch Ablängen hergestellt werden. Solche aus leitfähigem Material bestehenden Kontaktkörper bilden dann mit ihrer Innen- und/oder Aussenseite unmittelbar die Kontakt- und Leitflächen. Andererseits können - jeweils nach den Gegebenheiten des Anwendungsfalles mit speziellen Vorteilen - geeignete Kontaktkörper als dünnwandige und damit federelastische, aber auch als massive Formteile aus Isoliermaterial, z. B. aus Kunststoff oder Keramik, mit einer Beschichtung aus leitfähigem Material zur Bildung der Kontakt- und Leitflächen hergestellt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Hierin zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführung einer erfindungsgemässen Kontaktvorrichtung in Form eines rosettenartigen Hohlprofil-Kontaktkörpers in Axialansicht;

Fig. 2 einen Axialschnitt des Kontaktkörpers nach Fig. 1, zusätzlich mit eingesetztem Zentralstecker;

Fig. 3 eine zweite Ausführung einer erfindungsgemässen Kontaktvorrichtung in Form einer Schaltungsplatte mit einer Mehrzahl von eingesetzten Kontaktkörpern gemäss Fig. 1;

Fig. 4 eine dritte Ausführung einer erfindungsgemässen Kontaktvorrichtung mit einem Kontaktkörper gemäss Fig. 1, der in einen Einzel-Haltekörper eingesetzt ist, in Verbindung mit einer Schaltungsplatte;

Fig. 5 eine vierte Ausführung einer erfindungsgemässen Kontaktvorrichtung nach Art von Fig. 4, jedoch mit einem abgewandelten Haltekörper und eingesetzter Zentralbuchse;

Fig. 6 und

Fig. 7 weitere abgewandelte Ausführungen von Kontakt- und Haltekörpern nach der Erfindung im Axialschnitt;

Fig. 8 eine weitere Ausführung einer erfindungsgemässen Kontaktvorrichtung mit rosettenartigem Hohlprofil-Kontaktkörper, jedoch mit aussenliegenden Kontaktelement-Aufnahmeräumen, in Axialansicht;

Fig. 9 eine Ausführung einer erfindungsgemässen Kontaktvorrichtung mit 2 koaxial ineinanderliegend angeordneten Hohlprofil- Kontaktkörpern in Axialansicht,

Fig. 10 einen Axialschnitt der Kontaktvorrichtung nach Fig. 9 längs der Schnittebene X-X und

Fig. 11 eine Ausführung einer erfindungsgemässen Kontaktvorrichtung mit reihenförmigen Hohlprofil-Kontaktkörper, eingesetzt in eine Schaltungsplatte, in Axialansicht zu den Kontaktelement-Aufnahmeräumen.

Die Kontaktvorrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem rosettenartigen, dünnwandigen Hohlprofil-Kontaktkörper KK, dessen Inneres einen einen durchgehenden Kontaktraum KR mit 4 peripheren Aufnahmeräumen AR sowie einem zentralen Aufnahmeraum ARZ für übliche, stiftförmige Kontaktelemente KE bildet (in Fig. 1 im Querschnitt angedeutet). Die innere Oberfläche des Hohlprofils bildet eine Kontakt- und Leitfläche KF, die sich unterbrechungsfrei um die Kontaktelement-Aufnahmeräume erstreckt. Damit ergeben sich innerhalb der Vorrichtung 5 Kontaktbuchsen KB, die untereinander durch die Kontakt- und Leitfläche KF elektrisch verbunden sind.

Die Kontakt- und Leitfläche KF ist ihrer geometrischen Form nach allgemein-zylindrisch ausgebildet. Dies begründet die vorteilhaft einfache Herstellungsmöglichkeit des Kontaktkörpers als Strangpressprofil oder als gezogenes, gewalztes oder gepresstes Blechprofil. Ferner ermöglichen die geraden und untereinander parallelen Mantellinien bzw. Erzeugenden eine sichere und grossflächige Kontaktierung an den üblichen, zylindrischen Kontaktstiften.

Die dünnwandige Ausbildung des Kontaktkörpers ermöglicht bei entsprechender Bemessung des Innendurchmessers der Aufnahmeräume AR und ARZ in Bezug auf den Aussendurchmesser der stiftförmigen Kontaktelemente KE auch die für eine sichere Kontaktierung erforderliche, federelastische Anpressung. Dabei ist es von Bedeutung, dass die Kontakt- und Leitfläche KF mit ihren Abschnitten A 1 und A 2 jeweils weniger als 360° des Querschnittsumfanges der Aufnahmeräume AR bzw. ARZ bildet. Infolgedessen wird nämlich die federelastische Expansion und Kontraktion der entsprechenden Wandabschnitte des Kontaktkörpers nicht behindert. Besonders günstig sind diesbezüglich die Verhältnisse beim zentralen Aufnahmeraum ARZ. Hier bildet die Kontakt- und Leitfläche KF 2 Paare von gegenseitig beabstandeten und einander gegenüberliegenden Abschnitten A 2 des Aufnahmeraum-Querschnittsumfanges, so dass sich eine erhöhte federelastische Nachgiebigkeit und wegen der teilweise voneinander unabhängigen radialen Beweglichkeit der Abschnitte eine gleichmässigere Anpressung ergibt.

Für eine sich über möglichst kurze Wege erstreckende elektrische Leitverbindung zwischen den in benachbarten Buchsen KB befindlichen Kontaktelementen KE ist es wichtig, dass sich die Kontakt- und Leitfläche unterbrechungsfrei über entsprechende Abschnitte der Oberfläche des Kontaktraumes erstreckt. Besonders günstig ist diesbezüglich die bei einem geschlossenen Hohlprofil-Kontaktkörper über alle Buchsen unterbrechungsfrei durchgehende Kontakt- und Leitfläche, weil sich für zwei beliebige Kontaktelemente jeweils ein doppelter Verbindungs-Strompfad ergibt, nämlich über die beiden komplementären Teile des gesamten Innenumfanges des Kontaktraumes. Gegebenenfalls kann aber eine Stoss- bzw. Unterbrechungsstelle, wie sie bei Herstellung des dünnwandigen Kontaktkörpers durch Falten, Pressen oder Ziehen eines Blechprofils auftritt, durchaus zugelassen werden.

Fig. 2 zeigt als vorteilhafte Erweiterungsmöglichkeit für den Aufbau von Experimentierschaltungen und dergl. den festen Einsatz eines zentralen Kontaktelementes KEZ mit nach unten vorstehendem Steckerteil ST in den Aufnahmeraum ARZ. Gegebenenfalls kommen auch andere und mehrere Aufnahmeräume für den Einsatz solcher Stecker in Betracht. Im Beispiel ist für die Befestigung ein selbstschneidendes Gewindeteil GW am oberen Abschnitt des Kontaktelementes KEZ vorgesehen, es kommt aber auch mit Vorteil eine Befestigung durch eine stoffschlüssige Verbindung, z. B. durch Löten oder Punktschweissen, oder auch nur durch Einpressen in Betracht.

Fig. 3 zeigt den Einsatz eines Kontaktkörpers KK der vorstehend erläuterten Art in einer entsprechend formangepassten Aufnahme KA eines als isolierende Schaltungsplatte ausgebildeten Haltekörpers HK. Am Boden der Aufnahme KA ist eine Durchbrechung D für das Einführen eines Kontaktelementes KE von unten in den zentralen Kontaktelement-Aufnahmeraum ARZ angedeutet. Wie in Fig. 3 nur schematisch durch weitere, strichpunktierte Mittelachsen angedeutet, lassen sich auf diese Weise ausgedehnte Mehrfach-Buchsenfelder in rasterförmiger Verteilung bequem herstellen. Besonders vorteilhaft ist auch die Möglichkeit, die insgesamt radial federelastischen Kontaktkörper in einfache Bohrungen der Schaltungsplatte einzusetzen.

Fig. 4 zeigt die Bildung einer nach aussen im wesentlichen isoliert abgeschirmten Mehrfach-Buchseneinheit durch Einsetzen eines Kontaktkörpers KK in einen buchsenförmigen Haltekörper HK 1 aus Isoliermaterial. An dem die Kontaktkörperaufnahme KA begrenzenden Bodenabschnitt B des Haltekörpers ist ein Haltezapfen HZ angesetzt, im Beispiel zweckmässig einfach einstückig angeformt, der das Einsetzen in eine Schaltungsplatte HK oder dergl. in Bohrungen von vergleichsweise geringem Durchmesser ermöglicht. Der Haltezapfen ist mit einem - vorteilhaft selbstschneiden - Gewinde GW zur sicheren und lösbaren Befestigung an der Schaltungsplatte versehen. Im allgemeinen dürfte ein Press-Sitz ausreichend sein.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführung eines buchsenförmigen Haltekörpers HK 2 mit eingesetztem Kontaktkörper KK, wobei am Bodenabschnitt B des Haltekörpers ein mit koaxialer, zylindrischer Durchbrechung D versehener, also hülsenförmiger Haltezapfen HZ 1 zum Einsetzen in Bohrungen einer Schaltungsplatte HK angeformt ist. Auf diese Weise ergibt sich die Möglichkeit, auch bei vergleichsweise dicken Schaltungsplatten zusätzlich Kontaktstecker von unten anzuschliessen.

Die Fig. 6 und 7 zeigen besonders einfach gestaltete und damit herstellungsgünstige Ausführungen von Haltekörpern ohne angeformte Halteelemente geringeren Durchmessers. Der Haltekörper HK 3 nach Fig. 6 weist am hier dünnwandigen Bodenabschnitt B eine koaxiale Durchbrechung D für das Einsetzen eines zentralen Kontaktelementes von unten auf. Fig. 7 zeigt dagegen einen allgemein-zylindrisch profilierten, also besonders einfach hülsenförmigen Haltekörper HK 4, der aus einem Strangprofil durch Ablängen hergestellt werden kann. Von Vorteil ist insbesondere auch die Zugänglichkeit aller Kontaktelement-Aufnahmeräume des Kontaktkörpers KK an beiden Stirnseiten (ST).

Fig. 8 zeigt einen rosettenartigen Hohlprofil-Kontaktkörper KK 1 aus dünnwandigem, federelastischem Material ähnlich der Ausführung nach Fig. 1, wobei sich jedoch der Kontaktraum KR mit als Profileinbuchtungen ausgebildeten Kontaktelement-Aufnahmeräumen AR und einer unterbrechungsfreien Kontakt- und Leitfläche KF 1 an der Aussenseite des Profils erstreckt. Auch hier ist im Zentralbereich der Rosette ein innenliegender Kontaktelement-Aufnahmeraum ARZ gebildet.

Die in den Fig. 9 und 10 gezeigte Kontaktvorrichtung umfasst 2 einstückig zusammenhängend gestaltete, koaxial ineinanderliegende Kontaktkörper KK 2 und KK 3 aus nicht oder schwach leitfähigem Material, wie Kunststoff oder Keramik. Der erste, innenliegende Kontaktkörper KK 2 ist vergleichsweise massiv ausgebildet, während der zweite, aussenliegende Kontaktkörper KK 3 als dünnwandiger Hohlzylinder und daher radial federelastisch nachgiebig ausgebildet ist. Ersterer weist ein rosettenartiges Aussenprofil mit Einbuchtungen auf, die über den Umfang verteilt angeordneten Kontaktelement-Aufnahmeräumen AR zugeordnet sind. Die Aufnahmeräume sind zwischen innen- bzw. aussenliegenden Kontakt- und Leitflächen KF 2 bzw. KF 3 angeordnet, die als Beschichtung der entsprechenden Oberflächenteile der beiden Kontaktkörper aus geeignetem Kontakt- und Leitmaterial ausgebildet sind. Solche Kontakt- und Leitschichten lassen sich mit geringem Aufwand herstellen, z. B. durch Galvanisieren, Aufdampfen oder Aufspritzen. Die beiden Kontaktkörper hängen über radiale Stegabschnitte SG, die wegen ihrer geringen Abmessungen die unterbrechungsfrei durchgehenden Kontakt- und Leitschichten in ihrer Ausdehnung kaum schmälern, zusammen. Es ergibt sich so eine in üblicher Press- oder Spritztechnik günstig herstellbare, einstückige Mehrfach-Kontaktvorrichtung.

Die Kontaktvorrichtung nach Fig. 11 weist wiederum einen dünnwandigen Hohlprofil-Kontaktkörper KK 4 mit innenliegender, unterbrechungsfrei durchgehender Kontakt- und Leitfläche KF 4 auf, die hier jedoch eine Mehrzahl von reihenförmig, und zwar längs einer geraden Linie nebeneinanderliegenden Kontaktelement-Aufnahmeräumen bildet. Es versteht sich, dass auch andere Formen einer solchen Aneinanderreihung von Kontaktelement-Aufnahmeräumen für verschiedenste Anwendungsfälle in Betracht kommen, z. B. bogen- oder ringförmige Anordnungen. Auch diese Ausführung zeichnet sich aus durch einfache und kostengünstige Herstellbarkeit durch Strangpressen und dergl.. Kontaktkörper dieser Art können ferner ebenfalls in einfach geformte, insbesondere einfache Schlitze, eines Haltekörpers eingesetzt werden, etwa gemäss Fig. 11 in nutförmige Aufnahmen KA einer Schaltungsplatte HK.

Es versteht sich im übrigen, dass auch dünnwandige Hohlprofil-Kontaktkörper aus Isoliermaterial, wie Kunststoff oder Keramik, hergestellt und mit geeigneter, durch Beschichtung mit Kontakt- und Leitschichten versehen werden können.

Claims (15)

1. Elektrische Mehrfach-Kontaktvorrichtung mit einer Mehrzahl von Kontaktbuchsen (KB), die durch mindestens einen für wenigstens einen Teil dieser Kontaktbuchsen gemeinsamen Kontaktkörper (KK; KK 1; KK 2, KK 3; KK 4) gebildet sind und komplementären Kontaktelementen (KE) zugeordnete Aufnahmeräume (AR) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelement-Aufnahmeräume (AR) einen sich durchgehend über den Kontaktkörper (KK; KK 1; KK 2, KK 3; KK 4) erstreckenden Kontaktraum (KR) bilden, dessen Oberfläche wenigstens abschnittsweise durch mindestens eine unterbrechungsfreie, elektrische Kontakt- und Leitfläche (KF; KF 1; KF 2, KF 3; KF 4) gebildet ist, welche die Kontaktelement-Aufnahmeräume (AR) der Kontaktbuchsen (KB) umgreift.

2. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper (KK, KK 1, KK 2) mindestens eine Kontakt- und Leitfläche (KF, KF 1, KF 2) mit rosettenartigem Profil aufweist, welches mindestens 3 Kontaktelement-Aufnahmeräume (AR) bildet, die längs des Umfanges des Kontaktraumes (KR) verteilt angeordnet sind.

3. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 2 sich längs ringförmig geschlossener Profil-Linien erstreckende Kontakt- und Leitflächen (KF 2, KF 3) vorgesehen sind, von denen eine erste Kontakt- und Leitfläche (KF 2) innenliegend angeordnet und von der zweiten, aussenliegenden Kontakt- und Leitfläche (KF 3) unter Bildung von dazwischenliegenden Kontaktelement-Aufnahmeräumen umgeben ist, und dass wenigstens eine der Kontakt- und Leitflächen (KF 3) ein rosettenartiges Profil aufweist.

4. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kontaktelement- Aufnahmeraum (ARZ) im Zentralbereich einer Kontakt- und Leitfläche (KF, KF 1) mit rosettenartigem Profil angeordnet ist.

5. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper (KK 4) mindestens eine Kontakt- und Leitfläche (KF 4) aufweist, die eine Mehrzahl von reihenartig, vorzugsweise längs einer geraden Linie, nebeneinanderliegenden Kontaktelement- Aufnahmeräumen (AR) bildet.

6. Kontaktvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakt- und Leitfläche (KF; KF 1; KF 2, KF 3; KF 4) mit entsprechenden Abschnitten (A 1, A 2) jeweils weniger als 360° des Querschnittsumfanges der Kontaktelement-Aufnahmeräume (AR, ARZ) bildet.

7. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakt- und Leitfläche (KF; KF 1; KF 2, KF 3; KF 4) bei wenigstens einem Teil der Kontaktbuchsen (KB) mindestens zwei gegenseitig beabstandete und einander gegenüberliegend angeordnete Abschnitte (A 2) des Querschnittsumfanges bildet.

8. Kontaktvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine allgemein-zylinrisch ausgebildete Kontakt- und Leitfläche (KF; KF 1; KF 2, KF 3; KF 4).

9. Kontaktvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch wenigstens einen dünnwandigen, vorzugsweise als Strangpressprofil oder als gezogenes, gewalztes oder gepresstes Blechprofil ausgebildeten Hohlprofil- Kontaktkörper (KK, KK 1, KK 2, KK 4), der an wenigstens einem Teil seiner Innen- und/oder Aussenfläche mindestens eine Kontakt- und Leitfläche bildet.

10. Kontaktvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch wenigstens einen aus nicht oder schwach leitfähigem Material, insbesondere Kunststoff oder Keramik, bestehenden Kontaktkörper (KK 2, KK 3) mit wenigstens einer eine Kontakt- und Leitfläche (KF 2, KF 3) bildenden Beschichtung.

11. Kontaktvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einen Aufnahmeraum (ARZ) ein Kontaktelement (KEZ) mit äusserem Steckerteil (ST) für den Anschluss an benachbarte Kontaktvorrichtungen fest, insbesondere mit einem selbstschneidenden Gewindeteil (GW), eingesetzt ist.

12. Kontaktvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch wenigstens einen aus Isoliermaterial bestehenden Haltekörper (HK, HK 1, HK 2, HK 3, HK 4) mit wenigstens einer formangepassten Aufnahme (KA) für einen Kontaktkörper.

13. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen buchsenförmigen Haltekörper (HK 1, HK 2) mit einem die Kontaktkörperaufnahme (KA) begrenzenden Bodenabschnitt (B), an dessen Aussenseite ein zum Kontaktkörper koaxialer Haltezapfen (HZ) angeformt oder angesetzt ist.

14. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch einen buchsenförmigen Haltekörper (HK 2, HK 3) mit einem die Kontaktkörperaufnahme (KA) begrenzenden Bodenabschnitt (B), der mindestens eine Durchbrechung (D) für das bodenseitige Einführen eines Kontaktelementes aufweist.

15. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen hülsenförmigen Haltekörper (HK 4), der im Bereich seiner Stirnseiten (ST) die Oeffnungen von Kontaktelement-Aufnahmeräumen freigibt.