DE3704873C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontakteinrichtung zur Übertragung starker elektrischer Ströme, mit einem zylindrischen Kontaktstift und einer den Stift aufnehmenden Kontaktfederbuchse, an deren zylindrischer Innenwand eine Vielzahl von sich im wesentlichen achsparallel erstrecken­ den federnden Kontaktelementen vorgesehen ist.

Bei derartigen Einrichtungen zeigt sich insbesondere bei Handhabung mit Hilfe von Robotern häufig das Problem, daß der Kontaktfederstift nicht in genauer axialer Ausrichtung auf die Kontaktfederbuchse zu und in sie einführbar ist. Dieses Problem liegt auch dann vor, wenn mehrere Kontaktfederbuchsen zu einer Einheit zusammengefaßt sind und mehrere ebenfalls zu einer Einheit zusammengefaßte Kontaktfederstifte, deren Achsabstände nicht genau auf die der Buchsen abgestimmt sind, gleichzeitig in letztere eingeführt werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktein­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine Einführung der Kontaktstifte in die Kontaktfederbuchse trotz eines besonders einfachen Aufbaus auch dann problemlos und mit geringen Steckkräften sichergestellt ist, wenn keine genaue axiale Ausrichtung von Kontaktstift und Kontaktfederbuchse beim Einführen gegeben ist.

Die Kontakteinrichtung nach der Erfindung, bei der diese Aufgabe gelöst ist, zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß die Kontaktfederbuchse in einem topfförmig ausgebildeten äußeren Buchsenkörper unter Zwischenlage federnder Kontaktelemente sowohl axial als auch radial gefedert gelagert ist, wobei der äußere Buchsenkörper an seinem zylindrischen Mantel mit Kontakt­ federelementen bestückt ist, die an der Außenwand der Kontakt­ federbuchse zur Anlage gelangten. Es hat sich gezeigt, daß eine derart ausgebildete Kontakteinrichtung auf besonders einfache Weise herstellbar ist, relativ wenig Platz beansprucht und dabei dennoch gewährleistet, daß ein Kontaktstift auch dann von der Kontaktfederbuchse einwandfrei aufgenommen wird, wenn dessen Zuführung mit größerem axialen Seitenversatz relativ zur Kontakt­ federbuchse erfolgt. Der äußere topfförmige Buchsenkörper bildet mit der in ihr praktisch schwimmend gelagerten inneren Kontakt­ federbuchse eine kompakte, wenig Platz beanspruchende Baueinheit, in der sie die Kontaktfederbuchse in die zur Aufnahme des Kontaktstiftes erforderliche seitliche Lage verschieben läßt, ohne daß es zu einer Beeinträchtigung der Stromübertragbarkeit kommmt. Ein Seitenversatz von ±1 mm ist ohne weiteres ausgleichbar. Dennoch ist bei der Kontakteinrichtung die Steckbarkeit unter Last gegeben.

An dieser Stelle ist zu erwähnen, daß bereits eine Kontakt­ einrichtung abweichender Bauart bekannt ist (FR-A 20 76 770), bei der anstelle der radial wenig Platz beanspruchenden Kontaktfeder­ buchse ein verwickelt und in radialer Richtung sperrig ausgebildetes Kontaktbauteil aus aufwendigen Einzelelementen vorgesehen ist, das insbesondere einen angeformten ringscheibenförmigen An­ satz aufweist. Dieser wirkt mit einem analog ausgebildeten ring­ scheibenförmigen Kontaktring zusammen, mit dem er unter Zwischen­ schaltung von sie axial in Gegenrichtung beaufschlagenden Federn in eine radial nach innen offene Kammer eines im Stromkreis liegenden Gegenkontaktrings hineinragt. Nachteilig sind nicht nur die hohen Fertigungskosten und der außerordentlich große Raumbe­ darf. Unter der Wirkung einer wendelförmigen Drahtfeder in radialer Richtung beaufschlagte Kontaktfinger des Kontaktbauteils setzen vielmehr dem Kontaktstift bei seiner Einführung zwangsläufig einen relativ großen Widerstand entgegen, so daß auch sehr hohe Steckkräfte überwunden werden müssen.

Eine im Aufbau besonders einfache Ausführung der Kontaktein­ richtung ergibt sich, wenn der topfförmig ausgebildete äußere Buchsenkörper an seinem Boden mit einer die Kontaktfederbuchse axial beaufschlagenden Kontaktfederscheibe versehen ist.

Dabei hat es sich als sowohl in baulicher wie auch funktio­ neller Hinsicht besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der äußere Buchsenkörper zweiteilig ausgebildet ist und einen zylindrischen Mantel sowie einen gesonderten, mit dem Mantel verbindbaren Boden umfaßt und daß der zylindrische Mantel an seinem dem Boden abgewandten Vorderrand mit einem der Ab­ stützung der unter der Federwirkung der Kontaktfederscheibe stehenden Kontaktfederbuchse dienenden, radial eingezogenen Flansch versehen ist. Der zylindrische Mantel läßt sich leicht mit den Kontaktfederelementen bestücken, bevor die Kontaktfederbuchse eingeführt und nach Einlage der Kon­ taktfederscheibe durch Festlegen des Bodens am zylindrischen Mantel innerhalb des äußeren Buchsenkörpers fixiert wird. Der radial eingezogene Flansch, an dem sich die Kontakt­ federbuchse abstützt, dient überdies beim Trennen der Kontakteinrichtung unter Last als Funkenschutz.

Als für eine bequeme Montage günstig hat sich die Verbindung des Bodens des Buchsenkörpers mit dem zylindri­ schen Mantel über ein Schraubgewinde erwiesen.

Vorteilhafterweise ist die am Boden vorgesehene Kontaktfederscheibe als mäanderförmige Sternscheibe aus­ gebildet.

Als in fertigungstechnischer Hinsicht sehr günstig hat es sich erwiesen, wenn im Bereich des radial nach innen eingezogenen Flansches eine axiale Ringnut zur Aufnahme der vorderen Enden von am zylindrischen Mantel gleichmäßig verteilten Federdrahtabschnitten vorgesehen ist, deren rückwärtige Enden in einen Ringspalt zwischen dem zylindrischen Mantel und einem axialen Vorsprung des an dem zylindrischen Mantel des äußeren Buchsenkörpers fest­ gelegten Bodens hineinragen, und wenn der Buchsenkörper mit zwei im Abstand radial eingedrückten Ringwulsten ver­ sehen ist, an denen die Federdrahtabschnitte unter elasti­ scher Wölbung anliegen.

Statt dessen ist es auch in günstiger Weise möglich, den Buchsenkörper im Bereich des zylindrischen Mantels innenseitig mit mindestens einer flachen Ausdrehung zur Aufnahme der Kontaktfederelemente zu versehen. Dabei kann die flache Ausdrehung mit einer die Kontaktfederelemente umfassenden Kontaktfedermatte bestückt sein. Es ist jedoch auch eine vorteilhafte Variante denkbar, bei der jede flache Ausdrehung mit einem Kontaktringband bestückt ist, das eine Vielzahl von aus der Ebene des Steges um ca. 180° abgewinkelten federnden Kontaktfingern umfaßt.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschau­ licht und zwar zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kontakteinrichtung nach der Erfindung, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine Ansicht eines Ausschnitts der Kontaktfeder­ scheibe,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer gegenüber Fig. 1 gering­ fügig abgewandelten Kontakteinrichtung, teil­ weise im Schnitt,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer nochmals abgewandelten Kontakteinrichtung, teilweise im Schnitt,

Fig. 5 einen Ausschnitt aus Fig. 4 zur Veranschaulichung einer Einzelheit in vergrößertem Maßstab und

Fig. 6 eine Ansicht eines Ausschnitts der als Ringband ausgeführten Kontaktfederelemente.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist eine herkömm­ lich ausgebildete, d.h. auf nicht näher veranschaulichte Weise an ihrer zylindrischen Innenwand mit einer Vielzahl von Kontaktfedern bestückte Kontaktfederbuchse 1, die der Aufnahme eines Kontaktstifts 2 dient, in einem äußeren Buchsenkörper 3, wie durch Pfeile verdeutlicht, sowohl axial als auch radial gefedert gelagert. Dieser Buchsen­ körper 3 ist topfförmig ausgebildet. An seinem zylindrischen Mantel ist er innenseitig mit die radiale Federung sicher­ stellenden Kontaktfederelementen 4 bestückt und an seinem Boden ist eine Kontaktfederscheibe 5 zur axialen Federung vorgesehen.

Der äußere Buchsenkörper 3 ist zweiteilig ausge­ bildet und umfaßt einen zylindrischen Mantel 6 sowie einen mit ihm verbindbaren Boden 7. An dem dem Boden 7 abgewandten Vorderrand ist der zylindrische Mantel 6 mit einem radial eingezogenen Flansch 8 versehen, der der Abstützung der unter der Federwirkung der Kontaktfederscheibe 5 stehenden Kontaktfederbuchse 1 dient. Der Boden 7 kann mit dem zylindrischen Mantel 6 durch Verpressen verbunden sein. Günstiger ist eine lösbare Verbindung durch ein Schraub­ gewinde 9.

Die am Boden vorgesehene Kontaktfederscheibe 5 ist auf die in Fig. 2 gezeigte Weise als mäanderförmige Sternscheibe ausgebildet, deren zentraler Bereich aus der Ebene des Scheibenrandbereichs herausgeprägt ist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist im Bereich des radial nach innen eingezogenen Flansches 8 eine axiale Ringnut 10 vorgesehen, die der Aufnahme der vorderen Enden von am zylindrischen Mantel 6 gleichmäßig verteilten, die Kontaktfederelemente 4 bildenden Federdrahtabschnitten dient. Die rückwärtigen Enden der Federdrahtabschnitte ragen in einen Ringspalt 11 zwischen dem zylindrischen Mantel 6 und einem axialen Vorsprung 12 des Bodens 7 hinein. Nach der so vorgenommenen Montage der Federdrahtabschnitte wird der Buchsenkörper 3 mit zwei im Abstand radial eingedrückten Ringwulsten 13, 14 versehen. An diesen Ringwulsten stützen sich die in elastisch gewölbten Zustand übergeführten Federdrahtabschnitte ab.

Bei den abgewandelten Ausführungen gemäß den Fig. 3 und 4 ist im Bereich des zylindrischen Mantels 6 innensei­ tig jeweils mindestens eine flache Ausdrehung 15 zur Aufnahme der federnden Kontaktelemente 4 vorgesehen. Die Variante nach Fig. 3 umfaßt eine die Kontaktelemente 4 bildende Kontaktfedermatte, bei der die Federdrahtab­ schnitte mit ihren Enden auf im Abstand voneinander und parallel zueinander verlaufenden Stegen beispielsweise durch Auflöten fixiert sind. Die Stege sind mittels Abstands­ streifen verbunden, mit denen sie zweckmäßigerweise ein­ stückig ausgebildet sind. In einem anschließenden Arbeits­ gang werden die Abstandsstreifen verformt, wobei eine Verminderung des Abstandes der Stege unter elastischer Wölbung der Federdrahtabschnitte erfolgt. Die Herstellung einer solchen Kontaktfedermatte ist Gegenstand der älteren Patentanmeldung P 36 15 915.8.

Bei der abgewandelten Ausführung nach den Fig. 4 und 5 sind zwei Ausdrehungen 15 vorgesehen, die der Aufnahme je eines die Kontaktfederelemente 4 bildenden Kontaktringbandes 16 dienen. Fig. 6 zeigt, daß jedes Kontaktringband 16 aus einem Kontaktfederblech herausge­ stanzt ist. Die dabei kammartig gebildeten Kontaktfinger 17 gehen von einem gemeinsamen Steg 18 aus und sind um 180° gegenüber letzterem nach rückwärts umgebogen. Ihre aus den Kontaktfingern 17 herausgeprägten Kontaktvorsprünge 19 gelangen an der Außenwand der Kontaktfederbuchse 1 zur Anlage.

Auch diese Ausführung zeichnet sich durch die Möglich­ keit aus, den zugehörigen Kontaktstift 2, wie in der Zeich­ nung durch strichpunktierte Linien angedeutet, in seitlich axial versetzter Lage in die Kontaktfederbuchse 1 einführen zu können.

Claims (9)

1. Kontakteinrichtung zur Übertragung starker elektrischer Ströme, mit einem zylindrischen Kontaktstift (2) und einer den Stift aufnehmenden Kontaktfederbuchse (1), an deren zylindrischer Innenwand eine Vielzahl von sich im wesentlichen achsparallel erstreckenden federnden Kontaktelementen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfederbuchse (1) in einem topfförmig ausgebildeten äußeren Buchsenkörper (3) unter Zwischenlage federnder Kontaktelemente (4, 5) sowohl axial als auch radial gefedert gelagert ist, wobei der äußere Buchsenkörper (3) an seinem zylindrischen Mantel (6) mit Kontaktfederelementen (4) bestückt ist, die an der Außenwand der Kontaktfederbuchse (1) zur Anlage gelangen.

2. Kontakteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der topfförmig ausgebildete äußere Buchsenkörper (3) an seinem Boden (7) mit einer die Kontaktfederbuchse (1) axial beaufschlagenden Kontaktfederscheibe (5) versehen ist.

3. Kontakteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der äußere Buchsenkörper (3) zwei­ teilig ausgebildet ist und einen zylindrischen Mantel (6) so­ wie einen gesonderten, mit dem Mantel verbindbaren Boden (7) umfaßt und daß der zylindrische Mantel (6) an seinem dem Boden (7) abgewandten Vorderrand mit einem der Abstützung der unter der Federwirkung der Kontaktfederscheibe (5) ste­ henden Kontaktfederbuchse (1) dienenden, radial eingezogen­ en Flansch (8) versehen ist.

4. Kontakteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Boden (7) des Buchsenkörpers (3) mit dem zylindrischen Mantel (6) über ein Schraubgewinde (9) ver­ bunden ist.

5. Kontakteinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die am Boden (7) vorgesehene Kontaktfederscheibe (5) als mäanderförmige Sternscheibe ausgebildet ist.

6. Kontakteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des radial nach innen eingezogenen Flansches (8) eine axiale Ring­ nut (10) zur Aufnahme der vorderen Enden von am zylindri­ schen Mantel (6) gleichmäßig verteilten Federdrahtab­ schnitten vorgesehen ist, deren rückwärtige Enden in einen Ringspalt (11) zwischen dem zylindrischen Mantel (6) und einem axialen Vorsprung (12) des an dem zylindrischen Mantel (6) des äußeren Buchsenkörpers (3) festgelegten Bodens (7) hineinragen, und daß der Buchsenkörper (3) mit zwei im Abstand radial eingedrückten Ringwulsten (13, 14) versehen ist, an denen die Federdrahtabschnitte unter elastischer Wölbung anliegen.

7. Kontakteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Buchsenkörper (3) im Bereich des zylindrischen Mantels (6) innenseitig mit mindestens einer flachen Ausdrehung (15) zur Aufnahme der Kontaktfederelemente (4) versehen ist.

8. Kontakteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Ausdrehung (15) mit einer die Kontaktfederelemente (4) umfassenden Kontaktfeder­ matte bestückt ist.

9. Kontakteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede flache Ausdrehung (15) mit einem Kontaktringband (16) bestückt ist, das eine Vielzahl von aus der Ebene des Steges (18) um ca. 180° abgewinkelten federnden Kontaktfingern (17) umfaßt.