-
Kontaktvorrichtung für elektrische Steckverbindungen In der Elektrotechnik,
insbesondere der Fernmeldetechnik, werden häufig steckbare Verbindungen benötigt,
um im Innern von Geräten Baugruppen miteinander lösbar zu verbinden. Ebenso kommt
es oft vor, daß Baugruppen einer größeren Apparatur lösbar miteinander gekuppelt
werden müssen, die aus Raumgründen nicht in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht
werden können. Schließlich werden in der Hochfrequenztechnik steckbare Verbindungen
benötigt, die neben geringstem Übergangswiderstand günstige Oberflächenbedingungen
aufweisen.
-
An die Zuverlässigkeit derartiger Verbindungen werden besonders dann
sehr hohe Anforderungen gestellt, wenn sie nur selten getrennt werden. Es besteht
nämlich die Gefahr, daß Ermüdung der Federung, z. B. bei Vibration des Gerätes,
im Verein mit Oxydation der Oberfläche die Kontaktgabe allmählich verschlechtert,
noch unterstützt durch Stromwärme und Staubpartikel.
-
Auch auf leichte Reinigungsmöglichkeit durch Lösungsmittel ist zu
achten, z. B. daß ein Lösungsmittel nicht durch Kapillarwirkung den Schmutz an die
engsten Stellen bringt, an denen gerade die Kontaktgabe erfolgen soll.
-
Es wurde daher nach einer Kontaktform gesucht, die alle Bedingungen
erfüllt, die man an einwandfreie und weitgehend universelle Kontakte stellen muß
r. Dauernd gleichbleibende Federung ohne Ermüdung durch reichlich bemessenen Federweg,
z. kleinster Übergangswiderstand durch hohen spezifischen Kontaktdruck bei großer
Kontaktfläche, 3. geringer Eigenwiderstand durch ausreichenden Materialquerschnitt,
kurze Bauart, gut leitendes Material, q.. hohe spezifische Strombelastbarkeit
durch
große Oberfläche, 5. geringste Verluste in Hochfrequenzkreisen durch Kontaktgabe
an der Außenseite, 6. einwandfreie Reinigungsmöglichkeit beider zusammenzufügender
Kontakte durch außenliegende Kontaktbahnen, 7. Selbstreinigung beim Zusammenfügen
durch gute Anlage, Unterteilung der Kontaktflächen, B. einwandfreie Anschlußmöglichkeit
durch Löten, Zugentlastung durch Pressen der Isolierung, g. leichtes Zusammenfügen,
gute Führung und Sicherung gegen Deformation durch zweckmäßigen Einbau in die universelle
isolierte Halterung.
-
Ein Kontaktelement, das diese Forderungen einwandfrei erfüllt, ist
im folgenden beschrieben. Gegenstand der Erfindung ist eine Kontaktvorrichtung für
elektrische Steckverbindungen, bestehend aus je zwei gleichen, gabelförmigen, kreuzweise
zusammenfügbaren Kontaktelementen, wobei jedes Element, aus dünnem Federblech gestanzt,
zu 8-förmigem Querschnitt gerollt ist, so daß je zwei nach dem Kreuzungspunkt offene,
rohrförmige Schenkelprofile mit an der Außenseite liegenden Kontaktbahnen entstehen,
welche beim Zusammenfügen durch Verengung der Schenkelprofile federn.
-
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands.
-
Abb. i bis 3 der Zeichnung zeigen eine perspektivische Darstellung.
Man erkennt die im Kreuzungspunkt offene, 8-förmige Ausbildung des vorderen Teiles
a, die es ermöglicht, ein und dasselbe Element sowohl für den Steckerteil als auch
für den Dosenteil zu verwenden. Man erkennt die beiden Rohrprofile a, die Unterbrechung
der Kontaktbahnen durch Schlitzes, den Kontakthals d, durch welchen das Element
in den Halter in der Längsrichtung unverrückbar mittels der vorspringenden Stelle
im Halter d' (Abb. 5) eingelegt wird, die Lötöse b sowie die Zugentlastung c.
-
In Abb.3 ist noch im besonderen gezeigt, wie sich die Elemente zusammenfügen,
insbesondere ist gut zu erkennen, daß die Kontaktbahnen außen liegen und die Federung
durch Verengung der Rohrprofile erfolgt.
-
Es federn also beide an der Kontaktgabe beteiligten Elemente in gleicher
Weise, und man kann sich leicht vorstellen, daß der Federweg auf diese Weise relativ
doppelt so groß ist, als wenn nur ein Element federn würde, das andere aber starr
ist.
-
Die Federwirkung läßt sich in drei Komponenten zerlegen, deren Druckrichtung
in Abb.4 durch Pfeile dargestellt ist. Druckkomponente i bewirkt Zusammenbiegen
des kreisförmigen Querschnittes jeder Kontakthälfte (Verengung des Schenkelprofils)
; Druckkomponente 2 bewirkt Verdrehung der beiden Kontakthälften gegeneinander (und
miteinander); Druckkomponente 3 bewirkt Auseinanderfedern der beiden Schenkel.
-
Die letztere Federungsrichtung ist unerwünscht und daher durch gute
Passung in der Halterung tunlichst klein zu halten.
-
Wie bereits erwähnt, erfolgt die Federung in der Hauptsache durch
Verengung der Rohrprofile. Bei dem relativ langen, zur Verfügung stehenden Federweg
darf die Federung daher kräftig sein, ohne daß die Gefahr der Ermüdung besteht,
d. h. das Material darf relativ starkwandig sein. Dementsprechend ist der Anlagedruck
hoch, der Übergangswiderstand und der Eigenwiderstand der Kontaktelemente gering
und die gegenseitige Anpassung sowie der Selbstreinigungseffekt beim Zusammenfügen
hervorragend.
-
Werden besonders hohe Anforderungen an die Kontaktgabe gestellt, z.
B. in Hochfrequenzkreisen oder in Geräten mit hoher Impulsfolge (elektronischen
Zählwerken), dann ist eine Plattierung mit Edelmetall zweckmäßig. Dies ist bei den
hier vorgeschlagenen Elementen deswegen ohne Schwierigkeiten durchzuführen, weil
die Kontaktbahnen außen liegen, so daß keine Schirmwirkung die Überzugsbildung beschränkt
oder gar verhindert.
-
Selbstverständlich kann man bei der Herstellung der Elemente auch
von einseitig plattiertem Kontaktbimetall ausgehen, wobei die Plattierung auch nur
streifenweise aufgetragen zu sein braucht. In Abb. 2 ist die Teilplattierung beispielsweise
durch Schraffierung angedeutet.
-
Wie aus dem bisher Gesagten hervorgeht, sind die Vorteile des hier
vorgeschlagenen Kontaktelements insbesondere für Hochfrequenz recht bedeutend. Infolge
der außenliegenden Kontaktbahnen fließt der Hochfrequenzstrom fast ausschließlich
in der Plattierung und muß nicht durch das schlechter leitende Kernmaterial hindurch.
Hinzu kommt noch, daß durch die große Oberfläche die HF-Verluste ohnehin denkbar
gering gehalten werden.
-
Die Strombelastbarkeit ist sehr hoch. Die Wärmeentwicklung ist gering
wegen des kleinen Eigen- und Übergangswiderstandes, die Wärmeabfuhr günstig wegen
der gedrungenen Bauart (Wärmeleitung und große Oberfläche mit Strahlung).
-
Die außenliegenden Kontaktbahnen erleichtern eine Reinigung (mechanisch
oder chemisch) außerordentlich, wenn sie je einmal notwendig sein sollte.
-
Der Anschluß erfolgt durch Löten an der COse b (Abb. i bis 3). Die
Lappen e dienen zur Klemmung der Isolation, so daß eine wirksame Zug- und Biegeentlastung
der Lötstelle vorgesehen ist.
-
Die Halterung aus Isoliermaterial ist derart bemessen, daß sie ein
Auseinanderfedern der beiden Schenkel jedes Elements verhindert, ohne die Federwirkung
in den beiden anderen Richtungen irgendwie einzuschränken. In Abb.5 ist eine Halterungsschale
beispielsweise perspektivisch gezeigt. Man erkennt die Einlagenuten für die Elemente,
wobei das linke senkrecht, das rechte waagerecht eingelegt werden kann, wie durch
Pfeile K angedeutet ist. Man stelle sich vor, daß die zusammengefügten Elemente
(Abb.3) dann ohne weiteres (verkleinert) in die rechte Nut passen. Im vorderen Drittel
ist der Querschnitt der Nut in der vollständigen Halterung kreuzförmig; die Toleranzen
müssen derart bemessen sein, daß obige Bedingung einwandfrei erfüllt wird.
Die
Engstelle d im Element (Abb. i) paßt in die entsprechende vorspringende Stelle im
Halter d' (Abb. 5). Man kann sich leicht vorstellen, daß das Element auch in der
Lage wie Abb. 2 in den Halter eingelegt werden kann, so daß das in Abb.2 gestrichelt
gezeichnete Stück frei aus dem Halter herausragt (rechte Nut nach vorn, aus der
Endfläche e heraus) ; der Halter ist daher ohne Änderung sowohl als Dosenteil wie
als Steckerteil verwendbar.
-
Abb. 6 zeigt schließlich eine der möglichen Anordnungen zu dem Dosenteil
einer unverwechselbaren Vielfachsteckvorrichtung, wobei die Endflächen g nunmehr
in den Vordergrund weisen und die Halterungen mit einem gemeinsamen Bolzen L und
dem Bügel h zu einem gemeinsamen Stück verbunden sind.