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Steckerstift für elektrische Kontaktvorrichtungen Die Erfindung betrifft
Steckerstifte für elektrische Kontaktvorrichtungen, bei denen federnde Kontaktelemente
um einen Mittelstift angeordnet sind.
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Steckvorrichtungen mit federnden Kontaktelementen und einem Mittelstift
sind an sich bekannt. Sie weisen jedoch alle den Nachteil auf, daß die Spitze bzw.
der Mittelstift zur Befestigung der Kontaktelemente dient oder wenigstens mit herangezogen
wird. Dieses hat zur Folge, daß der einfließende Strom ganz oder teilweise über
den Mittelstift zur Spitze und somit zu den Kontaktlamellen und über diese in rückwärtiger
Flußrichtung in das steckeraufnehmende Teil (Buchse) gelangt. Durch diesen Umweg
entsteht eine der Anzahl der Lamellen entsprechende Anzahl von Stromschleifen. Bei
der Verwendung der Stecker in Schaltungen für Wechselströme sehr hoher Frequenz,
beispielsweise bei Generatoren für Dezimeter-, Zentimeter- und noch kürzeren Wellen.
wirkt sich dies jedoch sehr ungünstig aus, da die Länge der entstehenden Stromschleife
bereits in die Größenanordnung der Wellenlänge der Wechselströme fällt. Außerdem
entstehen, da bei allen diesen bekannten Steckerausführungen neben dem soeben beschriebenen
Stromweg noch ein zweiter, wenn auch nicht immer sicherer Weg bis über das hintere,
der Stromzuführung zugekehrte Ende der Lamellen zu dem steckeraufnehmenden Teil
führt, in der Steckvorrichtung neben den Stromschleifen noch Wirbel bzw. andersartige
unerwünschte und schwer zu übersehende Verhältnisse in der Stromverteilung.
Diese
Nachteile machen die bekannten Stecker für eine Reihe von Verwendungszwecken, insbesondere
für sehr hohe Frequenzen (sehr kurze Wellen), meßtechnische Anordnungen und ähnliches,
ungeeignet.
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Zur Beseitigung der oben geschilderten Nachteile wird nun erfindungsgemäß
der Steckerstift derart ausgebildet, daß einerseits die einzelnen Kontaktelemente-
am hinteren, der Strom2uführung dienenden Ende des Steckerstiftes leitend mit dem
Anschlußteil verbunden sind, während andererseits eine leitende Verbindung mit dem
oberen Ende der Kontaktelemente über den. die Kontaktelemente tragenden Mittelstift
vermieden ist. Ein derartiger Steckerstift besteht beispielsweise aus einem leitenden,
der Stromzuführung dienenden Kern, aus einem aus Isolierstoff gefertigten tragenden
Mittelstift, einer beliebigen Anzahl für sich arbeitender Kontaktelemente mit beliebigem
Querschnitt und einer Haltebuchse. Es kann jedoch auch das Kernstück sowie die Befestigungsbuchse
aus Isolierstoff gefertigt werden. In diesem Fall würde der Stecker mit Ausnahme
der Kontaktelemente ganz aus Isolierstoff gefertigt werden. Die Kontaktelemente
würden sich dann zu einem röhrenförmigen Körper vereinigen. Schließlich bestände
sogar die Möglichkeit, sämtliche tragenden Teile aus leitendem Material herzustellen
und lediglich die Kontaktelemente oder die tragenden Teile an dem an der Steckerspitze
der Halterung der Kontaktelemente dienenden Stellen mit einer isolierenden Sohutzschicht,
beispielsweise mit einem Lacküberzug oder einer Eloxalschicht zu versehen. Durch
das Zwischenschalten eines Isolierstückes bzw. einer Isolierschicht zwischen leitendem
Kern und Einführungsende der Kontaktelemente oder dadurch, daß alle tragenden Elemente
aus Isolierstoff gefertigt werden, wird erreicht, daß der einfließende Strom in
gerader Richtung auf das steckeraufnehmende Teil (Buchse) übertragen wird, so daß
die geschilderten Nachteile (Stromschleife, ungünstige Stromverteilung usw.) vermieden
werden. Der Erfindungsgegenstand ermöglicht somit die Verwendung von Steckkontakten
auch dort, wo in dieser Hinsicht größte Ansprüche an die Kontaktstelle gestellt
werden. Auch kann erreicht werden, daß durch Verwendung von Kontaktelementen zweckentsprechendem,
beispielsweise rundem Querschnitt die Stecker von jeglichen Sprühkanten befreit
werden und somit auch in dieser Hinsicht für die Hochfrequenz besonders geeignet
sind.
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In den Abbildungen ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen
dargestellt.
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Abb. 1,:2 und 6 bis 8 zeigen eine Reihe von Ausführungsbeispielen
der tragenden Elemente. Abb. i zeigt einen für starre Stecker geeigneten tragenden
Mittelstift i, der aus einem geschlossenen Isolierstück besteht, in das die Ringnut
:2 eingepreßt ist. Soll der Mittelstift i die Fortsetzung des leitenden Kernstückes
3 sein, so wird dieses an der Stelle q. auf den Zapfen 5 aufgepreßt. In Fällen,
wo es sich um keramische oder ähnliche Isolierstoffe handelt, können diese mit dem
Zapfen 5 durch Kitten, Schrumpfen oder auf andere Weise verbunden werden. Von diesem
Mittelstift i werden die weiter unten noch besprochenen Kontaktelemente, die aus
einzelnen, aus federndem Metall bestehenden Drähten gebildet sind, korb- oder käfigartig
derart angeordnet, daß die Kontaktelemente mit ihrem unteren Teil leitend mit dem
Kernstück 3 verbunden und mit ihrem in diesem Falle umgebogenen oberen Teil beweglich
in die Ringnut 2 eingehängt sind.
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Abb. 2 zeigt einen für starre Stecker geeigneten, ags Isolierstoff
gefertigten tragenden Mittelstift 6, der, im Gegensatz zu dem in Abb. i beschriebenen,
mit einem Zapfen 7 versehen ist, der in das Kernstück 8 an der Stelle 9 eingepreßt
oder durch Kitten, Schrumpfen oder auf andere Weise mit diesem verbunden wird. Weiterhiwi
unterscheidet sich der Gegenstand der Abb.2 vom Gegenstand der Abb. i insofern,
als die Ringnut 2 dadurch gebildet wird, daß über das mit zwei Ansätzen io und i
i versehene Einführungsende des Mittelstiftes 6 ein aus Metall oder Isolierstoff
bestehendes Rohr i2 aufgebracht ist.
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Abb. 3 zeigt die Zusammensetzung eines starren Steckers mit aus Isolierstoff
hergestelltem, tragendem Mittelstift 22, der auf ein Kernstück 3 fest aufgepreßt
ist. Während die an Hand der Abb. i und 2 beschriebenen Mittelstifte, deren Querschnitte
rund, dreieckig, viereckig oder anders geformt sein können, eine glatte Oberfläche
haben, erhält der Mittelstift 22 an seinem Umfang, parallel zu seiner Längsachse
verlaufend, eine der Zähl der Kontaktelemente entsprechende Anzahl nutenförmiger
Ausnehmungen 23. Der Querschnitt dieser Ausnehmungen ist den Querschnittformen der
Kontaktelemente angepaßt und kann, wie z. B. in Abb. 3 b im Schnitt A-B in den Sektoren
a, b, c jeweils beispielsweise dargestellt ist, beliebig geformt sein. Die nutenförmigen
Ausnehmungen 23 laufen an der Spitze des Mittelstiftes in eine Bohrung 24 aus, wie
dies aus Abb. 3 a zu erkennen ist und enden am hinteren Ende desselben an der Schulter
25 des Kernstückes. In diese nutenförmigen Ausnebmungen 23 legen sich beim Steckvorgang
die Kontaktelemente 26. Die in Abb. 1o in Seitenansicht dargestellten Kontaktelemente
werden an ihrem hinterem Ende 30 z. B. durch eine Haltebuchse 27 (Abb. 3)
oder durch Löten oder Schweißen mit dem Kernstück 3 verbunden. Die vorderen Enden
29 (Abb. in) der Kontaktelemente werden in die Bohrungen 24 (Abb. 3) beweglich eingesetzt.
Statt dessen können die Elemente 26 auch entsprechend der Abb. 3 mittels eines Ringes
28, mit dem sie an ihrem Einführungsende außen oder innen fest verbunden sind, zusammengehalten
und um den Zapfen 22a des Mittelstiftes lose gehaltert werden. Diese Halterung gestattet
den Kontaktelementen gleichfalls eine Bewegung in der Längsrichtung.
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Abb. q. zeigt eine starre Steckerausführung, die im Gegensatz zu der
unter Abb.3 beschriebenen bis auf die Kontaktelemente ganz aus Isolierstoff
hergestellt
ist. In diesem Falle bestehen Kern 31 und Mittelstift 32 aus einem Stück. Die zur
Aufnahme der Kontaktfedern 33, von denen eine in Abb. i i in seitlicher Ansicht
dargestellt ist, dienende kreisrunde Nut :2 kann, wie in Abb. i dargestellt ist,
in den Mittelstift eingespannt oder durch einen Ring 1.2 in der an Hand der Abb.
2 beschriebenen Weise hergestellt werden. Die Außenfläche des Mittelstiftes kann
glatt oder ähnlich wie beim Gegenstand der Abb. 3 mit Längsnuten 23 versehen sein.
Die Kontaktelemente 33 bilden an ihrem hinteren Ende ein Rohr 34, in das der Leitungsdraht
eingelötet oder durch Klemmvorrichtungen, z. B. eine Schelle, eingespannt werden
kann. Zur Befestigung der Kontaktelemente mit dem Mittelstift dient das Halteelement
35. Dieses kann auf dem Wege des Preßverfahrens aus einem Stück um den Mittelstift
herumgepreßt werden. Es kann jedoch auch, aus zwei Hälften bestehend, schellenartig
herumgespannt oder auf dem Wege der Preßstoffschweißung verbunden werden.
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Die bei dem in Abb. 4 dargestellten Steckerstift verwendeten Kontaktelemente
sind in Abb. i i in einem Beispiel in Seitenansicht gezeigt. Das Einführungsende
dieses Kontaktelementes erhält eine hakenförmige Krümmung 43, die in eine Wölbung
44 übergeht. An seinem hinteren Ende erhält das Kontaktelement zwei doppelte Biegungen
45, die zur Befestigung dienen. Die doppelte Biegung 46 dient dazu, die einzelnen
Kontaktelemente so weit nach der Mittellinie vorspringen zu lassen, bis sie einen
röhrenähnlichen Körper mit gewünschtem Durchmesser bilden.
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Ein Ausführungsbeispiel für ein Halteelement, wie es in Abb.4 als
Teil 35 gezeigt ist, ist in Abb. i2 in Seitenansicht und in Draufsicht nochmals
gesondert dargestellt. Dieses Halteelement kann zur Befestigung des Steckerstiftes
an Tragkörpern, z. B. Platten, mit einem Flansch 47 oder anderen konstruktiven Maßnahmen
versehen werden.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein derartiges Halteelement 35
(Abb. 4) zeigt die Abb. 13.
Es ist an seinem hinteren Ende 48 statt mit einem
Befestigungsflansch mit einem Gewinde und in der Mitte mit einem Auflagerand 49
versehen. Die Befestigung dieses Halteelementes am Steckerstift erfolgt vorteilhaft
auf dem Wege der Preßstoffschweißung; jedoch können auch eine Reihe anderer Verfahren
angewandt werden. Wird das Verfahren der Preßstoffschweißung angewandt, so ist es
vorteilhaft, das Halteelement nur mit einem durchgehenden Schlitz 5o zu versehen.
Um das Gewinde durch den Schweißarbeitsgang nicht zu verletzen, erfolgt dieser Arbeitsgang
nur auf der strichpunktierten Strecke 5 i, der auch die Haltefunktion des Elementes
zufällt.
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Abb. 5 zeigt ein Beispiel für die Zusammenstellung eines starren Steckers
unter Verwendung der in Abb. i und 2 dargestellten tragenden Mittelstifte und Kernstücke.
Dar Mittelstift 36 ist auf das Kernstück 3 aufgepre@ßt. Die zur Halterung der Kontaktelemente
37 dienende kreisrunde Nut 2 wird durch einen Ring 12 gebildet. Zur Befestigung
der Kontaktelemente mit dem Kernstück dient eine Buchse 27.
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Abb.6 zeigt einen für bewegliche Stecker geeigneten, aus Isolierstoff
gefertigten tragenden Mittelstift mit verkleinertem Querschnitt. Er hat an seinem
hinteren Ende eine Verstärkung 15, die eine ballige oder spitze Form hat
bzw. eine Senkung erhalten kann. Das hierzu gehörige Kernstück 16 kann an der Stirnseite
17 zur Aufnahme des Mittelstiftes 14 eine konkave oder spitze Ausnehmung bzw. spitze
Andrehung erhalten. Das zum Kopf 18 ausgebildete Einführungsende des Mitte#l.stiftes
kann gleich dem Gegenstand der Abb. 2 ein die Ringnut bildendes Rohr i2 und die
dazu gehörenden Ansätze io und ii erhalten.
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Abb.7 zeigt einen für bewegliche Stecker geeigneten, aus Isolierstoff
gefertigten tragenden Mittelstift mit verkleinertem Querschnitt. Der Durchmesser
dieses Mittelstiftes ist nur so stark, daß er mit einem gewissen Spielraum in dem
Grundloch 9 des Kernstückes 8 gelagert ist. Der Spielraum ist so groß, daß bei beweglichen
Steckerausführungen der Mittelstift 7 eine gewünschte seitliche Bewegung ausführen
kann. Das verstärkte Kopfende 13 dient zur Aufnahme der Ringnut 2.
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Abb.8 zeigt einen für bewegliche Stecker geeigneten tragenden Mittelstift,
der aus zwei Teilen besteht, und zwar aus dem Kopfteil 18 und dem Verbindungsstück
i9. Während das Verbindungsstück aus Isolierstoff besteht, kann das Kopfteil aus
Isolierstoff oder auch aus Metall bestehen. Das Verbindungsstück sitzt mit seinen
beiden Enden entweder fest oder beweglich in den Grundlöchern 2o und 21 und kann
aus starrem oder biegbarem Isolierstoff bestehen. Im ersten Falle muß der Stift
ig in dem Grundloch 21 mit einem gewissen Spiel ähnlich wie beim Gegenstand der
Abb. 7 eingesetzt sein, während er im zweiten Fall fest eingesetzt werden kann.
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Abb.9 zeigt die Zusammensetzung einer weiteren Ausführungsform für
bewegliche Stecker. Der Mittelstift 38 erhält an seinem hinteren Ende ein zylindrisches
Grundloch 39 und abgerundete Kanten 40. Die Kontaktelemente 37 sind in der bereits
geschilderten Weise einerseits in der mittels des Ringes 12. gebildeten Ringnut
2, andererseits mittels der Haltebuchse 27 angebracht. Das Kernstück 41 erhält an
seinem vorderen Ende kegel-oder kegelstumpfförmige Zapfen 42. Die stärkste Stelle
dieses Kegels oder Kegelstumpfes ist um ein geringes schwächer als der Durchmesser
des Grundloches 39. Die schwächste Stelle des Kegelstumpfes ist nur so stark, daß
dem Mittelstift die gewünschte seitliche Beweglichkeit ermöglicht wird.
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Bei den Steckern gemäß der Erfindung ergibt sich weiterhin noch der
besondere Vorteil, daß man in solchen Fällen, in denen beispielsweise eine Abschirmung
oder eine andere Form einer doppelten Leitungsführung erforderlich erscheint,
den
isolierenden Mittelstift gemäß der weiteren Erfindung mit einem im Innern des Mittelstiftes
getrennt von den übrigen Kontaktelementen, z. B. längs der Mittelachse des Stiftes
verlaufendem Leiter versieht. Es besteht dann die-Möglichkeit, diesem zusätzlichen
Leiter eine besondere, von den übrigen Kontaktelementen getrennte Kontaktvorrichtung
anzuordnen.. Zum Einbringen dieses zusätzlichen Leiters kann der isolierende Mittelstift
rährenförmig ausgebildet werden, doch besteht auch die Möglichkeit, diesen Mittelleiter
bereits bei Herstellung des Stiftes in diesen einzupressen. Beispiele für eine derartige
Steckerausführung sind in den Abb. 1q. und 15 dargestellt.
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Abb. 1q. zeigt einen derartigen Stecker, dessen tragender Mittelstift
62 aus Isolierstoff besteht. Die um diesen Teil gelagerten Kontaktelemente 33 entsprechen
den in Abb. i i in Seitenansicht gezeigten und beschriebenen Kontaktelementen. Das
Halteelement 63 ist ebenfalls aus Isolierstoff gefertigt und an Hand der Abb. 13
bereits dargestellt worden. Das tragendeMitteltei162 erhält an seinem hinteren,
der Zuleitung zugekehrten Ende eine den jeweiligen Verhältnissen hinsichtlich der
Querschnittform und Stärke entsprechende Verlängerung 68. Der Durchmesser dieser
Verlängerung kann beliebig groß, aber niemals größer als das H.alteelement7i sein.
Um diese Verlängerung legen sich die nach hinten durchgeführten Enden 69 der Kontaktfeder
33. Die Enden 69 der Kontaktfeder können jedoch im gegebenen Fall in einen beliebigen
Winkel zur Verlängerung 68 des tragenden Mittelteiles 62 stehen. Längs der Mittelachse
des tragenden Mittelteiles 62 verläuft nun der zusätzliche Leiter 64 und endet an
einem besonderen kontaktmachenden Teil 65, das beispielsweise mit federnden
Kontaktelementen ähnlich der Abb. i i ausgerüstet ist oder aus einem massiven Stift
besteht, der dann in eine federnde Buch- se eingeführt wird.
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Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, in Fällen, in denen
zwei oder mehr Leitungen eine gemeinsame Abschirmung benutzen, einen einzigen solchen
Stecker, gegebenenfalls unter entsprechender Vergrößerung seiner Abmessungen, mit
mehreren solchen Leitern im Innern des Mittelteiles auszustatten. Jedem dieser Leiter
ist dann ein besonderes kontaktgebendes Teil entsprechend 65 zugeordnet. Es wird
hierdurch also erreicht, daß dieser Stecker dort einzusetzen ist, wo eine oder mehrere
in einerAbschirmung befindlicheLeitungen mit dem Gerät mittels einer einzigen Steckverbindung
verbunden werden sollen. In diesem Fall bilden die Kontaktelemente 33 die durchgehende
Abschirmung. Stecker dieser Art können jedoch auch für umabgeschirmte Leitungen
Verwendung finden. In diesem Fall würden die Enden 69 der Kontaktelemente 33 an
einem stromführenden Leiter angeschlossen werden.
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Abb. 15 zeigt im wesentlichen den gleichen Stecker wie Abb. 1q.. Er
unterscheidet sich von diesem lediglich dadurch, daß das bzw. die kontaktgebenden
Teile 65 nicht aus dem Mittelteil 62 herausragen, sondern in dieses mittels einer
oder mehrerer Ausnehmungen 7o derart eingebettet sind, daß beispielsweise ihre Spitzen
um ein bestimmtes Maß vom Rand 66 der Ausnehmung(en) überragt werden und daß zwischen
dem Kontaktteil und der inneren Wand der Ausnehmung 70 ein genügend großer
Zwischenraum bleibt, um das beim Steckvorgang eintretende Kontaktmittel aufzunehmen.
An Stelle der kontaktgebenden Teile 65 können auch andere kontaktgebenden Mittel
vorgesehen werden. Beispielsweise können statt der Teile 65 in den Ausnehmungen
70 Buchsen aus leitendem Material eingebracht werden. Diese Kontaktmittel
(Buchsen) können jedoch auch ähnlich dem Kontaktteil 65 in Abb. 1q. aus dem Mittelteil
62 herausragen. Bei den bisher beschriebenen Beispielen wurden stets Ausführungsformen
von Steckern vorausgesetzt, bei denen das kontaktgebende federnde Element aus Drähten
bzw. Stäben mit beliebigem, beispielsweise rundem, dreieckigem, viereckigem, bikonvexem
Querschnitt käfigförmig ausgebildet ist. Dies schließt selbstverständlich nicht
aus, daß an Stelle der vorher erwähnten Drähte bzw. Stäbe auch flachförmige Bauelemente,
beispielsweise Band oder Blech, Verwendung finden können. Es ist weiter selbstverständlich,
daß alle hier beschriebenen Querschnittformen der Bauelemente nicht nur in Käfigform,
sondern auch in Tönnchenform oder als einzelne, auf den Umfang verteilte Kontaktelemente
Verwendung finden können. Desgleichen besteht auch die Möglichkeit, den einzelnen
Steckerstiften bzw. Steckern einen beliebigen, nicht kreisförmigen Querschnitt zu
geben.
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Alle hier behandelten Ausführungsformen stellen nur Beispiele dar
und schließen nicht aus, daß zur Durchführung des Erfindungsgedankens auch andere
als die beschriebenen konstruktiven Maßnahmen bzw. Mittel angewandt werden können.