EP0053745A1

EP0053745A1 - Elektrische Steckerbuchse

Info

Publication number: EP0053745A1
Application number: EP81109778A
Authority: EP
Inventors: Erich Huber; Gerhard Keller
Original assignee: Schaltbau GmbH
Current assignee: Schaltbau GmbH
Priority date: 1980-12-04
Filing date: 1981-11-19
Publication date: 1982-06-16
Also published as: DE3045700A1

Abstract

Steckvorrichtung mit Federelementen aus thermobimetallischem Material, die sich durch die Erwärmung bei Stromdurchgang im Sinne einer Erhöhung des Kontaktdruckes verformen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckerbuchse, die entweder die Form einer Federklammer hat oder die Form einer geschlitzten Hülse mit einem um die Hülse gelegten und im gesteckten Zustand einen radialen Druck ausübenden Federelement.
Elektrische Steckerbuchsen in Fonn einer Federklammer sind z. B. aus der DT-PS 1 057 195 bekannt. Dort ist z. B. in der Fig. 3 eine Steckerbuchse mit nierenförmigen Querschnitt dargestellt. Steckerbuchsen, die aus einer geschlitzten Hülse bestehen, um die ein im gesteckten Zustand einen radialen Druck ausübendes Federelement gelegt ist, sind aus der US-PS 3,316,528 bekannt.
An elektrische Steckverbindungen wird die Anforderung gestellt, daß der Übergangswiderstand zwischen Steckerbuchse und Steckerstift möglichst gering ist. Zu diesem Zweck wird gewöhnlich eines der beiden Bauteile, meist die Steckerbuchse, federnd ausgeführt. Die federnde Ausbildung trägt aber dazu bei, die zum Stecken oder Lösen der Verbindung erforderliche Kraft zu erhöhen, was besonders dann störend wirkt, wenn sich bei mehrpoligen Steckern die erforderlichen Kräfte entsprechend vervielfachen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckerbuchse für eine Steckvorrichtung anzugeben, die einerseits beim Stecken und Lösen der Verbindung einen verhältnismäßig kleinen Kraftaufwand erfordert, andererseits im Betrieb einen geringen Übergangswiderstand aufweist.
Die Steckerbuchse der eingangs beschriebenen Art unterscheidet sich von den bisher bekannten erfindungsgemäß dadurch, daß die Federklammern bzw. das Federelement aus einem thermobimetallischen Material bestehen und so bemessen und/oder hinsichtlich des Materials ausgewählt sind, daß bei Umgebungstemperatur die Buchse für die Aufnahme des für sie vorgesehenen Steckerstiftes hinreichend geöffnet ist, während sie bei Betriebstemperatur auf den Steckerstift einen Druck ausübt, der stärker ist als der nur durch die beim Einführen des Steckerstiftes in die Buchse durch elastische Auslenkung der Buchse erzielte Druck.
Die Erfindung macht sich also die Tatsache zu Nutze, daß Steckverbindungen, besonders solche, die verhältnismäßig hohe Ströme führen, gewöhnlich im stromlosen Zustand, d. h. bei Umgebungstemperatur geöffnet oder geschlossen werden, während sie bei Stromdurchgang eine erhöhte Betriebstemperatur annehmen. Unter dem Einfluß dieser Temperaturdifferenz verformt sich das thermometallische Material und übt entweder auf den in die Buchse eingeführten Steckerstift einen erhöhten Druck aus, wodurch Übergangswiderstand vermindert wird oder erweitert die Öffnung zum Einführen oder Entfernen des Steckerstiftes. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß etwaige, durch den Steckvorgang verursachte Verschleißerscheinungen und damit verbundene Widerstandsänderungen mindestens teilweise ausgeglichen werden.
Anhand der Figuren, die-in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungs- . beispiele von Steckerbuchsen nach der Lehre der Erfindung zeigen, werden weitere Vorteile erläutert.
In Fig. 1 ist eine Steckerbuchse 1 mit nierenförmigem Querschnitt dargestellt, in die ein zungenförmiger Steckerstift 2 eingeführt ist. In Fi^g. 2 ist dargestellt, wie die Steckerbuchse 1 aus durch eine punktierte Grenze getrennten Materialien besteht. Bei Umgebungstemperatur ist die Federklammer _so geformt, daß der Steckerstift 2 mit geringen Kräften eingeführt oder entfernt werden kann. Wenn sich die Buchse 1 bei Stromdurchgang erwärmt, neigt sie wegen ihres thermobimetallischen Materials dazu, sich wie in _Fig. 3 dargestellt zu verformen. Dadurch erhöht sich der Druck auf den Steckerstift 2 und vermindert den Übergangswiderstand zwischen Steckerbuchse 1 und Steckerstift 2.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 hat die Federklammer 3 die Form eines Polygons, hier eines dreikantigen Prismas, das entlang einer Kante offen ist und den angedeuteten Steckerstift 4 umgreift. Solche Buchsen werden gewöhnlich an nur einer der drei Seiten festgelegt, so daß sich bei der erfindungsgemäßen Herstellung der Buchse aus thermobimetallischem Material die anderen beiden Seiten unter dem Einfluß von Temperaturänderungen im Sinne einer Querschnittsverminderung oder -vergrößerung um den Steckerstift 4 legen.
In Fig. 5 ist eine Steckerbuchse 5 in Form einer Hülse dargestellt, die _:durch Schlitze 6 federnd gestaltet ist und den Steckerstift 7 aufnimmt. In eine, die Hülse umgreifende Nut 8 ist ein Federelement 9 eingelegt, das die Form eines in Fig. 6 dargestellten offenen bandförmigen Ringes 10 hat. Erfindungsgemäß besteht dieser Ring 10 aus thermobimetallischem Material. Ringe dieser Form neigen indessen dazu, sich herzförmig zu verformen, so daß die beiden Flanken 11 und 12 der Öffnung sich nach innen ziehen. Dies kann dazu führen, daß der Druckanstieg entlang dem Umfang der Nut 8 ungleichmäßig wird. Dem wird in Weiterbildung der Erfindung dadurch begegnet, daß die Ringe,wie in Fig. 7 dargestellt, an seinen Enden 13 und 14 abgeschrägt sind und in Ringform nebeneinander liegen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Ring als geneigte oder, wie in Fig. 8 dargestellt, in Absätzen geführte Wendel auszubilden.
Die Hülse kann auch, wie in Fig. 9 im Schnitt dargestellt, aus zwei gewölbten, gegeneinander federnden Zungen 15 und 1ö gebildet sein, um die der aus thermobimetallischem Haterial bestehende Ring 17 gelegt ist.
Besonders wenn, wie in den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 4 gegeben, das thermobimetallische Material nicht nur mechanisch wirksam ist, sondern elektrisch leitende Funktionen erfüllt, ist es vorteilhaft, wenn dieses Material aus drei oder mehreren Schichten besteht, deren eine aus elektrisch gut leitendem Material besteht.

Claims

1. Elektrische Steckerbuchse in Form einer Federklammer oder einer geschlitzten Hülse mit einem um die Hülse gelegten und im gesteckten Zustand einen radialen Druck ausübenden Federelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Federklammer (1, 3) bzw. das Federelement (9) aus einem thermobimetallischen Material bestehen und so bemessen und/oder hinsichtlich des Materials ausgewählt sind, daß bei Umgebungstemperatur die Buchse (1; 3; 5; 15; 16) für die Aufnahme des für sie vorgesehenen Steckerstiftes (2, 4, 7) hinreichend geöffnet ist, während sie bei Betriebstemperatur auf den Steckerstift (2, 4, 7) einen Druck ausübt, der stärker ist als der nur durch die beim Einführen des Steckerstiftes (2, 7) in die Buchse (1; 3; 5; 15; 16) durch elastische Auslenkung der Buchse erzielte Druck.

2. Steckerbuchse nach Anspruch 1 in Form einer Federklammer, dadurch dekenn zeichnet, daß die freie Öffnung der Federklammer ein Polygon (3) beschreibt oder in an sich bekannter Weise nierenförmig (1) ist.

3. Steckerbuchse nach Anspruch 1 in Form einer geschlitzten Hülse, dadurch gekennzeichnet, da3 das Federelement (9) als offener bandförmiger Ring (10) ausgebildet ist.

4. Steckerbuchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (13, 14) des Ringes (10) abgeschrägt sind und in Ringform nebeneinander liegen.

5. Steckerbuchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring als geneigte oder in Absätzen geführte Wendel ausgebildet ist.

6. Steckerbuchse nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlitzte Hülse aus zwei gewölbten gegeneinander federnden Zungen (15, 16) gebildet ist.

7. Steckerbuchse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das themobimetallische Material aus drei oder mehreren Schichten besteht, deren eine aus elektrisch gut leitendem Material besteht.