EP0053745A1 - Electrical socket - Google Patents

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EP0053745A1 EP81109778A EP81109778A EP0053745A1 EP 0053745 A1 EP0053745 A1 EP 0053745A1 EP 81109778 A EP81109778 A EP 81109778A EP 81109778 A EP81109778 A EP 81109778A EP 0053745 A1 EP0053745 A1 EP 0053745A1
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Erich Huber
Gerhard Keller
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Abstract

Plug device with spring elements of thermo-bimetallic material which deform, in the sense of an increase of the contact pressure, by means of heating by the current flow. <IMAGE>

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.The present invention relates to an electrical socket, which either has the shape of a spring clip or the shape of a slotted sleeve with a spring element placed around the sleeve and exerting a radial pressure in the inserted state.

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.Electrical sockets in the form of a spring clip are e.g. B. from DT-PS 1 057 195 known. There is e.g. B. in Fig. 3 a socket with kidney-shaped cross section. Sockets, which consist of a slotted sleeve, around which a spring element which exerts radial pressure when plugged in, are known from US Pat. No. 3,316,528.

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.The requirement for electrical plug connections is that the contact resistance between the plug socket and the plug pin is as low as possible. For this purpose, one of the two components, usually the plug socket, is usually designed to be resilient. However, the resilient design contributes to increasing the force required to plug or disconnect the connection, which is particularly disruptive when the forces required multiply accordingly in the case of multipole plugs.

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.The present invention is based on the object of specifying a plug socket for a plug-in device which, on the one hand, requires a relatively small amount of force when plugging and unplugging the connection, and on the other hand has a low contact resistance during operation.

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.The connector of the type described above differs from the previously known invention in that the spring clips or the spring element consist of a thermobimetallic material and are dimensioned and / or selected with regard to the material that the socket for receiving the for them at ambient temperature provided connector pin is sufficiently open, while at operating temperature it exerts a pressure on the connector pin that is stronger than the pressure achieved only by inserting the connector pin into the socket by elastic deflection of the socket.

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.The invention thus takes advantage of the fact that plug connections, especially those which carry relatively high currents, usually in the de-energized state, i. H. be opened or closed at ambient temperature, while they assume an increased operating temperature when current is passed. Under the influence of this temperature difference, the thermometallic material deforms and either exerts an increased pressure on the plug pin inserted into the socket, which reduces contact resistance or widens the opening for inserting or removing the plug pin. Another advantage is that any wear and tear and the associated changes in resistance caused by the plugging process are at least partially compensated for.

Anhand der Figuren, die-in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungs- . beispiele von Steckerbuchsen nach der Lehre der Erfindung zeigen, werden weitere Vorteile erläutert.With the help of the figures, which are in part a schematic representation of the embodiment. show examples of plug sockets according to the teaching of the invention, further advantages are explained.

In Fig. 1 ist eine Steckerbuchse 1 mit nierenförmigem Querschnitt dargestellt, in die ein zungenförmiger Steckerstift 2 eingeführt ist. In Fig. 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.In Fig. 1, a socket 1 is shown with a kidney-shaped cross section, into which a tongue-shaped connector pin 2 is inserted. In Fi g. 2 shows how the socket 1 consists of materials separated by a dotted boundary. The spring clip is at ambient temperature shaped so that the connector pin 2 can be inserted or removed with little force. When the sleeve 1 is heated during current passage, it tends due to its thermobimetallischen material to like strength in F. 3 shown deform. This increases the pressure on connector pin 2 and reduces the contact resistance between connector socket 1 and connector pin 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 the embodiment according to FIG. 4, the spring clip 3 has the shape of a polygon, here a triangular prism, which is open along one edge and engages around the indicated plug pin 4. Such sockets are usually fixed on only one of the three sides, so that when the socket is produced according to the invention from thermobimetallic material, the other two sides lie around the plug pin 4 under the influence of temperature changes in the sense of a reduction or enlargement in cross section.

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.In Fig. 5, a socket 5 is shown in the form of a sleeve, which : is designed resiliently by slots 6 and receives the plug pin 7. In a groove 8 encompassing the sleeve, a spring element 9 is inserted, which has the shape of an open band-shaped ring 10 shown in FIG. 6. According to the invention, this ring 10 consists of thermobimetallic material. Rings of this shape, however, tend to deform heart-shaped so that the two flanks 11 and 12 of the opening pull inwards. This can cause the pressure rise along the circumference of the groove 8 to become uneven. This is countered in a further development of the invention in that the rings, as shown in FIG. 7, are chamfered at their ends 13 and 14 and lie next to one another in a ring shape. Another possibility is to form the ring as an inclined or, as shown in FIG. 8, led in paragraphs.

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.As shown in section in FIG. 9, the sleeve can also be formed from two curved tongues 15 and 10, which are resilient against one another, around which the ring 17 made of thermobimetallic material is placed.

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.Especially if, as given in the embodiments of FIGS. 1 to 4, the thermobimetallic material is not only mechanically effective, but also fulfills electrically conductive functions, it is advantageous if this material consists of three or more layers, one of which is made of highly electrically conductive Material exists.

Claims (7)

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.1. Electrical socket in the form of a spring clip or a slotted sleeve with a spring element placed around the sleeve and in the inserted state exerting a radial pressure, characterized in that the spring clip (1, 3) or the spring element (9) made of a thermobimetallic material exist and are dimensioned and / or selected with regard to the material so that at ambient temperature the socket (1; 3; 5; 15; 16) is sufficiently open to accommodate the connector pin (2, 4, 7) provided for it while it is open at operating temperature exerts a pressure on the connector pin (2, 4, 7) that is stronger than that caused by the elastic deflection only when the connector pin (2, 7) is inserted into the socket (1; 3; 5; 15; 16) pressure on the bushing. 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.2. Socket according to claim 1 in the form of a spring clip, characterized in that the free opening of the spring clip describes a polygon (3) or is kidney-shaped (1) in a manner known per se. 3. Steckerbuchse nach Anspruch 1 in Form einer geschlitzten Hülse, dadurch gekennzeichnet, da3 das Federelement (9) als offener bandförmiger Ring (10) ausgebildet ist.3. Socket according to claim 1 in the form of a slotted sleeve, characterized in that the spring element (9) is designed as an open band-shaped ring (10). 4. Steckerbuchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (13, 14) des Ringes (10) abgeschrägt sind und in Ringform nebeneinander liegen.4. Socket according to claim 3, characterized in that the ends (13, 14) of the ring (10) are chamfered and lie next to one another in the form of a ring. 5. Steckerbuchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring als geneigte oder in Absätzen geführte Wendel ausgebildet ist.5. Socket according to claim 3, characterized in that the ring is designed as an inclined or guided helix. 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.6. Socket according to claim 3 or one of the following, characterized in that the slotted sleeve is formed from two curved tongues (15, 16) resilient against one another. 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.7. Socket according to claim 1 or one of the following, characterized in that the themo-bimetallic material consists of three or more layers, one of which consists of electrically highly conductive material.
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