EP0114919B1 - Druckkontakt - Google Patents

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EP0114919B1
EP0114919B1 EP83104842A EP83104842A EP0114919B1 EP 0114919 B1 EP0114919 B1 EP 0114919B1 EP 83104842 A EP83104842 A EP 83104842A EP 83104842 A EP83104842 A EP 83104842A EP 0114919 B1 EP0114919 B1 EP 0114919B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
tube
contact pin
pressure
guide part
Prior art date
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Expired
Application number
EP83104842A
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English (en)
French (fr)
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EP0114919A1 (de
Inventor
Theo Kaminsky
Klaus Albrecht Steinert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
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Filing date
Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02Contact members
    • H01R13/22Contacts for co-operating by abutting
    • H01R13/24Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H01R13/2464Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the contact point
    • H01R13/2471Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the contact point pin shaped

Definitions

  • the invention relates to a pressure contact, consisting of two coaxially assigned and in liquid-tight and electrically insulated contact pins mounted in sockets, in which at least one of the sockets is made of elastic material, is designed as a spring body in which one of the contact pins is axially movable, and with a sealing lip enclosing the contact surface of the contact pin on the edge and sealingly rests against the opposite socket under an elastic pretension, in order to achieve a uniform and liquid-tight contact pressure of the contact surfaces of both contact pins in the assembled state.
  • a pressure contact of the aforementioned type is known from DE-A-20 48 578.
  • the sockets used here are cup-shaped and almost completely enclose the contact points not only on the edge but also on the back.
  • the sealing achieved in the assembled state is unsatisfactory and often results in interference in the transmission of electrical signals.
  • Pressure contacts of the type specified above are required to transmit electrical signals from sensors in machine elements, the sensors being manually or automatically inserted and clamped in a clamping unit of a processing machine.
  • the space available is extremely limited, and it is therefore difficult to ensure good electrical insulation in the long term, especially with regard to the more or less continuous exposure to metal chips and / or liquid coolants.
  • the invention has for its object to show a cost-effective pressure contact of small size for the application area mentioned, which ensures reliable transmission of electrical signals while avoiding short-circuiting.
  • a pressure contact of the type mentioned in which the spring body is formed by a hose with a central guide part for the one contact pin, in which the hose is provided with a projection projecting beyond the guide part in the axial direction and in which the Projection has at least one inwardly projecting bead which engages around the contact pin in an undercut adapted profile.
  • the spring elasticity of the spring body is significantly improved by this design and causes reliable transmission of electrical signals while avoiding short-circuiting.
  • the hose can consist of several individual parts that are glued or clamped together.
  • it has proven to be more advantageous to manufacture the hose monolithically, homogeneously from a single block of material, and to give it its final shape in the course of a compression molding process.
  • the use of elastomeric polyurethane has proven particularly effective because of its higher abrasion resistance.
  • the contact pin can be provided with a circumferential step, which engages an undercut adapted profile of the hose. This improves the axial setting.
  • the hose can be provided with a circumferential bead and the bead can engage in an undercut of an adapted profile of the receiving bore. It is thereby fixed in a particularly simple manner in the axial direction.
  • the tube 1 according to FIG. 1 consists of a rubber-elastic material with a Shore A hardness of 60. This is divided in the axial direction into the gripping lip part 5, the guide part 2 and the projection 3.
  • the gripping lip part 5 serves to axially fix the contact pin 13 provided with a mushroom-shaped head 9. This is partially enclosed on the end face by the sealing lip 6, so that liquid cannot penetrate into the space between the hose 1 and the contact pin 13 in the event of accidental loading.
  • the guide part 2 ensures a coaxial assignment of the received contact pin 13 to the receiving housing bore. This assignment is always retained even when the contact pin is axially displaced.
  • the guide part 2 is provided with a bead 7 projecting outwards in the radial direction, which serves to axially fix it in the receiving housing bore.
  • the projection 3 projecting beyond the guide part 2 in the axial direction has a comparatively substantially reduced wall thickness and a bead 4 projecting inwards. Via the latter, the forces introduced when the contact pin to be received is pressed into the projection 3, which is thereby elastically stretched, and one Resetting of the contact pin when the indentation force decreases.
  • the spring force released is essentially constant, whereby a constant pressure of the contact surface 9 of the contact pin 13 against the associated contact surface of the opposite contact pin 14 is ensured while avoiding overloads.
  • Figure 2 makes reference to the pressure contact and subsequent to the coaxial compression of the contact surfaces of the contact pins 13 and 14.
  • These consist of a conductive material, preferably of metal, and are mounted in a liquid-tight socket 1.12 made of a non-conductive material. They have a terminal contact at the rear end for connecting an electrical conductor, for example a cable.
  • the socket 12 of the upper contact pin consists of a molded body made of synthetic resin. It ends together with the receiving housing part 16 and the contact surface of the upper contact pin 14 in a common plane.
  • the lower contact pin 13 is mounted in a liquid-impermeable hose 1 made of an elastic material. It has a hemispherical contact surface 9, which extends beyond the end face 8 of the receiving housing part 15 in the axial direction before assembly, as well as the sealing lip 5 which partially surrounds the contact surface 9.
  • the axial fixation of the tube piece 1, based on the receiving housing part 15, takes place through the circumferential bead 7. This engages in an associated groove of the receiving housing part 15, which has a congruent profile.
  • two stages 10, 11 are provided which engage in correspondingly formed undercuts of the contact pin 13.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Druckkontakt, bestehend aus zwei einander koaxial zugeordneten und in Buchsen flüssigkeitsdicht und elektrisch isoliert gelagerten Kontaktstiften, bei dem wenigstens eine der Buchsen aus elastischem Werkstoff besteht, als Federkörper ausgebildet ist, in der einer der Kontaktstifte axial beweglich gelagert ist, und mit einer die Kontaktfläche des Kontaktstiftes randseitig umschließenden, unter einer elastischen Vorspannung dichtend an der gegenüberliegenden Buchse anliegenden Dichtlippe versehen ist, um eine gleichmäßige und flüssigkeitsdichte Anpressung der Kontaktflächen beider Kontaktstifte im zusammengefügten Zustand zu erreichen.
  • Ein Druckkontakt der vorgenannten Art ist aus der DE-A-20 48 578 bekannt. Die dabei zur Anwendung gelangenden Buchsen sind von tassenförmiger Gestalt und umschließen die Kontaktstellen nicht nur randseitig sondern auch rückseitig nahezu vollkommen. Die erzielte Abdichtung im zusammengefügten Zustand ist wenig befriedigend und hat häufig Störungen bei der Übermittlung elektrischer Signale zur Folge.
  • Druckkontakte der vorstehend angegebenen Art werden benötigt, um elektrische Signale von Meßfühlern in Maschinenelementen zu übertragen, wobei die Meßfühler manuell oder automatisch in eine Spanneinheit einer Bearbeitungsmaschine eingeführt und gespannt werden. Der zur Verfügung stehende Raum ist außerordentlich begrenzt, und es ist dadurch schwierig, langfristig eine gute elektrische-Isolierung sicherzustellen, insbesondere im Hinblick auf die mehr oder weniger kontinuierliche Beaufschlagung mit metallischen Spänen und/oder durch flüssige Kühlmittel.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstig herstellbaren Druckkontakt geringer Baugröße für das angesprochene Anwendungsgebiet zu zeigen, der unter Vermeidung von Kurzschlußbildungen eine zuverlässige Übertragung elektrischer Signale gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Druckkontakt der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der Federkörper durch einen Schlauch mit einem zentralen Führungsteil für den einen Kontaktstift gebildet wird, bei dem der Schlauch mit einem den Führungsteil in axialer Richtung überragenden Vorsprung versehen ist und bei dem der Vorsprung wenigstens einen nach innen vorspringenden Wulst aufweist, der den Kontaktstift in einer Hinterschneidung angepaßten Profils umgreift.
  • Die Federelastizität des Federkörpers wird durch diese Ausbildung wesentlich verbessert und bewirkt unter Vermeidung von Kurzschlußbildungen eine zuverlässige Übertragung elektrischer Signale.
  • Der Schlauch kann aus mehreren Einzelteilen bestehen, die untereinander verklebt oder verklammert sind. Als vorteilhafter hat es sich hingegen bewährt, den Schlauch monolithisch, homogen aus einem einzigen Werkstoffblock herzustellen, und diesem seine endgültige Gestalt im Zuge eines Formpreßverfahrens zu verleihen. Neben Gummi einer Härte Shore A von etwa 65 - 90 hat sich insbesondere die Verwendung elastomeren Polyurethans wegen seiner höheren Abriebbeständigkeit ausgezeichnet bewährt.
  • Der Kontaktstift kann mit einer umlaufenden Stufe versehen sein, welche eine Hinterschneidung angepaßten Profils des Schlauches eingreift. Die axiale Festlegung wird hierdurch verbessert. Ferner kann der Schlauch mit einem umlaufenden Wulst versehen sein und der Wulst kann in eine Hinterschneidung angepaßten Profils der aufnehmenden Bohrung eingreifen. Er wird hierdurch auf eine besonders einfache Weise in axialer Richtung festgelegt.
  • Eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckkontaktes wird nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 den zur Anwendung kommenden Schlauch in längsgeschnittener Darstellung
    • Figur 2 den Schlauch gemäß Figur 1 in eingebauter Form in einem Druckkontakt, der im linken Teil der Darstellung geöffnet, im rechten Teil der Darstellung hingegen geschlossen ist.
  • Der Schlauch 1 gemäß Figur 1 besteht aus einem gummielastischen Werkstoff mit einer Härte Shore A von 60. Dieser ist in axialer Richtung gegliedert in den Greiflippenteil 5, den Führungsteil 2 und den Vorsprung 3.
  • Der Greiflippenteil 5 dient der axialen Festlegung des mit einem pilzförmigen Kopf 9 versehenen Kontaktstiftes 13. Dieser wird stirnseitig von der Dichtlippe 6 teilweise umschlossen, wodurch Flüssigkeit bei einer versehentlichen Beaufschlagung nicht in den Zwischenraum zwischen dem Schlauch 1 und dem Kontaktstift 13 eindringen kann.
  • Der Führungsteil 2 gewährleistet eine koaxiale Zuordnung des aufgenommenen Kontaktstiftes 13 zu der aufnehmenden Gehäusebohrung. Diese Zuordnung bleibt auch bei einer axialen Verlagerung des Kontaktstiftes stets erhalten. Im rückwärtigen Bereich ist der Führungsteil 2 mit einem in radialer Richtung nach außen vorspringenden Wulst 7 versehen, der seiner axialen Festlegung in der aufnehmenden Gehäusebohrung dient.
  • Der den Führungsteil 2 in axialer Richtung überragende Vorsprung 3 weist eine vergleichsweise wesentlich verminderte Wandstärke auf sowie einen nach innen vorspringendenWuIst 4. Über letzteren werden die bei einer Eindrückung des aufzunehmenden Kontaktstiftes eingeleiteten Kräfte auf den Vorsprung 3 übertragen, der dadurch elastisch gedehnt wird, und eine Rückstellung des Kontaktstiftes bei nachlassender Eindrückkraft bewirkt.
  • Die freigesetzte Federkraft ist im wesentlichen konstant, wodurch unter Vermeidung von Überlastungen eine gleichbleibende Anpressung der Kontaktfläche 9 des Kontaktstiftes 13 an die zugehörige Kontaktfläche des gegenüberliegenden Kontaktstiftes 14 gewährleistet wird.
  • Figur 2 nimmt Bezug auf den Druckkontakt vor und im Anschluß an die koaxiale Zusammenpressung der Kontaktflöchen der Kontaktstifte 13 und 14. Diese bestehen aus einem leitenden Werkstoff, vorzugsweise aus Metall, und sind in einer flüssigkeitsdichten Buchse 1,12 aus einem nicht leitenden Werkstoff gelagert. Sie tragen am rückwärtigen Ende einen Klemmkontakt für den Anschluß eines elektrischen Leiters, beispielsweise eines Kabels.
  • Die Buchse 12 des oberen Kontaktstiftes besteht aus einentPreßkörper aus Kunstharz. Sie endet zusammen mit dem aufnehmenden Gehäuseteil 16 und der Kontaktfläche des oberen Kontaktstiftes 14 in einer gemeinsamen Ebene.
  • Der untere Kontaktstift 13 ist im Gegensatz zu dem oberen in einem flüssigkeitsundurchlässigen Schlauch 1 aus einem elastischen Werkstoff gelagert. Er weist eine halbkugelig ausgebildete Kontaktfläche 9 auf, die die Stirnfläche 8 des aufnehmenden Gehäuseteiles 15 vor dem Zusammenfügen in axialer Richtung ebenso überragt wie die die Kontaktfläche 9 teilweise umschließende Dichtlippe 5.
  • Die axiale Festlegung des Schlauchstückes 1, bezogen auf das aufnehmende Gehäuseteil 15, erfolgt durch den umlaufenden Wulst 7. Dieser greift in eine zugeordnete Nute des aufnehmenden Gehäuseteiles 15 ein, die ein deckungsgleiches Profil aufweist.
  • Für die axiale Festlegung des Kontaktstiftes 13, bezogen auf den Schlauch 1, sind zwei Stufen 10, 11 vorgesehen, die in entsprechend ausgebildete Hinterschneidungen des Kontaktstiftes 13 eingreifen.
  • Bei einer koaxialen Zusammenpressung der Kontaktflächen der Kontaktstifte 13,14 ergibt sich eine Rückwärtsverlagerung des unteren von beiden, bis die beiderseitigen Stirnflächen 8 der aufnehmenden Gehäuseteile 15,16 einander berühren.Die Kontaktflächen werden in dieser Situation federnd gegeneinander gepreßt, wodurch ein ausreichender elektrischer Kontakt sichergestellt ist. Zugleich ergibt sich eine elastische Anpressung der Dichtlippe 5 gegen die Stirnfläche der Buchse 12, wodurch die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontaktflächen der Einwirkung äußerer Stoffe entzogen ist, insbesondere der Einwirkung von Kühl- und Schmiermitteln. Eine entsprechende Wirkung läßt sich selbstverständlich auch dann erzielen, wenn beide Kontaktstifte in einem Schlauch 1 gemäß Figur 1 gelagert und in axialer Richtung federnd abgestützt sind.

Claims (4)

1. Druckkontakt, bestehend aus zwei einander koaxial zugeordneten und in Buchsen (1,12) flüssigkeitsdicht und elektrisch isoliert gelagerten Kontaktstiften (13,14), bei dem wenigstens eine der Buchsen (1,12) aus elastischem Werkstoff besteht, als Federkörper (1) ausgebildet ist, in der einer der Kontaktstifte (13) axial beweglich gelagert ist, und mit einer die Kontaktfläche des Kontaktstiftes (13) randseitig umschließenden, unter einer elastischen Vorspannung dichtend an der gegenüberliegenden Buschse (12) an liegenden Dichtlippe (5) versehen ist, um eine gleichmäßige und flüssigkeitdichte Anpressung der Kontaktflächen beider Kontaktstifte (13,14) im zusammengefügten Zustand zu erreichen, ' dadurch gekennzeichnet, daß der Federkörper durch einen Schlauch (1) mit einem zentralen Führungsteil (2) für den einen Kontaktstift (13) gebildet wird, daß der Schlauch (1) mit einem den Führungsteil (2) in axialer Richtung überragenden Vorsprung (3) versehen ist und daß der Vorsprung (3) wenigstens einen nach innen vorspringenden Wulst (4) aufweist, der den Kontaktstift (13) in einer Hinterschneidung angepaßten Profils umgreift.
2. Druckkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (1) aus einem monolithischen, homogenen Werkstoffkörper besteht.
3. Druckkontakt nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (13) mit einer umlaufenden Stufe (10) versehen ist und daß die Stufe (10) in eine Hinterschneidung angepaßten Profils des Schlauches (1) eingreift.
4. Druckkontakt nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch mit einem umlaufenden Wulst (7) versehen ist und daß der Wulst (7) in eine Hinterschneidung angepaßten Profils der aufnehmenden Bohrung eingreift.
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