EP0202564B1 - Elektrische Kontaktvorrichtung - Google Patents

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EP0202564B1
EP0202564B1 EP86106394A EP86106394A EP0202564B1 EP 0202564 B1 EP0202564 B1 EP 0202564B1 EP 86106394 A EP86106394 A EP 86106394A EP 86106394 A EP86106394 A EP 86106394A EP 0202564 B1 EP0202564 B1 EP 0202564B1
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EP
European Patent Office
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contact
laminations
slots
marginal strips
curved
Prior art date
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EP86106394A
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English (en)
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EP0202564A2 (de
EP0202564A3 (en
Inventor
Rudolf Neidecker
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Staeubli Electrical Connectors AG
Original Assignee
Multi Contact AG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/187—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in the socket
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/10—Sockets for co-operation with pins or blades
    • H01R13/11—Resilient sockets
    • H01R13/111—Resilient sockets co-operating with pins having a circular transverse section

Definitions

  • the invention relates to a sleeve-shaped lamella body according to the preamble of claim 1.
  • Lamellar bodies of this type are widely used in sockets or on plugs and are e.g. known from DE-PS 25 27 681, DE-AS 14 65 090 or FR-A-2 427 703.
  • the slat body is there by a - e.g. Cylindrical curved or rolled - resiliently flexible band made of electrically conductive material or with a reinforcement made of such material.
  • the web-shaped band sections remaining between the slots form the contact lamellae which protrude in an arc from the band plane or from the cylinder surface and which are electrically connected in their apex region with one contact body and at their end regions on both sides or at the edge zones of the lamellar body running there conductive pressure contact and should ensure safe contact with low electrical transition resistance.
  • a contact force F in the apex area causes a pair of reaction contact forces F / 2 at the two associated contact points of the edge zones.
  • the invention seeks to remedy this.
  • the object of the invention is therefore to uniform the stress on the contact surfaces and thus to reduce the surface abrasion when plugging and unplugging the contact device or of sockets and plugs.
  • This object is achieved according to the invention by a lamellar body with the features specified in claim 1.
  • the lamellar body 1 shown in Fig. 1 is made of an electrically highly conductive material, which must also have good spring properties.
  • a Cu / Be alloy could be selected as the material.
  • the lamellar body 1 made of spring steel and electrically with it in the area of the contact surfaces to plate highly conductive materials.
  • the lamella body 1 has a plurality of lamellae 7a-7f lying next to one another and separated from one another by slots 8a-8e, the width of the latter approximately corresponding to that of the slots 8a-8e.
  • the strip material for producing the lamellar body 1 can in principle have any dimensions, thicknesses and shapes. In a known manner, these parameters will depend on the specified dimension of the contact device and on the underlying electrical characteristic values.
  • the lamellae 7a-7f are curved and mechanically held together at their ends by edge strips 4,5.
  • the height of the curvature H of the slats 7a-7f designed according to the leaf spring principle is not dependent on the mutual spacing of the slats 7a-7f along the band defined by the width of the slots 8a-8e. This means that it is possible to bridge larger tolerances between two contact surfaces of contact bodies that are to be electrically connected to one another by appropriately selecting the height of the curvature H, without the number of lamellae 7a-7f having to be reduced. This is advantageous in that it fully maintains the high current carrying capacity.
  • the lamellae 7a-7f have sections 6 curved in their end regions in the opposite direction to the arch-shaped central region.
  • the edge strips 4, 5 are then at such an angle to the slats 7a-7f arranged such that they lie flat on the contact surface of the one contact body, not shown.
  • the contact points between the other contact body, also not shown, and the lamellae 7a-7f are located in the middle of the arcuate region of these lamellae.
  • a contact force F presses there, while the reaction forces F / 2 act on the left and right edge strips 4, 5. Because the slits 8a-8e extend beyond the curved section 6 to the edge strips 4, 5, the inherent stiffness in this section is overcome, so that the contact points in the plane of the reaction forces F / 2 have defined values whose Repeatability is guaranteed with every mating process. In this way, each lamella 7a-7f is assigned locally and in terms of value clearly defined contact points, both in the plane of the contact force F and where the reaction forces F / 2 act.
  • Each lamella 7a-7f namely forms an autonomous current bridge with uniform electrical characteristic numbers, as a result of which the contact resistance of the contact device as a whole can be considerably reduced.
  • the edge strips 4, 5 can be provided with recesses 12, which each extend from the outer edges thereof into the curved section 6 of a lamella 7a-7f (cf. reference number 12a in FIG. 1). However, it is also conceivable that these recesses 12 each merely extend in the direction of the curved section 6 of a lamella 7a-7f, but not into it (see reference number 12b in FIG. 1). With these measures it is achieved that said contact points can also lie in the area of the edge strips 4, 5.
  • the slats 7a-7f are further designed as spatial curves, the shape of which is determined by the curved punching of the slots 8a-8e. The consequence of this is that each contact point in each case moves along the associated lamella 7a-7f and the corresponding contact surface of the contact body during the plugging process. Due to the curved lines of the slats 7a-7f and the slots 8a-8e, a kind of screw or winch effect is also obtained during the plugging process, which causes the sleeve-like slat body 1 to be inserted more easily into the plug holder. In this way it is avoided that the contact points of the lamellae 7a-7f always have the same contact lines on the counter-contact surface touch. The full extent of the mating contact surface is thus used, with the result that the surface abrasion responsible for oxidation and overheating of the entire contact is minimized.
  • the lamellar bodies shown in FIGS. 2 and 3 are similar to those according to FIG. 1.
  • Their edge strips 4, 5 have recesses 12 in the form of slots 9 (FIG. 2) or a trapezoidal toothing 10 (FIG. 3).
  • FIG. 2 The edge strips 4, 5 have recesses 12 in the form of slots 9 (FIG. 2) or a trapezoidal toothing 10 (FIG. 3).
  • the recesses 12 can also have different geometric shapes than those just mentioned.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Sink And Installation For Waste Water (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Relay Circuits (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Massaging Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen hülsenförmigen Lamellenkörper nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Lamellenkörper dieser Art finden verbreitete Verwendung in Buchsen oder auf Steckern und sind z.B. bekannt aus der DE-PS 25 27 681, der DE-AS 14 65 090 oder der FR-A-2 427 703. Der Lamellenkörper wird dort durch ein - z.B. zylinderförmig gebogenes oder gerolltes - federelastisch biegsames Band aus elektrisch leitfähigem Material oder mit einer Armierung aus solchem Material gebildet. Die zwischen den Schlitzen verbliebenen, stegförmigen Bandabschnitte bilden die bogenartig aus der Bandebene bzw. aus der Zylinderfläche herausgestellten Kontaktlamellen, die in ihrem Scheitelbereich mit dem einen Kontaktkörper sowie an ihren beiderseitigen Endbereichen bzw. an den dort verlaufenden Randzonen des Lamellenkörpers mit dem anderen Kontaktkörper in elektrisch leitende Druckberührung treten und dadurch für eine sichere Kontaktgabe mit geringem elektrischem Uebergangswiderstand sorgen sollen. Eine Kontaktkraft F im Scheitelbereich ruft dabei ein Paar von Reaktionskontaktkräften F/2 an den beiden zugehörigen Kontaktstellen der Randzonen hervor.
  • Diese bekannten Lamellenkörper erfüllen ihre Funktion für zahlreiche Anwendungsbereiche ausreichend.
  • Beim maschinellen Stecken und Trennen von Kontaktkörpern in Form von Buchsen und Steckern, tritt jedoch das Problem auf, dass die Kontaktstellen am Scheitel der Lamellenkörper bei der Relativbewegung der Kontaktkörper gegeneinander immer längs der gleichen Linie an der Kontaktkörperoberfläche gleiten. Die Abnutzung der - oft mit besonderem Kontaktmaterial beschichteten - Oberfläche konzentriert sich dabei auf diese Oberflächenbereiche, was zu einer frühzeitigen Zerstörung der Oberflächenstruktur führen kann und dann die Voraussetzungen für die Bildung von Oxidschichten sowie für eine Ueberhitzung der Kontaktvorrichtung schafft.
  • Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Beanspruchung der Kontaktflächen zu vergleichmässigen und damit den Oberflächenabrieb beim Stecken und Trennen der Kontaktvorrichtung bzw. von Buchsen und Steckern zu vermindern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch einen Lamellenkörper mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.
  • Vorteilhafte und zweckmässige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
  • In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Lamellenkörper in hülsenartiger Form,
    Fig. 2
    einen hülsenartigen Lamellenkörper, dessen Randstreifen Ausnehmungen in Form von Schlitzen aufweisen,
    Fig. 3
    einen hülsenartigen Lamellenkörper, dessen Randstreifen Ausnehmungen in Form einer Verzahnung aufweisen.
  • In den verschiedenen Figuren sind jeweils gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Der in Fig. 1 gezeigte Lamellenkörper 1 wird aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff hergestellt, der überdies auch gute Federeigenschaften besitzen muss. Als Werkstoff könnte beispielsweise eine Cu/Be-Legierung gewählt werden. Es ist indessen auch möglich, den Lamellenkörper 1 aus Federstahl vorzusehen und ihn im Bereich der Kontaktflächen mit elektrisch hochleitenden Werkstoffen zu plattieren. Der Lamellenkörper 1 weist eine Mehrzahl von nebeneinanderliegenden und durch Schlitze 8a-8e voneinander getrennten Lamellen 7a-7f auf, wobei die Breite der letzteren ungefähr derjenigen der Schlitze 8a-8e entspricht. Das Bandmaterial zur Herstellung des Lamellenkörpers 1 kann grundsätzlich beliebige Abmessungen, Stärken und Formen aufweisen. Diese Parameter werden in bekannter Weise von der vorgegebenen Dimension der Kontaktvorrichtung und von den zugrundegelegten elektrischen Kennwerten abhängig sein.
  • Die Lamellen 7a-7f sind gewölbt und an ihren Enden durch Randstreifen 4,5 mechanisch zusammengehalten. Die Höhe der Wölbung H der nach dem Blattfederprinzip ausgebildeten Lamellen 7a-7f ist nicht von dem durch die Breite der Schlitze 8a-8e definierten gegenseitigen Abstand der Lamellen 7a-7f längs des Bandes abhängig. Dies bedeutet, dass es möglich ist, durch entsprechende Wahl der Höhe der Wölbung H auch grössere Toleranzen zwischen zwei miteinander elektrisch zu verbindenden Kontaktflächen von Kontaktkörpern zu überbrücken, ohne dass die Anzahl der Lamellen 7a-7f vermindert werden müsste. Dies ist insofern von Vorteil, als dadurch die hohe Strombelastbarkeit voll erhalten bleibt.
  • Die Lamellen 7a-7f weisen in ihren Endbereichen gegensinnig zu dem bogenartig geformten Mittelbereich gekrümmte Abschnitte 6 auf. Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 werden die Randstreifen 4,5 sodann in einem solchen Winkel zu den Lamellen 7a-7f angeordnet, dass sie flach auf der Kontaktfläche des einen, nicht dargestellten Kontaktkörpers aufliegen.
  • Die Kontaktstellen zwischen dem anderen, ebenfalls nicht dargestellten Kontaktkörper und den Lamellen 7a-7f befinden sich in der Mitte des bogenartig geformten Bereiches dieser Lamellen. Dort drückt eine Kontaktkraft F, während am linken und rechten Randstreifen 4,5 jeweils die Reaktionskräfte F/2 wirken. Dadurch dass die Schlitze 8a-8e sich über den gekrümmten Abschnitt 6 hinaus bis zu den Randstreifen 4,5 erstrecken, wird die in diesem Abschnitt naturgemäss bestehende Steifigkeit überwunden, so dass die Kontaktstellen in der Ebene der Reaktionskräfte F/2 definierte Werte aufweisen, deren Wiederholbarkeit bei jedem Steckvorgang garantiert ist. Auf diese Weise werden jeder Lamelle 7a-7f örtlich und wertmässig eindeutig festgelegte Kontaktstellen zugeordnet, und zwar sowohl in der Ebene der Kontaktkraft F als auch dort, wo die Reaktionskräfte F/2 wirken. Dadurch wird sichergestellt, dass die Herstellung des elektrischen Kontaktes zwischen den einzelnen Teilen der erfindungsgemässen Kontaktvorrichtung optimal erfolgt. Jede Lamelle 7a-7f bildet nämlich eine autonome Strombrücke mit gleichmässigen elektrischen Kennziffern, wodurch der Uebergangswiderstand der Kontaktvorrichtung insgesamt erheblich reduziert werden kann.
  • Die Randstreifen 4,5 können mit Ausnehmungen 12 versehen werden, die sich von deren äusseren Kanten jeweils in den gekrümmten Abschnitt 6 einer Lamelle 7a-7f hinein erstrecken (vgl. Bezugszeichen 12a in Fig. 1). Es ist aber auch denkbar, dass diese Ausnehmungen 12 sich jeweils bloss in Richtung des gekrümmten Abschnittes 6 einer Lamelle 7a-7f, jedoch nicht in diesen hinein erstrecken (vgl. Bezugszeichen 12b in Fig. 1). Mit diesen Massnahmen wird erreicht, dass besagte Kontaktstellen auch im Bereich der Randstreifen 4,5 liegen können.
  • Die Lamellen 7a-7f sind weiter als räumliche Kurven ausgebildet, deren Formgebung durch die kurvenförmige Ausstanzung der Schlitze 8a-8e festgelegt ist. Dies hat zur Folge, dass jede Kontaktstelle beim Steckvorgang jeweils entlang der zugeordneten Lamelle 7a-7f sowie der entsprechenden Kontaktfläche des Kontaktkörpers sich bewegt. Durch die kurvenförmige Linienführung der Lamellen 7a-7f bzw. der Schlitze 8a-8e erhält man ausserdem beim Steckvorgang eine Art Schraub- oder Windeneffekt, der bewirkt, dass sich der hülsenartige Lamellenkörper 1 leichter in die Steckhalterung einführen lässt. Auf diese Weise wird vermieden, dass die Kontaktstellen der Lamellen 7a-7f immer die gleichen Kontaktlinien auf der Gegenkontaktfläche berühren. Somit wird der volle Umfang der Gegenkontaktfläche ausgenutzt, mit dem Resultat, dass der für Oxidation und Ueberhitzung des gesamten Kontaktes verantwortliche Oberflächenabrieb minimiert wird.
  • Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Lamellenkörper sind demjenigen nach Fig. 1 ähnlich. Ihre Randstreifen 4,5 weisen Ausnehmungen 12 in Form von Schlitzen 9 (Fig. 2) bzw. einer trapezförmigen Verzahnung 10 (Fig. 3) auf. Dadurch werden im Bereich der Randstreifen 4,5 vermehrte Kontaktstellen geschaffen, was zur Verbesserung der elektrischen Kontakte in diesem Bereich beiträgt. Selbstverständlich können die Ausnehmungen 12 auch andere geometrische Formen als die soeben erwähnten haben.

Claims (5)

  1. Hülsenförmiger Lamellenkörper (1) zur Bildung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Kontaktkörpern einer elektrischen Kontaktvorrichtung, der zwei ringförmige, auf einer Zylinderfläche angeordnete Randstreifen (4,5) und eine Mehrzahl von langgestreckten, durch Schlitze (8a-8e) voneinander getrennten Lamellen (7a-7f) aufweist, welche die Randstreifen miteinander verbinden und welche zumindest in ihrem Mittelbereich bogenförmig aus der Zylinderfläche der Randstreifen herausgebogen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen zumindest abschnittsweise schiefwinklig gegenüber den Randstreifen verlaufen, so dass sie an den Randstreifen nicht genau gegenüberliegend beginnen bzw. enden.
  2. Lamellenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen bei gleichmässiger Breite die Form einer dreidimensionalen Kurve haben.
  3. Lamellenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen in ihren Endbereichen einen gegensinnig zu ihrem bogenartig geformten Mittelbereich gekrümmten Abschnitt (6) aufweisen und dass sich die Schlitze zwischen den Lamellen über diesen Abschnitt hinaus bis in die Randstreifen erstrecken.
  4. Lamellenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren Ränder der Randstreifen mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen (12) in Form von Schlitzen (9) oder einer Verzahnung (10) versehen sind.
  5. Lamellenkörper nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich Ausnehmungen (12a) bis in den genannten Abschnitt (6) der Lamellen hinein erstrecken.
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