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Zur Aufnahme eines Steckerstiftes in einer elektrischen Steckkontaktvorrichtung dienende federnde Kontaktbuchse
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine zur Aufnahme eines Steckerstiftes in einer elektriscnen Steckkontaktvorrichtung vorzugsweise in einem Vielfachstecker dienende federnde Kontaktbuchse.
Die elektrischen Steckkontaktvorrichtungen müssen dabei hauptsächlich folgenden Anforderungen genügen. Die räumliche Anordnung des einzelnen Steckkontaktes muss mindestens in einer Richtung klein sein, damit eine Vielzahl von einzelnen Steckkontakten nebeneinander mit möglichst wenig Platzverlust angeordnet werden kann. Ebenso darf die Einsteckkraft eines einzelnen Steckkontaktes nicht zu gross sein, um bei einer Vielzahl von Kontakten keine übermässigen Gesamt-Einsteckkräfte zu erhalten. Es ist daher vorteilhaft, wenn eine Kontaktfeder verwendet werden kann, die mindestens in einer Richtung eine kleine Ausdehnung besitzt und deren Federcharakteristik möglichst flach verläuft, d. h. die Kraftwirkung der Kontaktfeder soll bei aus Toleranzgründen zunehmendem Steckerstiftdurchmesser möglichst wenig ansteigen.
Es ist nun nicht ohne weiteres möglich, bei geringer Kontaktfederausdehnung mit einer flachen Kontaktfedercharakteristik einen im Hinblick auf kleine Übergangswiderstände genügenden Kontaktdruck zu erzielen, da die Kontaktfedern, die am Kontaktstift anliegen, bei herausgezogenem Stift nicht zu viel nachfedern dürfen, da sonst das Wiedereinführen des Stiftes verunmöglicht wird.
Die letztgenannte Forderung ist bei einer bekannten Kontaktbuchse bereits erfüllt.
Es wird dort vorgesehen, dass eine Kontaktbuchse aus einem Stück Blech derartig zusammengebogen ist, dass die Buchsenhälften an den oberen Enden je mit einem Steg und an der unteren Seite mit je einem nach unten verlaufenden Steg versehen und jeweils durch einen halbkreisförmigen Bogen mit nach oben gerichteten Seitenwänden verbunden sind und die Seitenwände nach der Anschluss-Seite hin durch Flächen verlängert und mittels einer die Klemmschraube tragenden Brücke verbunden sind.
Man erreicht dadurch, dass die beiden bogenförmigen Kontaktflächen durch Vorspannfederkraft gegeneinander gedrückt werden, aber durch an der Kontaktbuchse gebildete Stegflächen daran gehindert werden, sich einander so sehr zu nähern, dass das Einführen eines Steckerstiftes behindert wird.
Anderseits zeigt die bekannte Buchsenausbildung den Nachteil, dass sie bezogen auf den Steckerquerschnitt eine nach allen Seiten bedeutend erweiterte Grundfläche benötigt, was bei Vielfachsteckern zu grossen Dimensionen führt. Ausserdem ist die bekannte Buchsenkonstruktion relativ kompliziert und verlangt entsprechend grossen Fertigungsaufwand.
Es ist weiters eine Kontaktbuchse mit zwei an sich gegenüberliegenden Innenflächen einer Blattfeder ausgebildeten Kontaktstellen bekannt, bei der die unter Vorspannfederkraft bis zu einer durch einen als Anschlag wirkenden Gehäusevorsprung bestimmten Minimaldistanz gegeneinandergedrückt werden (s. franc. Patentschrift Nr. 1. 047. 405).
Aber auch diese bekannte Konstruktion zeigt die bei der zuerst behandelten Buchsenausbildung erwahnten Nachteile ; so ist die benötigte Grundfläche nach allen Seiten erweitert, u. zw. in einer Richtung wegen der beiden, zur Bildung der Kontaktstellen knieförmig gegeneinandergebogenen Endteile der Blattfeder und in der zur ersten Richtung senkrechten Richtung wegen der an den Schenkeln der Blattfeder vorgesehenen, mit dem Gehäusevorsprung zusammenwirkenden Fortsätze ; überdies ist auch in diesem Falle der zur Herstellung erforderliche Material- und Zeitaufwand wegen der mehrfach gebogenen und vier Fortsätze aufweisenden Blattfeder verhältnismässig gross.
Die Erfindung betrifft auch eine Buchse der im obigen vorletzten charakterisierten Art ; sie ist je-
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doch dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusevorsprung sich zwischen den Enden der Schenkel der als langschenkeliges U ausgebildeten Blattfeder über die ganze Breite der Schenkel erstreckt.
Man erreicht dadurch mit einer sehr einfach zu fertigenden Buchsenausbildung ebenfalls die ge- wünschte Federvorspannung ohne unerwünschte Verengerung des für den Steckerstift freibleibenden Ein- führungsquerschnittes, wobei aber im Gegensatz zu der bekannten Ausführung die Grundrissbreite der Buch- se nicht wesentlich grösser ist als der Steckerquerschnitt. Damit ist es möglich, in einen Vielfachstecker eine Vielzahl von Kontaktbuchsen raumsparend nebeneinander anzuordnen.
Es wird dabei mit Vorteil vorgesehen, dass die Kontaktstellen-in an sich bekannter Weise - an den In- nenseiten der Federschenkel als in Richtung von deren Mittellinien sich erstreckende, durch Eindrücken hergestellte Rippen ausgebildet sind.
Ebenfalls stehen mit Vorteil zwei Blattfederschenkelpaare übereinander von einem gemeinsamen
Quersteg ab, der sich in den Stromanschlussleiter fortsetzt. und den Schenkelenden ist eine gemeinsame
Distanzierungsrippe des Gehäuses zugeordnet.
Ausführungsbeispiele solcher Kontaktbuchsen sind in der Zeichnung dargestellt.
Fig. l zeigt die Seitenansicht der Anordnung, gesehen in Richtung I in bezug auf Fig. 2, die einen
Schnitt nach der Linie li-li von Fig. l mit eingestecktem Steckerstift darstellt. Fig. 3 entspricht der Fig. 2, aber bei herausgezogenem Steckerstift. Fig. 4 zeigt eine Variante zu den Fig. 2 und 3, Fig. 5 zeigt eine
Variante zu Fig. l. und Fig. 6 zeigt ein Federdiagramm.
Die federnde Kontaktbuchse 1 besteht aus zwei übereinanderliegenden Kontaktfederlappenpaaren 2, welche die Schenkel einer gemäss einem langschenkeligen U gebogenen Blattfeder bilden ; diese Schenkel sind an den Berührungsstellen mit dem Steckerstift 5 vorzugsweise mit rippenförmigen Ausbuchtungen 3 versehen, die eine eindeutige Kontaktauflage am Steckerstift gewährleisten. Die beiden Kontaktfe- derlappenpaare sind als c-törmige Blattfedern ausgebildet.
Es können ein, zwei oder mehrere solcher Lappenpaare pro Steckerstift vorhanden sein. Die Blatt- federanordnung ist mit einer gemeinsamen Stromleiter-Anschlussfahne 4 versehen, welche eine Lötöse oder einen Klemmschraubenanschluss trägt. Der Kontaktstift 5 kann aus gedrehtem Vollmaterial, als Hohlstift oder als Flachstift ausgebildet sein. Die Blattfederanordnung wird in eine Kammer eingelegt, welche durch Ausnehmungen im Isolierstoff 6 gebildet wird. Bei Vielfachsteckern kann eine grosse Anzahl derartiger Kammern zur Aufnahme von Kontaktfedern vorhanden sein. Die Kammern können mit einer Isolierstoffabdeckung 8 versehen werden, welche dem Kontaktstiftdurchmesser angepasste Einführungslöcher trägt.
Nach Fig. 5 kann zwischen dem Isolierstoffteil 6 und der Abdeckung 8 eine Zwischenlage 9 aus Gummi od. dgl. elastischem Material angebracht werden, welche eine kleine Öffnung oder einen Schlitz 10 enthält, die sich bei ausgezogenem Steckerstift praktisch vollständig schliesst und beim Einstecken des Stiftes ausgeweitet wird. Diese Zwischenlage dient als Staubschutz der Blattfederanordnung, sowie auch als Abstreifer für allfällig beschmutzte Steckerstifte.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind bei eingestecktem Kontaktstift 5 die Kontaktfederlappen 2 von den beiden dazwischenliegenden Anschlagflächen 7a, 7b eines Anschlagnockens 7 abgehoben. Bei herausgezogenem Stift liegen diese Kontaktfederlappen an den Anschlagflächen 7a, 7b mit Vorspannung an. Ausser dem wichtigen Vorteil der dadurch erzielten Vorspannung ergibt sich hiedurch eine einfache, auf Fabrikations-und Material-Einflüsse wenig empfindliche Herstellung der Blattfederanordnung, indem dar Abstand der beiden gegenüberliegenden Kontaktfederlappen im unmontierten Zustande nicht genau toleriert werden muss, da dieser Ruheabstand bedeutend kleiner gehalten werden kann als die Breite des Anschlagnockens 7.
In Fig. 4 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher die Kontaktfederlappen 2 von einer zusätzlichen äusseren Feder 11 umgeben sind und federnd gegeneinander gedrückt werden. Die Kontaktfederlappen 2 dienen in diesem Fall hauptsächlich zur Stromleitung und können deshalb aus einem Material mit besonders guter elektrischer Leitfähigkeit hergestellt werden. Die zusätzliche Feder 11 dient zur Erhöhung des Kontaktdruckes und kann daher aus einem Material mit besonders guten Federeigenschaften bestehen.
Die Kraftverhältnisse der beschriebenen Blattfederanordnung gehen aus dem Diagramm nach Fig. 6 hervor. Hierin stellt der Punkt 0 die Ruhestellung der Blattfederlappen 2 dar. Aus der Figur ist ersichtlich, dass am Punkt 0 die Blattfedercharakteristik a bereits eine bestimmte Vorspannungskraft Pv besitzt. Diese Kraft wird so gewählt, dass bei eingestecktem Minimum-Steckerstiftdurchmesser min eine genügend grosse Kontaktkraft entsteht. Die Zunahme der Kontaktkraft bei einem Nominal-Steckerstiftdurchmesser o nom oder bei einem Maximum-Steckerstiftdurchmesser max ist verhältnismässig gering, da die Kontaktfederlappen eine sehr flache Charakteristik aufweisen. Die Abweichungen AP der Kontaktkraft vom
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Nominalwert P nom sind deshalb verhältnismässig gering.
Vergleichshalber ist eine Charakteristik b eingezeichnet, welche üblichen Ausführungen ohne Vorspannung entspricht. Da keine Vorspannung yorhan- den ist, beginnt die Kraft am Punkt 0 mit 0 Gramm. Die Kontaktfederlappen können in diesem Fall auch nicht naher zusammen kommen, da dann der Steckerstift nicht mehr gut eingefuhrt werden kann und ausserdem der dadurch notwendige grosse Federweg die Kontaktfederlappen deformieren würde. Damit nun wieder die gleiche Nominal-Kontaktkraft P nom wie im obigen Fall a erreicht wird, muss die Federcharakteristik ganz wesentlich steiler verlaufen.'Dies ergibt sehr grosse'Kontaktkraftabweichung tAPo vom Nominalwert P nom.
Es hat dies zur Folge, dass die'Kontaktkraft bei Minimal-Steckerstiftdurch- messer o min ungenügend wird und dass die Kontaktkraft bei Maximal-Steckerstiftdurchmesser Cb max im Hinblick auf Vielfachstecker zu gross wird. Ausserdem ist bei derart steiler Federcharakteristik nur ein verhältnismässig kleiner Federweg zulässig, damit sich die Kontaktfederlappen nicht deformieren. Eine Charakteristik nach a ergibt deshalb auch eine sehr viel grössere Betriebssicherheit.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zur Aufnahme eines Steckerstiftes in einer elektrischen Steckkontaktvorrichtung bestimmte federnde Kontaktbuchse mit zwei an sich gegenüberliegenden Innenflächen einer Blattfeder ausgebildeten Kontaktstellen, die unter Vorspannfederkraft bis zu einer durch einen als Anschlag wirkenden Gehäusevorsprung bestimmten Minimaldistanz gegeneinandergedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusevorsprung (7) sich zwischen den Enden der Schenkel (2) der als langschenkeliges U ausgebildeten Blattfeder (1) über die ganze Breite der Schenkel erstreckt.