DE1200910B - Elektrische Kontaktanordnung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H02f

Deutsche Kl.: 21c-22

Nummer: 1200 910
Aktenzeichen:

Anmeldetag: 8. Mai 1959

Auslegetag: 16. September 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Kontaktanordnung mit einem als Buchse oder Steckerstift ausgebildeten Kontaktkörper, der lösbar in einer Isolierstoffassung angeordnet ist, deren zur Aufnahme des Kontaktkörpers bestimmte Bohrung einen verengten Teil mit einer vorderen und einer hinteren Anschlagfläche aufweist, und der ferner von einem hülsenförmigen Federelement umgeben ist, das mittels an den Anschlagflächen der Bohrung anliegender äußerer Vorsprünge die Kontaktanordnung in der Fassung festhält.

Bei einer bekannten Kontaktanordnung der vorstehend genannten Art ist das vordere Ende des hülsenförmigen Federelementes ringförmig geschlossen und widersetzt sich demgemäß stark einer radialen Bewegung nach innen. Beim Herausziehen des Kontaktkörpers aus der Fassung wird daher nicht selten die Fassung, das hülsenförmige Federelement oder der Anschlußleiter erheblich beschädigt.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser bekannten Ausführung besteht darin, daß das hülsenförmige Federelement nicht vom Kontaktkörper gelöst werden kann. Wird daher das aus Kunststoff bestehende hülsenförmige Federelement einmal beschädigt, was im Hinblick auf die großen Beanspruchungen beim Einpressen in die Fassung und beim Herausdrücken aus der Fassung leicht passieren kann, so ist praktisch der ganze Anschlußleiter wertlos und muß ausgetauscht werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Mängel eine elektrische Kontaktanordnung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der nicht nur die Möglichkeit besteht, den Kontaktkörper auf einfache Weise und ohne übermäßige Beanspruchung einzelner Teile aus der Isolierstoffassung zu lösen, sondern bei der darüber hinaus auch das hülsenförmige Federelement ohne Schwierigkeit vom Kontaktkörper abgenommen werden kann, um im Bedarfsfall gegen ein anderes Federelement ausgewechselt zu werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das in an sich bekannter Weise längsgeschlitzte hülsenförmige Federelement an seinem vorderen Ende eine spiralförmig um die Achse des Federelementes gebogene, in radialer Richtung federnde Zunge trägt, die in eine Ausnehmung des Kontaktkörpers eingreift und hierdurch lösbar mit diesem verbunden ist, und deren hintere Kante zugleich an der vorderen Anschlagfläche der Bohrung anliegt.

Bei der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung erfüllt die am vorderen Ende des hülsenförmigen Feder-Elektrische Kontaktanordnung

Anmelder:

Burndy Corporation, Norwalk, Conn. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt, München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:
Michael Lazar, White Plains, N. Y.;

Joseph J. Bertram, Norwalk, Conn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
zo V. St. v. Amerika vom 14. Mai 1958 (735 229) - ·

elementes vorgesehene spiralförmige Zunge eine doppelte Aufgabe: Einerseits hält sie das Federelement auf dem Kontaktkörper fest, anderseits sichert sie die Kontaktanordnung in der Isolierstofffassung. Sowohl das Lösen des Kontaktkörpers aus der Fassung als auch das Abnehmen des Federelementes vom Kontaktkörpei ist außerordentlich leicht und ohne Zuhilfenahme besonderer Werkzeuge möglich. Da die spiralförmig gebogene Zunge hierbei nur mäßig beansprucht wird, sind Beschädigungen praktisch ausgeschlossen.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung im auseinandergezogenen Zustand,

F i g. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Federelementes,

F i g. 3 eine Ansicht des Federelementes von vorn, F i g. 4 eine Aufsicht auf einen Metallstreifen, aus dem das Federelement ausgestanzt ist,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht eines als Steckerstift ausgebildeten Kontaktkörpers, F i g. 6 eine Ansicht des um 180° gedrehten Steckerstiftes gemäß F i g. 5,

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht eines als Buchse ausgebildeten Kontaktkörpers,

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F i g. 8 einen Querschnitt durch eine mehrpolige elektrische Kontaktanordnung,

F i g. 9 einen Querschnitt durch die Kontaktanordnung gemäß F i g. 1 im zusammengebauten und ineinandergesteckten Zustand,

F i g. 10 einen Schnitt durch eine in einer Isolierstoffassung angeordnete Buchse vor dem Lösen der Buchse mittels eines Werkzeuges,

Fig. 11 einen Schnitt entsprechend Fig. 10 während des Lösens der Buchse mittels des Werkzeuges.

In F i g. 1 ist eine erfindungsgemäße elektrische Kontaktanordnung im auseinandergezogenen Zustand dargestellt. Diese Kontaktanordnung enthält eine Buchse 10 sowie ein hülsenförmiges Federelement 12, das die Buchse 10 in einer Isolierstoffassung 14 festhält. Zur Kontaktanordnung gehört ferner ein Steckerstift 16, der mittels eines hülsenförmigen Federelementes 18 in einer Isolierstoffassung 20 gehalten wird.

Die Buchse 10 enthält einen Hauptteil 21, einen zur Aufnahme des Anschlußleiters dienenden hülsenartigen Teil 22, einen Isolierstoffgriff 24 sowie einen ringförmig geschlossenen vorderen Teil 28. In der Buchse 10 ist ferner ein T-förmiger Schlitz 30 vorgesehen, der sich aus einem in Längsrichtung verlaufenden Teil 32 und einem in Querrichtung verlaufenden Teil 34 zusammensetzt. In dem zur Aufnahme des Anschlußleiters dienenden hülsenartigen Teil 22 befindet sich hinter der Stirnfläche 27 eines flanschartigen Vorsprunges 23 ein Schauloch 26.

Die Breite des in Längsrichtung verlaufenden Teiles 32 des T-förmigen Schlitzes 30 wird zweckmäßig kleiner als der Durchmesser des in die Buchse einzuführenden Steckerstiftes gewählt, damit bei einem schiefen Einführen des Steckerstiftes keine Beschädigungen hervorgerufen werden können.

In den F i g. 2 und 3 ist das hülsenförmige Federelement 12 in größerem Maßstab wiedergegeben. Es wird zweckmäßig aus einem Metallblech in der aus F i g. 4 ersichtlichen Weise hergestellt. Der in F i g. 4 dargestellte Stanzteil besteht aus einem geeigneten Federmaterial, beispielsweise Beryllium-Kupfer. Dieser Stanzteil wird mit seinen Kanten 36a und 36b derart zusammengebogen, daß er die Form einer zylindrischen Hülse annimmt, wobei diese Hülse einen Längsschlitz 36 aufweist (vgl. Fig. 2). Ein Teil des Federelementes 12 bildet eine nach innen ragende Zunge 38, deren freies Ende zweckmäßig leicht nach oben abgebogen ist.

An seinem vorderen Ende ist das Federelement 12 mit einer spiralförmig um die Achse des Federelementes gebogenen, in radialer Richtung federnden Zunge 40 versehen, die an ihrem einen Ende in einen Ansatz 42 mündet. Die vordere Kante 46 der Zunge 40 weist von der Mittelachse des Federelementes 12 einen kleineren Abstand als die hintere Kante 44 auf. Die Zunge 40 ist infolgedessen konisch nach vorn verjüngt. Im hinteren Bereich des Federelementes 12 sind eine Anzahl von Rastvorsprüngen ausgeformt.

Bei der Herstellung des Federelementes 12 dient ein Verbindungsstreifen 49 (vgl. F i g. 4) dazu, die einzelnen Federelemente während des Stanzvorganges sowie während des anschließenden Biegevorganges zusammenzuhalten. Am Schluß werden die einzelnen Federelemente längs der in F i g. 4 gestrichelt eingetragenen Linie 47 vom Verbindungsstreifen 49 getrennt. Dieser Verbindungsstreifen 49 kann mit Löchern zum Eingriff eines Vorschubgliedes versehen sein.

Die Isolierstoffassung 14 besteht im wesentlichen aus einem Isolierstoffkörper mit einer Innenbohrung 50. Die Bohrung 50 weist einen im Durchmesser verengten Teil 51 auf, der das hülsenförmige Federelement 12 im zusammengebauten Zustand der Kontaktanordnung umschließt. Die Rastvorsprünge 48 des Federelementes 12 sind dann mit der hinteren Anschlagfläche 54 des verengten Bohrungsteiles 51 im Eingriff und verhindern damit eine Verschiebung der Buchse nach vor. Die hintere Kante 44 der spiralförmig gebogenen Zunge 40 des Federelementes 12 liegt im zusammengebauten Zustand der Kontaktanordnung an der vorderen Anschlagfläche 52 des verengten Bohrungsteiles 51 an, so daß die Buchse auch gegen eine Verschiebung nach hinten gesichert ist. Die von der Zunge 40 gebildete konische Führungsfläche ermöglicht das von hinten erfolgende Einschieben der Buchse 10 mit dem aufgesetzten hülsenförmigen Federelement 12 in die Bohrung 50 so weit, bis sich die Rastvorsprünge 48 an die hintere Anschlagfläche 54 anlegen. Infolge des Bestrebens der spiralförmig gebogenen Zunge 40, wieder ihre ursprüngliche Form anzunehmen, schnappt im gleichen Augenblick die hintere Kante 44 der Zunge 40 hinter der vorderen Anschlagfläche 52 ein.

Die übrigen Teile 56 und 58 der Bohrung 50 nehmen den Teil 22 bzw. den Isolierstoffgriff 24 der Buchse 10 auf. Der Bohrungsteil 56 geht dabei mittels einer Stufe 57 in den im Durchmesser vergrößerten Bohrungsteil 58 über.

Der Steckerstift 16 enthält einen Hauptteil 60, der an seinem einen Ende mit einem Isolierstoffgriff 62 versehen ist. Vor dem Isolierstoffgriff 62 befindet sich ein Schauloch 63. Der zwischen dem Griff 62 und einem flanschartigen Vorsprung 64 liegende Teil des Steckerstiftes 16 besteht aus einer zur Aufnahme des Anschlußleiters bestimmten Hülse. Im vorderen Teil des Steckerstiftes 16 ist ein T-förmiger Schlitz 66 vorgesehen, der aus einem in Längsrichtung verlaufenden Teil 68 und einem in Querrichtung verlaufenden Teil 70 besteht. Das vordere Ende des Steckerstiftes 16 wird durch einen Kontaktbolzen 72 gebildet, der zur Einführung in die Buchse 10 bestimmt ist.

Mit dem Steckerstift 16 ist ein mit einer Isolierung 74 versehener Leiter 76 verbunden. Der abisolierte Teil des Leiters befindet sich unter dem Schauloch 63, während die vordere Kante der Isolierung 74 bis unter den Isolierstoffgriff 62 reicht. Im Steckerstift 16 ist eine eingedrückte Vertiefung 65 vorgesehen, die den Steckerstift 16 fest mit dem abisolierten Ende des Anschlußleiters 76 verbindet. In ähnlicher Weise ist der Isolierstoffgriff 62 über der Isolierung 74 des Anschlußleiters zusammengepreßt.

Zum Steckerstift 1 gehören ein hülsenförmiges Federelement 18 sowie eine Isolierstoffassung 20. Diese beiden Teile sind identisch mit dem bereits erläuterten Federelement 12 bzw. der Isolierstoffassung 14. In der Zeichnung sind daher gleiche Bezugszeichen (unter Hinzufügung des Buchstabens a) gewählt.

Während bei der Ausführung gemäß F i g. 1 die Buchse 10 und der Steckerstift 16 als Drehteile ausgebildet sind, ist es auch möglich, diese Teile aus Metallblechen auszustanzen. Eine derartige Lösung ist in den F i g. 5 bis 7 veranschaulicht. Sowohl der Steckerstift 75 als auch die Buchse 77 weisen einen hülsenförmigen Hauptteil 78, 78a auf, der mit einem

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Längsschlitz 80, 80α versehen ist. Der in den F i g. 5 und 6 dargestellte Steckerstift 75 besitzt an seinem vorderen Ende einen Kontaktbolzen 82, der so bemessen ist, daß er in den Vorderteil 100 der Buchse 77 passend eingreifen kann. Der Kontaktbolzen 82 geht mit einer gekrümmten Fläche 84 in den Hauptteil 78 des Steckerstiftes 75 über. Der Steckerstift 75 weist an seinem hinteren Ende einen U-förmig ausgebildeten, zur Aufnahme des Anschlußleiters bestimmten Teil 86 auf, der mit zwei nach oben gerichteten Ansätzen 88 versehen ist, die zur Befestigung des Anschlußleiters dienen. Neben diesen Ansätzen 88 befinden sich zwei weitere größere Ansätze 90, zwischen denen die Isolation des Anschlußleiters festgeklemmt wird.

Am hinteren Ende des T-förmigen Schlitzes 94 bzw. 94a befindet sich ein als Anschlag für den Anschlußleiter dienende Vertiefung 92 bzv/. 92a. Der T-förmige Schlitz 94,94a enthält einen in Querrichtung verlaufenden Teil 96, 96a und einen in Längsrichtung verlaufenden Teil 98, 98a.

Um die Steifigkeit zu erhöhen, kann der Längsschlitz 80a der Buchse 77 verlötet werden.

Das hülsenförmige Federelement (vgl. insbesondere F i g. 2) wird auf den betreffenden Kontaktkörper (z. B. Buchse 10 oder Steckerstift 16) aufgeschoben, wobei die Zunge 38 in den in Längsrichtung verlaufenden Teil (z. B. 32J des T-förmigen Schlitzes (z. B. 30) zu liegen kommt. Die spiralförmig gebogene Zunge 40 des Federelementes paßt gerade in den in Querrichtung verlaufenden Teil (z. B. 34) des T-förmigen Schlitzes. Eine Längsverschiebung des Federelementes auf dem Kontaktkörper ist dadurch verhindert, daß die Zunge 38 am Ende des in Längsrichtung verlaufenden Schlitzteiles (z. B. 32) anliegt und die vordere Kante 46 der Zunge 40 die entsprechende Gegenkante des T-förmigen Schlitzes berührt. Eine Längsverschiebung des Federelementes nach hinten wird im übrigen durch den an der hinteren Kante des in Querrichtung verlaufenden Schlitzteiles (z. B. 34) anliegenden Teil der Zunge 40 verhindert. Gegen eine Drehbewegung auf dem Kontaktkörper ist das Federelement durch die Zunge 38 gesichert.

In F i g. 8 ist eine mehrpolige Kontaktanordnung dargestellt. Die Isolierstoffassung 102 enthält eine Anzahl von Bohrungen, darunter die Bohrungen 104 und 106, die mit den Bohrungen der Isolierstofffassungen gemäß F i g. 1 identisch sind. In die Bohrung 104 ist von der Rückseite der Fassung 102 her eine Buchse 108 eingeschoben. Die Befestigung erfolgt in der bereits erläuterten Weise mittels eines hülsenförmigen Federelementes 110 An die Buchse 108 ist ein Anschlußleiter 112 angeschlossen, wobei der abisolierte Teil des Leiters in den Buchsenteil 116 eingreift, während die Leiterisolation des Isoliergriffes 114 festgelegt ist. In der Bohrung 106 der Isolierstofffassung 102 ist ein Steckerstift 109 in der bereits erläuterten Weise befestigt.

Die Isolierstoffassung 103 enthält eine Anzahl von Bohrungen, darunter die Bohrungen 118 und 130. In der Bohrung 118 befindet sich ein Steckerstift 120, der mittels eines hülsenförmigen Federelementes 122 in der erläuterten Weise gehaltert ist. Der Isoliergriff 126 des Steckerstiftes 120 umschließt die Isolation des Anschlußleiters 124. In der Bohrung 130 der Isolierstoffassung 103 ist eine Buchse 107 untergebracht. Da die Steckerstifte und Buchsen in den einzelnen Bohrungen der Isolierstoffassungen gegeneinander austauschbar sind, läßt es sich auf einfache Weise erreichen, daß die zusammengehörigen Kontaktkörper der Kontaktanordnung in den beiden Fassungen 102 und 103 jeweils einander gegenüberliegen.

Um das richtige Ineinandergreifen der Steckerstifte und Buchsen zu gewährleisten, sind Steckverbindungselemente 132,133,134 und 135 vorgesehen, die an

ίο ihrem rückwärtigen Ende ein Gewinde 138 aufweisen, auf dem eine Beilagscheibe 139 und eine Mutter 140 angeordnet sind. Hierdurch kann die betreffende Fassung (z. B. 103) an einer Montagewand 142 befestigt werden.

In F i g. 9 ist eine einpolige elektrische Kontaktanordnung im zusammengebauten und zusammengeschobenen Zustand dargestellt. Die Kontaktanordnung besteht aus einer Stecktrhälfte 144 und einer Buchsenhälfte 146. Die Steckerhälfte 144 enthält eine Isolierstoffassung mit einer Innenbohrung 148, in der em Steckerstift 150 mit einem hülsenförmigen Federelement 152 angeordnet ist. Die am vorderen Ende des Federelementes 152 vorgesehene, spiralförmig um die Achse des Federelementes gebogene federnde

as Zunge 154 liegt mit ihrer hinteren Kante an der vorderen Anschlagfläche 158 der abgestuften Bohrung 148 an. Die hinteren Rastvorsprünge 156 des Federelementes 152 greifen hinter die hintere Anschlagfläche 160 der Bohrung 148. Der Anschlußleiter 166 ist abisoliert und in den zur Drahtaufnahme dienenden Teil 162 des Steckerstiftes 150 eingeschoben, während die Drahtisolation vom Isolierstoffgriff 164 umfaßt wird.

Die Buchsenhälfte 146 der in F i g. 9 dargestellten Kontaktanordnung enthält eine Isolierstoffassung mit einer Bohrung 190, in der eine Buchse 168 mit einem aufgeschobenen hülsenförmigen Federelement 170 untergebracht ist. Die federnde Zunge 172 des Federelementes 170 ist nach innen gebogen. Die das vordere Ende des Federelementes 170 bildende, spiralförmig gebogene Zunge 174 ist mit der vorderen Anschlagfläche 176 der verengten Bohrung 190 im Eingriff, während die hinteren Rastvorsprünge 178 des Federelementes 170 hinter die hintere Anschlagfläche 180 des verengten Bohrungsteiles eingreifen. Der Anschlußleiter 186 ist mit seinem abisolierten Teil in den an dieser Stelle zusammengepreßten Teil 182 der Buchse 168 eingeführt, während die Isolation 187 des Anschlußleiters 186 von dem hinteren umpreßten Ende 184 der Buchse festgehalten wird. Im zusammengesteckten Zustand der Kontaktanordnung stützt sich die federnde Zunge 172 des auf der Buchse 168 angeordneten Federelementes 170 auf dem zylindrischen Kontaktbolzen des Steckerstiftes 150 ab.

In F i g. 10 ist eine Buchse 196 dargestellt, die lösbar in der Bohrung 190 einer Isolierstoffassung 189 angeordnet ist und in der bereits erläuterten Weise durch ein hülsenförmiges Federelement 195 in der Bohrung festgehalten wird. Die am hinteren Ende des Federelementes 195 vorgesehenen Rastvorsprünge 201 legen sich beim Einschieben der Buchse 196 in die Isolierstoffassung 189 an die hintere Anschlagfläche des verengten Bohrungsteiles an, während gleichzeitig die das vordere Ende des Federelementes 195 bildende, spiralförmig gebogene Zunge 192 hinter der vorderen Anschlagfläche des verengten Bohrungsteiles einschnappt. Um die Buchse 196 aus der Fassung 189 herausziehen zu können, beispielsweise

um sie zu überprüfen oder gegen einen anderen Kontaktkörper auszuwechseln, wird ein mit einer Innenbohrung 202 versehenes hülsenförmiges Werkzeug über den vorderen Teil 191 der Buchse 196 geschoben. Dabei wird die spiralförmig gebogene Zunge des Federelementes 195 nach innen gedrückt, so daß die hintere Kante dieser Zunge 192 die vordere Anschlagfläche des verengten Bohrungsteiles freigibt (vgl. F i g. 11). In dieser Lage kann dann die Buchse 196 durch einen auf den Anschlußleiter 199 ausgeübten Zug nach hinten aus der Isolierstoffassung herausgezogen werden. Das Lösen eines Steckerstiftes erfolgt in gleicher Weise.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrische Kontaktanordnung mit einem als Buchse oder Steckerstift ausgebildeten Kontaktkörper, der lösbar in einer Isolierstoffassung angeordnet ist, deren zur Aufnahme des Kontaktkörpers bestimmte Bohrung einen verengten Teil mit einer vorderen und einer hinteren Anschlagfläche aufweist, und der ferner von einem hülsenförmigen Federelement umgeben ist, das mittels an den Anschlagflächen der Bohrung anliegender äußerer Vorsprünge die Kontaktanordnung in der Fassung festhält, dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise längsgeschlitzte hülsenförmige Federelement (12) an seinem vorderen Ende eine spiralförmig um die Achse des Federelementes gebogene, in radialer Richtung federnde Zunge (40) trägt, die in eine Ausnehmung (96) des Kontaktkörpers (75) eingreift und hierdurch lösbar mit diesem verbunden ist, und deren hintere Kante (44) zugleich an der vorderen Anschlagfläche (52) der Bohrung anliegt.

2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper (75) einen T-förmigen Schlitz (94) aufweist, dessen in Querrichtung verlaufender Teil (96) die zum Eingriff der spiralförmig gebogenen Zunge (40) bestimmte Ausnehmung bildet, während in den in Längsrichtung verlaufenden Teil (98) des T-förmigen Schlitzes eine gleichfalls in Längsrichtung verlaufende, nach innen gebogene Zunge (38) des hülsenförmigen Federlementes (12) eingreift.

3. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am vorderen Ende des hülsenförmigen Federlementes (12) vorgesehene spiralförmig gebogene Zunge (40) nach vorn konisch verjüngt ist.

4. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am hinteren Ende des hülsenförmigen Federlementes (12) vorgesehenen, an der hinteren Anschlagfläche (54) der Bohrung anliegenden Vorsprünge (48) als aus dem Hülsenmaterial ausgescherte bzw. ausgedrückte Lappen ausgebildet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 013 741,
620;
schweizerische Patentschrift Nr. 277 799.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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