DE3915644A1

DE3915644A1 - Kontaktstift-kontaktbuchsen-baueinheit

Info

Publication number: DE3915644A1
Application number: DE3915644A
Authority: DE
Inventors: Walter Prochaska; Paul-Rainer Molitor
Original assignee: Otto Dunkel GmbH
Current assignee: Otto Dunkel GmbH
Priority date: 1989-05-12
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1990-11-15
Also published as: EP0397150A2; US5036583A; EP0397150A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktstift- Kontaktbuchsen-Baueinheit, bei der der Kontaktstift zwei etwa parallele, ein durch Ausstanzen gebildetes Lang loch begrenzende, aufeinanderzu federnde, dem Einpressen in eine Öffnung einer Leiterplatte dienende Schenkel auf weist, die in eine der Begrenzung des Einsteckweges die nende Schulter auslaufen.

Eine derartige Kontaktstift-Kontaktbuchsen-Bauein heit gehört bereits zum Stand der Technik gemäß US-PS Re 29 513. Bei dieser Einheit ist nicht nur der Kontakt stift sondern auch die Kontaktbuchse im wesentlichen durch Ausstanzen aus Kontaktblech gebildet. Diese Kontakt buchse, die sich an die den Einsteckweg des Kontaktstifts begrenzende Schulter anschließt, ist in Form einer eine ausgestanzte Öffnung aufweisenden Zunge ausgebildet, die auf sich selbst zurückgebogen ist, und zwar um eine sich quer zur Stiftachse erstreckende Achse, welche etwa im Bereich der ausgestanzten Kontaktöffnung verläuft. Die fragliche Zunge besitzt eine gewisse Elastizität, die die Kontaktkraft bestimmt, mit der die Zunge an einem durch die ausgestanzte Öffnung eingeführten Gegenkontaktstift anliegt. Bei letztlich unvermeidbaren Abmessungsschwan kungen ergeben sich in der Praxis bei kleinen Steck kräften relativ hohe Übergangswiderstände, bzw. umgekehrt. Hohe Steckkräfte, die ihrerseits zu wünschenswert kleinen Übergangswiderständen beitragen, verbieten sich jedoch überall dort, wo sehr viele Kontaktstift-Kontaktbuchsen- Baueinheiten der beschriebenen Art auf einer ihnen gemein samen Leiterplatte mit dem Ziel fixiert sind, sie mit einer Gegensteckvorrichtung zu kuppeln, die eine ent sprechende Vielzahl von Gegensteckerstiften entsprechender Abmessungsrelationen umfaßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ein gangs erwähnten Kontaktstift-Kontaktbuchsen-Baueinheiten so weiter auszugestalten, daß sie nicht nur einerseits leicht auf einer Leiterplatte fixierbar sind und buchsen seitig trotz geringer Steckkräfte relativ geringe Über gangswiderstände gewährleisten, sondern daß diese Eigen schaften auch auf baulich sehr einfache Weise erreicht werden.

Die Kontaktstift-Kontaktbuchsen-Baueinheit nach der Erfindung, bei der diese Aufgabe gelöst ist, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt buchse durch eine Kontaktfederbuchse mit einer Vielzahl von Kontaktfedern gebildet ist, wobei sich die Kontakt federn etwa vom Bereich einer Klemmflächenschulter ausgehend, die die Stelle der Einspannung ihres einen Endes bestimmt, im Abstand von der Buchsenachse zum Bereich der vorderen Stifteinführungsöffnung hin erstrecken und etwa in ihrem mittleren Bereich den kleinsten Abstand von der Buch senachse aufweisen, und daß die den Kontaktstift-Einsteck weg begrenzende Schulter durch die genannte Klemmflächen schulter der Kontaktfederbuchse gebildet ist. Bei dieser Baueinheit ist nicht nur ein einwandfreier Halt und eine ebenfalls zufriedenstellende Kontaktgabe in Bezug auf die Leiterplatte und ein sehr kleiner Übergangswiderstand in Bezug zu einem in die Kontaktfederbuchse der Baueinheit eingeführten Steckerstift bei dennoch kleiner Steckkraft gewährleistet. Hervorzuheben ist vielmehr die konstruktiv und fertigungstechnisch erreichte Doppelfunktion der Klemmflächenschulter, die ein wesentliches Element sowohl des Kontaktstifts zur Begrenzung des Einsteckweges als auch der Kontaktfederbuchse darstellt, indem sie die Einspann stelle der Kontaktfederenden, d.h. die für eine einwand freie Funktion der Kontaktfedern erforderliche genaue Lage dieser Federn mitbestimmt.

An dieser Stelle ist auf die DE-PS 33 42 742 bzw. die GB-PS 11 36 589 (insbesondere Fig. 9) hinzuweisen, die nur beispielsweise Kontaktbuchsen-Ausführungen be treffen, wie sie nunmehr auf elegante Weise mit einem Kontaktstift der bei der Kontaktstift-Kontaktbuchsen- Baueinheit nach der eingangs erwähnten US-PS Re 29 513 vorgesehenen Ausführung zu einer Baueinheit kombiniert sind.

Bei der erfindungsgemäßen Kontaktstift-Kontakt buchsen-Baueinheit können die Kontaktfederenden un mittelbar an der zylindrischen Außenfläche der Klemm flächenschulter anliegen und an diese angepreßt sein.

In diesem Fall tragen die Kontaktfedern und der sie ent haltende Buchsenkörper zum Gesamtdurchmesser der Kontakt federbuchse bei. Eine kompaktere Ausführung mit entsprechend kleinem Durchmesser läßt sich jedoch erzielen, wenn von der Klemmflächenschulter ein im Durchmesser kleinerer zylindri scher Ringansatz mit einer am Fuße des Ringansatzes vorge sehenen Ringnut vorsteht, in die hinein unter Anpressung der zwischen dem Ringansatz und einem über ihn geschobenen Buchsenkörper befindlichen Kontaktfederenden an den Ring ansatz der eine Rand des Buchsenkörpers unter stirnseitiger Anlage an der Klemmflächenschulter umgebördelt ist.

Die Erfindung ist weiter auf ein Verfahren zur Herstellung von Kontaktstift-Kontaktbuchsen-Baueinheiten der vorgenannten Ausführungen gerichtet. Dieses ist gemäß einer ersten Variante im wesentlichen dadurch gekennzeich net, daß zunächst ein Drehteil hergestellt wird, das die Klemmflächenschulter mit dem sich ggfls. einerseits an schließenden zylindrischen Ringansatz und andererseits einen Kontaktstiftabschnitt umfaßt, aus dem nach Abfräsen des auf beiden Seiten überflüssigen Materials und damit Überführung in eine flache Form in einem folgenden Stanz vorgang das Langloch ausgestanzt wird und daß anschließend im Bereich der Klemmflächenschulter der Buchsenkörper mit den Kontaktfedern aufgebracht und festgelegt wird. Bei diesem Verfahren kann auf sehr wirtschaftliche Weise von Stangenmaterial mit einem Durchmesser ausgegangen werden, der dem Drehteildurchmesser im Bereich der Klemmflächen schulter entspricht, und die einzelnen Drehteile lassen sich somit bequem durch Automaten fertigen. Dies gilt auch für die Drehteilnachbearbeitung, d.h. die Materialentfernung und den Langlochstanzvorgang.

Eine Variante des erfindungsgemäßen Herstellungs verfahrens, bei der es des Abflachens im Kontaktstift bereich nicht bedarf, ist im wesentlichen dadurch gekenn zeichnet, daß aus einem Kontaktblechbandmaterial mit zwei Bandbereichen unterschiedlicher Stärke, und zwar einem Bereich mit einer dem Durchmesser der Klemmflächenschulter entsprechenden Stärke und einem Bereich mit einer der gewünschten Kontaktstiftdicke entsprechenden Stärke jeweils ein Rohling unter gleichzeitiger Bildung des Langlochs ausgestanzt wird, daß bei diesem Rohling sodann die Klemmflächenschulter und ggfls. der zylindrische Ring ansatz in einem Abdrehvorgang gebildet werden, und daß anschließend im Bereich der Klemmflächenschulter der Buch senkörper mit den Kontaktfedern aufgebracht und festgelegt wird. Auch dieses Verfahren erlaubt auf sehr wirtschaft liche Weise einen Drehautomateneinsatz.

Gemäß einer weiteren Verfahrensvariante nach der Erfindung ist es auch möglich, zunächst ein Drehteil her zustellen, das die Klemmflächenschulter mit dem sich ggfls. anschließenden zylindrischen Ringansatz umfaßt, um anschließend an dieses Drehteil den in einem gesonderten Stanzvorgang unter gleichzeitiger Ausbildung des Lang lochs gefertigten Kontaktstift auf derjenigen Seite, die der Buchsenkörperseite abgelegen ist, an die Klemmflächen schulter stumpf anzuschweißen.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Er findung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines nichteinschränkend erläuterten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, auf die bezüglich aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Kontaktstift-Kontaktbuchsen-Baueinheit nach der Erfindung, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine Detailansicht der Kontaktstift-Kontakt buchsen-Baueinheit nach Fig. 1 zur Veran schaulichung der Herstellungsschritte bei Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungs verfahrens und

Fig. 3 und 4 Detailansichten der Kontaktstift- Kontaktbuchsen-Baueinheit nach Fig. 1 zur Veranschaulichung der Herstellungsschritte bei Durchführung des Herstellungsverfahrens nach der Erfindung gemäß einer ersten Varian te.

Fig. 1 zeigt eine Kontaktbuchsen-Kontaktstift-Bau einheit 1 mit einer Kontaktfederbuchse 2 für die sichere Stromübertragung zu bzw. von einem in sie eingeführten, in der Zeichnung nicht dargestellten Steckerstift und mit einem mit der Buchse verbundenen Kontaktstift 3. Am Steckerstifteinführungsende dieser Kontaktfederbuchse 2 befindet sich ein Funkenschutzrand 4. Für die Festlegung der Kontaktstift-Kontaktbuchsen-Baueinheiten 1 in Öffnungen einer nicht näher veranschaulichten elektrischen Leiter platte ist der dem Steckerstifteinführungsende abgewandte, flach ausgebildete Kontaktstift 3 mit zwei etwa parallelen, ein durch Ausstanzen gebildetes Langloch 5 begrenzenden, aufeinander zu federnden Schenkeln 6 versehen. Diese Schenkel 6 laufen in eine der Begrenzung des Einsteck weges dienende Schulter aus, die durch die Klemmflächen schulter 7 der Kontaktfederbuchse 2 gebildet ist. Wie er sichtlich, liegen bei dem veranschaulichten Ausführungs beispiel die ins Buchseninnere eingeführten Kontaktfedern 8 mit ihrem hinteren Ende an einem zylindrischen Ringansatz 9 an, der von der Klemmflächenschulter 7 vorsteht und an seinem Fuß eine Ringnut 10 aufweist. In diese Ringnut 10 greift der umgebördelte Rand 11 des in Form einer dünnwandig verformbaren Hülse ausgebildeten Buchsenkörpers 12 der Kontaktfederbuchse 2 ein. Dabei preßt der Rand 11 unter stirnseitiger Anlage an der Klemmflächenschulter 7 die zwischen ihm und dem Ringansatz 9 befindlichen Kontakt federn 8 fest an.

Innerhalb des durch eine Umbördelung gebildeten Funkenschutzrandes 4 mit einer zentralen Stifteinführ öffnung 13 liegt ein Ringkörper 14 an der Umbördelung an, dessen Innendurchmesser etwas kleiner als die im Buchsen körper 12 vorgesehene Stifteinführöffnung 13 gewählt ist. Die am Innenumfang verteilten Kontaktfedern 8, die im Bereich der Klemmflächenschulter 7 fixiert sind, sind mit ihren freien Enden frei beweglich in einem zwischen dem Buchsenkörper 12 und dem Ringkörper 14 begrenzten Ringspalt 15 geführt.

Die in Fig. 1 veranschaulichte radial nach innen gerichtete Wölbung der Kontaktfedern 8 ist dadurch er zielt, daß der Buchsenkörper 12 von außen her an zwei in Bezug auf den Ringkörper 14 bzw. den Ringansatz 9 axial versetzten Stellen mit Abstand voneinander jeweils mit einer radial nach innen ragenden Ringwulst 16 bzw. 17 versehen ist, die an den Kontaktfedern 8 anliegt und sie radial nach innen elastisch verformt. Der Buchsen körper 12 ist im Bereich jeder Ringwulst 16 bzw. 17 mit einem Innendurchmesser versehen, der kleiner ist als der Außendurchmesser des die freien Enden der Kontakt federn 6 abstützenden Ringkörpers 14, vermehrt um den doppelten Durchmesser der Kontaktfedern 8.

Statt zwei Ringwulste vorzusehen, kann der Umfangs bereich des Buchsenkörpers 12 mit einer entprechenden Durchmesserreduzierung versehen werden, mit der die Ring wulste sonst gebildet wären. Auf diese Weise übernehmen die den fraglichen Umfangsbereich begrenzenden Schultern bei dieser Ausführung die Funktion der Ringwülste der Ausführung nach Fig. 1.

Kontaktstift-Kontaktbuchsen-Baueinheiten der vorbe schriebenen Art lassen sich auf verschiedene Weise her stellen.

Gemäß Fig. 2 wird zunächst ein Drehteil 18 herge stellt, das die Klemmflächenschulter 7 mit dem sich ggfs. einerseits anschließenden zylindrischen Ringansatz 9 nebst zwischengeschalteter Ringnut 10 und andererseits einen Kontaktstiftabschnitt 18 umfaßt. Durch Entfernung des durch die beidseitigen Punktefelder angedeuteten überflüssigen Materials wird die flache Form des Kontakt stifts 3 erzielt, in den in einem nachfolgenden Arbeits schritt durch Ausstanzen das Langloch 5 eingebracht wird. Diese Entfernung des überschüssigen Materials zur Kontakt stiftabflachung erfolgt durch beidseitiges Abfräsen. Anschließend erfolgt die Montage des Buchsenkörpers 12 mit den Kontaktfedern 8 und dem sie abstützenden Ring körper 14 in stirnseitiger Anlage an der Klemmflächen schulter 7 des Kontaktstifts 3, bevor die elastische Ver formung der Kontaktfedern 8 durch Einrollen der Ring wulste 16 und 17 herbeigeführt wird.

Gemäß den Fig. 3 und 4 ist es auch möglich, aus einem Kontaktblechbandmaterial 19 mit zwei Bandbereichen 20, 21 unterschiedlicher Stärke, und zwar einem Bereich 20 mit einer dem Durchmesser der Klemmflächenschulter 7 entsprechenden Stärke und einem Bereich 21 mit einer der gewünschten Kontaktstiftdicke entsprechenden Stärke jeweils einen Rohling unter gleichzeitiger Bildung des Langlochs 5 auszustanzen. Anschließend wird bei diesem Rohling die die Klemmflächenschulter 7 und ggfls. der zylindrische Ringansatz 9 in einem Abdrehvorgang gebildet, bevor im Bereich der Klemmflächenschulter der Buchsenkörper mit den Kontaktfedern auf bereits erläuterte Art aufgebracht und festgelegt wird.

Schließlich kann alternativ auch zunächst ein Drehteil hergestellt werden, das die Klemmflächenschulter mit sich ggfls. anschließendem zylindrischen Ringansatz umfaßt. An dieses Drehteil läßt sich dann der in einem gesonderten Stanzvorgang unter gleichzeitiger Ausbildung des Langlochs 5 gefertigte Kontaktstift 3 auf derjenigen Seite, die der Buchsenkörperseite abgelegen ist, an die Klemmflächenschulter stumpf anschweißen, ein Vorgang, der ebenfalls mit Hilfe von Automaten sehr rationell durch führbar ist.

Claims

1. Kontaktstift-Kontaktbuchsen-Baueinheit, bei der der Kontaktstift (3) zwei etwa parallele, ein durch Aus stanzen gebildetes Langloch (5) begrenzende, aufeinanderzu federnde, dem Einpressen in eine Öffnung einer Leiterplatte dienende Schenkel (6) aufweist, die in eine der Begrenzung des Einsteckweges dienende Schulter (7) auslaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbuchse durch eine Kontakt federbuchse (2) mit einer Vielzahl von Kontaktfedern (8) gebildet ist, wobei sich die Kontaktfedern etwa vom Bereich einer Klemmflächenschulter (7) ausgehend, die die Stelle der Einspannung ihres einen Endes bestimmt, im Abstand von der Buchsenachse zum Bereich der vorderen Stifteinführungsöff nung (13) hin erstrecken und etwa in ihrem mittleren Be reich den kleinsten Abstand von der Buchsenachse aufweisen, und daß die den Kontaktstift-Einsteckweg begrenzende Schul ter durch die genannte Klemmflächenschulter (7) der Kon taktfederbuchse (2) gebildet ist.

2. Kontaktstift-Kontaktbuchsen-Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Klemm flächenschulter (7) ein im Durchmesser kleinerer zylindri scher Ringansatz (9) mit einer am Fuße des Ringansatzes vorgesehenen Ringnut (10) vorsteht, in die hinein unter Anpressung der zwischen dem Ringansatz (9) und einem über ihn geschobenen Buchsenkörper (12) befindlichen Kontakt federenden an den Ringansatz der eine Rand (11) des Buchsenkörpers (12) unter stirnseitiger Anlage an der Klemmflächenschulter (7) umgebördelt ist.

3. Verfahren zur Herstellung von Kontaktstift- Kontaktbuchsen-Baueinheiten nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß zunächst ein Drehteil (18) hergestellt wird, das die Klemmflächenschulter (7) mit dem sich ggfls. einerseits anschließenden zylindrischen Ringansatz (9) und andererseits einen Kontaktstiftabschnitt umfaßt, aus dem nach Abfräsen des auf beiden Seiten über flüssigen Materials und damit Überführung in eine flache Form in einem folgenden Stanzvorgang das Langloch (5) ausge stanzt wird und daß anschließend im Bereich der Klemm flächenschulter (7) der Buchsenkörper (12) mit den Kontakt federn (8) aufgebracht und festgelegt wird.

4. Verfahren zur Herstellung von Kontaktstift- Kontaktbuchsen-Baueinheiten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Kontaktblechband material (19) mit zwei Bandbereichen (20, 21) unterschied licher Stärke, und zwar einem Bereich (20) mit einer dem Durchmesser der Klemmflächenschulter (7) entsprechenden Stärke und einem Bereich (21) mit einer der gewünschten Kontaktstiftdicke entsprechenden Stärke jeweils ein Roh ling unter gleichzeitiger Bildung des Langlochs (5) ausge stanzt wird, daß bei diesem Rohling sodann die Klemm flächenschulter (7) und ggfls. der zylindrische Ringansatz (9) in einem Abdrehvorgang gebildet werden, und daß an schließend im Bereich der Klemmflächenschulter (7) der Buchsenkörper (12) mit den Kontaktfedern (8) aufgebracht und festgelegt wird.

5. Verfahren zur Herstellung von Kontaktstift- Kontaktbuchsen-Baueinheiten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Drehteil hergestellt wird, das die Klemmflächenschulter (7) mit dem sich ggfls. an schließenden zylindrischen Ringansatz (9) umfaßt, und daß an dieses Drehteil der in einem gesonderten Stanzvorgang unter gleichzeitiger Ausbildung des Langlochs (5) gefer tigte Kontaktstift (3) auf derjenigen Seite, die der Buch senkörperseite abgelegen ist, an die Klemmflächenschulter (7) stumpf angeschweißt wird.