DE3110609A1

DE3110609A1 - Mechanisch-elektrische steckverbindung

Info

Publication number: DE3110609A1
Application number: DE19813110609
Authority: DE
Inventors: Werner Gerlach
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1981-03-18
Filing date: 1981-03-18
Publication date: 1982-10-07

Description

Mechanisch-elektrische Steckverbindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine mechanisch-elektrische Steckverbindung mit wenigstens zwei Kontaktelementen (Federkontakt/Messerkontakt), deren elektrisch gut leitende Kontaktflächen in kraftschlüssiger Verbindung stehen.
Derartige Steckverbindungen werden hauptsächlich. in vielpoliger Ausführung in der Meß-, Steuer- und Regelungstechnik eingesetzt. Dazu sind Messerkontakte und Federkontakte in Isolierstoffgehäusen zusammengefaßt.
Ein Federkontakt besteht bei bekannten Ausführungen aus mindestens einer einseitig eingespannten Blattfeder, die mindestens auf einem Teil ihrer Oberfläche am freien Ende mit einer Edelmetallauflage als Kontaktfläche versehen ist.
Der Messerkontakt als Gegenpol besteht in der Regel aus einem Stift von rechteckigem Querschnitt, dessen dem Federkontakt zugekehrtes Ende keilförmig zugespitzt ist.
Beim Zusammenstecken gleitet das freie Ende der Blattfeder des Federkontaktes mit der Kontaktfläche auf dem Messerkontakt auf, der ebenfalls mit einer edelmetallbeschichteten Kontaktfläche versehen ist, so daß die Kontaktflächen der beiden Elemente in der Endstellung der Steckverbindung in kraftschlüssiger Verbindung stehen. Die -Edelrnetallauflagen dienen dazu, den Ubergangswiderstand zwischen den Kontaktflächen zu verringern.
Beim Aufgleiten der KonLaktflachon aufeinander treten jedoch Verschleißerscheinungen auf, die es notwendig machen, relativ dicke Edelmetallschichten aufzubringen, um die Kontaktsicherheit auch bei häufigem Stecken zu gewährleisten.
Da Edelmetalle relativ teuer sind, besteht die Aufgabe, den Edelmetallanteil der Kontaktflächen ohne Einbuße an -Kontaktsicherheit zu verringern.
Eine Lösung der Aufgabe wird in einer mechanisch-elektrischen Steckverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gesehen.
Durch die Aufteilung der miteinander in Berührung kommenden Oberflächenteile von Messerkontakt und Federkontakt in Kontaktflächen zur Herstellung des elektrischen Kontakts und Verschleißflächen ohne Edelmetallauflage, die beim Zusammenstecken beansprucht werden, können die Edelmetallauf lagen der elektrischen Kontaktflächen erheblich dünner ausgeführt werden.
Bei mechanisch stark beanspruchten Steckverbindungen können die Gleitfläche der Spreiznase am Federkontakt und ihre Gleitbahn auf dem Messerkontakt mit einer verschleißfesten Auflage, z. B. Zinn/Nickel oder Glanznickel, versehen werden.
Bei der konstruktiven Gestaltung der Steckverbindung besteht somit freie Materialwahl für den Feder körper des Federkontaktes, für den Messerkontakt, für die Kontaktflächen und gegebenenfalls für die Gleitflächen des Verschleißbereichs.
Sollte es aus konstruktiven oder technologischen Gründen erforderlich sein, kann die Spreiznase auch an dem Messerkontakt und die Vertiefung, in welche sie einrastet, in der Oberfläche des Federkontaktes angebracht werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile sind den Figuren in Verbindung mit den Unteransprüchen zu entnehmen.
In den Figuren sind Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäß ausgestalteten Federkontakten und Messerkontakten jeweils in zwei Ansichten dargestellt und im folgenden beschrieben.
Figur 1 zeigt das freie Ende eines Federkontaktes mit asymmetrisch angeordneter Spreiznase, Figur 2 den dazugehörigen und entsprechend ausgestatteten Messerkontakt, Figur 3 die zu einer Steckverbindung zusammengefügten Kontaktelemente, Figur 4 zeigt eine andere Ausführung des Federkontaktes mit einer Auswölbung als Spreiznase, Figur 5 einen Federkontakt mit symmetrisch zur Längsachse angeordneter Spreiznase, Figur 6 einen Me-sserkontakt mit einem Langloch zur Verwendung mit den Federkontakten gemäß Figur 4 oder 5 und Figur 7 eine Steckverbindung mit den Kontaktelementen nach Figur 5-und 6.
Figur 1 zeigt das vordere, freie Ende eines Federkontaktes 1, der im wesentlichen aus einer Blattfeder 2 besteht, deren Vorderkante einen in Steckrichtung S voreilenden Fortsatz 3 aufweist, welcher zur Bildung einer Spreiznase 4 mit einer quer zur Längsachse der Blattfeder 2 verlau--fenden Sicke versehen ist.
Die Breite des asymmetrisch zur Längsachse angeordneten Fortsatzes 3 ist kleiner als die Blattbreite der Blattfeder 2, sie beträgt hier etwa ein Viertel der Blattbreite.
Ein Teil der Oberfläche der Blattfeder 2 ist als Kontaktfläche 5 ausgebildet und zu diesem Zwecke mit einer korrosionshindernden und elektrisch gut leitenden Edelmetallauflage versehen, die sich jedoch nicht bis in den hinter dem Fortsatz 3 liegenden Flächenabschnitt der Blattfeder 2 erstreckt.
Figur 2 zeigt den vorderen Teil eines Messcrkontaktes 6, der im wesentlichen aus einem Stift 7 mit rechteckigem Querschnitt besteht, dessen vorderes Ende 8 keilförmig zugespitzt ist. Auf einem Teil seiner Seitenfläche befindet sich eine ebenfalls mit einer Edelmetallauflage versehene Kontaktfläche 5', die abmessungsmäßig etwa der Kontaktfläche 5 des Federkontaktes 1 entspricht, mit welcher sie zusanunenwirken soll.
Zu der weiter zurückliegenden Vertiefung 9 verläuft auf der Oberfläche des Stiftes 7 parallel zu der Kontaktfläche 5' und in etwa der gleichen Ebene eine Gleitbahn 10 für die Spreiznase 4 des Federkontaktes 1.
Zur Herstellung der Steckverbindung werden die Kontaktelemente 1, 6 in Steckrichtung S zusammengeführt.
Dabei läuft die voreilende Spreiznase 4 im Fortsatz 3 auf der keilförmigen Spitze 8 des Messerkontaktes 6 auf, und die Blattfeder 2 wird aus ihrer Ruhelage ausgelenkt, also gespreizt.
Die Spreiznase 4 gleitet auf der Gleitbahn 10 des Messerkontaktes 6, bis sie in die entsprechend ausgebildete Vertiefung 9 einrastet, dabei senkt sich die Blattfeder 2 des Federkontaktes 1 in Richtung ihrer Ruhelage ab, bis die Kontaktflächen 5 des Federkontaktes 1 und 5' des Messerkontaktes 6 in Berührung kommen und einelmechanisch kraftschlüssige und elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontaktelementen hergestellt ist.
Figur 3 zeigt die so hergestellte Steckverbindung, bei welcher die Spreiznase 4 in ihrer Endlage in der Vertiefung 9 eingerastet ist. Die beiden aufeinanderliegenden Kontaktflächen 5 und 5' sind doppelt schraffiert, die Gleitbahn 10 auf dem Messerkontakt 6 und ihre Projektion 10' auf der ihr gegenüberliegenden Fläche des Federkontaktes 1 sind einfach schraffiert dargestellt.
In Figur 4 ist eine andere Ausführungsform des Federkontaktes 1 dargestellt. Er besteht im wesentlichen wieder aus einer rechteckigen Blattfeder 2, die in der Nähe ihres oberen Endes eine Auswölbung 11 aufweist, deren konvexe Fläche die Spreiznase 4 bildet. Die mit einer Edelmetallauflage versehene Kontaktfläche 5 besteht hier aus zwei zur Mittelachse spiegelbildlich angeordneten Teilflächen, die durch eine auflagefreie Zone als Projektion der Gleitfläche 10 des Messerkontaktes 6 nach Figur 6 getrennt sind.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Federkontaktes 1. Hier ist der symmetrisch zur Mittelachse angeordnete Fortsatz 3, dessen Breite etwa ein Viertel der Gesamtbreite der Blattfeder 2 des Federkontaktes 1 beträgt, mit einer quer zur Steckrichtung S verlaufenden Sicke versehen (siehe Figur 7), welche die Spreiznase 4 bildet.
Wie bei der vorhergehend beschriebenen Ausführung ist auch hier die Kontaktfläche 5 unter Belassung eines freien Zwischenraumes spiegelbildlich zur Mittelachse angeordnet.
Die in Figur 4 und Figur 5 dargestellten Federkontakte 1 können mit einem Messerkontakt 6 gemäß Figur 6 zusammenarbeiten, der im wesentlichen aus einem Stift 7 rechteckigen Querschnitts mit keilförmig zulaufender Spitze 8 besteht und auf einer Seitenfläche mit von der mittig verlaufenden Gleitbahn 10 unterteilten Kontaktflächen 5' versehen ist.
Die Vertiefung 9 besteht bei dieser Ausführung aus einem Langloch, in das die Spreiznase 4 des Federkontaktes 1 einrasten kann.
In Figur 7 ist eine aus den Kontaktelementen nach Figur 5 und Figur 6 hergestellte Steckverbindung dargestellt. Der Federkontakt 1 besteht hier aus einer im wesentlichen U-förmig gebogenen Doppel-Blattfeder, die den Stift 7 des Messerkontaktes 6 auf den zwei gegenüberliegenden Seiten kraftschlüssig umfaßt. Die Kontaktflächen 5'des Messerkontaktes 6 sind, wie erkennbar, auf beiden Seitenflächen, die Kontaktflächen 5 des Federkontaktes 1 mit der doppelten Blattfeder 2 entsprechend angeordnet.
Bei starker mechanischer Beanspruchung, d. h. bei häufiger Betätigung der Steckverbindung, können die Gleitbahn 10 auf dem Messerkontakt 6 sowie die auf ihr gleitenden Teile der Spreiznase 4 mit einer verschleißfesten Auflage 12 aus Hartmetall versehen werden.
4 Patentansprüche 7 Figuren Leerseite

Claims

Patentansprüche Mechanisch-elektrische Steckverbindung mit wenigstens zwei Kontaktelementen (Federkontakt 1 und Messerkontakt 6), deren elektrisch gut leitende Kontaktflächen (5 und 5') in kraftschlüssiger Verbindung stehen, d a d u r c h- g e -k e n n z e i c h n e t , daß a) der Federkontakt (1) mit einer in Steckrichtung (S) voreilenden Spreiznase (4) versehen ist zur Auslenkung aus der Kontaktebene beim Steckvorgang, b) der Messerkontakt (6) mit einer Vertiefung (9) in seiner Oberfläche versehen ist, in welche die Spreiznase (4) des Federkontaktes (1) bei Erreichen der Endstellung einrastet, c) die als Kontaktflächen (5, 5') ausgebildeten Teile der Oberflächen von Federkontakt (1) und Messerkontakt (6) außerhalb der Gleitbahn (10) der Spreiznase (4) auf dem .Messerkontakt (1) und ihre Projektion (10') auf dem Federkontakt (1) angeordnet sind, derart, daß sie erst beim Einrasten der Spreiznase (4) miteinander in Berührung kommen.
2. Mechanisch-elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Federkontakt (1) mindestens eine einseitig eingespannte Blattfeder (2) aufweist, deren freies Ende mit einem Fortsatz (3) versehen ist, dessen Breite kleiner ist als die Breite der Blattfeder (2) und der mit einer quer zur Längsachse verlaufenden, die Spreiznase (4) bildenden Sicke versehen ist.
3. Mechanisch-elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Federkontakt mindestens eine einseitig eingespannte Blattfeder (2) aufweist, an deren freiem Ende eine die Spreizllase (4) bildende Auswölbung (11) angebracht ist.
4. Mechanisch-elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Gleitfläche der Spreiznase (4) und ihre Gleitbahn (10) auf dem Messerkontakt (6) mit einer verschleißfesten Auflage (12) versehen ist.