DE1047279B

DE1047279B - Selbstsperrende elektrische Steckverbindung

Info

Publication number: DE1047279B
Application number: DEA21817A
Authority: DE
Inventors: Kemper Martel Hammell
Original assignee: AMP Inc
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 1953-12-29
Filing date: 1954-12-28
Publication date: 1958-12-24
Also published as: JPS4032615Y1; CH336105A; FR1114700A; US2816275A; DE1761263U; GB799598A; BE534477A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf selbstsperrende elektrische Steckverbindungen und betrifft insbesondere konische Steckerstifte und Buchsen kleiner Größen aus Blech.

Zur Herstellung elektrischer Verbindungen in elektrischen Anlagen werden schon seit langem kleine Verbindungsstücke benötigt, die bei nur begrenztem Raum leicht eingesetzt und abgenommen werden können und die die einwandfreie Herstellung von sehr dicht zusammenliegenden Verbindungen ermöglichen. Zur Herstellung einer besseren Kontaktbildung ist das Plattieren der Kontakte bekannt.

Ziel der Erfindung ist nun eine von einstellbaren Teilen freie einfache und praktische Steckverbindung niedrigen elektrischen Widerstandes und hoher Stromleitfähigkeit. Weiter soll mit der Erfindung eine Steckverbindung geschaffen werden, deren Teile mit verhältnismäßig geringer Kraft zusammengesetzt werden können, die jedoch einen ziemlichen Widerstand gegen Zugkräfte und Rüttelungen aufweisen.

Es ist eine selbstsperrende elektrische Steckverbindung für mehrere Leitungen mit aus Blech geformten Steckerstiften und daran befindlichem einstückigem Leitungsanschlußteil bekannt, wobei die Steckerstifte Seitenkanten aufweisen, die nach dem vom Leitungsanschluß weggerichteten Ende konvergieren.

Es ist auch eine elektrische Steckverbindung mit einem konischen Steckerstift und einer Steckerbuchse mit einer Bohrung bekannt, deren Innenfläche mindestens teilweise ein elektrischer Leiter ist, wobei ein Teil dieser Bohrung einen kleineren Durchmesser hat als der breiteste Teil des Steckerstiftkegels und bei der die Mündung breiter ist als das Außenende des Stekkerstiftes.

Es ist auch die Plattierung von Kontakten ganz allgemein bekannt.

Die erfindungsgemäße Steckverbindung kennzeichnet sich demgegenüber durch einen auf dem Steckerstiftteil befindlichen leitenden Überzug, der aus einem Metall, z. B. Zinn, besteht, das plastischer und verformbarer ist als das Blech und das in Form einer porösen Elektroplattierung aufgebracht ist.

Hierbei können entweder die Oberflächenabschnitte des konischen Steckerstiftes oder die Oberflächenabschnitte der konischen Steckerstiftaufnahmefläche einen porösen elektroplattierten Zinnüberzug aufweisen.

Die Ausführung kann darüber hinaus so getroffen sein, daß sich das Material des Aufnahmekörpers federnd nachgiebig dehnt, so daß es sich an den konischen Steckerstift im wesentlichen auf seiner ganzen Fläche angelegt, wobei der Aufnahmekörper den Stekkerstift mit nachgiebiger, von der Verformung des Aufnahmekörpers durch den konischen Steckerstift Selbstsperrende elektrische
Steckverbindung

Anmelder:

AMP Incorporated,
Harrisburg, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,

Pienzenauerstr. 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. Dezember 1953

Kemper Martel Hammell, Harrisburg, Pa. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

herrührender Kraft erfaßt und außerdem den Steckerstift mittels der von der Berührung entstehenden Oberflächenreibung gegen eine Längsverschiebung hält.

Andere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung an Hand der Zeichnung, in der verschiedene Ausführungen und Anordnungen der Erfindung dargestellt sind. In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines elektrischen Steckerstiftes in Verwendung mit einem im Schnitt dargestellten Aufnahmekörper,

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung eines konischen flachen Steckerstiftes und seiner konischen Steckerbuchse,

Fig. 3 ein Schnitt einer Isoliertafel mit einer darin befestigten kegelförmigen Öse zur Aufnahme des in Fig. 1 dargestellten Steckerstiftes,

Fig. 4 ein schaubildlich dargestellter Schnitt durch mehrere in einem Isolierblock befindliche rohrförmige Steckerbuchsen für Stecker stifte,

Fig. 5 die Stirnansicht einer rohrförmigen Steckerbuchse, und

Fig. 6 ist eine Draufsicht eines Metallstreifens, der aus mehreren leiterförmig angeordneten Steckerbuchsen besteht.

In der Zeichnung sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Steckverbindung (Fig. 1) besteht aus einem konischen Steckerstift 1 und einem hülsenartigen Leitungsanschlußteil 2, das mit dem Fuß des Steckerstiftes 1 durch einen Halsteil 3 verbunden ist. Die fertige Steckverbindung wird

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aus einem Streifen leitfähigen Metalles, z. B. Messing, hergestellt, wobei die Steckverbindung in einem Stanzvorgang oder anderweitig so geformt ist, daß sich die Breite des die Klemme bildenden Streifens vom Buchsenende des Steckerstiftes zum Spitzenende des Stekkerstiftes verengt, um einen gleichförmigen Kegel zu bilden, wenn der Streifen auf seine Kegelform gerollt ist und die konvergierenden Kanten ziemlich aneinanderliegen. Auf dem Steckerstiftteil befindet sich ein leitender Überzug, der aus einem Metall, z. B. Zinn, besteht, das plastischer oder verformharer ist als das Blech und das in Form einer porösen Elektroplattierung aufgebracht ist. Ein solcher poröser elektroplattierter Zinnüberzug kann entweder auf dem konischen Steckerstift oder auf der konischen Steckerstiftanlagefläche vorhanden sein.

Der im Schnitt dargestellte Aufnahmekörper 4 für den Steckerstift hat eine geräumte Kegelöffnung, die dem Kegelwinkel 5 des Steckerstiftes entspricht.

In Fig. 2 ist ein flacher Steckerstift 10 dargestellt, dessen Kegel winkel dem zwischen den Seiten 11 der Steckerbuchse 12 eingeschlossenen Kegelwinkel entspricht. In dieser Ausführung ist die aus einem Stück mit der Steckerbuchse 12 bestehende Stromanschlußklemme 13 auf einen Draht 14 gekrimpt.

Die Verwendung konischer Steckerstifte mit rohrförmigen Steckerbuchsen, wie sie in den Fig. 4 und 5 dargestellt sind, ist bereits erwähnt worden. Ösen 15 (Fig. 3) ermöglichen die einwandfreie Verwendung der konischen Steckerstifte beim Herstellen einer Verbindung mit dünnen Blechtafeln, gedruckten Stromkreisen usw.

Die beschriebenen und dargestellten konischen Steckerstifte haben einen Kegelwinkel von etwa 3 bis 4 Winkelgraden, wobei unter dem Kegelwinkel der Winkel zu verstehen ist, der zwischen gegenüberliegenden Flächen des konischen Steckerstiftes eingeschlossen ist. Jenseits dieser Grenzbereiche wird besser der Winkel über 4 Winkelgrade hinaus erhöht, als daß der Winkel unter 3 Winkelgrade verringert wird. Xach der Theorie hängt der günstigste Winkel, von dem Reibungskoeffizienten! der· S teeter stiftoberfläclte und der Körperfläche, in die der Steckerstift eingesetzt wird, abi in. der Praxis kann: jedoch ein richtig' eingesetzter, metallischer konischer Steckerstift, der 4-5 einen Kegelwinkel« von weniger als etwa TWmkelgrade hat, als selbstverriegelnder Steckerstift angeseheil· werden. Das für den Steckerstift und durch Plattieren; oder durch andere- Behandlung der Steckerstiftoberfläche verwendete Metall, die· physikalische-Eigenschaft den Oberfläche und: die Größe der zum Einsetzen, des Steckerstiftes·, iir die Steckerbudie entwickelten Kraft ist um so wesentlicher, wenn· der Kegel winkel über.- 4> Winkelgrade hinaus erhöht oder unter.· 3 Winkelgrade verringert wird.. Js größer der-Winkel wird, desto geringer ist die Reibung' zwischen dem Steckerstift und der Steckerbuchse; desto; gr-ößer ist ferner die axiale Komponente dec Krafit, die den· Steckerstift lösen will, desto, kleiner ist ferner die Verriegelungskraft des Steckerstiftes, und^ desto; kleiner ist daher auch die verläßliche Leitfähigkeit uadi der- Berührungswiderstatid: der S lecker verbindung. Je kleiner- dagegen= der- Kegelwinkel· ist, desto· weiter muß der Steckerstift in die Steckerbuchse eingescho'-beii werden·, um eine- sichere Verriegelung· bei'- einer bestimmten Klemmkraffr zu- ergeben-, utidi dfesto» höherwird: daher-- die während- des; Einschiebens auftretende Reibung- sein, weil eiiie zunr-Binschieten· eines Stecke»-- Stiftes aufgewendete bestimmte-- Kraft zur Über-win-dung dei? Reibung verbraucht- w-ird, ehe· der Steckerstift genügend weit eingesteckt worden ist, um eine ausreichende Befestigung bei einem gewünschten niedrigeren elektrischen Berührungswiderstand zu geben. Da außerdem die Gleitreibung niedriger ist als die statische Reibung, ist die zum Herausziehen eines völlig eingesteckten konischen Steckerstiftes erforderliche theoretische Kraft größer als die zum Einschieben erforderliche Kraft. Bei sehr kleinen Kegelwinkeln ist daher, je nach der Art des Einschiebens und der ausgeübten Kraft, eine stärkere Änderung des elektrischen Berührungswiderstandes und des Widerstandes gegen Herausziehen vorhanden als bei einem Kegelwinkel von 3 oder 4 Winkelgraden, insbesondere 3,5 Winkelgraden, wie er erfindungsgemäß verwendet wird.

Je größer der eingeschlossene Winkel ist, desto weniger veränderlieh wird die Einschubtiefe des Stecker Stiftes bei Toleranzänderungen. Wäre überhaupt kein Kegelwinkel auf dem Steckerstift vorhanden, dann könnte der Steckerstift unbeschränkt weit in einen gleichförmig zylindrischen Sockel eingeschoben werden. Bei einem Kegelwinkel von 3,5 Winkelgraden ergibt eine Änderung von 0,025 mm des Durchmessersvom Steekerstift eine Abweichung von 0,381 mm in bezug auf die mögliche Einschubtiefe des Steckerstiftes in seine Steckerbaehse. Je kleiner der Kegelwinkel·, desto größer ist die Änderung in der Einschubtiefe, die aus den innerhalb einer bestimmten Durehmessertoleraraz des Steckerstiftes liegenden Änderungen herrührt.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Steckerbuchsen bestehen! aus einem. Kupfer-BeryMium-Streifen von etwa 0,25 mm Dicke, wofei Steckerbuchsenabsehnitte zylinderförmig gerollt sind. Die Zylinder werden van einem aus Phenoltarz bestehenden Block getragen. Wenn ein konischer'Stecker stift in die zylindrische Steckerbuchse eingeschoben; wird, erfolgt ein Verbiegen der Steekerbuches. iss einem Kegel, der mindestens teilweise mit der Außenfläche des konischen Steckerstiftes-: übereinstimmt.

Eine· zuiriedenstellende elektrische Leitfähigkeit besteht, wenn· eine Punkt- oder Rüngberührung an irgendeiner Stelle läaigs des Steekerstiftes. hergestellt ist. Aus: Sicherheitsgründen: ist es jiedoch- erwünscht, daß: die Berührung mindestens; in zwei Ringflächen erfolgt, die sick fet Längsrichtung in eitrem Abstand, voneinander befinden,· der gleich; mindestens dem anderthalbfachen; desSteckerstiftduTchmessers ist, um ein Wadeein: des: Steekers-tifftes' zu. verhüten, wenn der Steckerstift der Wirkung von Seitenkräftett ausgesetzt wir-di.

Ein sehr großer Vorteil der erfindungsgemäßen StecfeeEbiindmrgett' ist" darin zn- sehen, daß' sie betrißfesicher sind', di.h.. während bei^; den üblichen·· elek=- trischera Veübinduflgssteekern. die Verbindung bei Verwendung' duateb Abnutzung gelockert und- der Berüiiffiungsvffiderstand verkleinert wird; ergeben die etfindungsgemäßen.StecksrerbiHdungeiii sxjxäi-h&i wiederholter Verwendung;. Rüttekmg- oder Korrosion, eine sichere- Verbindung- und behalte» deii geriMgen. KonfaktwMerstand! bei' oder verringern diese» Widerstand noch. Bei; einem Versagen! der Steckverbindung läßt sich höchstens der Steckerstift nicht so leicht herausziehen wie bei: seiner er-stetu Verwendung?.

Me Einfachheit und die ungewöhnlichen' Kennzeichen: dieser SieckTOrMndungentorgebetii einen giößea Änw-endungsbereichv Ιϊϊ erster Linie" sind^! die Stecfc-verfeindungetii zur Herstellung= v-on= Verbindungen für EmzelS&ähte¹ bestimmt. Sie können: als; Dauerverbindungen* ©der ate zeitweilige¹ VeiMtiduagfeW verwendet

werden, da sie ohne besondere Werkzeuge leicht getrennt und leicht wieder eingesetzt werden können. Da sie bei starken Rüttelungen sicher in ihrer Befestigung bleiben, finden sie bequeme Anwendung zum Befestigen von Drähten an Mehrfachsteckern und Relais. Konische Steckerbuchsen aus Blech werden vielfach in Relaisschaltern und Blechsockeln verwendet.

Claims

Patentansprüche:

1. Selbstsperrende elektrische Steckverbindung für mehrere Leitungen mit aus Blech geformten konischen Steckerstiften und daran befindlichem einstückigem Leitungsaaschlußteil, wobei die Steckerstifte Seitenkanten aufweisen, die nach dem von dem Leitungsanschluß weggerichteten Ende konvergieren, gekennzeichnet durch einen auf dem Steckerstift befindlichen leitenden Überzug, der aus einem Metall, z. B. Zinn, besteht, das plastischer oder verformbarer ist als das Blech und das in Form einer porösen Elektroplattierung aufgebracht ist.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Steckerstift die konvergierenden Kanten des Bleches im wesentlichen aneinanderstoßen.

3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel winkel jedes Steckerstiftabschnittes zwischen 3 und 7 Winkelgra,den, vorzugsweise 3,5 Winkelgrade, beträgt.

4. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktteil des Steckerstiftes aus einem flachen Blechlappen rechteckigen Querschnittes geformt ist, dessen Seitenkanten gleichförmig konvergieren.

5. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1 aus einem konischen Steckerstift und einem Aufnahmekörper mit einer Bohrung, deren Innenfläche mindestens teilweise ein elektrischer Leiter ist, wobei ein Teil dieser Bohrung einen kleineren Durchmesser hat als der breiteste Teil des Steckerstiftkegels und die Mündung der Bohrung breiter ist als das Außenende des Steckerstiftes, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Material des Aufnahmekörpers federnd nachgiebig dehnt, so daß es sich an den konischen Steckerstift im wesentlichen auf seiner ganzen Fläche anlegt, wobei der Aufnahmekörper den Steckerstift mit nachgiebiger, von der Verformung des Aufnahmekörpers durch den konischen Steckerstift herrührenden Kraft erfaßt und außerdem den Steckerstift mittels der von der Berührung herrührenden Oberflächenreibung gegen eine Längsverschiebung hält.

6. Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Steckerstift einen Kegelwinkel zwischen 3 und 7 Winkelgraden, vorzugsweise 3,5 Winkelgraden, hat.

7. Steckverbindung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Oberflächenabschnitte des konischen Steckerstiftes einen porösen elektroplattierten Zinnüberzug aufweisen.

8. Steckverbindung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Abschnitte der Steckerstiftaufnahmefläche einen porösen elektroplattierten Zinnüberzug aufweisen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 734 043.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen