Die Erfindung betrifft eine Kontaktbuchse zur Aufnahme eines Kontaktstiftes, welche einen Anschlussbereich und einen Steckbereich aufweist, wobei der Steckbereich im Wesentlichen aus einem Zylinderkörper besteht, der einen Hohlraum einschließt, welcher zur Aufnahme eines elektrischen Kontaktstiftes vorgesehen ist, wobei der Zylinderkörper axiale Schlitze aufweist, durch die Kontaktzungen zur Kontaktierung des elektrischen Kontaktstiftes gebildet sind.
Eine Kontaktbuchse bildet den äußeren Kontakt einer Steckverbindung und ist zur Aufnahme eines Kontaktstiftes vorgesehen. Kontaktbuchsen mit elastischen Kontaktzungen, die sich in Längsrichtung der Buchse erstrecken, sind dafür bekannt, dass die Kontaktstifte nur eine geringe Einfügekraft benötigen. Solche Steckverbindungen werden vorwiegend bei Hochstromanwendungen eingesetzt.
Die
Aus der
Durch vielfaches Einführen des Kontaktstiftes in die Kontaktbuchse, wird die radiale Biegung der Kontaktzungen schwächer und der Hohlraum (zwischen den Kontaktzungen und der Hülse) verkleinert sich. Die Kontaktkraft zwischen Kontaktstift und Kontaktbuchse verringert sich dementsprechend, so dass ein zuverlässiger Kontakt zwischen beiden nach einiger Einsatzzeit nicht mehr gewährleistet ist. Man spricht auch vom Nachlassen oder Relaxieren der Federkraft der Kontaktzungen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktbuchse für einen Kontaktstift vorzuschlagen, deren Kontaktzungen - über eine lange Einsatzzeit - eine konstante Kontaktkraft bereitstellen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Kontaktzungen in ihrem mittleren Bereich radial nach innen gebogen sind, so dass die Hülse die Form eines Doppelkegelstumpfes einnimmt, so dass die Hülse eine Kraft auf die Kontaktzungen ausübt, die orthogonal zur Längsachse der Kontaktzungen gerichtet ist, und dass die Kontaktzungen entlang der kreisförmigen Einstecköffnung radial nach außen gerichtete Nasen aufweisen, durch die die Hülse unverschieblich fixiert ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 - 4 angegeben.
Die erfindungsgemäße Kontaktbuchse besteht aus einem Zylinderkörper in welchen axial eine Bohrung eingebracht wird. Die Tiefe der Bohrung grenzt den Steckbereich vom Anschlussbereich der Kontaktbuchse ab. Der Hohlraum, der durch die Bohrung entsteht, bildet im Anschlussbereich der Kontaktbuchse eine Aufnahme für einen Kontaktstift.
Der Anschlussbereich wird mit axialen Schlitzen versehen, durch die die Kontaktzungen zur Kontaktierung des Kontaktstiftes gebildet werden. In der Regel verlaufen die Schlitze von der Steckspitze beginnend axial in Richtung des Anschlussbereichs der Kontaktbuchse. Die Tiefe der Schlitze ist aber geringer als die Tiefe der Bohrung, so dass ein Teil des Kontaktstiftes innerhalb der Buchse von einem ungeschlitzten Zylindermantelteil überdeckt wird.
Die Kontaktzungen sind in Richtung der Längsachse der Kontaktbuchse, also in radialer Richtung des Zylinderkörpers, gebogen, um einen Berührkontakt zum Kontaktstift herzustellen. Wahlweise werden die Kontaktzungen im Endbereich, also im Bereich der Steckspitze, oder im mittleren Bereich in Richtung der Längsachse der Kontaktbuchse gebogen.
Danach werden die Kontaktzungen mit einer Hülse abgedeckt, die der Biegung der Kontaktzungen nachempfunden ist. Das bedeutet, dass die Kontaktzungen an der Innenfläche der Hülse formschlüssig anliegen. Oder anders gesagt, dass die Kontaktzungen die Innenfläche der Hülse entlang ihrer gesamten axialen Erstreckungsrichtung berühren.
Die Hülse besteht aus einem elastisch verformbaren Material. Durch Einführen des Kontaktstiftes in die Kontaktbuchse, werden die Kontaktzungen leicht radial nach außen gedrückt. Dieser Druck wird auch auf die Hülse übertragen, so dass dem Relaxieren der Federkraft der Kontaktzungen - und damit einem Kontaktverlust zwischen Buchse und Stecker - vorgebeugt wird. Die Hülse übt eine Kraft auf die Kontaktzungen aus, die orthogonal zur Längsachse der Kontaktzungen gerichtet ist. Die Hülse dient hier- neben den gebogenen Kontaktzungen - als zusätzliches federndes Element und unterstützt die Federwirkung der Kontaktzungen.
Die Hülse wird aus einem gebogenen Blech gebildet. Wenn die Kontaktzungen im Endbereich radial nach innen gebogen sind, bildet die Hülse die Form eines Kegelstumpfes. Sind die Kontaktzungen im mittleren Bereich in Richtung der Längsachse der Kontaktbuchse gebogen, hat die Hülse die Form eines Doppelkegelstumpfes.
Die zur Steckspitze gerichteten Enden der Kontaktzungen weisen Nasen auf, die die Hülse unverschieblich auf dem Anschlussbereich der Kontaktbuchse fixieren.
Nach dem Einführen des Kontaktstiftes in die Buchse, liegt die Innenfläche der Kontaktzungen - in dem Bereich in dem die Kantaktzungen radial nach innen gebogenen sind - auf dem Kontaktstift auf. Die Fläche, in der sich Kontaktzungen und Kontaktstift berühren, wird Kontaktfläche genannt. Bei der erfindungsgemäßen Kontaktbuchse gibt es lediglich einen Bereich in welchem die einzelnen Kontaktzungen den Kontaktstift berühren. Daher gibt es auch lediglich ein Kontaktübergang, nämlich besagt Kontaktfläche zwischen den einzelnen Kontaktzungen und dem Kontaktstift. Aus diesem Grund weist die erfindungsgemäße Kontaktbuchse einen niedrigen elektrischen Übergangswiderstand zum Kontaktstift auf.
Die Hülse, welche die Kontaktzungen abdeckt, besteht aus einem anderen Material wie die Kontaktzungen. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht die Hülse aus Federbandmaterial (Federstahl). Dieses Material sorgt dafür, dass die Kontaktkraft zwischen Kontaktstift und Kontaktzunge groß genug ist und konstant bleibt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht der Zylinderkörper- und damit auch die Kontaktzungen - aus Messing. Bei Messing handelt es sich um ein kostengünstiges Material, so dass die Kontaktbuchse sehr günstig hergestellt werden kann.
Es kann aber für Spezialanwendungen angebracht sein für den Zylinderkörper einen Kupferwerkstoff, beispielsweise eine Kupfer-Nickel-Phosphor-Legierung, zu wählen. Bei diesem Werkstoff haben die Kontaktbuchse und der zugehörige Kontaktstift einen besonders niedrigen elektrischen Widerstand.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Das in
Die Kontaktbuchse 1 besitzt einen Anschlussbereich AB, an welchen ein elektrisches Kabel 9 in hier nicht gezeigter Weise angeschlossen werden kann. Außerdem weist die Kontaktbuchse 1 einen Steckbereich SB auf, der aus einem Zylinderkörper 10, in welchen eine axiale Bohrung eingebracht ist, gebildet wird. Die Bohrung bildet einen Hohlraum 6, der zur Aufnahme eines hier nicht gezeigten Kontaktstiftes dient.
Der Zylinderkörper 10 ist in axialer Richtung, also entlang der Längsachse 7 der Buchse, eingeschlitzt. Die Schlitze 8 grenzen einzelne Kontaktzungen 4 voneinander ab. Die Kontaktzungen 4 sind an ihren Enden (im Steckbereich der Kontaktbuchse) zueinander hin (also radial nach innen) gebogen, so dass sich die benachbarten Kontaktzungen berühren und eine kreisförmige Einstecköffnung 11 bilden. Der Durchmesser dieser kreisförmigen Einstecköffnung 11 ist etwas kleiner als der Durchmesser des Kontaktstiftes, so dass beim Einführen des Kontaktstiftes ein Kontakt zwischen diesem und den einzelnen Kontaktzungen 4 entsteht.
Um die radial gebogenen Kontaktzungen 4 ist eine Hülse 5 angeordnet, die formschlüssig auf den Kontaktzungen 4 aufliegt. Die Hülse wird aus einem gebogenen Blech gebildet. Die Schmalseiten des gebogenen Bleches schließen einen Schlitz 12 ein. Das Material der Hülse 5 besteht aus Federblech und unterstützt die Federkraft der Kontaktzungen 4.
Die
Die
Die
Kontaktbuchse zur Aufnahme eines Kontaktstiftes.
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