DE1490757A1 - Verbundkoerper aus einem isolierenden und einem metallischen Teil,insbesondere elektrisches Steckkontakt-Bauelement - Google Patents
Verbundkoerper aus einem isolierenden und einem metallischen Teil,insbesondere elektrisches Steckkontakt-BauelementInfo
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Description
' "" -^—' U90757
Verbundkörper aua einem isolierenden und einem metallischen Teil, inabesondere elektrische*
Steckkontakt-Bauelement
Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbundkörper aus einem isolierenden
und einem metallischen Teil, insbesondere ein elektrisches Steckkontakt -Bauelement mit Kontaktteilen, gegebenenfalls Flachkontaktteilen, die in einen
Isolierkörper, vorzugsweise aus Kunststoff eingelassen sind. Die bekannten Bauelemente dieser Art bestehen im allgemeinen aus einem mehrteiligen, insbesondere zweiteiligen Isolierkörper. Bei einer bekannten Ausführungsform sind
zwei aufeinander setzbare Kunststoffleisten vorgesehen, in deren aufeinander
zu setzenden Oberflächen Ausnehmungen angebracht sind, die nach dem Zusammensetzen eine Reihe gleichartiger, durch den zusammengesetzten Isolierkörper
ganz hindurchgehender öffnungen, gegebenenfalls Schlitze, bilden, in die die
Kontaktetücke vor dem Zusammensetzen der beiden Kunststoff leisten eingelegt sind. Dabei ist durch entsprechende Ausnehmungen, Vorsprünge und/oder Stufen
an den Kontaktstücken und dazu passende entsprechende Vorsprünge, Ausnehmungen und Stufen in den erwähnten Ausnehmungen in den Kunst stoff leisten dafür
Sorge getragen, dall die Kontaktstücke in dem zusammengesetzten Isolierkörper fest verankert sind und sich insbesondere in ihrer Längsrichtung nicht verschieben können. Meistens sind die Kontaktstücke mit mindestens zwei Abschnitten
verschiedener Dicke bzw. Breite versehen, wobei im allgemeinen die beiden
Enden eines Kontakt Stückes, die aus dem Isolierkörper herausragen, von dem
mindestens das eine als Kontaktstift oder -messer und das andere gegebenenfalls als Kontaktöse ausgebildet ist, verschieden dick bzw. breit sind.
Diese bekannte Aueführungeform hat sich an sich für viele Anwendungszwecke
und elektrische Spannungsbereiche bestens bewährt. Für Anwendungen in Räumen
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mit verhältnismäßig hohem Feuchtigkeitsgehalt und/oder für extreme Spannung β-bereiche,
beispielsweise sehr niedrigen Spannungen, die besonders hohen Verstärkungen unterworfen werden sollen, hat sich jedoch der Mangel herausgestellt,
daß sich an der Nahtstelle der beiden Isolierkörperteile spaltförmige Verbindungen
mit Feuchtigkeitsbrücken teils zwischen den einzelnen Kontaktteilen der Baueinheit selbst, teils zwischen diesen und den Nachbarbaueinheiten bilden und
Anlass zu Kriechströmen geben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel zu vermeiden und ein
Steckkontaktbauelement zu schaffen, das sowohl für extrem hohe als auch für extrem niedrige Spannungen durchschlage- und kriechstromfest ist und mindestens
ebenso einfach hergestellt werden kann wie die bekannten Bauelemente.
Es sind auch Bauelemente mit einstückigen Isolierkörpern bekannt, bei denen die
erwähnten Schwierigkeiten der elektrischen Isolation nicht auftreten. Diese Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß die Verankerung der Metalletücke im
Isolierkörper Schwierigkeit macht. Die bekannte Verschraubung erfordert zusätzliche
Einzelteile und Arbeitsgänge bei der Herstellung. Bei der Einbringung von runden Kontaktstiften in eine runde Ausnehmung oder Bohrung eines Isolierkörpers
könnte man daran denken, sowohl den Kontaktstift als auch die Ausnehmung oder Bohrung des Isolierkörpers mit einer Aufnahme mit einem Simmerring zu
versehen und den Kontaktstift bei der Montage mit in seine ringförmige Aufnahme eingelegtem Simmerring in die Bohrung des Isolierstückes zu schieben, wobei
■ich der Stift in diesem verankert, sobald der Simmerring in die entsprechende
Aufnahme in der Bohrung des Isolierstückes gelangt und sich von selbst aufgrund
seiner eigenen Spannung teilweise auch in die Aufnahme der Bohrung des Isolier körpers
legt. Abgesehen davon, daß hierbei immer die Gefahr des Herausspringens des Simmer ringe β bei ungeschickter oder unbefugter Handhabung besteht,
wäre diese Maßnahme zumindest zur Verankerung von Flachkontaktetücken, die
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beispielsweise als Stanzstücke vorliegen, nicht ohne weiteres anwendbar, weil
erstens auch in die Flachseiten dee Stanzetückes durch einen zusätzlichen Arbeitsgang, beispielsweise einen Fr&evorgang, Ausnehmungen eingebracht werden
müßten und außerdem hierin einzulegende elastische Klammern mit den elastischen
Eigenschaften eines Simmer ringe β einer besonderen Herstellung bedürften.
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Steckkontakt-Bauelement bestehend aus
einem Isolierkörper mit mindestens einer - gegebenenfalls durchgehenden -öffnung und mindestens einem metallischen Kontaktstück, welches zweckmäßig
in der bzw. je in einer öffnung mittels in dieser und am Kontaktstück befindlichen
Vorsprüngen und Ausnehmungen verankert ist und insbesondere einen dickeren und einen dünneren Abschnitt an seinen Enden aufweist.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß das metallische
Stück, insbesondere Kontaktstück, insbesoudere Flachkontaktstück, am einen,
vorzugsweise dünneren bzw. schmaleren Ende mit mindestens einer Ausnehmung, zweckmäßig mit zwei einander gegenüberliegenden Ausnehmungen , versehen ist,
und daß an dieser Stelle über das Kontaktstück ein Ring, gegebenenfalls Viereckring unter Verformung der Ringebene in eine keilförmige Fläche derart gesogen
ist, daß dieser teilweise innerhalb der bzw. beider Ausnehmung(en) zu liegen
kommt und teilweise in eine entsprechende Aufnahme der Öffnung, gfeeebenenfalfe
des Schlitzes ragt.
Bei der Herstellung des Bauelementes durch Zusammensetzen des mit der
öffnung versehenen Isolierstückes und des Metallstückes wird zu diesem Zweck
ein Ring, gegebenenfalls Viereckring, de r gerade über das Kontaktstück passt, über dieses gezogen bis er über die Stelle gelangt, an der sich die beiden seitlichen Ausnehmungen, beispielsweise Kerben oder Einschnitte, befinden. Alsdann
wird die Mitte der einen, insbesondere der langen Seite des Drahtringes mindestens auf einer Seite, insbesondere der Flachseite des Kontakt Stückes, zweckmäßig jedoch auf beiden Seiten mittels eines Werkzeugs noch weiter in die
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öffnung hineingedrückt, wodurch sich die durch den Ring bestimmte Ebene in
eine Keilebene deformiert, wobei sich der Abstand der beiden gegenüberliegenden Stellen, insbesondere kurzen Seiten des Ringes, insbesondere Vie reckringe s,
voneinander verringert, so daß diese teilweise in die seitlichen Ausnehmungen des Kontaktstückes hineingezogen werden, jedoch nur soweit, daß sie über den
Rand des Kontaktstückes noch etwas überstehen und gegen entsprechende Vorsprünge oder Stufen in der öffnung bzw. im Schlitz zur Anlage kommen, wodurch
das Kontaktstück bezüglich seiner Lftngsverschiebung in der öffnung in einer
Richtung blockiert ist.
Grundsätzlich wäre es möglich, diese Blockierung·; /\-& beiden Enden des Kontakt-Stückes vorzusehen. Dies würde jedoch einen doppelten Aufwand bedeuten, der nur
in solchen Fällen gerechtfertigt ist, in denen wegen besonderer Hochwertigkeit des
Kontaktmaterials das Kontaktstück über seine ganze Länge so dünn bzw. so schmal
wie möglich dimensioniert sein muß. In den meisten Fällen ist es zweckmäßig, da·
eine Ende des Kontaktstücke β in seiner eigenen Bewegungsrichtung in der öffnung
bzw. im Schlitz durch stufenförmige Auebildung der Randprofile beider Teile in an
•ich bekannter Weise zu blockieren und die neue Verankerungeart nach der Erfindung für die Blockierung auch der anderen Bewegung·richtung vorzusehen.
Anhand der Zeichnung, in der eine Ausführungsform des elektrischen Steckkontakt-Bauelements nach der Erfindung beispielsweise dargestellt ist, sei der Erfindungegedanke näher erläutert und da· Verfahren au seiner Herstellung in einer besonder· zweckmäßigen Ausbildungeart beschrieben.
Es zeigen :
Figur 1 den Querschnitt eines Steckkontakt-Bauelemente· im Zuatand der
Montage,
Figur 2 den Querschnitt des fertigen Bauelementes nach vollendeter Montage,
Figur 3a bis 3c verschiedene Aueführungeformen des Ringes.
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1 bedeutet einen leietenförmigen Isolierkörper aus Kunststoff, der mit
Schlitzen 2 versehen ist, die an ihren beiden Schmalseiten einander gegenüberliegende Stufen 3 und 4 aufweisen. Die untere Schlitzöffnung 5 weist
einen keilförmigen Rand auf. 6 bedeutet ein Flachkontaktstück mit einem breiteren oberen Ende 7, das als Kontaktmesser ausgebildet ist und einem schmaleren
unteren Ende 8, das als Kontaktöse ausgebildet ist. An der Übergangsstelle des breiteren Endes zum schmaleren Ende sind zwei Stufen 9 gebildet, mit denen das
Flachkontaktstück 6 auf den entsprechenden im Innern des Schlitzes gebildeten
Stufen 3 und 4 des Isolierkörpers zur Auflage kommt, wenn der Teil 6 in den
Schlitz 2 von oben her hineingesteckt wird. Bei der Montage wird von unten her ein Rechteckring 10 über das schmalere Ende 8 des Flachkontaktteiles geschoben,
bis er an der Kante der unteren Schlitzöffnung 5 zum Anschlag kommt. In dieser
Lage ist der Rechteckring mit 10' bezeichnet. In dieser Lage umschlieflt der
Ring 10' zwei einander gegenüberliegende, als Kerben ausgebildete Ausnehmungen 11 im schmaleren Ende 8 des F(.achkontaktteiles, die bei dessen Herstellung mit ausgestanzt worden sind.
In einem weiteren Montageschritt wird mittels eine β gabelförmigen Werkzeuge,
das in der Zeichnung mit 12 bezeichnet ist, auf die Mitten der beiden - oberhalb
und unterhalb - der Zeichnungsebene zu denkenden Längsseiten des Rechteckringe β in Richtung der Pfeile ein Schlag ausgeübt, so daß diese in die Mitte der
Keilöffnung 5 gedrückt werden, wodurch sich der gegenseitige Abstand der beiden Querseiten des zu einem Keil deformierten Rechteckringes verkürzt und diese
teilweise in die Ausnehmungen 11 hineingezogen werden, wie es in Figur 2 dargestellt ist, in der der deformierte Ring mit 10' bezeichnet ist.
Das so entstandene und so geformte Bauelement weist im Gegensatz zu den in der
Beschreibungseinleitung beschriebenen, bekannten Kontaktbauelementen mit zweiteiligen Isolierkörpern keinerlei Kriechwege mit Kapillarwirkung auf. Es sind
vielmehr nur noch die stets vorhandenen Oberflftchenkriechwege längs der Oberfläche des Isolierkörper· vorhanden, die leicht sugänglich sind und deshalb
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einer ständigen Wartung unterzogen werden können. Nach dem Ausführungsbeispiel
sind die Oberflächenteile des Isolierkörpers 1 zwischen benachbarten Kontaktetücken
zur Verlängerung der Kriechwege bei 20 keilförmig auegebildet.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann
auch auf runde Kontaktstücke in Stiftform und Buchsenform angewendet werden, wobei in entsprechender weise die öffnungen in dem Isolierkörper runden Querschnitt
aufweisen. Hierfür kommen beispielsweise Stifte und Röhrchen mit kreisrundem oder ovalem Querschnitt in Frage.
Dem Querschnitt des Leiterstücka ist jeweils der Querschnitt des Ringöffnung
anzupassen. Der Querschnitt der äußeren Ringumrandung kann dem der inneren
Ring5ifnung ebenfalls angepasst sein, insbesondere diesem mathematisch ähnlich
sein, muß es jedoch nicht. Es ist beispielsweise ohne weiteres denkbar, daß der Ring eine längliche öffnung, jedoch eine runde Außenumrandung aufweist oder
umgekehrt. So zeigt zum Beispiel Fig. 3a eine rechteckige Schlitzöffnung, während
die äußere Umrandung des Ringes rund ist. Der Ring gemäß Fig. 3b weist eine Kreisöffnung 14 bei gleichzeitiger kreisförmiger Umrandung auf. Unter Umständen
kann der Ring auch zur Ausübung von Randfunktionen noch besondere Ausgestaltungen
seiner Peripherie aufweisen. In Fig. 3c ist beispielsweise dargestellt, daß der Ring in der Mitte eine rechteckige Schlitzöffnung aufweist und am Rande
noch eine Zone 17 aufweist, die über den Durchmesser der zu seiner Aufnahme dienenden Ausnehmung 5 im Isolierkörper bzw. Kunststoffteil 1 hinausgeht, so
daß sich die Zone 17 beim Einbringen des Ringes in die Aufnahme 5 krempenartig umlegt und sich der Zylinderwandung der Aufnahme 5 anschmiegt. Diese νότο kehrung kann verschiedenen Zwecken dienen. Da die Krempe von außen zugänglich
ist, kann sie beispielsweise dazu dienen, daß man gegebenenfalls mittels eines Werkzeuge diese von außen fassen und den ganzen Ring wieder herausziehen kann
Hierdurch ist also eine Möglichkeit gegeben, die an sich nicht lösbare Verankorung
des Metall ßtücks in dem Kunst stoff teil wieder lööbar zu machen. Die in
der Fig. 3c dargestellte Krempe 17 kann jedoch auch umgekehrt dazu benutzt
werden, eine möglicherweise nicht lösbare Doppelveraiiköriing zu schaffen, v.unn
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die Aufnahme 5 gleichseitig an ihrer Öffnung eine Verengung in Form des in
der Zeichnung, insbesondere in Fig. 1 dargestellten Ringes 18 aufweist, hinter welchem die Krempe 17 derart gezogen wird, daß diese sich an die Innenwandung
jedoch im Bereich hinter dem Ring 18 anschmiegt. Hierdurch ist der Metallkörper nach beiden Richtungen hin fest im Kunstetoffteil verankert, so
daß es nicht unbedingt notwendig wäre, das eine Ende des Metallteils, welche q
in Fig. 1 mit 7 bezeichnet ist, dicker bzw. breiter auszuführen und mit Vorsprüngen
9 zu versehen.
Die in die Figuren 3a und 3c eingezeichneten geraden Linien 15 und 16 sollen
die Lage des Scheitels des nach der Behandlung entstandenen Keilkörpers andeuten,
welche von Fall zu Fall parallel oder quer zur Erstreckungsrichtung der
Schlitzöffnung des Ringes gelegt werden kann.
Es sei bemerkt, daß die in doppelte Richtung wirkende Verankerung des Plättchens
gemäß Fig. 3c dazu benutzt werden kann, ein Metallstück beispielsweise einen Metallstift beliebigen Querschnitts in einer nicht durch den ganzen Isolierkörper,
insbesondere Kunststoffkörper hindurchgehenden Öffnung, d.h. also in einer Vertiefung eines derartigen Isolier Stückes bim· Kunststoffstücke s unlösbar
fest zu verankern.
Besondere Vorteile werden durch die Erfindung auch gerade in fertigungstechnischer
Hinsicht erzielt. Eb wird beispielsweise hierbei möglich, einem Isolierkörper
1, der aweckmäßigerweise nach dem Spritz-, Guß- und/oder Preßverfahren
hergestellt sein kann, auf der einen Seite einen ganzen Satz von Kontaktco stücken zuzuordnen, die gemeinsam in einem Fertigungsschritt in die durchgeo
henden Öffnungen des Ioolierkörpers eingeschoben werden, während auf der
anderen Seite des Isolierkörpers Mittel zum Einführen der Ringe, gegebenenfalls
O Viereckringe, in die gegenüberliegenden Aufnahmen des Isolierkörpers angeordnet
sind. Dabei können die Ringe entweder nacheinander schrittweise oder gemein sam in einem Arbeitsgang eingeführt werden. In einem nächsten Verfahrensschritt kann das Deformieren der Ringe schrittweise oder gemeinsam durch ein
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Preß- oder Schlagwerkzeug bzw. einen Satz von Preß- oder Schlagwerkzeugen
erfolgen. Die Montage kann auf diese Weise in kürzester Zeit maschinell durchgeführt
werden. Von besonderer Bedeutung ist diese Möglichkeit einer Einsparung von menschlicher Arbeitskraft bei der Anwendung des Erfindungsgegenstandes
auf die Miniaturtechnik, weil bei den hierbei auftretenden kleinen Abmessungen erhöhte Anforderungen an die Fingergeechicklichkeit der montierenden Personen
gestellt werden müssten und infolgedessen die Montagezeit nicht über die hierdurch
bedingten Grenzen verringert werden könnte.
Die Anwendbarkeit des im letzten Absatz beschriebenen Herstellungsverfahrens
ist keineswegs auf die Herstellung von elektrischen Steckkontakt-Bauelementen beschränkt, sondern hat darüberhinaus ganz allgemeine Bedeutung zur Verankerung
eines Metallstückes in einem Isolierkörper, insbesondere Kunststoffkörper,
um Metalletücke für elektrische oder andere Zwecke in einem einstückigen Kunstetoffkörper unlösbar zu verankern, wurden solche Teile in die zur Aufnahme
der noch nicht ausgehärteten Kunststoffmasse dienende Form eingesetzt. Diese Montagearbeit ist sehr diffizil. Nach dem neuen Verfahren wird der Kunststoffkörper
mit den für die Aufnahme der einzusetzenden Metallstücke dienenden Ausnehmungen und öffnungen fertig hergestellt. Die Bestückung des fertigen, ausgehärteten
Kunststoffkörpers mit den Metallstücken bereitet keine Schwierigkeiten
mehr, sondern kann sogar unter Umständen maschinell vorgenommen und in der im vorstehenden beschriebenen Weise durchgeführt werden.
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Claims (15)
1. Verbundkörper aus einem isolierenden Teil, vorzugsweise Kunststoffteil, und einem metallischen Teil, zum Beispiel elektrisches Steckkontakt-Bauelement bestehend aus einem Isolierkörper mit mindestens
einer - gegebenenfalls durchgehenden - öffnung und mindestens einem
metallischen Kontaktstück, welches zweckmäßig in der bzw. je in einer öffnung mittels in dieser und am Kontaktstück befindlichen Vorsprüngen
und Ausnehmungen verankert ist und insbesondere einen dickeren und einen dünneren Abschnitt an seinen Enden aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß bei an sich bekannter einstückiger Ausbildung des Isolierkörpers (l)
das metallische Stück, insbesondere Kontaktstück (6), am einen, vorzugsweise dünneren Ende (8), mit mindestens einer Ausnehmung (H), zweckmäßig mit zwei einander gegenüberliegenden Ausnehmungen versehen ist,
und daß an dieser Stelle über das Kontaktstück ein Ring (lo) aus deformierbarem Material unter Verformung der Ringebene in eine keilförmige
Fläche derart gezogen ist, daß dieser teilweise innerhalb der bzw. beider
Ausnehmung(en) (11) zu liegen kommt und teilweise in eine entsprechende
Aufnahme oder Randfläche (5) der öffnung (2) ragt.
2. Verbundkörper, insbesondere Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der den Ring (10) aufnehmende Teil (5) der öffnung (2)
einen keilförmigen Rand aufweist.
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3. Verbundkörper, insbesondere Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück als Flachstück und
der Ring als Viereckring ausgebildet ist.
4. Verbundkörper, insbesondere Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Flachkontaktstück ein Stanzstück ist.
5. Verbundkörper, insbesondere Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stanzstück mindestens über einen Teil seiner Längserstreckung eine Verformung aufweist.
6. Verbundkörper, insbesondere naoir Bauelement nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die dünnere Bemessung seines Endabschnittes als schmalere Bemessung des Flachkontktstückes ausgebildet ist.
7. Verbundkörper, insbesondere Bauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Isolierkörper hindurchgehende ,
das metallische Kontaktstück aufnehmende öffnung mindestens teilweise
schlitzförmig ausgebildet ist.
8. Verbundkörper, insbesondere Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus kalt verformbarem Material
besteht.
9. Verbundkörper, insbesondere Bauelement nach Anspruch 1 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kontaktstück mindestens teilweise als Rundstift
ausgebildet ist.
10. Verbundkörper, insbesondere Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Kontaktstücks
röhrchenförmig ausgebildet ist.
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11. Verbundkörper, insbesondere Bauelement nach einem der Ansprüche 1
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringöffnung und die Außenberandung des Ringes dem Querschnitt des Metalletücke, insbesondere Kontaktstücks angepasst und vorzugsweise mathematisch ähnlich sind.
12. Verbundkörper, insbesondere Bauelement nach einem der Ansprüche 1
bis 10, dadurch gekennzeichnet, dafl die öffnung des Ringes und die Außenberandung des Ringes verschiedene Querschnitte aufweisen, von denen beispielsweise der eine länglich und der andere rund ist.
13. Verbundkörper, insbesondere Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring zur Ausübung von Rundfunktionen einen größeren Durchmesser als die Aufnahme aufweist, so daß sich die
Peripherie des Ringes beim Einführen in die Aufnahme des Isolier- bzw. Kunststoffkörpers krempenartig umbiegt und an die Wandung der Aufnahme
mindestens teilweise anschmiegt.
14. Verbundkörper, insbesondere Bauelement nach Anepruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die öffnung der Aufnahme für den Ring eine Verengung aufweist und daß der Ringdurchmesser so groß gewählt ist, daß die beim
Einführen entstehende, sich an die Aufnahmewandung anschmiegende Krempe von der öffnung her gesehen hinter deren Verengung endigt.
15. Verfahren zur Herstellung des Verbundkörpers, insbesondere Bauelementes
nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die fertigen
Metalistücke, insbesondere Kontaktetücke in einem ersten Fertigungsechritt
in dem Isolierkörper, insbesondere Kunststoffkörper, - gegebenenfalls
gleichzeitig - maschinell eingebracht werden, daß in einem zweiten Fertigungsschritt die Ringe - gegebenenfalls von der anderen Seite - in die für
sie vorgesehenen Aufnahmen dee Isolierkörpers, insbesondere Kunststoff-
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ORIGINAL INSPECTED
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körpers, - gegebenenfalls gleichzeitig - maschinell eingebracht werden,
und daß in einem dritten Fertigungeschritt das Deformieren der Ringe
schrittweise oder gemeinsam durch ein Preß- oder Schlagwerkzeug bzw. einen Satz von Preß- oder Schlagwerkzeugen erfolgt.
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