CH627589A5

CH627589A5 - Plug-connection arrangement and its use

Info

Publication number: CH627589A5
Application number: CH396078A
Authority: CH
Inventors: Frank Leonard Ciliberti
Original assignee: Mallory & Co Inc P R
Priority date: 1977-04-14
Filing date: 1978-04-13
Publication date: 1982-01-15
Also published as: FR2387531B1; DE2815728C2; DK161778A; IL54143A0; AU3490278A; IE780731L; FR2387531A1; NL7803971A; BR7802313A; DE2815728A1; CA1083240A; AU521039B2; GB1590603A; BE865974A; IL54143A; NO781294L; SE7804189L; MX146488A; DK151992B; JPS53128792A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steckverbindungsanordnung mit mindestens einem Steckverbindungsteil, das in io eine Tragplatte eingebaut ist, die ein Loch aufweist, in das ein Bauteil des Steckverbindungsteiles ragt.

Eine gebräuchliche Vorrichtung zur zeitweisen Verbindung von zwei oder mehr Gegenständen ist eine aus einem Stecker und einer dazugehörigen Buchse bestehende Verbindung. Die i5 Art der verwendeten Verbindungen unterscheidet sich in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung. So bestehen beispielsweise bei Batterien eine Reihe von Forderungen, die eine derartige Verbindung erfüllen muss. Von einer Batterie wird erwartet, dass sie für eine längere Zeitdauer funktioniert. Ent-20 sprechend muss das elektrische Anschlussteil zuverlässig sein und kontinuierlich eine ausreichende menchanische und elektrische Verbindung während der gesamten Lebensdauer der Batterie herstellen. Ähnliche Forderungen können bei anderen Anwendungen angetroffen werden, bei denen lange Lebens-25 dauer und Zuverlässigkeit notwendig sind.

Eine weitere Forderung, die an elektrische Anschlussteile von Batterien gestellt werden, betrifft die Abdichtung der Batteriegehäuse, so dass keinerlei korrosive Stoffe austreten können. Diese Forderung wurde in der Vergangenheit teilweise 3o durch die Verwendung einer zweiteiligen Steckverbindung erfüllt, bei der beispielsweise eine Buchsen-Vorrichtung mit einem Loch im Zentrum ihrer Bodenplatte hergestellt wurde. Dann wurde ein Niet durch eine Halterung, üblicherweise ein Isolator, und durch das Loch in der Buchsen-Vorrichtung 35 gesteckt. Das Endstück des Niets wurde nach aussen gebogen, so das die Buchsen-Vorrichtung fest an den Isolator gedrückt wurde. Der Kopf des Niets wurde dabei gegen den Isolator gepresst, so dass eine Dichtung erreicht wurde, die ein Auslaufen der Batterie unwahrscheinlich machte. Alle inneren Verbin-40 düngen einer konventionellen 9-Volt-Batterie wurden durch Löten oder Schweissen hergestellt (beispielsweise die Verbindungen durch elektrisch leitende Bänder zwischen den einzelnen Zellen der Batterie und mit dem Nietkopf) ausser der mechanischen Verbindung zwischen dem Nietende und der 45 Buchsen-Vorrichtung, die damit die weicheste Stelle beim elektrischen Dauerbetrieb der Batterie bildete. Der zweiteilige Aufbau und die notwendigen dazwischengeschalteten Schritte beim Zusammenbau dieser elektrischen Anschlussteile machten ihre Herstellung relativ teuer.

5o Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Steckverbindung zu entwickeln, die billig herzustellen und einzubauen ist und die, wenn sie als Anschlussteil für eine elektrische Batterie verwendet wird, kein Auslaufen der Batterie erlaubt.

55 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss bei einer Steckverbindungsanordnung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass das Steckverbindungsteil einteilig ausgebildet ist und ein Verbindungsstück mit einer angeformten Bodenwandung aufweist, an die das vom Verbindungsstück wegweisende, 6o als Vorsprung mit geschlossenem Endstück ausgebildete Bauteil angeformt ist, und dass das Enstück gegen die Tragplatte unter Bildung einer nach aussen gerichteten Schulter verformt ist, deren Durchmesser grösser als derjenige des Loches ist, wodurch die Tragplatte zwischen der Schulter und der Boden-65 wandung abdichtend und als Steckverbindungsteil sicher an der Tragplatte gehalten wird.

Die erfindungsgemässe Steckverbindungsanordnung weist keinerlei Leckstellen auf, da der Steckverbindungsteil einstük-

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kig, d. h. aus einem durchgehenden Material hergestellt ist und ein geschlossenes Endstück besitzt.

Bisher ist man davon ausgegangen, dass einstückige Steckverbindungsteile nicht hergestellt werden können und dass, selbst wenn man sie herstellen könnte, sie nicht ohne Zerstük-kelung oder Zerbrechen des Metalls der Steckverbindung zusa-mengebaut werden können.

Nunmehr wurde jedoch festgestellt, dass es möglich ist, einen einstückigen Steckverbindungsteil herzustellen, das leicht eingebaut werden kann. Das erfindung'sgemäss verwendete einstückige Steckverbindungsteil ist nicht nur wesentlich billiger herzustellen als die bekannten zweistückigen Steckverbindungsteile, sondern zusätzlich ist die mechanische Verbindung beim Niet weggefallen und damit alle mit einer derartigen Verbindung in Zusammenhang stehenden Nachteile.

Dasjenige Teilstück der erfindungsgemässen Steckverbindungsanordnung, das das Verbindungsstück selbst bildet, also das Stecker- oder Buchsenteil, kann das gleiche wie bei den bisher benutzten Steckverbindungsanordnungen sein. Anstelle eines separaten Niets ist jedoch ein angeformter Vorsprung vorgesehen, der während des Herstellungsvorganges der Steckverbindungsanordnung gebildet wird. Der Vorsprung des einstückigen Steckverbindungsteiles ist so gestaltet, dass er in eine Öffnung in einer Tragplatte eingesetzt werden kann. Der Vorsprung muss länger sein als die Stärke dieser Tragplatte, so dass er über die Rückseite dieser Tragplatte hinausragt, so dass er gegen die Tragplatte umgebörtelt werden kann. Dadurch wird der Steckverbindungsteil fest an der Tragplatte gehalten.

Die Abmessungen des Vorsprunges hängen von dem Material, aus welchem er hergestellt ist, und der Grösse der Steckverbindung selbst ab. Der Vorsprung muss lang genug sein, um durch die Tragplatte hindurchzureichen. Ein ausreichendes Endstück muss auf der Rückseite der Tragplatte herausragen, so dass beim Umbörteln dieses Endstückes ein Hutfalz entsteht, der den Steckverbindungsteil auch dann sicher in der Tragplatte hält, wenn das dazugehörige Anschlussteil aus dem Steckverbindungsteil herausgezogen wird. Bei der Bildung dieses Hutfalzes und der Wahl der Materialstärke ist darauf zu achten, dass das Endstück des Vorsprunges durch die Prägeform, in der der Hutfalz gebildet wird, nicht durchlöchert wird. Eine zweckmässige Länge für den Vorsprung bei Verwendung der Steckverbindungsanordnung in einer Batterie liegt zwischen ca. 1,25 mm und ca. 2,55 mm bei einem Aussendurchmes-ser des Vorsprunges zwischen ca. 3,1 und 3,2 mm.

Der bzw. die Steckverbindungsteile der erfindungsgemässen Steckverbindungsanordnung kann bzw. können aus jedem formbaren oder vergiessbaren Werkstoff hergestellt werden. Bewährte Werkstoffe sind Stahl, Messing, Phospharbronze und Berylliumkupfer. Eine bevorzugte Ausführung ist aus Stahlblech hergestellt, das etwas Kohlenstoff und Mangan und geringe Mengen von Schwefel und Phosphor enthält.

Diese Stahlbleche sind besonders geeignet für männliche Steckverbindungsteile, also Stecker. Jeder der erwähnten Werkstoffe ist ausreichend kaltverformbar, so dass ein ausreichend langer, am Ende verschlossener Vorsprung gebildet werden kann. Darüber hinaus ist wichtig, dass das Material ununterbrochen bleibt, wenn der Vorsprung nach dem Einsetzen des Steckerbindungsteiles in die Trägerplatte umgebörtelt wird, da jeder Bruch oder Riss in dem Material des Vorsprungs ein Leck bilden würde, durch das korrosive Substanzen aus der Batterie austreten könnten.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Bildung des Vorsprunges durch Kaltverformung das Stahlblech verfestigt, so dass die Elastizität der Haltefinger des Kupplungsteils der erfindungsgemässen Steckverbindungsanordnung erhöht wird. Dies macht eine besondere Wärmebehandlung der Haltefinger unnötig.

Die Tragplatte muss in der Lage sein, die Steckverbindungsteile am Platz zu halten, während sie benutzt werden, um somit zu verhindern, dass sie herausgezogen werden. Die Tragplatte darf aber auch nicht beim Umbörteln des Endstückes des Vorsprunges beschädigt werden. Bei der Verwendung der erfindungsgemässen Steckverbindungsanordnung in einer Batterie besteht die Tragplatte vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff. Geeignete derartige Werkstoffe umschliessen einen weiten Bereich und enthalten insbesondere Vulkanfiber, das aus in Zinkchlorid eingeweichtem, gewaschenem und getrocknetem Papier hergestellt wird. Ein anderer Werkstoff ist Epoxyharz mit Glasfaserfüllung. Eine bevorzugte Tragplatte hat eine Stärke von ca. 0,5 mm bis 1 mm.

Da der erfindungsgemäss verwendete Steckverbindungsteil nur einen Vorsprung hat, der durch die Tragplatte ragt,

kann es in der Tragplatte verdreht werden. Infolgedessen ist es zweckmässigerweise mit Mitteln versehen, die eine derartige Verdrehung verhindern. Bevorzugte derartige Mittel sind wenigstens eine, vorzugsweise zwei Rosetten, die in der Bodenwandung des Steckverbindungsteiles, die an der Tragplatte anliegt, angebracht sind. Die Rosetten werden in bekannter Weise mit Hilfe eines Schneid- oder Stanzwerkzeuges gebildet, wobei ein oder mehrere Dornen aus dem Material herausgebogen werden, die sich dann beim Einsetzen des Steckverbindungsteiles in die Tragplatte in die letztere einbohren. Selbstverständlich wird die Länge dieser Dorne geringer als die Stärke der Tragplatte sein, insbesondere dort, wo Auslaufprobleme zu befürchten sind. Alternativ kann statt des Ausstanzens der Rosette auch eine Vertiefung in der Bodenwandung des Steckverbindungsteiles gebildet werden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Verdrehen des Steckverbindungsteiles durch einen nach unten gebogenen Rand eines kreisringförmigen Flansches verhindert werden, der sich rund um das Verbindungsstück erstreckt. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass ein oder mehrere Teilstücke des Randes in die Trägerplatte gedrückt werden.

Im allgemeinen wird das teilweise Eindrücken der das Verdrehen verhindernden Blechränder oder Dorne in die Tragplatte gleichzeitig mit dem Umbörteln des Endstückes des Vorsprunges bewerkstelligt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Verwendung der erfindungsgemässen Steckverbindungsanordnung als elektrisches Anschlussteil einer Batterie.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines aufgeschnittenen, als Buchse ausgebildeten Steckverbindungsteils;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Steckverbindungsteil gemäss Fig. 1 vor dem Einsetzen in eine Tragplatte;

Fig. 3 einen vertikalen Zentralschnitt durch das Steckverbindungsteil gemäss Fig. 2 und

Fig. 4 einen vertikalen Zentralschnitt durch ein als Stecker ausgebildetes zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, nachdem er in eine Tragplatte eingesetzt ist.

Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 bis 3 zeigt einen einteiligen Steckverbindungsteil 10 mit einem als Buchse ausgebildeten Verbindungsstück 12, das eine unterbrochene zylindrische Aussenwandung 14, eine unterbrochene zylindrische Innenwandung 16, Verbindungsteile 20 zwischen den beiden Wandungen und eine Vielzahl von axialen Schlitzen 18 aufweist, die durch die beiden Wandungen und die Verbindungsteile geführt sind. Die beiden unterbrochenen Wandungen 14 und 16 bilden eine Vielzahl von federnden Haltefingern, die das korrespondierende Teilstück eines Verbindungssteckers umgreifen können. An das Verbindungsstück 12 ist eine ebene Bodenwandung 22 angeformt, von der wiederum ein angeformter Vorsprung 24 in der zu dem Verbindungsstück 12 entgegengesetzter! Richtung absteht. Der Vorsprung 24 hat ein im

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wesentlichen zylindrischen Halsteil 26, einen dieses Halteteil setzten Endstückes, so dass eine passende Buchse nach Herstelumgebenden Flansch 27 und ein geschlossenes scheibenförmi- lung einer Steckverbindung mit dem Verbindungsstück 52 ges Endstück 28 als Boden. Der vergrösserte Durchmesser des sicher an ihrem Platz gehalten wird. Bei dem Ausführungsbei-Endstückes 28 hält zusammen mit der ebenen Bodenwandung spiel besitzen das Teilstück mit dem grösseren Durchmesser 22 das Steckverbindungsteil 10 sicher an seinem Platz in einer 5 und das Teilstück mit dem kleineren Durchmesser je eine Tragplatte 32, die ein Loch 30 zur Aufnahme des Halsteiles 26 Zylinderform ; andere Ausbildungen sind möglich.

aufweist. An die Aussenwandung 54 ist als integraler Bestandteil ein

In die Bodenwandung 22 sind zwei Rosetten 34 gestanzt. kreisringförmiger Flansch 58 angeformt, der dem Verbindungs-Die Rosetten 34 verhindern mittels vier Dornen 36, die von der stück 52 hilft, sich gegen die Tragplatte 32 abzustützen. Zusätz-Bodenwandung 22 abstehen und teilweise in die Tragplatte 32 10 lieh weist der Flansch 58 ein Teilstück 60 auf, das eine Verdre-eindringen, eine mögliche Drehbewegung des Steckverbin- hung des Steckverbindungsteiles 50 verhindert. Dieses Teildungsteiles 10. Ein Metallstreifen 38 von den Zellen einer kon- stück 60 wird dadurch gebildet, dass ein Teil des äusseren Ran-ventionellen in der Zeichnung nicht dargestellten 9-Volt-Batte- des 62 des Flansches 58 nach unten in die Tragplatte 32, und rie ist an das Endstück 28 des Vorsprunges 24 angelötet. zwar an einer oder mehreren Stellen entlang des Umfanges des

In Fig. 2 und 3 ist das einstückige Steckverbindungsteil 10 15 Flansches, gedrückt wird. Das Anbringen des Steckverbin-vor dem Einsetzen in die Tragpiatte 32 dargestellt. In diesem dungsteiles 50 an der Tragplatte 32 ist ansonsten im wesentli-Stadium hat der Vorsprung 24 eine zylindrische Form ohne den chen das gleiche wie bei dem Steckverbindungsteil 10 nach Flansch 27. Das geschlossene Endstück 28 des Vorsprunges 24 dem ersten Ausführungsbeispiel.

hat einen Durchmesser, der kleiner als derjenige des Loches 30

ist (Fig. 1 ). Nach dem Einsetzen des Vorsprunges 24 in das Loch 20 An die Innenwandung 56 des Verbindungsstückes 52 ist 30 wird das Endstück 28 gegen die Unterseite der Tragplatte 32 eine Bodenwandung 122 angeformt, die in einer Ebene mit dem plattgedrückt, wodurch der Flansch 27 gebildet wird und eine Flansch 58 liegt und von der sich ein angeformter Vorsprung Vergrösserung des Endstückes 28 erfolgt, während gleichzeitig 124 entsprechend dem Vorsprung 24 beim ersten Ausfüh-die Dorne 36 der Rosetten 34 in die Tragplatte 32 eindringen. rungsbeispiel erstreckt. Der Vorsprung 124 weist ein im

Fig. zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, 2s wesentlichen zylindrisches Halsteil 126, ein Flanschteil 127 und bei welchem eine als Stecker ausgebildetes einteiliges Steck- ein geschlossenes Endteil 128 in Form einer Scheibe auf. Das verbindungsteil 50 ein den eigentlichen Stecker darstellendes geschlossene Endteil 128 besitzt einen grösseren Durchmesser Verbindungsstück 52 aufweist, welches aus einer zylindrischen als die Öffnung 130 in der Tragplatte 32, wodurch der Vor-Aussenwandung 54 und einer zylindrischen Innenwandung 56 Sprung 124 und die Bodenwandung 122 die Steckverbindung 50 besteht. Der Durchmesser der Aussenwandung 54 ist in der 30 nach dem Plattdrücken oder Umbörteln des Endstückes 128 Nähe der Tragplatte 32 kleiner als in der Nähe des entgegenge- sicher in der Tragplatte 32 halten.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Steckverbindungsanordnung mit mindestens einem Steckverbindungsteil, das in eine Tragplatte eingebaut ist, die ein Loch aufweist, in das ein Bauteil des Steckverbindungsteiles ragt, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbindungsteil (10,50) einteilig ausgebildet ist und ein Verbindungsstück (12, 52) mit einer angeformten Bodenwandung (22,122) aufweist, an die das vom Verbindungsstück wegweisende, als Vorsprung (24,124) mit geschlossenem Endstück (28,128) ausgebildete Bauteil angeformt ist, und dass das Endstück unter Bildung einer nach aussen gerichteten sowie gegen die Tragplatte (32) pressenden Schulter (27,127) verformt ist, deren Durchmesser grösser als derjenige des Loches (30) ist, wodurch die Tragplatte zwischen der Schulter und der Bodenwandung abdichtend und das Steckverbindungsteil sicher an der Tragplatte gehalten wird.
2. Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (34,62) vorgesehen sind, die eine Verdrehung des eingebauten Steckverbindungsteiles (10,50) in der Tragplatte (32) verhindern.
3. Steckverbindunganordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Verdrehung des Steckverbindungsteiles (10, 50) verhinderten Mittel wenigstens eine Rosette (34) mit mindestens einem Dorn (36) aufweisen, der wenigstens teilweise in die Tragplatte (32) eindringt.
4. Steckverbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (24,124) hohl ist und ein im wesentlichen zylindrisches Halsteil (26,126) und ein im wesentlichen scheibenförmiges Endstück (28,128) als Boden aufweist.
5. Steckverbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbindungsteil (10,50) aus Messing, Phosphorbronze, Stahl oder Berylliumkupfer hergestellt ist.
6. Steckverbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (12) eine Innenwandung (16) und eine Aussenwandung (14) aufweist, die beide im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und von axialen Schlitzen (18) durchdrungen sind, die eine kreisförmig angeordnete Reihe federnder Haltefinger entstehen lassen, deren Halteflächen die Aussenfläche eines passenden Steckers federnd zu halten und zu kontaktieren vermögen, und dass die Aussenwandung vom oberen Rand der Innenwandung zurückgebogen ist und sich nach unten erstreckt, bis sie in die Bodenwandung (22) übergeht.
7. Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück ( 12) bei der Ausbildung des Vorsprunges (24) durch Kaltverformung verfestigt und dadurch die Elastizität der Haltefinger erhöht ist.
8. Steckverbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (52) eine im wesentlichen zylindrische Aussenwandung (54), deren Durchmesser in der Nähe der Bodenwandung(122) geringer als in der Nähe des entgegengesetzten Endstückes ist und die einen innigen elektrischen Kontakt mit der Innenwandung eines passenden Steckers herzustellen vermag, und eine im wesentlichen zylindrische Innenwandung (56) aufweist, die vom oberen Rand der Aussenwandung (54) zurückgebogen ist, und sich nach unten erstreckt, bis sie in die Bodenwandung (122) übergeht.
9. Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass von der Aussenwandung (54) ein kreisringförmiger Flansch (58) nach aussen absteht, der in einer Ebene mit der Bodenwandung (122) liegt, und dass zur Verhinderung von Verdrehungen des Steckverbindungsteiles (50) in der Tragplatte (32) wenigstens ein Teilstück (60) des Aussen-randes (62) des Flansches nach unten geboten ist, so dass es in die Tragplatte eindringt.
10. Verwendung der Steckverbindungsanordnung nach Anspruch 1 als elektrisches Anschlussteil einer Batterie.