-
Diese Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder zur Verwendung bei der Herstellung einer festen elektrischen Verbindung zwischen zwei Teilen eines elektrischen Stromkreises und insbesondere eine Art permanenter oder semipermanenter Verbindung, die mittels eines Verbinders gebildet werden kann, der als ”Gabelverbinder” bekannt ist, wobei die Verbindung ein erstes Teil umfasst mit einem Paar Zinken, das wie eine Stimmgabel geformt ist, und ein zweites Teil mit einer länglichen leitfähigen Schiene, die von den Zinken des ersten Teils so übergriffen wird, dass beim Zusammenbau die zwei Teile physisch dazu gezwungen werden, einen Presssitz zwischen den Teilen zu erzeugen.
-
Unter permanenter oder semipermanenter Verbindung wird hier verstanden, dass die Steckverbindung nicht dazu vorgesehen ist, während der Lebensdauer der Verbindung getrennt zu werden, obwohl es sich natürlich versteht, dass sie wie die meisten Dinge, die aus mehreren Teilen bestehen, durch Anwendung einer hinreichenden physischen Kraft getrennt werden könnte, falls dies erforderlich ist.
-
Ein bekannter gabelförmiger Verbinder ist in 1 wiedergegeben. Wie ersichtlich steht eine leitfähige Schiene 14 eines zweiten Teils 11 mit einem Press- oder Klemmsitz zwischen zwei Zinken 15, 16 eines ersten Verbinderteils 10 in Eingriff. Die Schiene 14 wird durch Schneiden oder Stanzen zweier voneinander beabstandeter, rechteckiger Aussparungen 12, 13 in einen ebenen Streifen oder eine Platte aus Material gebildet, der bzw. die in einem isolierten Gehäuse (nicht dargestellt) gehalten ist. Die die Seite der Schiene 14 festlegenden Ränder der Aussparungen sind rechtwinklig geschnitten und die Schiene 14, die der verbleibende Teil der Platte zwischen den Aussparungen ist, hat daher ebenfalls rechtwinklig geschnittene Ränder. Ein Einführen der Zinken 15, 16 in die Aussparungen führt dazu, dass sie die Schiene 14 übergreifen, und bewirkt während der Verbindung, dass die Zinken 15, 16 und die Schiene 14 aneinander entlang schmieren, was zu einer presssitzartigen Verbindung zwischen den zwei Teilen führt. Dieses Schmieren ist wichtig, weil es sicherstellt, dass die oberste Schicht der Kontaktflächen, die oxidiert oder mit anderen Verunreinigungen belegt sein kann, beiseite geschoben wird, was eine zuverlässige Verbindung zwischen den relativ saubereren darunter liegenden Flächen der zwei Teile gewährleistet. Eine Entfernung von Oberflächenverunreinigungen, insbesondere Oxiden, verringert auch den Übergangswiderstand, was eine Erwärmung der Verbindung durch den über sie fließenden Strom minimiert. Dies hilft der Verbindung, Temperaturänderungen ohne Funktionsminderung zu widerstehen.
-
Gemäß einem ersten Aspekt stellt die Erfindung einen gabelartigen elektrischen Verbinder zur Verwendung beim Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Teilen eines elektrischen Stromkreises bereit, mit:
einem ersten Verbinderteil mit einem Körper, der zwei beabstandete Zinken trägt, die elektrisch leitend sind,
einem zweiten Verbinderteil mit einem leitfähigen Element, welches eine erste Oberfläche und eine entgegengesetzte, zweite Oberfläche hat und welches dazu geformt ist, eine elektrisch leitende Schiene festzulegen, die auf entgegengesetzten Seiten von zugehörigen Aussparungen flankiert ist, wobei die Breite jeder Aussparung gemessen von einem durch die Schiene festgelegten Innenrand der Aussparung bis zu einem gegenüberliegenden Außenrand der Aussparung kleiner ist als die Breite wenigstens einer der Zinken des ersten Verbinderteils, um einen Presssitz der Zinke zu gewährleisten, wenn sie sich in der Aussparung befindet,
und dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar äußerer Füße vorhanden ist, von denen sich jeder auf einer die erste Oberfläche enthaltenden Seite des Elements von einem zugehörigen Außenrand einer zugehörigen Aussparung erstreckt,
so dass in einer Gebrauchsstellung, in der das erste und das zweite Verbinderteil verbunden sind, sich die Zinken durch zugehörige Aussparungen in dem Element erstrecken, wobei die Innenränder der Zinken mit den Rändern der Schiene in Eingriff sind, um für eine elektrisch leitende Verbindung zu sorgen, und der Außenrand der Zinken mit den Füßen in Eingriff ist, so dass die Füße eine Kraft auf die Zinken ausüben, die der zwischen der Zinke und der Schiene erzeugten Reaktionskraft widersteht.
-
Die Zinken können aus dem gleichen Material wie die Schiene bestehen, vorzugsweise einem Material mit niedriger Fließgrenze wie etwa ein ”weiches” Material wie Kupfer oder eine Kupferlegierung. Das Vorsehen der äußeren Füße zum Widerstehen der Kontaktkräfte macht ein solches Material geeignet zur Verwendung in dieser Verbindung bei einem Einsatz, bei dem es nicht geeignet gewesen sein könnte, wenn die Verbindung gemäß dem Stand der Technik ausgeführt ist.
-
Die Zinken können eventuell mit einer leitfähigen Beschichtung plattiert sein.
-
Bei einer Anordnung kann das die Zinken ausbildende erste Verbinderteil als ein Laminat aus verschiedenen Materiallagen gestaltet sein, unter Verwendung eines oder vieler unterschiedlicher Materialien.
-
Die äußeren Füße können über die gesamte Länge des Randes der Öffnung verlaufen und dieselbe Länge wie die Schiene haben.
-
Die äußeren Füße können elektrisch leitend sein, so dass der Kontakt mit der Zinke einen zusätzlichen elektrischen Kontakt und Pfad über die Verbindung bereitstellt.
-
Die Füße können mit dem Rand der Aussparung durch einen gekrümmten Verbindungsabschnitt verbunden sein, was ein Verschmieren des Materials der Zinken oder Füße beim Bilden der Verbindung fördert.
-
Zusätzlich zu den zwei äußeren Füßen kann das zweite Verbinderteil ein Paar innerer Füße aufweisen, die sich von der ersten Oberfläche weg erstrecken und mit den Rändern der leitfähigen Schiene verbunden sind.
-
In einer Gebrauchsstellung mit verbundenem Verbinder können die Zinken mit der Oberfläche der inneren Füße der Schiene oder mit den äußeren Füßen oder sowohl mit den inneren als auch den äußeren Füßen einen Presssitz bilden. Dieser Presssitz hilft dabei, eine saubere Oberfläche frei von Oberflächenverunreinigungen und Oxidation freizulegen, die den elektrischen Kontakt bildet, über den Strom durch die Verbindung fließt.
-
Die Schiene und die inneren Füße können zusammen eine Schiene mit einem U-förmigen Querschnitt festlegen.
-
Das erste Verbinderteil kann ferner zumindest einen Teil umfassen, der ein Material aufweist, welches einen von den leitfähigen Zinken verschiedenen Ausdehnungskoeffizient hat und so angeordnet ist, dass bei steigender Temperatur des Verbinderteils wenigstens ein Teil der Innenränder der Zinken enger zusammengedrückt wird. Das erste Verbinderteil verformt sich somit in der Art eines Bimetallstreifens, und dies hilft dabei sicherzustellen, dass die Verbindung bei steigender Temperatur mit einer guten Kraft aufrechterhalten wird.
-
Eine zweite Funktion der Überspritzung besteht darin, dass sie dabei helfen kann, einem Problem zu begegnen, welches die Anmelderin bei Verbindungen des Standes der Technik festgestellt hat und welches durch Materialkriechen im Laufe der Zeit bewirkt wird. Die Anmelderin hat bemerkt, dass ein leitfähiges Material wie z. B. Kupfer mit der Zeit kriechen kann, was zu einem Nachlassen seiner Klemmung auf der Schiene bei hohen Temperaturen führt. Dies kann durch die Verwendung des Teils mit einem unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten verbessert werden, von dem erwartet wird, dass er in der Temperaturumgebung, der der Teil ausgesetzt ist, elastisch bleibt. Er sollte so ausgewählt sein, dass er eine Formbeständigkeitstemperatur oberhalb der maximalen Lager- oder Betriebstemperatur der Verbindung hat, beispielsweise 100°C oder eventuell 150°C.
-
Zumindest ein Teil des Körpers und ein Teil der Zinken des ersten Teils kann von einer eng anliegenden Hülse umgeben sein, die einen höheren Expansionskoeffizient als der Körper und die Zinken hat, wobei der Körper und die Zinken und die Hülse so ausgeführt und angeordnet sind, dass ein Erwärmen des ersten Verbinderteils dazu führt, dass zumindest ein Teil der Innenränder der Zinken dazu tendieren, sich leicht aufeinander zu zu bewegen.
-
Die Anmelderin hat erkannt, dass die Stabilität der Überspritzung bei erhöhten Temperaturen dabei helfen kann, die Auswirkungen eines Kriechens des Zinken- und Schienenmaterials abzuschwächen. Dies kann dazu verwendet werden, eine zuverlässigere Verbindung bereitzustellen, oder kann vorteilhaft dazu eingesetzt werden, einen breiteren Bereich an Materialien für eine beliebige gegebene Verbindung verwenden zu können.
-
Die leitfähigen Zinken können mit der Hülse durch Verwenden eines oder mehrerer Rastmerkmale verkeilt sein, um eine Relativbewegung zu unterbinden.
-
Die eng anliegende Hülse kann eine Überspritzung des Körpers und der Zinken umfassen. Sie kann ein verstärktes Kunststoffmaterial oder ähnliches beinhalten.
-
Im Gebrauch drängt die Überspritzung die Zinken zueinander, was dabei hilft, die Klemmkraft der Zinken auf der leitfähigen Schiene aufrechtzuerhalten.
-
Der Außenrand jeder Zinke oder jeder vorhandenen Überspritzung kann mit einer Quetschstruktur versehen sein, die sich über die gesamte oder einen Teil einer Länge der Zinke erstrecken kann und einen in Richtung auf ihren Fuß zunehmenden Querschnitt hat, wie z. B. eine V-förmige oder U-förmige Rippe, wobei der Kamm des V oder U von der Zinke weggewandt ist, wodurch im verbundenen Zustand das Quetschmerkmal einer Zinke gegen einen zugehörigen äußeren Fuß des zweiten Verbinder-teils drückt. Die Quetschstruktur kann dazu ausgeführt sein, beim Einführen der Zinken auf eine kontrollierte Weise zusammenzubrechen, wobei die zum Erreichen eines gegebenen Maßes an Versagen notwendige Kraft aufgrund des zunehmenden Querschnitts der Struktur in dem Maß zunimmt, in dem sie zusammengebrochen ist.
-
Das Quetschmerkmal kann ein gegossenes Kunststoffmaterial umfassen.
-
Das Vorsehen eines Quetschmerkmals hilft, eine beständige Kraft innerhalb des Verbinders zu gewährleisten, was dabei hilft, eine gute elektrische Verbindung unabhängig von Änderungen der Breite der Aussparungen und der Breite der Zinken sicherzustellen, die während der Herstellung aufgrund von Toleranzen auftreten können.
-
Das erste Verbinderteil kann ein Teil einer elektrischen Leiterplatine sein. Das zweite Verbinderteil kann ebenfalls ein Teil einer Leiterplatine sein. Eine der Leiterplatinen kann integraler Bestandteil einer elektrischen Pumpe oder eines Elektromotors oder einer anderen elektrischen Einrichtung sein.
-
In zumindest einer Anordnung kann das erste Verbinderteil mehrere Zinkenpaare umfassen, wobei jedes Paar eine Schiene des zweiten Teils mit einem Presssitz übergreift. Zumindest eine der Zinken kann von einem Paar äußerer Füße des zweiten Teils in Kontakt mit der Schiene gedrängt werden, und vorzugsweise können alle Zinken durch äußere Füße in Kontakt gedrängt sein.
-
Im Gebrauch ist das erste Teil mit einem Teil eines elektrischen Stromkreises verbunden und das zweite Teil ist mit einem anderen verbunden, wobei der Verbinder eine Verbindung schafft, durch die Strom zwischen den zwei Teilen des elektrischen Stromkreises fließen kann.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung ein erstes Verbinderteil bereit, welches in Eingriff mit einem zweiten Verbinderteil gepresst werden kann, um eine permanente elektrische Verbindung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung zu schaffen.
-
Gemäß einem dritten Aspekt stellt die Erfindung ein zweites Verbinderteil bereit, welches in Eingriff mit einem ersten Verbinderteil gepresst werden kann, um eine permanente elektrische Verbindung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung zu schaffen.
-
Im Folgenden werden lediglich beispielhaft mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf und wie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt beschrieben, von denen:
-
1 eine Darstellung einer elektrischen Verbindung des Standes der Technik ist,
-
2(a) eine geschnittene Ansicht ist, 2(b) eine Ansicht von oben und 2(c) eine isometrische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Steckverbinderanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
-
3(a) eine geschnittene Ansicht und 3(b) eine isometrische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steckverbinderanordnung ist,
-
4(a) eine geschnittene Ansicht, 4(c) eine isometrische Ansicht und 4(b) eine Querschnittsansicht eines ersten Verbinderteils und eines Teils eines zweiten Verbinderteils einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steckverbinderanordnung ist, und
-
5(a) eine Querschnittsansicht und 5(b) eine räumliche Ansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders ist,
-
6 eine isometrische Ansicht eines noch weiteren elektrischen Steckverbinders innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung ist, und
-
7 eine isometrische Ansicht eines weiteren elektrischen Steckverbinders innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung ist.
-
Wie in den 2(a) bis (c) dargestellt weist eine erste Ausführungsform einer stimmgabelartigen Steckverbinderanordnung ein erstes Verbinderteil 20 und ein zweites Verbinderteil 21 auf. Das erste Teil 20 und das zweite Teil 21 können wie in den Figuren gezeigt miteinander in Eingriff treten, um eine elektrische Verbindung zu bilden, in der Strom von einem Teil zum anderen fließen kann.
-
Das erste Verbinderteil 20 umfasst einen Körper und zwei Zinken 27, 28, die sich von dem Körper erstrecken. In diesem Beispiel sind die Zinken 27, 28 identisch, stellen ein Spiegelbild der jeweils anderen dar und sind auf beiden Seiten einer Ebene angeordnet, die durch eine Mittellinie des Körpers verläuft. Der Körper und die Zinken sind elektrisch leitend, typischerweise aus einem Metall mit geringer Fließgrenze, welches über die Zeit ein gewisses Maß an Kriechen zeigt, etwa Kupfer oder eine vorwiegend aus Kupfer bestehende Legierung. Der Körper und die Zinken liegen in diesem Beispiel alle in einer gemeinsamen Ebene und können beispielsweise durch Stanzen oder Pressen oder auf andere Weise aus einem Blech hergestellt sein.
-
Das zweite Verbinderteil 21 weist eine leitfähige Schiene 24 auf. Die Schiene 24 ist Teil eines Streifens oder einer Platte aus einem Material mit geringer Fließgrenze, wie etwa Kupfer oder eine überwiegend aus Kupfer bestehende Legierung. Der Streifen hat eine erste Oberfläche und eine entgegengesetzte, zweite Oberfläche und zwei in ihm ausgebildete Aussparungen oder Durchgangslöcher 22, 23, die sich von der ersten Oberfläche bis zu der zweiten Oberfläche erstrecken und die nebeneinander angeordnet sind. Die Aussparungen sind in 2(a) durch gestrichelte Linien gekennzeichnet. Wenn das zweite Teil ein Streifen ist, können die Aussparungen entlang der Längsachse des Streifens hintereinander angeordnet sein, wobei der Teil des Streifens zwischen den Aussparungen die längliche leitfähige Schiene 24 festlegt. Die Schiene hat eine Breite, die ganz geringfügig größer ist als der Abstand zwischen den Zinken des ersten Verbinderteils 20 vor einer Verbindung mit dem zweiten Verbinderteil. Wie in 2(b) gezeigt, ist die Breite W jeder Aussparung, gemessen rechtwinklig zur Längsachse X-X der Schiene, geringfügig kleiner als die Breite w einer Zinke.
-
Mit dem von der Schiene 24 am weitesten entfernten Rand jeder Aussparung verbunden ist ein zugehöriger äußerer Fuß 25, 26, der sich allgemein orthogonal von der Oberfläche des Streifens weg erstreckt, d. h. rechtwinklig zu der den Streifen enthaltenden Ebene. Die zwei äußeren Füße 25, 26 erstrecken sich von derselben Oberfläche des Streifens und sind elektrisch leitend. Tatsächlich sind sie ein integraler Bestandteil des Streifens. Die Bereiche 25a, 26a, wo die Füße 25, 26 sich mit der Oberfläche des Streifens verbinden, sind gekrümmt, so dass sich ein gleichmäßiger Übergang von einer Oberfläche des Streifens, die sich auf der den Füßen gegenüberliegenden Seite befindet, zu einer Oberfläche der Füße ergibt. Wie ersichtlich werden wird hilft dies dabei, ein Schmieren des Oberflächenmaterials zu erreichen, wenn der elektrische Verbinder zu einer permanenten Verbindung zusammengefügt wird. Der Radius dieser Krümmung ist nicht entscheidend und beträgt in diesem Beispiel ungefähr 5 bis 10% der Breite jeder Aussparung. Aufgrund dieser Krümmung können die äußeren Füße als sich unmittelbar unterhalb der Aussparung geringfügig in die Aussparung hinein erstreckend angesehen werden, unter der Annahme, dass der Streifen mit den Füßen nach unten verlaufend gehalten wird und der Rand der Aussparung der Bereich ist, in dem der Streifen in die Krümmung übergeht. Tatsächlich ist die Breite der Aussparungen und die Anordnung der Füße dergestalt, dass die Zinken des ersten Verbinderteils 20 die Aussparungen nicht ohne eine Verformung des ersten Verbinderteils oder des zweiten Verbinderteils passieren können.
-
Im Gebrauch ist das erste Verbinderteil 20 mit dem zweiten Verbinderteil 21 ausgerichtet, wobei die Zinken 27, 28 den Aussparungen 22, 23 zugewandt sind und sich auf der den Füßen 25, 26 entgegengesetzten Seite der leitfähigen Schiene 24 des zweiten Verbinderteils befinden. Die Zinken 27, 28 werden dann durch die zugehörigen Aussparungen 22, 23 gepresst, was dazu führt, dass die Innenränder der Zinken – die Ränder, die einander zugewandt sind – sich in die Ränder der leitfähigen Schiene 24 einschneiden und/oder sie verschmieren. Dieser Verbindungsvorgang hat ein gewisses Verschmieren der Außenränder der Zinken und der äußeren Füße zur Folge, was die Füße geringfügig voneinander weg nach außen aufspreizt. Die Füße widersetzen sich dem und bringen eine Einwärtskraft auf die Zinken auf, um sie auf die leitfähige Schiene zu drücken.
-
Bei vollständig in Eingriff befindlichem ersten und zweiten Verbinderteil 20, 21 gibt es einen guten Kontakt zwischen den zwei Teilen, der eine gute elektrische Verbindung schafft. Die Füße helfen dabei, die Zinken auf die leitfähige Schiene zu drücken und stellen eine zusätzliche Kontaktkraft an der Kontaktfläche bereit, um dabei zu helfen, einem Kriechen zu widerstehen.
-
Eine zweite Ausführungsform ist in den 3(a) bis (c) der Zeichnungen gezeigt. Diese ist allgemein dieselbe wie die erste Ausführungsform, mit vielen gleichen Merkmalen.
-
Das erste Verbinderteil 30 ist identisch mit dem der ersten Ausführungsform und umfasst einen Körper und zwei Zinken 37, 38, die sich von dem Körper erstrecken. In diesem Beispiel sind die Zinken geringfügig weiter beabstandet als die der ersten Ausführungsform, um einer relativ breiteren Schiene Rechnung zu tragen, wie beschrieben werden wird.
-
Das zweite Verbinderteil 31 ist ähnlich dem der ersten Ausführungsform und umfasst einen ebenen Streifen oder eine Platte mit zwei Aussparungen 32, 33, die durch eine leitfähige Schiene 34 getrennt sind. Mit dem am weitesten von der Schiene entfernten Rand jeder Aussparung verbunden ist ein zugehöriger äußerer Fuß 35, 36, der sich allgemein orthogonal von dem Streifen weg erstreckt. Die Bereiche 35a, 35b, in denen die Füße sich mit dem Streifen verbinden, sind gekrümmt, so dass sich ein gleichmäßiger Übergang von einer den Füßen gegenüberliegenden Oberfläche des Streifens zu einer Oberfläche der Füße ergibt.
-
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass zwei weitere, innere Füße 35', 36' vorhanden sind, von denen sich jeder von einem zugehörigen Rand der leitfähigen Schiene 34 weg erstreckt, der einen Rand einer entsprechenden Aussparung festlegt. Diese Füße 35', 36' erstrecken sich über die gesamte Länge der leitfähigen Schiene 34, so dass die Schiene im Querschnitt gesehen als eine U-förmige Gestalt aufweisend angesehen werden kann. Das innere Paar Füße ist durch einen gleichmäßig gekrümmten Teil mit der Schiene verbunden und ist elektrisch leitend wie das äußere Paar von Füßen. Alle vier Füße befinden sich auf derselben Seite des Streifens oder der Platte.
-
Im Gebrauch wird das erste Verbinderteil 30 am zweiten Verbinderteil 31 befestigt, indem die Zinken 37, 38 durch die Aussparungen gedrückt werden, so dass sie die U-förmige Schiene 34 übergreifen. Die Zinken schneiden in die Oberflächen der inneren und äußeren Füße, spreizen die äußeren Füße auseinander und drücken die inneren Füße aufeinander zu. Dies schafft einen guten Kontakt zwischen den Zinken und den leitfähigen Füßen. Die gekrümmten Ränder der Füße fördern auch ein Verschmieren des Materials an der Verbindungsstelle, zusätzlich zu einer Schneidwirkung. Die U-förmige Schiene ist physisch robuster als die Ausgestaltung des Standes der Technik, welche eine dünne ebene Schiene verwendet, und dies ermöglicht höhere Einführkräfte, Kontaktdrücke und infolgedessen einen geringeren elektrischen Kontaktwiderstand.
-
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in den 4(a) bis (c) der Zeichnungen dargestellt.
-
In dieser Ausführungsform umfasst das erste Verbinderteil 40 wiederum einen Körper und Zinken 41 aus leitfähigem Kupfer oder Kupferlegierungsmaterial. Der Körper und die Zinken sind überspritzt mit einem verstärkten Kunststoffmaterial 42, etwa einem glasgefüllten PBT oder ähnlichem, wobei ein Teil der Überspritzung um die inneren Ränder der Zinken herum weggeschnitten ist, um das leitfähige Material freizulegen. Das zweite Verbinderteil weist eine längliche Schiene 43 mit U-förmigem Querschnitt auf, die zwischen die Zinken passt, obwohl sie denselben Querschnitt wie die in den 1 und 2 gezeigte Schiene haben kann. Das Ausmaß, in dem die Überspritzung weggeschnitten ist, kann teilweise Werkzeugerfordernissen Rechnung tragen, und die Innenränder sind die einzigen Stücke, die freiliegen müssen.
-
Im Gebrauch übergreifen die Zinken die U-förmige Schiene 43, um einen guten elektrischen Kontakt zwischen der Schiene und den Zinken zu erreichen. Ein Vorteil dieser Ausführungsform im Vergleich zu einer, die keine Überspritzung aufweist, tritt zutage, wenn die Temperatur der Verbindung steigt. Durch Auswählen eines Überspritzungsmaterials, welches einen höheren Ausdehnungskoeffizient als das Kupfer oder die Kupferlegierung hat, und durch ausreichend Starrmachen desselben bezüglich der Zinken können die Ränder der Zinken, die die Schiene 43 kontaktieren, mit steigender Temperatur zur Schiene hin gedrängt werden, so dass die Sicherheit der elektrischen Verbindung durch Einschränken einer nach außen gerichteten Ausdehnung der Zinken erhöht wird. Die Anmelderin hat festgestellt, dass die Stabilität der Überspritzung bei erhöhten Temperaturen dabei helfen kann, die Auswirkungen eines Kriechens des Materials der Zinken und/oder der Schiene abzuschwächen.
-
Eine vierte Ausführungsform ist in den 5(a) und (b) gezeigt. Diese kombiniert Merkmale der zweiten und dritten Ausführungsform.
-
Das erste Verbinderteil 50 umfasst einen leitfähigen Kupfer- oder Kupferlegierungskörper und Zinken 52 und ist mit einem starren, verstärkten Kunststoffmaterial 51 überspritzt. Entlang der Außenränder jeder Zinke befindet sich eine erhabene Rippe 51' aus relativ starrem Kunststoff mit einem Quetschmerkmal eines sich zu ihrer Wurzel hin vergrößernden Querschnitts, wie etwa ein V-förmiger Querschnitt, wobei der Kamm des V von den Zinken abgewandt ist. Die Überspritzung ist dergestalt geformt, dass das Kupfer oder Kupferlegierungsmaterial längs eines Innenrandes jeder Zinke frei liegt.
-
Ein zweites Teil 54 ist vorhanden, das ähnlich dem der zweiten Ausführungsform ist, mit zwei Aussparungen 55, 56, die eine U-förmige Schiene 57 mit inneren Füßen 58a und 58b und äußeren Füßen 59a, 59b hat. Der Abstand zwischen den Füßen vor einem Verbinden mit dem ersten Teil ist kleiner als die Breite einer Zinke plus der Überspritzung einschließlich der V-förmigen Rippe.
-
Beim Verbinden werden die Zinken in die Aussparungen 55, 56 gedrückt und die Innenränder der Zinken schneiden in die Seiten der U-förmigen Schiene. Aufgrund der gekrümmten Verbindungsfläche der inneren Füße und der Oberseite der Schiene kommt es zu einem gewissen Verschmieren des Materials. Die V-förmigen Rippen drücken gegen und verformen die äußeren Füße und wirken als ein Quetschmerkmal, um die von den Innenrändern der Zinken auf die U-förmige Schiene 57 ausgeübte Kraft zu kontrollieren. Dies hilft dabei, trotz Abweichungen in der Größe der Aussparungen und der Breite der Zinken, die aufgrund von Herstellungstoleranzen auftreten können, einen Kontaktdruck zu gewährleisten.
-
Im Gebrauch wird jegliche Temperatursteigerung dazu führen, dass die Metallzinken sich leicht einwärts aufeinander zu bewegen, um weiter gegen die U-förmige Schiene 57 zu drücken, da sie durch die Kunststoffüberspritzung eingezwängt sind. Dies erhöht die Sicherheit der Verbindung. Die V-förmigen Rippen an den Außenrändern der Zinken wirken als Quetschstrukturen, die zusammenbrechen, während die Zinken eingeführt werden. Dies hilft dabei, die von den Innenrändern der Zinken auf die U-förmige Schiene ausgeübten Kräfte zu kontrollieren.
-
Innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung können verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden. 6 illustriert, wie ein Verbinder bereitgestellt werden kann, der ein erstes Verbinderteil 61 und ein zweites Teil 62 mit einer Schiene aufweist, wobei das erste Teil mehrere Zinken 63 umfasst, die in Reihe mit zugehörigen Schienen 64 verbunden sind. Diese Anordnung schafft vielfache Pfade für einen Stromfluss über die fertiggestellte Verbindung, was eine erhöhte Anzahl an Kontaktbereichen ergibt und demzufolge den Fluss und das Potential zur Selbsterhitzung der Verbindung verringert.
-
In einer noch weiteren Alternative können ein erstes Verbinderteil 71 und ein zweites Verbinderteil 72 bereitgestellt sein, bei denen die Zinke als ein Laminat aus mehreren Materiallagen, eventuell mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften, ausgebildet sein kann.
-
Die Mehrfachzinken/Schienen und laminierten Zinken können selbstverständlich, falls gewünscht, in die in den 2 bis 5 gezeigten Ausführungsformen integriert werden.
