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Elektrische Verbindung mit einem zwischen zwei Bauteilen
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angeordneten Kontaktband Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindung
nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
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Eine derartige Verbindung ist beispielsweise aus der US-PS 2 217
433 mit einem die Form einer Leiter aufweisenden Kontaktband bekannt. Die Leitersprossen
sind sechseckige Låmellen, die aus der Bandebene herausgedreht sind. Sie sollen
mit je einer Sechseckseite an je einem Bauteil einen Liniehkontakt bilden, wobei
auf Scharfkantigkeit Wert gelegt wird.
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Schon geringste Abweichungen, die praktisch unvermeidlich sind, führen
dazu, dass nur Lamellenecken Kontakt geben. Die Kanten fressen zudem an den Bauteilen.
Es wurde auch, z.B.
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gemäss US-PS 3 453 587 eine gerundete, elipsenartige Lamellehform
vorgeschlagen, durch die ein Linienkontakt angestrebt aber auch nicht einwandfrei
erreicht wurde. Für die Führung hoher Ströme fehlten somit die Voraussetzungen.
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Durch die CH-PS 590 569 wurde vorgeschlagen, die Lamellen mit gerundeten
Vorsprüngen als Kontaktpunkte für die Bauteile zu versehen, so dass kein Fressen
auftrat und mindestens je zwei Kontaktpunkte pro Bauteil vorhanden waren. Auch hier
können schon kleinste Abweichungen zu ungleichmässigen Kontaktdrücken führen, so
dass die Sicherheit für die Führung hoher Ströme fehlen kann.
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Den Leiterpfad von der einen zur anderen Kante einer der geschilderten
Lamellen sieht man gemäss der CH-PS 614 565 in einem leitenden Ueberzug der Lamelle
vor, wodurch aber die Nachteile der US-PS 3 453 587 nicht beseitigt, so dass die
Führung hoher Ströme nicht möglich ist. Hieran ändert auch die Trennung der Feder
funktion von der Leitungsfunktion im Sinne der CH-PS 172 844 nichts. Auch der Versuch
der Vermehrung der Kontaktpunkte im Sinne der CH-PS 590 567 kann nicht zu einer
Eignung für die Führung hoher Ströme führen, zumal
er durch Schlitzen
der Lamelle fressende scharfe Kanten, ungewissen Kontaktdruck und eine unbestimmte
Beeinflussung des Querschnitts in mechanischer und elektrischer Hinsicht herbeiführt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine wirtschaftliche elektrische
Verbindung, mit Eignung für Steckverbindungen, zu schaffen, die die sichere Führung
hoher Ströme gestattet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine elektrische Verbindung nach Anspruch
1 vorgeschlagen.
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Die Verbindungsstücke sind somit einerseits in an sich bekannter
Weise unter Neigungsveränderung federnd bewegbar, während sie ausserdem im Sinne
der Erfindung um eine zu ihrer Neigungsebene quer stehende Achse am Träger schwenkbar
angebracht sind. Sie besitzen gewissermassen eine kardanische Aufhängung. Da sie
zudem das eine Bauteil an wenigstens zwei Kontaktstellen berühren, ist auch ihre
Lage weitgehend auf die Kontaktgabe hin definiert.
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Durch die geschilderte Beweglichkeit in zwei Richtungen ist einwandfrei
sicherzustellen, dass sie das. eine Bauteil an wenigstens zwei Kontaktstellen und
das andere an wenigstens einer Kontaktstelle mit definiertem Kontaktdruck berühren
können, wodurch auch die Eignung für die Führung hoher Ströme sicherstellbar ist.
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Es ist auch problemlos nach der Erfindung jedes Bauteil von jedem
Verbindungsstück an je zwei Kontaktstellen definiert berühren zu lassen, weil die
kardanartige Aufhängung dies zulässt.
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Mehr als je drei Kontaktstellen zwischen einem Verbindungsstück und
einem Bauteil vorzusehen ist zwar nicht ausgeschlossen, wird aber aus prakti8chen
Gründen weniger bevorzugt, was leicht einzusehen ist.
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Besonders wenn man die Kontaktstellen der einzelnen Verbindungsstücke
kantenfrei, z.B. gerundet ausbildet, ist die Gefahr des Anfressens praktisch gebannt.
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Wenn die Verbindungsstücke starr, jedenfalls aber ausreichend steifer
als der federnde Träger ausgebildet werden,
kann eine praktisch
vollständige Trennung der elektrischen und federnden Eigenschaften realisiert werden.
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Dagegen kann diese klare Trennung nach den genannten Schriften (US-PS
2 217 433, US-PS 3 453 587, CH-PS 590 569; CH-PS 172 844, CH-PS 614 565) nicht verwirklicht
werden, weil die als Verbindungsstücke dienenden Lamellen verformbare Leiterteile
aufweisen müssen. Das gilt selbst dann, wenn Isoliermaterial mit Metallschicht als
Lamellen verwendet werden. Dabei können durch Verschiebung der Metallschicht Kontaktprobleme
auftreten. Die dünnen Schichten können zudem vorzeitig verschleissen. Als Folge
ungenügender Kontaktgabe kann Erwärmung und Zerstörung aufreten.
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Solche Nachteile lassen sich, wie sich auch aus den vorstehenden
Ausführungen zur Erfindung ergibt, bei der Erfindung vermeiden.
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Die Verbindungsstücke kann man vorteilhaft am Träger, besonders wenn
er bandartig ausgebildet ist aufnieten, wobei separate Nieten oder aus dem Material
des Verbindungsstükkes bzw. des Trägers geformte Nietteile verwendbar sind.
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Ein bandartiger Träger kann quer verlaufende Fortsätze aufweisen,
die den Sprossen einer Leiter oder denen einer längs halbierten Leiter ähnlich sein
können, wobei dann die Verbindungsteile an diesen Sprossen angenietet sein können.
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Diese Sprossen können aus der Bandebene so herausgedreht sein, dass
sie auf Torsion beanspruchte Federn bilden, wie dies bei den bekannten Lamellenbändern
der Fall ist.
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Man kann auch eine Fältelung eines Band-Trägers zum gleichen Zweck
anwenden.
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Somit ist die Herstellung des Kontaktbandes wirtschaftlich durchführbar
und das Trägermaterial nach seinen für die Trag- und Feder funktion nötigen Eigenschaften
im Rahmen der Gesamteignung wählbar. Es kommen dabei besonders federnde Metalle
und Kunststoffe, sowie deren Kombinationen in Frage.
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Selbst ein einfacher runder Draht kann zumindest als Teil des Gesamtträgers
verwendet werden. Die Verbindungsstükke sind dann auf den Draht aufgezogen. Es können
Abstandstücke, insbesondere Federn zwischen den Verbindungsstücken
vorgesehen
sein. Auch hier ist eine wirtschaftliche Fertigung möglich. Anstelle der Abstandstücke
oder in Kombination mit solchen kann eine Biegung und/oder Faltung des Drahtes abstandgebend
und/oder für die Federwirkung herangezogen werden.
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Die Erfindung eignet sich gut für Steckverbindungen, bei denen das
eine Bauteil buchsenartig und das andere stiftartig ausgebildet sein kann. Auch
Flachstecker sind möglich.
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Das Kontaktband wird man das mit dem einen Steckerteil in Steckrichtung
unverschieblich verbinden, z.B. in einer oder mehreren Nuten verankern.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand der rein schematischen Zeichnung
beispielsweise besprochen werden. Es zeigen: Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch
eine erfindungsgemässe Verbindung mit in Seitenansicht dargestelltem Kontaktband,
Fig. 2 eine teilweise gebrochene und unvollständige Draufsicht auf das Kontaktband
der Fig. 1, Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Schnittansicht mit einem anderem geschnitten
dargestellten Kontaktband, Fig. 4 einen etwa die Hälfte des Trägers des Kontaktbandes
der Fig. 1 und 2 ausmachenden Trägers, jedoch in kleinerer Darstellung.
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Fig. 5 eine Draufsicht auf einen gefältelten Bandträger etwa im Massstab
der Fig. 4, Fig. 6 eine Seitenansicht des Trägers nach Fig. 5, Fig. 7 und 8, zwei
Draufsichten von verschiedenen und im Massstab von den übrigen Figuren abweichend
gezeichneten Verbindungsstücken.
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In Fig. 1 und 3 erkennt man die beiden Bauteile 1 und 2 zwischen
denen in Fig. 1 das Kontaktband 3 und in Fig. 3 das Kontaktband 300 gezeichnet ist.
Das Kontaktband 3 ist auch in Fig. 2 ersichtlich.
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Beide Kontaktbänder 3 bzw. 300 haben je Verbindungsstükke 31 bzw.
310, die sich voneinander nur dadurch unterscheiden,
dass das Verbindungsstück
310 ein Langloch 311 aufweist, während das Verbindungsstück 31 ein nicht sichtbares
vom Niet 32 durchsetztes Rundloch in seiner geometrischen Mitte hat.
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Die Verbindungsstücke 31 bzw. 310 haben eine im wesentlicheh rechteckige
Form mit gerundet und kantenfrei vorstehenden Kontaktteilen 33, die an den Bauteilen
1 und 2 anliegen-.
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Um dieses Anliegen mit möglichst gleichmässigem Kontaktdruck zu ermöglichen
sind die Verbindungsstücke 31 mittels des erwähnten Niets 32 schwenkbar am Träger
4 an Querfortsätzen 41 angebracht. Die Querfortsätze 41 sind federnd aus der Ebene
40 des Trägers herausgewunden, so dass sie die ih Fig. 1 rechts dargestellte Neigung
hätten, wenn sie nicht durch die auf sie aufgenieteten Verbindungsstücke 31 zwischen
den Teilen 1 und 2 federnd gespannt würden. Dadurch wird ein federndes Schwenken
der Verbindungsstücke um eine mindestens angenähert in ihrer Ebene 30 liegende Achse
bewirkt. Da die Verbindungsstücke zudem um die Achse 34 in ihrer Ebene schwenkbar
sind, haben sie eine Art kardanischer Aufhängung, so dass die vier Kontaktteile
33 mit zumindest angenähert gleichem Druck an den Bauteilen 1 und 2 anliegeXX Aehnlich
verhält es sich bei Fig. 3, wo aber anstelle des Trägers 4 ein einfacher Runddraht
400 mit Schraubenfedern 410 als Abstandhalter zwischen den Verbindungsstücken 310
tritt. Die Verbindungsstücke 310 sind einerseits durch die Federn 410 und andererseits
durch Kalibrierung des Langlochs 311 federnd um eine in ihrer Ebene liegende Achse
schwenkbar. Sie sind andererseits um den sie mittig durchsetzenden Draht 400 um
eine zu ihrer Ebene querstehende Achse schwenkbar, wie das hinsichtlich Fig. 1 schon
näher besprochen wurde.
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Gegenüber den Fig. 1 und 2 wesentlich kleiner dargestellt, erkennt
man in Fig. 4 einen Träger in Bandform, wobei dieser Träger 4' nur mit halben Sprossen
41' verglichen mit dem Träger 4 der Fig. 2 ausgestattet ist.
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Etwa im Massstab der Fig. 4 sind auch die Fig. 5 und 6 dargestellt,
bei deren ein einfaches Band in gemäss Fig. 6 gefältelter Form einen Träger 4" bildet.
Verbindungsstücke 31"
sind um Niete 32" schwenkbar an ihm angebracht.
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In einem eigenen, nur der Darstellbarkeit wegen gewählten Massstab
zeigen die Fig. 7 und 8 je ein Verbindungsstück 310' bzw. 310", von denen das eine
sechs Kontaktstellen 33 und das andere drei Kontaktstellen 33 aufweist, womit die
bevorzugten Extreme wiedergegeben werden sollten. In der jeweiligen geometrischen
Mitte ist ein Loch 311' bzw. 311" sowohl als Rundloch für Trägerbefestigung nach
Fig. 1 und 6, als auch als Langloch gemäss Fig. 3 angedeutet.
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Während hier Ausführungsformen dargestellt wurden, die vorteilhaft
ganz aus Metall bestehen können, lassen sich durch entsprechende Anpassung an Kunststoffe
und dergleichen auch Werkstoffkombinationen erfolgreich verwenden.
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Man erkennt jedenfalls aus der Zeichnung und der zugehörigen Beschreibung,
dass wegen der biaxialen Beweglichkeit jedes kontaktgebenden Verbindungsstückes
eine hervorragende Kontaktdruckverteilung erzielt werden kann, was die Erfindung
für die Führung hoher Ströme brauchbar macht. Dabei können erst noch der Träger
seiner mechanischen Funktion entsprechend und die Verbindungsstücke ihrer elektrischen
Funktion entsprechend optimiert werden, weil eine kompromisslose Funktionstrennung
nach der Erfindung möglich ist.
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Es sei dabei auch darauf hingewiesen, dass bei einer solchen Funktionstrennung
auch die Verwendung der bevorzugten praktisch starren Verbindungsstücke möglich
ist, was durch die Dickenunterschiede in der Zeichnung angedeutet wurde.