DK201900112Y3

DK201900112Y3 - Afskærmet elektrisk forbindelse

Info

Publication number: DK201900112Y3
Application number: DKBA201900112U
Authority: DK
Inventors: Nolting Daniel; Tünker Manuel; Reimchen Valeri; Mühlenbernd André; Dober Kathrin; Starke Cord
Original assignee: Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2020-02-18
Also published as: ES2903426T3; DK201900112U1; DE202016008811U1; DK3262725T3; CZ33674U1; CN107258039B; JP6781160B2; US20180054026A1; US10916892B2; DE102015102703B4; EP3641072B1; DK3641072T3; EP3262725A1; JP2018510462A; EP3641072A1; PL3641072T3; DE102015102703A1; PL3262725T3; EP3262725B1; US10374363B2

Abstract

Frembringelsen angår en afskærmet elektrisk forbindelse (4, 7) til forbindelse eller fordeling af afskærmede elektriske ledninger eller stikforbindelser med hinanden. Ledningselementer (11, 21, 71) hører til en ledning (1, 2) eller en forbindelse (4, 7). Afskærmningshylstre (10, 20) eller afskærmningshuse (40, 70) af disse ledninger (1, 2) og disse stikforbindelser (4, 7) omgives af et skærmhus (30) bestående af et støbt metallegeme, der er blevet støbt in situ på kantområder (101, 201, 401, 701) af afskærmningshylstrene (10, 20) eller afskærmningshusene (40, 70) for at tilvejebringe en forankring med lav elektrisk overgangsmodstand.

Description

Frembringelsens område

Frembringelsen angår en afskærmet elektrisk forbindelse til forbindelse eller fordeling af afskærmede elektriske ledninger eller stikforbindelser med hinanden.

En sådan afskærmet elektrisk forbindelse kan være en forbindelse mellem to koaksialkabler, eller være en fordeler mellem flere afskærmede kabler, eller forbindelsen kan eksistere mellem et afskærmet kabel og en stikforbindelse, eller kan være i form af en afskærmet multifordeler, der forbinder flere afskærmede stikforbindelser eller afskærmede kabler med hinanden.

Frembringelsens baggrund

Fra DE 196 13 228 B4 kendes en elektrisk stikforbindelse med tilslutningskabel, der har en metallisk koblingsindretning med omløbermøtrik eller med skrue og med en indadrettet krave, der er i kontakt med et krympet hylster og tilvejebringer forbindelsen mellem koblingsindretningen og afslutningskablets afskærmning. Fremstilling af en afskærmet stikforbindelse med krympet afskærmningshylster er kompleks, det kræver mange enkelte dele og forberedelsen af kablet, der skal tilsluttes, udføres per hånd, ligesom montagen af de mange genstande. I tilfælde af stikforbindelser i vinkelform er fremstillingen endnu sværere. Endvidere er den elektriske forbindelse ved krympning af dele ikke altid sikker, især kan overgangsmodstanden ved krympeforbindelsen ændre sig ved temperaturændring og aldring, hvilket nedsætter afskærmningskvaliteten af stikforbindelsen.

Fra US patent 5,906,513 kendes en afskærmet sprøjtestøbt elektrisk forbindelse, ved hvilken et hylsterformet metallisk hus er tilvejebragt på kabelsiden med slidser til dannelse af løkker, der er presset på kablets metalfletningsafskærmning, hvorefter det hylsterformede metalhus bag den metalliske forbindelseskobling, den eksponerede metalfletteafskærmning og kabelenden er sprøjteomstøbes med termoplastisk materiale. Det termoplastiske materiale indeholder lidser af tynd metaltråd, der presses mod det hylsterformede metalhus under sprøjtestøbningsprocessen for at tilvejebringe en god elektrisk kontinuitet mellem kablet og forbindelsen eller til de hylsterlignende huse af stikforbindelser. Også her kan overgangsmodstanden mellem afskærmningsdelende forværres med temperaturændring og aldring.

Fra DE 10 2008 018 403 A1 og WO 2011/151373 A1 kendes en stikforbindelse, hvortil et afskærmet kabel er forbundet, ved hvilket et sprøjtestøbt afskærmningshylster af elektrisk ledende materiale, især en elektrisk ledende plastik, elektrisk forbinder kabelafskærmningen med koblingsmøtrikken af stikforbindelsen. Med elektrisk ledende plastik forstås generelt plastik fyldt med metalliske fibre. Sådan elektrisk ledende materiale kan være sprøjtestøbeligt (se DIN 24450). Mere detaljeret så forbindes kablets elektriske lederender i det stikforbindelseshus, hvorved der anbringes et metalhylster. Efter dette sprøjtestøbes en isolerende bærer, der strækker sig fra lederafskærmningen ind i huset. En elektrisk ledende hylsterdel, der forbinder lederafskærmningen til metalhylsteret og således til husets afskærmning af den elektriske forbindelse, sprøjtestøbes omkring den isolerende bærer. Elektrisk ledende plast skaber dog kun svage kontakter til metalliske overflader af stikforbindelsen eller kablet, således at overgangsmodstanden ved overgangsoverfladerne mellem det elektrisk ledende plastikmateriale og de metalliske overflader på stikforbindelsen eller på kabelafskærmningen har øgede værdier, som også kan forværres, hvis der opstår revner eller sprækker på overgangsoverfladerne på grund af krympningen eller smeltningen af plastikken. Endvidere har ledende plastik ufordelagtig en lavere afskærmningsdæmpning end metal.

Generel beskrivelse af frembringelsen

Frembringelsen har til formål at tilvejebringe en afskærmet elektrisk forbindelse med god afskærmningsforbindelse mellem afskærmede elektriske ledninger og/eller afskærmede stikforbindelser.

Et yderligere formål af frembringelsen er at tilvejebringe en langvarig afskærmet elektrisk forbindelse, i hvilken overgangsmodstandene mellem de involverede afskærmningskomponenter forbliver lave i løbet af forbindelsens levetiden.

Et yderligere formål med frembringelsen er at tilvejebringe en afskærmet elektrisk forbindelse, som kan fremstilles nemt og stort set af maskiner, og har så få enkeltdele som muligt.

Formålet med frembringelsen opnås ved frembringelsen ifølge det uafhængige krav. Fordelagtige udviklinger ifølge frembringelsen er defineret i underkravene.

Mere specifikt indeholder den afskærmede elektriske forbindelse ét eller flere ledningselementer, der tilhører mindst én ledning eller mindst én stikforbindelse. I tilfælde af flere ledninger kan disse i det mindste være delvist forbundet med hinanden for at danne en fordeler. Ledningselementerne kan for eksempel dannes som ledningskerner af et elektrisk kabel eller som fortsættelser af stikkontaktelementer af en stikforbindelse. Forbindelsen omfatter yderligere én eller flere afskærmningshylstre og/eller ét eller flere afskærmningshuse, der som kabelafskærmning tilhører mindst én ledning eller som husafskærmningselementer tilhører mindst én stikforbindelse. Frembringelsen omfatter yderligere et skærmhus, der forbinder enten flere afskærmningshylstre med hinanden, eller mindst ét afskærmningshylster med mindst ét afskærmningshus, eller flere afskærmningshuse med hinanden, eller danner en del af afskærmningshuset. Skærmhuset består af et støbt metallegeme, der er støbt in situ på kantområder af både det ene eller flere afskærmningshylstre, såvel som på kantområder af det ene eller flere afskærmningshuse, og der tilvejebringer en forankring med lav elektrisk overgangsmodstand og tilvejebringer en komplet, især uafbrudt afskærmning af forbindelsen. Skærmhuset kan også strække sig mellem to afskærmede kabler eller kabelgrupper, der skal forbindes til hinanden.

Med andre ord består skærmhuset fortrinsvist ikke af præfabrikerede skal- eller hylsterdele, men støbes direkte på forbindelsen og især på plastikkomponenter af forbindelsen og omkring dem under samlingen eller i fremstillingen af forbindelsen. efterfølgende støbes flydende metal eller en flydende metallegering direkte på plastikkomponenterne af forbindelsen og omkring den. Efterfølgende støbes skærmhuset in situ af flydende metal på den allerede delvist fremstillede forbindelse eller støbes in situ omkring komponenter af den delvist fremstillede forbindelse.

Således undgås spaltedannelse, som eksempelvis kan forekomme når et hylsterkrympes på et afskærmningshylster af et kabel, eller når afskærmningen omfatter to krympede hylstre. Yderligere er der en lav overgangsmodstand mellem kablernes afskærmningshylstre og/eller stikforbindelsernes afskærmningshuse til det skærmhus, som er støbt in situ af flydende metal og forbinder afskærmningshylstrene og/eller afskærmningshusene med hinanden. De elektriske forbindelser, der er dannet af det in situ støbte skærmhus, er desuden holdbare og gennemgår kun mindre aldringsprocesser. Da frembringelsen ikke bruger præfabrikerede afskærmningshylstre, der skal monteres, forenkles fremstillingen af forbindelsen. En særlig stor forenkling og forbedring af kvalitet er tydelig synligt ved vinkelforbindelser.

Ved fremstilling af skærmhuset med metalstøbning direkte ved afskærmningshylstrene og/eller afskærmningshusene opnås en god forankring og tæt forbindelse mellem de tilstødende dele af afskærmningen, hvilket fører til en lav overgangsmodstand mellem afskærmningsdelene. Ved passende valg af materialerne i de dele, der skal forbindes, kan der endda dannes en metallurgisk forbindelse. En sådan forbindelse er særlig holdbar og af vedholdende kvalitet.

Ifølge en udførelsesform af frembringelsen er skærmhuset i det mindste delvist støbt på og omkring et mellemliggende isolerende legeme af temperaturbestandigt elektrisk isolerende materiale, hvilket legeme som beskytter ledningselementerne under støbningsprocessen af skærmhuset. For at håndtere ledningselementerne ved samling af forbindelsen er enderne af ledningselementerne, eksempelvis ledningskernerne af et kabel, frigjort fra afskærmningshylstret, som typisk er fremstillet af metalfletning. Selv hvis ledningselementerne skulle være omgivet af en ledningsisolering, kan det være fordelagtigt at beskytte ledningselementerne bedre mod den varme smeltede metalstrøm under støbning af skærmhuset ved hjælp af et yderligere mellemliggende isolerende legeme. Det mellemliggende isolerende legeme kan være lavet af varmebestandigt elektrisk isolerende materiale og fremstillet tilstrækkeligt tykt, til at opfylde kravene ved støbning af skærmhuset.

I tilfælde af en stikforbindelse til parrende forbindelse med en modsvarende stikforbindelse bruges de bagudrettede fortsættelser af kontaktelementerne af stikforbindelsen som ledningselementer. Kontaktelementerne eller ledningselementerne er hensigtsmæssigt huset i et elektrisk isolerende forbindelseshus. Omkring forbindelseshuset, der holder kontaktelementerne eller ledningselementerne, er der bygget en koblingshalvdel af forbindelsen, hvilken skal samarbejde med den anden koblingshalvdel af den modsvarende stikforbindelse, og virker som en elektrisk afskærmningsforbindelse til den modsvarende stikforbindelse. Dette repræsenterer en enkel og sikker opbygning af en afskærmet stikforbindelse.

Stikforbindelses afskærmningshuset kan omfatte en metallisk forbindelsesdel og metalliske halvskaller, som er fastgjort på det isolerende forbindelseshus ved hjælp af en omløberring og danner en del af koblingshalvdelen af stikforbindelsen. En bagudrettet kantdel af den metalliske forbindelsesdel er omstøbt af skærmhuset, således at der er en god elektrisk forbindelse til stikforbindelses afskærmningshuset, hvilket definerer stikforbindelsens afskærmningskvaliteten.

Hvis stikforbindelsen er dannet som en dataledning og fortrinsvis har flere ledningselementer, så er disse beskyttet af et mellemliggende isolerende legeme, som består af elektrisk isolerende materiale med dårlig termisk ledningsevne. I dette tilfælde er den termiske ledningsevne af materialet i det mellemliggende isolerende legeme fortrinsvist mellem 0,01 und 10 W/m-K. For eksempel kommer polyethylenterephthalat (PET), kompakt polyurethan (PUR), polyimid (f.eks. Kapton®), polytherimid (PEI), polytetrafluoroethylen (PTFE), polyvinylchlorid (PVC), polyamid (f.eks. Nylon® eller Perlon®), polypropylen (PP), polycarbonat (f.eks. Makrolon®), epoxyharpiks, polymethylmethacrylat (PMMA), polyethylen (PE), polystyren (PS), polysiloxan (silicone) og polybutylenterephthalat (PBT) i betragtning. Det mellemliggende isolerende legeme består i givet fald af en skumplast, med hvilken der kan opnås en termisk ledningsevne mellem 0,01 og 0,1 W/m - K, fortrinsvist omkring 0,02 W/m - K. Hermed opnås en god beskyttelse af følsomme trådisoleringer ved støbning af skærmhuset.

Hvis et af ledningselementerne af stikforbindelsen fører beskyttelsesjordingen (PEleder), støbes afskærmningshuset fortrinsvist med en støbt forgrening direkte ved beskyttelsesjordingen. Dette repræsenterer en enkel og sikker forbindelse mellem den ydre afskærmning og den indre forløbende beskyttelsesjording (PE-leder), som samlet set forenkler fremstillingen af stikforbindelsen.

I tilfælde af en effektstikforbindelse, bliver det mellemliggende isolerende legeme fremstillet af et elektrisk isolerende materiale med god termisk ledningsevne. Skærmhuset er fortrinsvis forsynet med køleribber og bliver, især inklusive køleribberne, støbt in situ af metal på det mellemliggende isolerende legeme med god termisk ledningsevne. I dette tilfælde ligger den termiske ledningsevne af det mellemliggende isolerende legemes materialet fortrinsvist mellem 0,2 og 10 W/m · K. For eksempel kommer LATICONTHER® eller et præfabrikeret mellemliggende isoleringslegeme af keramik i betragtning. Der kan dermed til trods for en enkel opbygning af effektstikforbindelse opnås en god varmeafledning ved stor belastning og varmeudvikling af effektstikforbindelsen.

Det mellemliggende isolerende legeme kan bruges til både datastikforbindelse og effektstikforbindelse enten som et præfabrikeret mellemliggende isolerende legeme eller, hvis der anvendes en termoplastisk plastik, sprøjtestøbes in situ før skærmhuset støbes, hvilket muliggør en effektiv fremstillingsproces.

Forbindelsen ifølge frembringelsen kan også være dannet som en multifordeler til én eller flere afskærmede ledninger og/eller én eller flere afskærmede stikforbindelser. Der tilvejebringes et fordelerlegeme med flere tilslutningspunkter for ledningselementer, der enten er en del af én eller flere ledninger eller af én eller flere stikforbindelser. Dette fordelerlegeme og tilstødende ledningselementer beskyttes under fremstillingen af skærmhuset og også senere under driften af multifordeleren. Skærmhuset omgiver umiddelbart det mellemliggende isolerende legeme og er, afhængigt af forbindelses- og fordelerpartneren, enten støbt in situ på kantområder af afskærmningshylstrene af de afskærmede ledninger og/eller på enderne af afskærmningshuse af stikforbindelsen, og er således tæt forbundet. Fordelerens konstruktion muliggør således et stort antal af forskellige multifordeler, hvor én eller flere stikforbindelsestilslutninger eller én eller flere direkte ledningstilslutninger også kan bruges blandet med hinanden.

For at give frembringelsen et behageligt udseende og at elektrisk isolere skærmhuset, som er sædvanligt i branchen, er skærmhuset fortrinsvist omgivet af en isolerende beskyttelseskappe af plastik.

Skærmhuset af støbt metal kan f.eks. bestå af en metallegering med lavt smeltepunkt. det nedre smeltepunkt er f.eks. mellem 120°C og 420°C. Især kan metallegeringen være et loddemetal, f.eks. et loddetin. For eksempel har der ved brug af loddetin (smeltetemperatur ca. 230°C) ikke vist sig nogen skader på de omstøbte plastikdele, såsom ledningsisolering og det mellemliggende isolerende legeme. Især ved brug af loddemetal kan skærmhuset mens dets in situ støbning smelte på og med bestanddele, f.eks. en fortinning af afskærmningshylstrene eller afskærmningshuset, hvilket muliggør en særlig lavohmsskærmforbindelse.

I det følgende beskrives frembringelsen i flere detaljer ved hjælp af udførelseseksempler og med henvisning til Figurerne, hvor identiske og lignende elementer delvist er forsynet med de samme henvisningstal, og trækkene ved de forskellige udførelsesformer og eksempler kan kombineres med hinanden.

Kort beskrivelse af Figurerne:

Udførelseseksempler af frembringelsen er beskrevet ved hjælp af Figurerne. Her viser:

Fig. 1 to koaksialkabler med afisolerede indre ledere, der står overfor hinanden, og med blotlagte ender af afskærmningshylstrene,

Fig. 2 de indre ledere forbundet til et koblingshylster,

Fig. 3 koblingshylster tilvejebragt med et mellemliggende isolerende legeme,

Fig. 4 afskærmningshylstrene af de to koaksialkabler forbundet via et skærmhus,

Fig. 5 koaksialkabelforbindelsen ifølge Fig. 4 tilvejebragt med en beskyttelseskappe,

Fig. 6 et langsgående snit gennem koaksialkabelforbindelsen ifølge Fig. 5,

Fig. 7 afskærmet kabel med kontaktelementer krympet på de afisolerede lederkerneender,

Fig. 8 kontaktelementerne stukket i et forbindelseshus,

Fig. 9 lederkernerne uden for forbindelseshuset og sprøjteomstøbt med en mellemliggende isolering,

Fig. 10 kabelenden omstøbt med et metallisk skærmhus, der har en ringformet flange,

Fig. 11 den afskærmede stikforbindelse,

Fig. 12 stikforbindelsen ifølge Fig. 11 omgivet af en beskyttelseskappe,

Fig. 13 et langsgående snit gennem stikforbindelsen ifølge Fig. 12,

Fig. 14 en forberedt kabelende, der er tilsluttet et stikforbindelseshoved,

Fig. 15 kabelenden med stikforbindelseshoved indsat i et sprøjtstøbeværktøj,

Fig. 16 kabelenden nær stikforbindelseshovedet sprøjteomstøbt med et mellemliggende isolerende legeme,

Fig. 17 stikforbindelseshovedet med sprøjteomstøbt kabelend indsat i et metalstøbeværktøj,

Fig. 18 stikforbindelsen omstøbt med et metallisk skærmhus,

Fig. 19 stikforbindelsen ifølge Fig. 18 tilvejebragt med en beskyttelseskappe,

Fig. 20 et langsgående snit gennem en effektstikforbindelse med beskyttelsesjordingstilslutning,

Fig. 21 et forstørret længdesnit gennem hovedet af effektstikforbindelsen i et drejet snitplan,

Fig. 22 en perspektivisk afbildning af en effektstikforbindelse,

Fig. 23 en effektstikforbindelse i vinkelform,

Fig. 24 et fordelerlegeme af en multifordeler,

Fig. 25 fodelerlegemet med sprøjteomstøbt mellemliggende isolerende legeme,

Fig. 26 multifordeleren med skærmhus,

Fig. 27 multifordeleren ifølge Fig. 26 med beskyttelseskappe, og

Fig. 28 et langsgående snit gennem multifordeleren ifølge Fig. 27.

Detaljeret beskrivelse af frembringelsen

Figurer 1 - 6 viser dannelsen af en koaksialkabelforbindelse. Koaksialkablerne danner en første afskærmet ledning 1 og en anden afskærmet ledning 2. Hver ledning omfatter et ledningselement 11 eller 21, en ledningsisolering 12 eller 22, et afskærmningshylster 10 eller 20, og en isoleringskappe 13 eller 23. For at forbinde ledningselementerne 11, 21 til hinanden anvendes et metallisk koblingshylster 31, hvilken elektrisk forbinder de to blanke ender af ledningselementerne 11 og 21 til hinanden. Et mellemliggende isolerende legeme 32 af temperaturbestandig isolerende plastik sprøjtestøbes i rummet mellem ledningsisoleringerne 12 og 22, således at ledningsisoleringerne af de to koaksiale kabler mødes cirka på den samme diameter. Spalten mellem de to blottede isoleringskapper 13 og 23 lukkes af et skærmhus 30, der elektrisk forbinder afskærmningshylstrene 10 og 20 med hinanden. Afskærmningshylstrene 10, 20 består eksempelvis af metaltrådsfletning, således at der ved støbningen dannes en god forankring og en god elektrisk kontakt med skærmhuset 30. Dette fører til en lav elektrisk overgangsmodstand mellem afskærmningshylstrene 10, 20 på den ene side og skærmhuset 30 på den anden side. Skærmhuset 30 består således af et in situ støbt metallegeme, som er støbt ved hjælp af et metalstøbeværktøj. Et tilsvarende metalstøbeværktøj er vist i Fig. 17. I givet fald er det in situ støbte afskærmningshus 30 produceret med flydende indløb ved anvendelse af varmkanalteknik, f.eks. som beskrevet i DE 10 2012 009 790, hvilken herved inkorporeres ved henvisning.

I formen ifølge Fig. 4 er koaksialkabelforbindelsen egentlig anvendelig. Normalt lægges en beskyttelseskappe 33 dog omkring skærmhuset 30 og de tilstødende ender af ledningerne 1 og 2. Således opnås den handelsmæssige form af forbindelsen 3. Den afskærmede forbindelse mellem de to ledninger 1 og 2 er således komplet.

Fig. 7 - 13 viser dannelsen af en stikforbindelse, der tilslutter en afskærmet ledning 1 til kontaktelementer 34 af stikforbindelsen. Den afskærmede ledning 1 som kabel omfatter ét eller flere ledningselementer 11, en ledningsisolering 12, et afskærmningshylster 10 og en isoleringskappe 13 hele vejen rundt. Som det ses i Fig. 7 er den forreste ende af ledningen 1 afisoleret således at de blanke ender af ledningselementerne 11, hvorpå kontaktelementerne 34 bliver krympet på, stikker ud fra ledningsisoleringen 12, og også afskærmningshylster 10 og isoleringskappen 13 er blevet forkortet med et snit ved 14 foran enden af ledningen 1. Endvidere blev isoleringskappen 13 skåret med et snit ved 15 og frem til afskærmningshylster 10, og en kantdel af en isoleringskappe 16 er blevet skubbet frem i retning af ledningsenden for at frigive et afskærmede kantområde 101, som er aksialt afgrænset på begge sider. Endvidere er en omløbermøtrikken 351 som del af en koblingshalvdel 35 skubbet på enden af ledningen 1, frem til den intakte isoleringskappe 13 er nået.

Enderne af ledningselementerne 11 skubbes nu med kontaktelementerne 34 krympet på ind i boringer af et isolerende forbindelseshus 36, hvorefter tilstanden vist i Fig. 8 opstår. Som vist i Fig. 8 opstår der et frit område 17 mellem forbindelseshuset 36 og kantdelen af isoleringskappen 16, hvori de individuelle ledningselementer 11 hvilke er forsynet med ledningsisolering 12 befinder sig. Dette frie område 17 lukkes ved sprøjtestøbning med isolerende plastik, f.eks. Macromelt, for at danne et mellemliggende isolerende legeme 32, som vist i Fig. 9.

Med udgangspunkt i tilstanden vist i Fig. 9 fremstilles et skærmhus 30 af flydende metal ved støbning omkring det mellemliggende isolerende legeme 32 og afskærmningsbøsningen 10 i kantområdet 101. Skærmhuset 30, der er støbt in situ, strækker sig også delvist omkring det isolerende forbindelseshus 36 og danner en ringformet flange 301 der. Som vist i Fig. 11, kan den indfangede omløbermøtrik 351 nu skubbes fremad over skærmhuset 30, indtil den ligger an på den ringformede flange 301. Dette repræsenterer stikforbindelsens anvendelige tilstand. For at danne den handelsmæssige udførelsesform sprøjtestøbes en beskyttelseskappe 33 over skærmhuset 30, hvorved forbindelsen antager udseendet ifølge Fig. 12 og 13.

Fremstillingen af en yderligere stikforbindelse 4 er forklares ifølge Fig. 14- 19. Først bliver et hoved af stikforbindelsen 4 forbundet til enden af ledningselementerne 11 af ledningen 1. Til dette formål er ledningselementerne 11 og afskærmningshylster 10 i afskærmningsområdet 101 frigjort som beskrevet ifølge Fig. 7.

Hovedet af stikforbindelsen 4 har en omløbermøtrikken 451, som er en del af koblingshalvdelen, der fungerer sammen med en modsvarende stikforbindelse (ikke vist) for at forbinde stikforbindelsen 4 parrende med den modsvarende stikforbindelse. Der kan ses forenden af et elektrisk isolerende forbindelseshus 46 dækket af forbindelsesmøtrikken 451, i hvilket kontaktelementerne er anbragt, som er forbundet med de blanke ender af ledningselementerne 11. Hovedet af stikforbindelsen 4 omfatter også en metallisk forbindelsesdel 41, der stikker ud ved bageste ende af stikforbindelseshovedet og strækker sig fremad og omkring det elektrisk isolerende forbindelseshus 46 for at sikre afskærmningen af en modsvarende stikforbindelsen, når den er koblet med en modsvarende stikforbindelsen.

Fig. 15 viser et åbent sprøjtestøbningsværktøj 5, som har et hulrum til modtagelse af gruppen af hovedet af stikforbindelsen 4 og ledningen 1. Den metalliske forbindelsesdel 41 har et første tætningsringområde 411, der sammen med kantdelen af isoleringskappen 16 afgrænser et støbehulrum 50. En sprøjtestøbningskanal 51 fører til dette støbehulrum 50, gennem hvilket der indsprøjtes en elektrisk isolerende plastik, der omslutter ledningselementerne 11. Som vist i Fig. 16 dannes et mellemliggende isolerende legeme 32 efter afkøling.

Den rå stikforbindelse ifølge Fig. 16 indsættes i hulrummet af et metalstøbeværktøj 6 (Fig. 17), hvorved et støbehulrum 60 mellem isoleringskappen 13 af ledningen 1 og et andet tætningsringområde 412 afgrænses. Støbningskanaler 61 og 62 fører ind i dette støbehulrum 60, gennem hvilke der hældes flydende metal af en metallegering f.eks. loddetin. Efter afkøling dannes skærmhuset 30 af den stivnede metallegering, hvor skærmhuset 30 omslutter det mellemliggende isolerende legeme 32, kantdelen af isoleringskappen 16 og afskærmningshylstret 10 i det afskærmede kantområde 101. Hvis støbning ikke er startet uden ansats, fjernes eventuelle støbningsstøtter der kan være dannet, hvorefter der opnås en egentligt anvendelig stikforbindelse som vist i Fig. 18. Som vist i Fig. 19 og 20 har handelsmæssige stikforbindelser dog også en beskyttelseskappe 33 omkring skærmhuset 30.

For at fremstille en sådan handelsmæssige stikforbindelse, bliver den egentlige anvendelige stikforbindelse indsat i et støbehulrum af et yderligere, ikke vist sprøjtestøbningsværktøj, på en sådan måde, at sprøjteværktøjet forsegler på tætningsringområdet 412 på den ene side og på et uberørt område af isoleringskappen 13 modsat skærmhuset 30 på den anden side. Derefter bliver stikforbindelsen ifølge Fig. 18 sprøjteomstøbt med isolerende plastik mellem tætningsringområdet 412 og det uberørte område af isoleringskappen 13, hvilket resulterer i at beskyttelseskappen 33, der omgiver skærmhuset 30, dannes, og at der opnås en handelsmæssige stikforbindelse ifølge Fig. 19.

Det beskrevne arbejde kan udføres fuldstændigt automatisk. Ved opdelingen i individuelle trin og udføring af disse trin langs en produktionslinje, som også kan udføres som et roterende bord, muliggøres en hurtig produktion. Den samlede cyklustid kan være mindre end hvis stikforbindelsen blev fremstillet med en enkelt sprøjteomstøbning med tykkere vægge. Hvis sprøjteomstøbningerne med isolerende plastik og sprøjteomstøbningerne med flydende metal udføres samtidigt for tre på hinanden følgende stikforbindelser, så er gennemløbstiden per stikforbindelse bestemt af den længste cyklustid i fremstillingsprocessen. Det skal bemærkes, at sprøjteomstøbningen med metal har en meget kort cyklustid.

Fig. 20, 21 viser et langsgående snit gennem en effektstikforbindelse med beskyttelsesjordingstilslutning (PE-forbindelse) af skærmhuset 30. Som det kan ses heraf, bliver ledningselementernes 11 blanke ender 110 mekanisk og således også elektrisk forbundet til kontaktelementerne 44, for eksempel ved lodning, sammenklemning eller krympning. Hovedet af stikforbindelsen 4 har et elektrisk isoleret forbindelseshus 46 gennem hvis aksiale boringer de forreste ender af kontaktelementerne 44 er indsat. Omkring forbindelseshus 46 strækker sig en rørformet metallisk forbindelsesdel 41, som er forsynet med indgrebsfremspring 413 til at holde metalliske halvskaller 42, som med skrueforbindelserne 420 danner en del af koblingshalvdelen 45 af stikforbindelsen 4. halvskallerne 42, hvoraf der eksempelvis er to, holdes af en omløberring 43 på den metalliske forbindelsesdel 41 og det isolerende forbindelseshus 46 ved trykkraft. Den metalliske forbindelsesdel 41 og halvskallerne 42 danner et afskærmningshus 40 omkring den pågældende forbindelse 4, hvilket afskærmningshus 40 har et bageste kantområde 401, hvorpå det er tæt forbundet med skærmhuset 30 på grund af in situ metalstøbningen af skærmhuset 30.

Effektforbindelsen vist i Fig. 20 og 21 bliver fremstillet på lignende måde som beskrevet i Fig. 14 - 19. Enden af ledningen 1 forsynes med et afskærmende kantområde 101 for at blotlægning af afskærmningshylstret 10 og ved hovedet af stikforbindelsen 4 er den metalliske forbindelsesdel 41, der sammen med halvskaller 42 udgør afskærmningen på hele stikforbindelseshovedet. Afskærmningen på stikforbindelsen 4 er tilvejebragt af skærmhuset 30, hvilken er fremstillet ved in situ metalstøbning som beskrevet med Fig. 14-19.

Et kontaktelement 440 (Fig. 20) fører beskyttelsesjording (PE) og er forbundet med det in situ støbte skærmhus 30 via en forgrening 303, som også er dannet direkte under støbningen. I dette eksempel består det mellemliggende isolerende legeme 32 af elektrisk isolerende materiale med dårlig termisk ledningsevne for at beskytte ledningselementerne 11 under fremstillingen af skærmhuset 30 ved metalstøbning mod den varme, der virker fra det smeltede metal.

Fig. 22 og 23 illustrerer en effektstikforbindelse, med en indre struktur, som kan være opbygget på en lignende måde som stikforbindelsen ifølge Fig. 20 og 21, mens det mellemliggende isolerende legeme 32 består af elektrisk isolerende materiale med god termisk ledningsevne, for at bedre bortføre effektstikforbindelsens spildvarme under drift. Med fyldte plastikker kan der opnås en termisk ledningsevne fra 0,2 W / m-K til næsten 10 W/m-K ved god elektrisk isolering. Det mellemliggende isolerende legeme 32 kan også bestå af en præfabrikeret keramisk komponent, der kan have en endnu højere termisk ledningsevne. Skærmhylstret 30 er her yderligere tilvejebragt med køleribber 302 for at bedre bortføre varme fra indersiden til ydersiden af effektstikforbindelsen.

Eksemplet af effektstikforbindelsen i Fig. 23 viser, at en sådan effektstikforbindelse også kan konstrueres som en vinkelstikforbindelse. Dette gælder dog også for de andre beskrevne udførselsformer. I det væsentlige kræves der kun tilpassede sprøjtestøbningsværktøjer eller vinklede metalstøbeværktøjer til støbehulrummet.

En datastikforbindelse fremstilles på tilsvarende vi, hvorved en plastik med lav termisk ledningsevne kan anvendes til det mellemliggende isolerende legeme 32, da mindre varme skal bortføres under drift. Dette har til gengæld den fordel, at ledningselementerne 11 er endnu bedre beskyttet mod varmeindvirkning når skærmhuset 30 er støbt in situ.

Fig. 24 til 28 viser en afskærmet multifordeler, der viser en forbindelse til forbindelse af flere afskærmede stikforbindelser 7 med hinanden. Forbindelse af de enkelte stikforbindelser 7 udføres via et fordelerlegeme 8. Dette fordelerlegeme 8 indeholder to printplader 81 og 82 med fordelingsledninger mellem tilslutningspunkter 83, 84 og 85. Tilslutningspunkterne 85 er forbundet med hinanden via tværforbindelsesledninger 86.

Stikforbindelserne 7 omfatter en metallisk forbindelsesdel, der danner et ydre afskærmningshus 70 (Fig. 28) og tjener til kobling af en komplementerende modsvarende stikforbindelse. Et elektrisk isolerende forbindelseshus 76 er anbragt i det indre af afskærmningshuset 70 for at holde kontaktelementerne 74. Kontaktelementerne 74 er forbundet til fordelerlegemet 8 ved de tilhørende tilslutningspunkter 83 eller 84 og har forlængelser, der danner ledningselementer 71.

Med udgangspunkt i tilstanden ifølge Fig. 24 sprøjtestøbes et mellemliggende isolerende legeme 32 omkring ledningselementerne 71 og fordelerlegemet 8, således at tilstanden ifølge Fig. 25 opnås. Derefter støbes et skærmhus 30 (Fig. 26) omkring det mellemliggende isolerende legeme 32, altså fremstillet som et metallegeme støbt in situ, som er i indgreb med afskærmningshusene 70 af stikforbindelserne 7 (Fig. 28) og derved bevirker en ekstrem lav overgangsmodstand mellem delene 70 og 30. Skærmhuset 30 omgiver det mellemliggende isolerende legeme 32 uden mellemrum og bevirker således god afskærmning af hele forbindelsen, også i område af fordelerlegemet 8.

For at give forbindelsen et handelsmæssigt udseende anbringes en beskyttelsesDK 201900112 Y3 kappe 33 omkring skærmhuset 30 ved sprøjtestøbning. Den således færdiggjorte stikforbindelse er vist i Fig. 27.

Forbindelsen ifølge Fig. 27, som er udformet som en multifordeler, kan også modificeres på en sådan måde, at den omfatter én eller flere afskærmede ledninger uden samtlige stikforbindelser 7. Med andre ord, er det muligt at udskifte én, flere eller alle stikforbindelser 7 med direkte forbundne afskærmede ledninger 1 eller 2. I dette tilfælde bliver ledningselementerne 11, 21 af de relevante ledninger, i betydningen af ledningselementerne 71, forbundet til fordelerlegemet 8. Derefter dannes det mellemliggende isolerende legeme 32 ved sprøjtestøbning, og det mellemliggende isolerende legeme 32 omstøbes med det metalliske skærmhus 30, og samtidig skabes den elektriske forbindelse til afskærmningshylstret 10, 20 af den respektive forbundne ledning 1, 2. Derefter - hvis ønsket - bliver beskyttelseskappen 33 anbragt.

Ifølge frembringelsen kan der anvendes forskellige metaller og metallegeringer med lavt smeltepunkt, især metallisk loddemateriale. Der kan anvendes alle blyholdige loddetin, alle blyfrie loddetin, også Sn-Bi-lodde med et smeltepunkt på ca. 130 ° C såsom loddesølv. Afskærmningshylstret 10 af de relevante ledninger eller forbindelsesdelen 41 af en tilsvarende dannet forbindelse være fortinnet, hvilket er fordelagtig for forbindelsen til skærmhuset 30, især hvis det består af et loddetin, så det smelter sammen med skærmhuset 30. Det er også muligt at fornikle de nævnte dele. De nævnte dele kan også bestå af blankt rustfrit stål. Afskærmningshylstre kan også udføres som afskærmningsfletning med blanke kobbertråde.

For stabiliteten af forbindelsen mellem forbindelsesdelen 41 på den ene side og skærmhuset 30 på den anden side eller mellem afskærmningshylstret 10 og skærmhuset 30 er det fordelagtigt, hvis der er tynde ribber og tynde afskærmningstråde, der kan opvarme sig meget under metalomstøbningen, sådan at overfladen af disse tynde dele smelter godt lokalt, hvis de er fortinnet, og dermed fører til en god lodning der. Dette resulterer i en særlig lav elektrisk overgangsmodstand.

Ved udførte tests har forbindelsen ifølge frembringelsen frembragt en overgangsmodstand i milliohm-området. Denne meget lave overgangsmodstand forblev uændret, selv efter der blev udført store temperaturændringer.

En yderligere bemærkelsesværdig egenskab af forbindelsen ifølge frembringelsen er udformningen af skærmhuset 30 som en fuldstændig lukket enhed, bortset fra de aksiale åbninger til tilførende ledninger eller til de enkelte stikforbindelser. Ved disse åbninger er afskærmningen af stikforbindelsens hoved eller af den respektive tilsluttede ledning tilsluttet, og fuldender 360° afskærmningen rundt om. Med andre ord er skærmhuset 30 i området af ledningsforbindelserne dermed fortrinsvist komplet og fuldstændigt lukket radialt. Følgelig danner skærmhuset 30 især et lukket metalhylster omkring hele skærmforbindelsens omfang.

Yderligere mulige udførselsformer

Det mellemliggende isolerende legeme 32 tjener formålet at beskytte og/eller at isolere ledningselementerne (ledningskerner i tilfælde af et kabel, eller bagudrettede ender af kontaktelementerne i tilfælde af en stikforbindelse) og kan fremstilles på en anden måde end ved sprøjteomstøbning af ledningselementerne med isoleringsplastik. Når skærmhuset 30 fremstilles kan der tilvejebringes tætninger, varmekrympeslanger, plastikhuse og klæbemidler eller præfabrikerede indsatsdele for at beskytte ledningselementerne mod det flydende metal.

Ved nogle udførelsesformer af det mellemliggende isoleringslegeme 32 kan man lade afskærmningshylstret 10 stå frem ud over snitfladen 14, for at elektrisk tilslutte skærmhuset 30 ved denne fremstående ende af afskærmningshylstret 10 ved omstøbning med flydende metal.

Beskyttelseskappen 33 skal ikke ubetinget fremstilles ved sprøjteomstøbning med plast. Der kan også anvendes være en præfabrikeret komponent, eksempelvis en tylle, som beskyttelseskappe 33.

Det er tydeligt for fagmanden, at de ovenfor beskrevne udførselsformer skal læses som eksempler, og at frembringelsen ikke er begrænset til dem, men at den kan varieres på mange måder uden at afvige fra omfanget af kravene. Det skal også forstås, at trækkene, uafhængigt af hvordan de er beskrevet i beskrivelsen, krav, Figurer eller på anden måde, også individuelt definerer væsentlige komponenter ifølge frembringelsen, selvom de er beskrevet sammen med andre træk.

Claims

14 BRUGSMODELKRAV

1. Afskærmet elektrisk forbindelse til forbindelse eller fordeling af afskærmede elektriske ledninger eller stikforbindelser med hinanden, omfattende:

- ét eller flere ledningselementer (11, 21, 71), som tilhører mindst én ledning (1, 2) eller mindst én stikforbindelse (4, 7),

- ét eller flere afskærmningshylstre (10, 20) eller afskærmningshuse (40, 70), der tilhører mindst én ledning (1, 2) eller mindst én stikforbindelse (4, 7),

- et skærmhus (30), som enten forbinder flere afskærmningshylstre (10, 20) med hinanden, eller mindst ét afskærmningshylster (10) med mindst ét afskærmningshus (40), eller flere afskærmningshuse (70) med hinanden, eller danner en del af afskærmningshuset, hvor skærmhuset (30) består af et støbt metallegeme, der er støbt in situ på kantområder (101, 201, 401, 701) af det ene eller de flere afskærmningshylstre (10, 20), eller det ene eller de flere afskærmningshuse (40, 70), og tilvejebringeren forankring med lav elektrisk overgangsmodstand og bevirker en fuldstændig afskærmning af forbindelsen der.

2. Forbindelse ifølge krav 1, hvor skærmhuset (30) mindst delvist er støbt på og omkring et mellemliggende isolerende legeme (32) af temperaturbestandigt, elektrisk isolerende materiale in situ, hvor det mellemliggende isolerende legeme (32) beskytter ledningselementer (11, 21, 71) under støbningsprocessen af skærmhuset (30).

3. Forbindelse ifølge krav 1 eller 2, dannet som stikforbindelse (4) til parring med en modsvarende stikforbindelse, hvor kontaktelementerne (34, 44) af stikforbindelsen (4) danner dets ledningselementer, og et elektrisk isolerende forbindelseshus (36, 46) er tilvejebragt, hvori kontaktelementerne holdes, hvor der yderligere på stikforbindelse (4) er dannet en koblingshalvdel (45), som virker som en elektrisk afskærmningsforbindelse til den modsvarende stikforbindelse.

4. Forbindelse ifølge krav 3, hvor afskærmningshuset (40) har en metallisk forbindelsesdel (41) og metalliske halvskaller (42), som er monteret på det isolerende forbindelseshus (46) ved hjælp af en omløberring (43) og danner en del af koblingshalvdelen (45).

5. Forbindelse ifølge et hvilken som helst af kravene 1 til 4, hvor ét af ledningselementerne (110) fører beskyttelsesjording (PE), og afskærmningshuset (40) er elektrisk tilsluttet til beskyttelsesjordingen (PE) med en støbt forgrening (303).

6. Forbindelse ifølge et hvilken som helst af kravene 2 til 5, hvor stikforbindelse (4) er dannet som en datastikforbindelse og har flere ledningselementer (11), som er omgivet af det mellemliggende isolerende legeme (32), der har elektrisk isolerende materiale med dårlig termisk ledningsevne.

7. Forbindelse ifølge et hvilken som helst af kravene 2 til 5, hvor stikforbindelse (4) er dannet som en effektstikforbindelse og har flere ledningselementer, som er omgivet af det mellemliggende isolerende legeme (32), der har elektrisk isolerende materiale med god termisk ledningsevne, og på og omkring hvilket skærmhuset (30) støbes in situ med kølefinner (302).

8. Forbindelse ifølge et hvilken som helst af kravene 2 til 5, hvilken er dannet som en multifordeler til ét eller flere afskærmet ledninger og/eller til én eller flere afskærmet stikforbindelser (7), omfattende:

- et fordelerlegeme (8) med flere tilslutningspunkter (83, 84) til ledningselementerne (11, 21, 71), der tilhører enten én eller flere ledninger, eller én eller flere stikforbindelser (7),

- et mellemliggende isolerende legeme (32), som omgiver fordelerlegemet (8) og tilstødende ledningselementer (11, 21, 71), hvor skærmhuset (30) omgiver det mellemliggende isolerende legeme (32) og enten er støbt in situ ved kantområderne af afskærmningshylstre af de afskærmede ledninger og/eller ved kantområder (701) af afskærmningshuse (70) af stikforbindelsen (7).

9. Forbindelse ifølge et hvilken som helst af kravene 1 til 8, hvor skærmhuset (30) er omgivet af en isolerende beskyttelseskappe (33).

10. Forbindelse ifølge et hvilken som helst af kravene 1 til 9, hvor skærmhuset (30) består af en lav smeltende metallegering.

11. Forbindelse ifølge et hvilken som helst af kravene 1 til 10, hvor metallegeringen er loddetin.