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Anschlussorgan für isolierte elektrische Leitungen
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WindungenStützteil auf, der im zentralen Innenraum der Schraubenfeder mit Abstand von der Feder angeordnet und mit dem oberen Ende der Feder verbunden ist und der auch als Anschlag für die Begrenzung der richtigen Lage der Leitung dient. Wenn eine derartige Schraubenfeder an einem Ende abgestützt und am andern Ende frei ist, so bietet jedes Paar benachbarter Windungen der Feder eine vom Zustand der übrigen Windungen unabhängige Möglichkeit für den Anschluss von Leitungen und die Herstellung eines guten Kontaktes.
Die Verwendung einer Schraubenfeder, die aus einem geeigneten Federdraht gewickelt ist, beispielsweise aus einem Phosphorbronzedraht, der seitlich vorstehende Kanten und einen vieleckigen Querschnitt hat, und bei der die benachbarten Windungen so orientiert sind, dass sie einer isolierten Leitung, die zwischen die Windungen eingeschoben wird, eine Kontaktfläche darbieten, ergibt einen hohen Kontaktdruck, der ausreicht, um die Isolation von der Leitung örtlich zu entfernen. Da jede Windung der Schraubenfeder einen unabhängigwirksamen Klemmenteil bildet, können zahlreiche Anschlüsse von isolierten, blanken oder auch mit Kabelschuhen ausgestatteten Leitungen durch blosses Einführen der Leitungen zwischen benachbarten Windungen der Schraubenfeder hergestellt werden.
Das Anschliessen oder Abtrennen einer beliebigen Leitung kann ohne Störung der übrigen bestehenden Verbindungen erfolgen.
Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen genauer erläutert werden. Fig. 1 zeigt die Ansicht eines erfindungsgemässen Anschlussorganes. Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines ähnlichen Anschlussorganes mit einem koaxialen Stützteil. Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das Anschlussorgan nach Fig. 1 und Fig. 4 eine Draufsicht auf das Anschlussorgan nach Fig. 2, wobei nach Fig. 4 ein Ende der Schraubenfeder mit dem koaxial angeordneten Stützteil verbunden ist. Fig. 5 zeigt inAnsicht ein mit einem Ende an einem Isolierblock befestigtes Anschlussorgan nach Fig. 4 und lässt erkennen, wie isolierte elektrische Leitungen zur Herstellung elektrischer Verbindungen in dieses Anschlussorgan eingeführt werden können.
Fig. 6 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines isolierten Leitungsdrahtes, der zwischen benachbarten Windungen eines erfindungsgemässen Anschlussorganes eingeführt worden ist, wobei dessen Isolation örtlich entfernt worden ist, so dass ein elektrischer Kontakt mit dem Anschlussorgan besteht. Fig. 7 ist eine Draufsicht auf einen Anschlussblock mit einer Vielzahl von erfindung- gemässen Anschlussorganen, die inReihen angeordnet sind und beispielsweise zum Anschluss von Telephonadern dienen. Fig. 8 zeigt einen Teilschnitt längs der Linie 8-8 inFig. 7 und lässt auch erkennen, wie die Anschlussorgane an einer Leiste oder einer Grundplatte befestigt werden können.
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf einen Teil eines abgesicherten Anschlussblockes, wie er gewöhnlich in Telephonanlagen verwendet wird, und lässt erkennen, wie die erfindungsgemässen Anschlussorgane an Stelle der üblichen Klemmschrauben verwendet werden können. Fig. 10 zeigt einen Querschnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 9 und lässt erkennen, wie das erfindungsgemässe Anschlussorgan elektrisch mit dem Sicherungselement verbunden ist. Die Fig. ll und HA zeigen teilweise geschnittene Ansichten von abgeänderten Ausführungsformen erfindungsgemässer Anschlussorgane und erläutern, wie elektrische Anschlüsse entweder mit blanken oder mit Polschuhen ausgestatteten Leitungen ohne Störung von bereits vorher bestehenden Verbindungen hergestellt werden können.
Die Fig. 12 und 12 A zeigen Ansichten anderer abgeänderter Ausführungsformen der Erfindung mit freitragender Schraubenfeder und erläutern die gleichen Anschlussmöglichkeiten wie die
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freitragend in einem Block aus Isoliermaterial befestigt ist und bei dem ein Verlängerungsteil mit einer Riffelung od. dgl. versehen ist, um die Herstellung eines Anschlusses mit einem Drahtwickelwerkzeug zu erleichtern. Die Fig. 14 und 15 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei welchen ähnliche
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I1. 1IAführungsbeispiel, das für den Anschluss einer grossen Anzahl von Leitungen geeignet ist. Fig. 17 stellt in Draufsicht einen Anschlussblock dar, bei dem ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der Erfindung inReihen- anordnung Anwendung findet.
Fig. 18 ist eine Ansicht eines langgestreckten erfindungsgemässen Anschlussorganes, von dem ein Ende an einem koaxialen Träger abgestützt ist und das eine besonders grosse Anzahl von elektrischen Leitungen aufnehmen kann. Fig. 19 zeigt eine Unterbrechungsstelle eines abgeschirmten vieladrigen Kabels, dessen Adern gebündelt und mit Hilfe von erfindungsgemässen Anschlussorganen nach Fig. 7 zusammengeschaltet sind, wobei die gesamte Anordnung in einer in der Zeichnung angedeuteten Schutzhülle untergebracht ist.
Fig. 20 ist eine perspektivisch dargestellte Teilansicht eines vieladrigen Kabels, die erläutert, wie unter Anwendung von erfindungsgemässen Anschlussorganen elektrischeverbindungen von einem Anschlussblock zu den Adern des Kabels ohne Auftrennung der Kabeladern hergestellt werden können. Fig. 21 stellt schematisch dar, wie die Anordnung nach Fig. 17 zur Herstellung von Anschlüssen oder Verzweigungen angewendet werden kann. Fig. 22 zeigt eine Ansicht eines abgewandelten Anschlussorganes mit zwei Schraubenfedern ungleicher Windungszahl.
Fig. 23 ist schliesslich eine Ansicht einer Unterbrechungsstelle eines abgeschirmten vieladrigenKabels, bei'dem die Adern in mehrerenBündeln
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angeordnet sind und ein erfindungsgemässes, ähnlich der Fig. 22 ausgebildetes Anschlussorgan zum Anschliessen einer Vielzahl von Drähten, insbesondere zur Spleissung verwendet werden kann. Ferner ist in dieser Figur dargestellt, wie die gesamte Anordnung mit Hilfe von dichten Hülsen gegen Witterungseinflüsse geschützt werden kann. Fig. 24 entspricht im wesentlichen Fig. 6 und unterscheidet sich von dieser i nur dadurch, dass die Windungen des Anschlussorganes einen quadratischen Querschnitt aufweisen.
Bei allen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung besteht das Anschlussorgan, wie insbesondere die Fig. 1-4 deutlich zeigen, aus einer Schraubenfeder 10, die aus einem hochelastischen Metall hergestellt ist, das härter als Kupfer ist und neben hoher Elastizität ein hohes Energiespeichervermögen hat, wie beispielsweise Phosphorbronze od. dgl.
Die Schraubenfeder kann aus einem Metalldraht beliebigen Querschnittes hergestellt werden, der die erforderlichen Eigenschaften vermittelt. Besonders günstig ist der in Fig. 2 dargestellte Trapezquerschnitt (mit abgerundeten Ecken). Beim Querschnitt nach Fig. 2 verläuft die Aussenseite des Trapezes senkrecht zu der unteren Seite und hat gleiche Länge wie diese. Die Innenseite des Trapezes schliesst mit der Aussenseite einen spitzen Winkel ein und verläuft parallel zur Achse der Schraubenfeder. Die obere Seite liegt parallel zur unteren Seite.
Dieser trapezförmige Querschnitt kann als eine Modifikation eines quadratischen Querschnittes gemäss Fig. 24 angesehen werden, der unter einem Winkel gegen die Achse der Schraubenfeder geneigt ist. Eine Schraubenfeder, die aus einem Draht mit einem derart geneigten quadratischen Querschnitt besteht, wirkt praktisch in gleicher Weise wie eine Feder mit dem in Fig. 2 dargestellten trapezförmigen Querschnitt, wobei aber die Innenfläche der Feder nicht auf einem zur Schraubenfeder koaxialen Zylindermantel liegt.
Durch Modifizierung der Innenfläche der Feder in der Weise, dass der Querschnitt Trapezform annimmt und die Innenfläche daher einen Zylindermantel bildet, der koaxial zur Schraubenfeder liegt, werden besondere Vorteile hinsichtlich der Fertigung und der Einführung der Leitungsdrähte erzielt.
Aus Fig. 6 ist erkennbar, dass die dermassen angeordneten Windungen der Schraubenfeder flache Klemmbacken für den zwischen ihnen eingeführten Leitungsdraht bilden, durch welche die Isolation am eingeführten Draht örtlich zerstört wird, so dass ein guter elektrischer Kontakt mit dem Metall des Leitungsdrahtes zustandekommt, ohne dass dabei der Draht konzentrierten Beanspruchungen ausgesetzt wird, die zu einem Drahtbruch führen könnten.
Der Druck, der auf den Draht zwecks Zerstörung der Isolation und zwecks Herstellung eines guten elektrischen Kontaktes ausgeübt wird, hängt von den wirksamenBackenflächen zwischen den benachbarten Windungen, vom Windungsabstand und von der Kraft ab, welche die Windungen, entsprechend der Federkonstante einander zu nähern sucht. Es ist empfehlenswert, aber nicht notwendig, die Feder so zu bemessen, dass die Windungen nach Zerstörung der Isolation einen Anfangsdruck von wenigstens ungefähr 3 500 kg/cm'l. auf das Metall des Drahtes ausüben.
Ein wichtiger Vorteil von Anschlussorganen gemäss der Erfindung ist ihre hohe Energiereserve, die eine Aufrechterhaltung eines elektrischen Kontaktes mit dem Draht sichert, wenn das Metall des Drahtes unter dem Einfluss des kontinuierlich auf ihn ausgeübten Druckes allmählich zu fliessen beginnt. Die geringe Näherungsbewegung zwischen den Windungen, die bei einem solchen Fliessen auftritt, hat auf die von den Windungen auf den Draht ausgeübte Kraft nur einen vernachlässigbaren kleinen Einfluss. Anderseits vergrössert sich aber die Kontaktfläche zwischen, dem Draht und der Schraubenfeder beim Fliessen des Drahtmaterials, bis der Kontaktdruck einen Gleichgewichtswert annimmt, der bei Weichkupfer in der Grössenordnung von 700 kg/cm liegt. Dieser Druck sichert dann dauernd einen guten elektrischen Kontakt, ohne weiteres Fliessen des Metalls hervorzurufen.
Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel eines Anschlussorganes gemäss der Erfindung, das für isolierte Drähte mit einem Kerndurchmesser von etwa 0, 9 mm und einem Aussendurchmesser von etwa 1, 5 mm bis herab zu Drähten mit einem Kerndurchmesser von nur 0, 4 mm verwendet werden kann, beträgt der Aussendurchmesser der Schraubenfeder 9, 5 mm ; der Querschnitt des Phosphorbronzedrahtes, aus dem die Schraubenfeder besteht, hat abgerundete Trapezform ; die untere Seite und die Aussenseite des Trapezes sind 1, 3 mm lang ; die Innenseite schliesst mit der Aussenseite einen Winkel von 240 ein.
Die Ecken des Trapezquerschnittes sind mit einem Radius von 0, 25 mm abgerundet ; der Abstand zwischen den Backenflächen von benachbarten Windungen beträgt im nicht gespannten Zustand der Feder 0, 15 mm ; die Federkonstante ist so bemessen, dass eine Kraft von etwa 225 g eine Vergrösserung des Abstandes zwischen den Windungen von 0, 025 mm bewirkt.
Die vorstehend angeführten Abmessungen des Anschlussorganes sollen nur einBeispiel geben und lassen im Rahmen der Erfindung erhebliche Änderungen zu. Natürlich kann auch die Federkonstante erheblich geändert werden, solange nur ein ausreichender Druck ausgeübt wird, um die Isolation der Drähte örtlich
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zu zerstören und einen guten elektrischen Kontakt mit dem Metall des Drahtes sicherzustellen.
Ein und dieselbe Schraubenfeder kann für einen grösseren Bereich von Drahtstärken angewendet wer- den, wenn die Steigung dieser Feder längs der Federachse veränderlich gewählt wird. Die Federkonstante kann durch Änderung des Durchmessers der Feder längs ihrer Achserstreckung geändert werden, u. zw. ent- weder durch eine unstetige Änderung, wobei sich mehrere Schraubenfedern verschiedenen Durchmessers aneinanderreihen, oder durch eine kontinuierliche Änderung, die zu einer konischen Form der Schrauben- feder führt.
Gemäss den Fig. 1 und 2 ist einEnde der Schraubenfeder 10 des Anschlussorganes einwärts gebogen und bildet so einen Radialfortsatz 11 für die Befestigung der Feder 10 an einer koaxialen Stütze 12, wie dies deutlich in den Fig. 2 und 4 dargestellt ist.
Der Stützteil 12 besteht aus einem Metallstab, dessen oberes Ende zu einem Flachteil 14 gewalzt ist, an dem der Radialfortsatz 11 der Schraubenfeder 10 durch geeignete Mittel, z. B. eine Lötnaht 13, befestigt ist.
Wie Fig. 5 zeigt, kann nach einem Merkmal der Erfindung die elektrische Verbindung eines isolierten Drahtes 15 mit dem Anschlussorgan einfach durch Einführen einer aus dem Drahtendteil gebildeten Schleife zwischen zwei benachbarten Windungen 16 und 17 der Feder 10 und anschliessendes Ziehen am Draht zwecks Abschabens der Isolation hergestellt werden. Die Isolation des Drahtes wird auf diese Weise örtlich entfernt, um den elektrischenKontakt des metallischen Drahtkernes und der Schraubenfeder zu erreichen, wie dies aus Fig. 6 genauer ersichtlich ist. Fig. 5 erläutert noch, wie weitere Leitungsdrähte 18 und 19, die verschiedene Drahtstärke haben können, in analogerweise mit dem Anschlussorgan verbunden werden können, ohne dass dabei bereits bestehende Verbindungen irgendwie gestört werden.
Wie Fig. 7 zeigt, können zahlreiche Anschlussorgane 10 gemäss der Erfindung paarweise gruppiert an einem Isolierblock 21 befestigt werden, so dass sich insbesondere die Möglichkeit bietet, zahlreiche Aderpaare, wie etwa die a-und b-Adern einer Telephonleitung, anzuschliessen. Zur Befestigung eines Anschlussorganes 20 an einer Grundplatte 21 kann das untere Ende 22 des Stützteiles 12, wie Fig. 8 zeigt, in einer abgesetzten Bohrung der Grundplatte 21 umgebördelt werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 dienen erfindungsgemässe Anschlussorgane 10 als Bestandteile eines abgesicherten Anschlussblockes 24, wie er üblicherweise in Telephonanlagen verwendet wird : sie bilden einen formschönen Ersatz für die üblichen Klemmschrauben.
Wie Fig. 10 zeigt, ist das Anschlussorgan 20 durch eine Schweissnaht 13 mit dem oberen Ende eines koaxial angeordneten Stützteils 12 verbunden, der seinerseits an dem mit einem Schutzüberzug 23 versehenen Block 24 befestigt und elektrisch mit dem Sicherungselement 25 durch einen Leiterstreifen 26 verbunden ist.
Bei dem in den Fig. 11 und HA dargestellten, abgeänderten Ausführungsbeispiel der Erfindung können ebenfalls zusätzliche Anschlüsse von Leitungen, etwa der Leitungen 28 und 29, hergestellt werden, ohne die bereitS bestehende Verbindung mit der Leitung 27 zu stören, indem die zusätzlichen Leitungen zwischen andern Paaren von benachbarten Windungen der Schraubenfeder eingeführt werden.
Die abgeänderte Ausführung des Anschlussorganes 30 besteht aus einer Schraubenfeder 10, deren unteres Ende 33 in einem isolierenden Sockel 34 befestigt ist, während das obere Ende der Feder durch einen Schweisspunkt mit dem oberen Ende eines koaxial angeordneten Stützteils 31 verbunden ist, der sich axial innerhalb einer Öffnung 35 des Sockels 34 frei bewegen kann, wenn auf das abgeflanschte untere Ende 36 des Stützteils 31 ein Druck ausgeübt wird.
Bei einem andern, in den Fig. 12 und 12A dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Anschlussorganes ist das untere Ende 37 der Schraubenfeder 10 in einem isolierten L-förmigenSockel 38 befestigt, während das obere Federende 39 so verlängert ist, dass es an einem Schenkel des L-förmigen Sockels 38 als zweiarmiger Hebel anliegt, wobei der so gebildete Hebel eine Dehnung der Schraubenfeder 10 ermöglicht, so dass mehrere Leitungen, ähnlich den in den Fig. 11 und 1lA dargestellten, leicht zwischen den Windungen eingeführt werden können, ohne dabei bereits vorher hergestellte Verbindungen zu stören.
In Fig. 13 ist die Schraubenfeder 10 etwas abgeändert und an einem Sockel 41 od. dgl. durch Einbettung eines verlängerten Armes 42 befestigt. Um die Anwendung der für die Verdrahtung von Telephonanlagen üblichen Drahtwickelwerkzeuge zu erleichtern, ist der Arm 42 an seiner Oberfläche mit einer Riffelung oder Prägung versehen.
Die abgewandeltenAnschlussorgane nach den Fig. 14 und15 stimmen im wesentlichen mit jenen nach den Fig. 11 und 12 überein, nur dass die Schraubenfeder 10 parallel zum Träger 41 verläuft.
Bei einer andern Ausführungsform des Anschlussorganes nach der Erfindung, das in den Fig. 16 und 17
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dargestellt ist, sind Zwillings-Schraubenfedern 10 und 10'aus einem gemeinsamen Federdrahtstück gewickelt, wobei zwischen diesen Federn ein gestreckter Abschnitt 49 belassen ist, der zur Befestigung der
Zwillings-Federn an einem geeigneten Träger dient, wie beispielsweise an einem in einem isolierten
Sockel 45 eingebetteten Stützteil 43 gemäss Fig. 16 oder am vertikalen Schenkel 46 eines im Querschnitt T-förmigen Halters 47 gemäss Fig. 17.
In Fig. 18 ist ein erfindungsgemässes Anschlussorgan 60 dargestellt, das sich für die Verbindung einer grossen Anzahl von Leitungen, beispielsweise mit einer Kupfersammelschiene, die zur Erdung elektrischer Kreise dient, eignet. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die Schraubenfeder 10 ein so grosse Anzahl von Windungen, dass sie zahlreiche zu erdende Leitungen aufnehmen kann. Koaxial zur Schraubenfeder ist ein Stützstab 48 vorgesehen, der mit einem Radialfortsatz 11 der Schraubenfeder 10 verschweisst ist und der seinerseits an Halteböcken 51 und 52 angeschweisst ist.
In Fig. 19 ist ein erfindungsgemässes Anschlussorgan 20, vorzugsweise der in Fig. 7 gezeigten Ausführung, zur Spleissung der Enden E von Kabeln CA und CA1 verwendet ; die Zeichnung lässt erkennen, wie die gesamte Spleissungsstelle gegen Witterungseinflüsse durch eine dichte Hülse SE geschützt werden kann, die nur teilweise dargestellt ist.
In Fig. 20 ist das Anschlussorgan 10 gemäss Fig. 7 zur Verbindung von an einem Block BL angeordneten Teilnehmeranschlüssen Tl und T2 mit den isolierten Adern eines Kabels CA2 verwendet ; bei dieser Verbindungsweise ist eine Trennung der Adern nicht erforderlich. Die Adern des Kabels CA2 sind mit CD1 und CD2 bezeichnet.
In Fig. 21 sind Anschlussorgane gemäss der Erfindung, vorzugsweise in der Ausführung gemäss Fig. 17, für einen Verteiler verwendet, der von einem Hauptkabel MC Einzelleitungen IL1, IL2 usw. abzweigt.
Bei einem abgeänderten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich ebenfalls zur Aufnahme einer Vielzahl von elektrischen Anschlüssen eignet, ist gemäss Fig. 22 eine Baueinheit 80 vorgesehen, die zwei Schraubenfedern 10 und 10'veränderbarer Länge umfasst, welche an den Enden 81 bzw. 82 eines koaxial angeordneten Stützteils 83 befestigt sind, der seinerseits an einer Isolierplatte 84 montiert ist.
Bei einem andern Anwendungsfall der Erfindung wird ein Anschlussorgan 70 gemäss Fig. 23 zur Splei- ssung von Aderbündeln, etwa der Aderbündeln CD3 und CD4, verwendet ; diese Aderbündel bilden Teile von Kabeln CA3 und CA4. Die Spleissung wird durch Anschluss der Adern CD3 und CD4 an bezüglich einer Tragleiste 71 gegenüberliegend angeordnete Schraubenfedern 10 und 10'erreicht, wobei sich die Tragleiste in Längsrichtung innerhalb eines abgedichteten Hüllgefässes SE erstreckt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anschlussorgan für isolierte elektrische Leitungen, bestehend aus einem zu einer Schraubenfeder mit mehreren Windungen gewickelten blanken Metalldraht hoher Elastizität, dadurch gekennzeichnet, dass der die Schraubenfeder bildende Draht abgeflachte Längszonen aufweist, die zwischeneinander Kanten bilden, und dass auch auf den einander zugekehrten Seiten benachbarter Schraubenwindungen zwei solcher Kanten gegeneinander versetzt gegenüberliegen, so dass beim Einführen einerisolierten Leitung zwischen diesen Kanten benachbarter Windungen die Isolation der Leitung örtlich entfernt und ein elektrischer Kontakt zwischen der Leitung und der Schraubenfeder hergestellt wird.
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Connection element for insulated electrical lines
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Windings support part, which is arranged in the central interior of the helical spring at a distance from the spring and connected to the upper end of the spring and which also serves as a stop for limiting the correct position of the line. If such a helical spring is supported at one end and free at the other end, each pair of adjacent turns of the spring offers a possibility for connecting lines and making good contact, independent of the condition of the other turns.
The use of a coil spring, which is wound from a suitable spring wire, for example from a phosphor bronze wire, which has laterally protruding edges and a polygonal cross-section, and in which the adjacent turns are oriented so that they are an insulated line that is pushed between the turns , present a contact surface, results in a high contact pressure that is sufficient to locally remove the insulation from the line. Since each turn of the helical spring forms an independently effective clamping part, numerous connections of insulated, bare lines or lines equipped with cable lugs can be made by simply inserting the lines between adjacent turns of the helical spring.
Any line can be connected or disconnected without disturbing the other existing connections.
The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings of exemplary embodiments. 1 shows the view of a connecting element according to the invention. Fig. 2 is a partially sectioned view of a similar connector with a coaxial support member. FIG. 3 is a plan view of the connection element according to FIG. 1 and FIG. 4 is a plan view of the connection element according to FIG. 2, wherein according to FIG. 4, one end of the helical spring is connected to the coaxially arranged support part. FIG. 5 shows a view of a connection element according to FIG. 4 fastened at one end to an insulating block and shows how insulated electrical lines can be introduced into this connection element for making electrical connections.
6 is a partially sectioned view of an insulated conductor wire which has been inserted between adjacent turns of a connection element according to the invention, the insulation of which has been locally removed so that there is electrical contact with the connection element. 7 is a plan view of a connection block with a multiplicity of connection elements according to the invention which are arranged in rows and are used, for example, to connect telephone wires. 8 shows a partial section along the line 8-8 in FIG. 7 and also shows how the connecting elements can be attached to a bar or a base plate.
9 is a plan view of part of a secured connection block, as it is usually used in telephone systems, and shows how the connection elements according to the invention can be used in place of the usual clamping screws. FIG. 10 shows a cross section along the line 10-10 in FIG. 9 and shows how the connection element according to the invention is electrically connected to the fuse element. 11 and HA show partially sectioned views of modified embodiments of connection elements according to the invention and explain how electrical connections can be made either with bare lines or lines equipped with pole pieces without disturbing previously existing connections.
12 and 12A show views of other modified embodiments of the invention with a cantilever coil spring and explain the same connection options as that
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Is cantilevered in a block of insulating material and in which an extension part with a corrugation od. The like. Is provided in order to facilitate the production of a connection with a wire winding tool. 14 and 15 show further embodiments of the invention in which similar
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I1. 1A guide example that is suitable for connecting a large number of lines. 17 shows a plan view of a connection block in which a modified exemplary embodiment of the invention is used in a series arrangement.
18 is a view of an elongated connecting element according to the invention, one end of which is supported on a coaxial carrier and which can accommodate a particularly large number of electrical lines. 19 shows an interruption point of a shielded multi-core cable, the cores of which are bundled and interconnected with the aid of connection elements according to the invention according to FIG. 7, the entire arrangement being accommodated in a protective cover indicated in the drawing.
20 is a perspective partial view of a multi-core cable, which explains how electrical connections can be made from a connection block to the cores of the cable without disconnecting the cable cores using connection elements according to the invention. FIG. 21 shows schematically how the arrangement according to FIG. 17 can be used to produce connections or branches. 22 shows a view of a modified connecting element with two helical springs with an unequal number of turns.
Finally, Figure 23 is a view of a break point in a shielded multi-core cable with the cores in multiple bundles
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are arranged and a connection member according to the invention, designed similarly to FIG. 22, can be used for connecting a plurality of wires, in particular for splicing. This figure also shows how the entire arrangement can be protected against the effects of the weather with the aid of tight sleeves. FIG. 24 essentially corresponds to FIG. 6 and differs from this i only in that the turns of the connecting element have a square cross section.
In all of the exemplary embodiments of the invention shown in the drawing, the connection element, as clearly shown in FIGS. 1-4 in particular, consists of a helical spring 10 made of a highly elastic metal that is harder than copper and, in addition to high elasticity, has a high energy storage capacity , such as phosphor bronze or the like.
The coil spring can be made from a metal wire of any cross-section, which imparts the required properties. The trapezoidal cross-section (with rounded corners) shown in FIG. 2 is particularly favorable. In the cross section according to FIG. 2, the outside of the trapezoid runs perpendicular to the lower side and has the same length as this. The inside of the trapezoid forms an acute angle with the outside and runs parallel to the axis of the helical spring. The top side is parallel to the bottom side.
This trapezoidal cross-section can be viewed as a modification of a square cross-section according to FIG. 24 which is inclined at an angle to the axis of the helical spring. A helical spring, which consists of a wire with such an inclined square cross-section, acts practically in the same way as a spring with the trapezoidal cross-section shown in FIG. 2, but the inner surface of the spring does not lie on a cylinder jacket coaxial with the helical spring.
By modifying the inner surface of the spring in such a way that the cross-section assumes a trapezoidal shape and the inner surface therefore forms a cylinder jacket that is coaxial with the helical spring, particular advantages are achieved with regard to the manufacture and introduction of the conductor wires.
From Fig. 6 it can be seen that the so arranged turns of the helical spring form flat clamping jaws for the lead wire inserted between them, through which the insulation on the inserted wire is locally destroyed, so that a good electrical contact with the metal of the lead wire is achieved without the wire is exposed to concentrated stresses that could lead to wire breakage.
The pressure exerted on the wire in order to destroy the insulation and to establish a good electrical contact depends on the effective jaw areas between the adjacent turns, the distance between the turns and the force which the turns try to approach one another in accordance with the spring constant. It is recommended, but not necessary, to dimension the spring in such a way that the coils, after the insulation has been destroyed, have an initial pressure of at least approximately 3 500 kg / cm -1. exercise on the metal of the wire.
An important advantage of connecting elements according to the invention is their high energy reserve, which ensures that electrical contact with the wire is maintained when the metal of the wire gradually begins to flow under the influence of the pressure continuously exerted on it. The small approximation movement between the windings that occurs with such flow has only a negligible influence on the force exerted by the windings on the wire. On the other hand, however, the contact area between the wire and the helical spring increases as the wire material flows until the contact pressure assumes an equilibrium value, which for soft copper is in the order of magnitude of 700 kg / cm. This pressure then ensures good electrical contact at all times without causing any further flow of the metal.
In a particularly advantageous embodiment of a connecting element according to the invention, which can be used for insulated wires with a core diameter of about 0.9 mm and an outside diameter of about 1.5 mm down to wires with a core diameter of only 0.4 mm, the outside diameter of the helical spring is 9.5 mm; the cross section of the phosphor bronze wire of which the coil spring is made has a rounded trapezoidal shape; the lower side and the outside of the trapezoid are 1.3 mm long; the inside forms an angle of 240 with the outside.
The corners of the trapezoidal cross-section are rounded with a radius of 0.25 mm; the distance between the jaw surfaces of adjacent turns is 0.15 mm when the spring is not tensioned; the spring constant is dimensioned in such a way that a force of about 225 g increases the distance between the coils by 0.025 mm.
The dimensions of the connecting element cited above are only intended to give an example and allow considerable changes within the scope of the invention. Of course, the spring constant can also be changed considerably, as long as sufficient pressure is applied to locally isolate the wires
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and ensure good electrical contact with the metal of the wire.
One and the same helical spring can be used for a larger range of wire sizes if the pitch of this spring is chosen to be variable along the spring axis. The spring constant can be changed by changing the diameter of the spring along its axial extension, u. between either a discontinuous change, with several helical springs of different diameters lined up, or a continuous change, which leads to a conical shape of the helical spring.
According to Figs. 1 and 2, one end of the helical spring 10 of the connecting member is bent inwards and thus forms a radial extension 11 for the attachment of the spring 10 to a coaxial support 12, as clearly shown in Figs.
The support part 12 consists of a metal rod, the upper end of which is rolled into a flat part 14 on which the radial extension 11 of the helical spring 10 by suitable means, e.g. B. a solder seam 13 is attached.
As FIG. 5 shows, according to a feature of the invention, the electrical connection of an insulated wire 15 to the connecting element can be achieved simply by inserting a loop formed from the wire end part between two adjacent turns 16 and 17 of the spring 10 and then pulling the wire to scrape off the insulation getting produced. The insulation of the wire is locally removed in this way in order to achieve the electrical contact of the metallic wire core and the helical spring, as can be seen in more detail in FIG. FIG. 5 also explains how further line wires 18 and 19, which can have different wire thicknesses, can be connected to the connecting element in an analogous manner without any existing connections being disturbed.
As FIG. 7 shows, numerous connection elements 10 according to the invention can be grouped in pairs and attached to an insulating block 21, so that there is in particular the possibility of connecting numerous wire pairs, such as the tip and ring wires of a telephone line. To fasten a connecting element 20 to a base plate 21, the lower end 22 of the support part 12, as shown in FIG. 8, can be flanged in a stepped bore in the base plate 21.
In the exemplary embodiment according to FIG. 9, connection members 10 according to the invention serve as components of a secured connection block 24, as is usually used in telephone systems: they form an attractive replacement for the usual clamping screws.
As FIG. 10 shows, the connection element 20 is connected by a weld seam 13 to the upper end of a coaxially arranged support part 12, which in turn is fastened to the block 24 provided with a protective coating 23 and is electrically connected to the fuse element 25 by a conductor strip 26.
In the modified embodiment of the invention shown in FIGS. 11 and 11A, additional connections of lines, such as lines 28 and 29, can also be produced without disturbing the already existing connection to line 27 by inserting the additional lines between others Pairs of adjacent turns of the coil spring are introduced.
The modified version of the connecting element 30 consists of a helical spring 10, the lower end 33 of which is fastened in an insulating base 34, while the upper end of the spring is connected by a weld point to the upper end of a coaxially arranged support part 31 which extends axially within a Opening 35 of the base 34 can move freely when pressure is exerted on the flanged lower end 36 of the support part 31.
In another embodiment of the connecting element according to the invention shown in FIGS. 12 and 12A, the lower end 37 of the helical spring 10 is fastened in an insulated L-shaped base 38, while the upper spring end 39 is extended so that it is attached to one leg of the L shaped base 38 rests as a two-armed lever, the lever thus formed allowing the helical spring 10 to be stretched so that several lines, similar to those shown in FIGS. 11 and 11A, can be easily inserted between the windings without any previously established connections disturb.
In FIG. 13, the helical spring 10 is slightly modified and attached to a base 41 or the like by embedding an extended arm 42. In order to facilitate the use of the wire winding tools customary for the wiring of telephone systems, the arm 42 is provided with a corrugation or embossing on its surface.
The modified connection members according to FIGS. 14 and 15 essentially correspond to those according to FIGS. 11 and 12, only that the helical spring 10 runs parallel to the carrier 41.
In another embodiment of the connecting element according to the invention, which is shown in FIGS. 16 and 17
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is shown, twin helical springs 10 and 10 'are wound from a common piece of spring wire, a stretched portion 49 being left between these springs, which is used for fastening the
Twin springs are used on a suitable carrier, such as one in an insulated
Support part 43 embedded in base 45 according to FIG. 16 or on the vertical leg 46 of a holder 47 with a T-shaped cross section according to FIG. 17.
FIG. 18 shows a connection element 60 according to the invention which is suitable for connecting a large number of lines, for example to a copper busbar, which is used to ground electrical circuits. In this exemplary embodiment, the helical spring 10 has such a large number of turns that it can accommodate numerous lines to be earthed. A support rod 48 is provided coaxially to the helical spring, which is welded to a radial extension 11 of the helical spring 10 and which in turn is welded to holding brackets 51 and 52.
In FIG. 19, a connection member 20 according to the invention, preferably of the embodiment shown in FIG. 7, is used for splicing the ends E of cables CA and CA1; the drawing shows how the entire splice point can be protected against the effects of the weather by a tight sleeve SE, which is only partially shown.
In FIG. 20, the connection element 10 according to FIG. 7 is used to connect subscriber connections T1 and T2 arranged on a block BL to the insulated wires of a cable CA2; With this type of connection, it is not necessary to separate the wires. The wires of the cable CA2 are labeled CD1 and CD2.
In FIG. 21, connection members according to the invention, preferably in the embodiment according to FIG. 17, are used for a distributor which branches off individual lines IL1, IL2 etc. from a main cable MC.
In a modified embodiment of the invention, which is also suitable for accommodating a large number of electrical connections, a structural unit 80 is provided according to FIG. 22 which comprises two helical springs 10 and 10 ′ of variable length, one of which is coaxial at ends 81 and arranged support part 83 are attached, which in turn is mounted on an insulating plate 84.
In another application of the invention, a connection element 70 according to FIG. 23 is used for splicing wire bundles, for example wire bundles CD3 and CD4; these wire bundles form parts of cables CA3 and CA4. The splicing is achieved by connecting the wires CD3 and CD4 to helical springs 10 and 10 ′ arranged opposite one another with respect to a support strip 71, the support strip extending in the longitudinal direction within a sealed envelope SE.
PATENT CLAIMS:
1. Connection element for insulated electrical lines, consisting of a bare metal wire of high elasticity wound into a helical spring with several turns, characterized in that the wire forming the helical spring has flattened longitudinal zones that form edges between each other, and that also on the mutually facing sides of adjacent ones Screw turns two such edges are offset from one another so that when an insulated line is inserted between these edges of adjacent turns, the insulation of the line is locally removed and an electrical contact is established between the line and the helical spring.
EMI5.1