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Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Behandlung von abisolierten Leiterenden mittels Lichtbogen.
Bei elektrischen Verbindungen mittels Schraub- oder Federklemmen können Schwierigkeiten dadurch auftreten, dass sich Litzendrähte schon bei der Einführung auffächern, oder Litzen- und Volldrähte insbesondere bei Federklemmen durch unbeabsichtigte mechanische Einwirkungen aus dem Klemmkontakt gezogen werden. Einen Teil dieser Schwierigkeiten, nämlich die erstgenann- ten für Litzendrähte, kann man durch Aufbringen sogenannter Aderendhülsen auf die abisolierten
Leiterenden vermeiden.
Dazu kann allenfalls eine Einrichtung verwendet werden, die aus der DE-OS 2355525 bekannt ist, die vorzugsweise als Klemmwerkzeug zum Festklemmen von Muffen od. dgl. auf länglichen
Körpern, beispielsweise zum Festklemmen von Kabelschuhen auf Kabelenden vorgesehen ist. Sie weist Klemmbacken auf, die relativ zueinander bewegt werden können und zwischen sich eine
Klemmöffnung bilden, wobei für die Klemmbacken eine Gleitbewegung in Richtung ihrer Längsachse kennzeichnend ist.
Eine Vorrichtung zur Herstellung von Schweissverbindungen - zwischen mehreren Anschluss- drähten - ist durch die DE-AS 2243890 bekannt. Sie enthält als Hauptbestandteil eine Zange mit zwei Klemmhebeln von rechteckförmigem Querschnitt die parallel zueinander verschiebbar sind. Ein Klemmhebel ist gerade ausgebildet und wird an seiner Stirnseite vom andern Klemmhebel umgriffen, welcher eine L-förmige Gestalt hat. Im Bereich der durch die Zange zu fixierenden Anschlussdrähte lassen die Klemmhebel eine Öffnung frei, deren Grösse etwa dem Platzbedarf der Anschlussdrähte entspricht. Diese Öffnung hat einen quadratischen Querschnitt, welcher durch je eine Teilöffnung in Form eines gleichschenkeligen Dreiecks in jedem der beiden Klemmhebel gebildet ist.
Durch die Erfindung soll eine Einrichtung angegeben werden durch deren Verwendung bei abisolierten Leiterenden sowohl für Voll- als auch für Litzendrähte die genannten Mängel vollständig vermieden werden können.
Die Einrichtung ist gekennzeichnet durch ein pistolenförmiges Handgerät, enthaltend einen Einführungskanal für den Endbereich des Leiters, einen koaxial zu diesem angeordneten irisblendenartig aus schwenkbaren Lamellen ausgebildeten Klemmkontakt für das abisolierte Leiterende, eine in Achsrichtung des Leiters bewegbare Gegenelektrode, die durch die Kraft einer ersten Druckfeder an das Leiterende andrückbar und durch die Kraft einer zweiten stärkeren Druckfeder ruckartig vom Leiterende entfernbar ist und einen Griffhebel,
bei dessen Betätigung aufeinanderfolgend der Klemmkontakt schliessbar ist und erste Druckfeder sowie zweite Druckfeder freigebbar sind und derart zwischen Leiterende und Gegenelektrode eine Bogenstrecke für einen durch Unterbrechung eines eine Induktivität enthaltenden Stromkreises verursachten Öfnungsfunken sowie einen durch Entladung eines Kondensators verursachten Lichtbogen erzeugbar ist.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Einrichtung ist darin zu sehen, dass auf einfache und zuverlässige Weise die eingangs geschilderten Mängel bei der Klemmung von Voll- oder Litzendrähten beseitigt werden können, da durch die thermische Wirkung des Lichtbogens die Litzenenden verschweisst werden und sowohl bei Voll- als auch Litzendrähten eine kugelförmige Schweissperle entsteht.
Weiters ist die Ausführung des Klemmkontaktes vorteilhaft, durch die eine sichere Klemmung mit vielen Kontaktstellen ohne eine Druckverformung des Querschnittes gegeben ist.
Eine weitere vorteilhafte Massnahme liegt darin, dass zur Betätigung der Druckfedern mit dem Griffhebel eine Kulisse mit Abschnappkante zur Verschwenkung eines zweiarmigen, im Gehäuse gelagerten, zur Steuerung der Elongation der zweiten stärkeren, im Sinne einer Kontaktöffnung auf die Gegenelektrode wirkenden Druckfeder dienenden Hebels verbunden ist.
Der Vorteil dieser Massnahme liegt darin, dass zur Erzeugung des Kontaktdruckes sowie zur Kontaktöffnung nur Federwirkungen vorgesehen sind und damit Bedienungseinflüsse ausgeschaltet bleiben.
An Hand der Zeichnungen soll nun eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung näher beschrieben werden. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Handgerät.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch dieses Handgerät längs der Linie AA der Fig. 1. Fig. 3 zeigt
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die Prinzipschaltung eines notwendigen an sich bekannten Ansteuerungsgerätes.
Das Handgerät-l-weist einen pistolengriffartigen Handgriff --2-- auf, der aus einem festen Griff teil --3-- und einem Griffhebel --4-- besteht, welcher um eine im unteren Randbereich des festen Griffteils --3-- angeordnete Achse --5-- schwenkbar ist. Der feste Griffteil-3- ist mit einem Gehäuseteil --6-- mit vorteilhaft rechteckigem Querschnitt verbunden. Dieser weist eine pyramidenstumpfförmig abgeschrägte vordere Endfläche --7-- auf, von der ein Einführung- kanal-8-- für das dem Verfahren zu unterziehende Leiterende --9-- mit vorteilhaft kreis- förmigem Querschnitt ausgeht. An der hinteren Endfläche --10-- des Gehäuseteils --6-- ist ein zylindrischer Gewindestutzen --11-- zur schraubbaren Befestigung einer Schraubkappe --12-- angeordnet.
Der obere Bereich des Handgriffes --2-- sowie der Gehäuseteil --6-- nehmen die mechanische Einrichtung auf.
Unmittelbar hinter dem gehäuseinneren Ende des Einführungskanals-8-ist eine Klemmvorrichtung --13-- angeordnet, die zur mechanischen Fixierung des abisolierten Leiterendes --9-- sowie zu seiner elektrischen Kontaktierung dient. Sie besteht aus einer Anordnung von paarweise gleich ausgebildeten und spiegelsymmetrisch einander gegenüberstehenden blechgefertigten Klemmelementen --14--, die im Bereich ihres oberen Endes --15-- um gehäusefest angeordnete Achsen - schwenkbar gelagert sind und die im Bereich ihres unteren Endes --17-- keilförmig zusammenlaufende äussere Kanten aufweisen.
An den zur Berührung des Leiterendes --9-- vorgesehenen Klemmstellen weisen diese Klemmelemente-14-kerbenartig zurückweichende Kanten - auf, so dass jedes Klemmelement-14-das Leiterende-9-zweimal berührt. Die Klemmelemente --14-- sind paarweise das Leiterende --9-- umgreifend oder diese übergreifend angeordnet. Durch diese Ausgestaltung und Anordnung der Klemmelemente --14-- wird eine elektrisch und mechanisch einwandfrei wirkende Klemmung mit gleichmässig über den Leiterumfang verteilten, konzentrisch wirkenden, die Querschnittsform des Leiters nicht verändernden Druckzonen erzielt.
Die notwendige Stromzuführung zu den Klemmelementen --14-- erfolgt vorteilhaft über die Achsen - -16--.
Zur Betätigung der Klemmelemente --14-- sind zwei Druckrollen --19-- vorgesehen, die am Ende eines einarmigen Hebels --20-- angeordnet sind und bei Relativbewegung gegenüber den Klemmelementen --14-- auf deren keilförmig zusammenlaufende äussere Kanten einwirken und dadurch die Verschwenkung der Klemmelemente --14-- bewirken. Der Hebel --20-- ist an seinem andern Ende im Gehäuseteil --6-- gelagert und weist in seinem mittlerem Bereich eine Druckrolle --21-- auf. Diese ist in mechanischem Eingriff mit einer im oberen Bereich des Griff- hebels --4-- angeordneten Kulisse --22--, so dass durch eine von der in Fig. l gezeigten Ruhestellung ausgehenden Verschwenkung des Griffhebels --4-- im Uhrzeigersinn der Hebel --20-ebenfalls im Uhrzeigersinn geschwenkt wird.
Dabei werden die Druckrollen --19-- angehoben und das in die Klemmvorrichtung --13-- eingeführte Leiterende --9-- wird fixiert und kontaktiert und damit zur ersten Elektrode für den im Verfahren vorgesehenen Lichtbogen gemacht.
Die zweite Elektrode oder Gegenelektrode --23-- ist stabförmig ausgebildet und im Gehäuse- teil --6-- in Richtung der Achse des Einführungskanals-8-längsverschieblich angeordnet. Zu ihrer Bewegung in Achsrichtung sind zwei federnde Elemente, vorteilhaft zwei Schraubendruckfedern vorgesehen. Eine erste Schraubendruckfeder --24-- wirkt im Sinne einer Kontaktschliessung dauernd auf die Gegenelektrode --23--, ihre Vorspannung ist durch eine als Auflager dienende Schraubkappe --12-- einstellbar.
Eine zweite stärkere Feder --25-- wirkt über einen Arm eines im Handgriff --2-- schwenkbar gelagerten Hebels, vorteilhaft eines Winkelhebels --26-- auf einen auf der Gegenelektrode - angeordneten Stellring-27-- und somit auf die Gegenelektrode --23-- selbst im Sinne einer Kontaktöffnung. Die Elongation dieser Druckfeder --25-- wird über den Winkelhebel --26-gesteuert und aus einer Steuerkurve abgeleitet.
Zu diesem Zweck ist der Endbereich --28-des zweiten Hebelarmes des Winkelhebels --26-- klinkenförmig ausgebildet und weist eine Hubfläche - sowie eine Freifallfläche --30-- auf. Die Betätigung erfolgt durch eine zweite Kulisse - -31--, die ebenfalls im oberen Bereich des Griffhebels --4-- angeordnet ist und gleichfalls in einem kurzen Bereich eine Hubfläche --32-- sowie eine Freifallfläche --33-- aufweist. Diese Kulisse --31-- ist am Griffhebel --4-- schwenkbar angeordnet und stützt sich an einer Abstütz-
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fläche --34-- derart ab, dass sie nur in einer Bewegungsrichtung des Griffhebels --4-- wirksam ist, in der andern Bewegungsrichtung jedoch hochgeschwenkt und damit unwirksam gemacht wird.
Die Funktion der Einrichtung ist an Hand der Zeichnungen leicht erklärbar. Ein in entsprechender Länge abisoliertes Leiterende-9-wird mit einer Hand in den Einführungskanal - des mit der andern Hand am Handgriff --2-- zu haltenden Handgerätes-l-eingeführt. Während das Leiterende --9-- vorerst in dieser Lage festgehalten wird, wird der Griffhebel --4-angezogen. Dadurch wird durch das Zusammenwirken von Kulisse --22-- und Druckrolle --21-der Hebel --20-- im Sinne des Uhrzeigers verschwenkt, die Druckrollen --19-- werden angehoben, die Klemmelemente --14-- verschwenkt, das Leiterende --9-- zentriert, festgehalten und kontaktiert.
Dieser Zustand bleibt bei weiterem Anziehen des Griffhebels erhalten.
Bei diesem weiteren Anziehen des Griffhebels --4-- wird durch das Zusammenwirken der Hubfläche-29-des Winkelhebels mit der Hubfläche-32-der zweiten Kulisse --31-- der Winkelhebel --26-- im Gegensinne des Uhrzeigers verschwenkt und damit die Elongation der Druckfeder --25-- verringert. Dadurch ist die Gegenelektrode --23-- nur mehr der Kraft der Druckfeder --24-- unterworfen und wird von dieser mit ihrem durch die Schraubkappe --12-einstellbarem Druck an die Stirnfläche des Leiterendes --9-- gepresst, so dass ein von jedem Bedienungseinfluss unabhängiger Kontaktdruck auftritt.
Bei noch weitergehender Betätigung des Griffhebels --4-- gerät die Hubfläche --29-- über die Hubfläche --32-- hinaus und schnappt parallel zur Freifallfläche --30 bzw. 33-- ab. Dadurch wird der Winkelhebel --26-- freigegeben und durch die Kraft der Druckfeder --25-- ruckartig im Sinne des Uhrzeigers zurückgeschwenkt. Diese Bewegung wird über den Stellring --27-- auf die Gegenelektrode --23-- übertragen, so dass eine ebenfalls ruckartig verlaufende Kontakttrennung erfolgt. Durch diese Kontakttrennung tritt, wie anschliessend erläutert wird, ein Öffnungsfunken und eine anschliessende Kondensatorentladung, die zur thermischen Beeinflussung des Leiterendes im gewünschten Sinne führt, auf.
Die Prinzipschaltung des Ansteuergerätes ist in Fig. 3 angegeben. Die Steuerelektrode eines ersten Transistors --35-- ist über einen aus den Widerständen --36 und 37-- gebildeten Spannungsteiler und eine in Durchlassrichtung gepolte Diode --38-- an die Gegenelektrode --23-- geschaltet. Zwischen der Gegenelektrode --23-- und dem negativen Steuerpotential (vorzugsweise 24 V) ist eine Induktivität --39-- eingeschaltet. Der Emitter des Transistors --35-- ist mit dem negativen Steuerportential verbunden, sein Kollektor ist an den Verbindungspunkt zweier Widerstände --40, 41--geschaltet über die ein weiterer Transistor --42-- angesteuert wird.
Der Emitter dieses Transistors --42-- ist mit dem negativen Steuerpotential verbunden sein Kollektor liegt am Verbindungspunkt eines Widerstandes --43-- und einer in Durchlassrichtung geschalteten Diode --44--. Die Kathode dieser Diode --44-- ist mit einer ersten Klemme --45-- eines Konden- sators --46-- verbunden, dessen andere Klemme --47-- am negativen Steuerpotential liegt. An die Klemme --45-- des Kondensators --46-- ist der Kollektor des Phototransistors --48-eines Optokopplers --49-- geschaltet, dessen Photodiode --50-- anodenseitig mit dem Kollektor des Transistors --35-- und kathodenseitig über einen Schalter --51-- mit dem negativen Steuerpotential verbunden ist.
Der Emitter des Phototransistors --48-- des Optokopplers --49-- ist über einen Schutzwiderstand --52-- an die Basis eines Ansteuertransistors --53-- geschaltet, dessen Kollektor über einen Widerstand --54-- an das positive Betriebspotential gelegt ist und dessen Emitter mit der Schaltelektrode eines Thyristors --55-- leitend verbunden ist. Über die Schaltstrecke des Thyristors --55-- kann ein dauernd an einer höheren Spannung (vorteilhaft 40 V) liegender Kondensator --56-- an die aus dem Leiterende --9-- an der Gegenelektrode --23-gebildete Lichtbogenstrecke geschaltet werden.
Zur stufenweisen Anpassung der Lichtboenstromstärke an die Drahtstärke des Leiterendes - können dem aus den Elementen --52 bis 56-- gebildeten Schaltkreis gleichartige Schaltkreise parallel geschaltet werden wie in Fig. 3 angedeutet. Die Wahl der Anzahl dieser Schaltkreise erfolgt selbsttätig durch Mikroschalter --57 und 58-- die im Einschaltzustand die Ansteuerung der zusätzlichen Kreise verhindern und deren Einschaltung in Abhängigkeit von der von der Dicke des Leiterendes abhängigen Verschwenkung des Hebels --20-- abgeleitet wird.
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EMI4.1
--59PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Behandlung von abisolierten Leiterenden mittels Lichtbogens, dadurch gekennzeichnet, dass ein pistolenförmiges Handgerät (1), enthaltend einen Einführungskanal (8) für den Endbereich des Leiters, einen koaxial zu diesem angeordneten irisblendenartig aus schwenkbaren Lamellen (14) ausgebildeten Klemmkontakt (14 bis 18) für das abisolierte Leiterende (9), eine in Achsrichtung des Leiters bewegbare Gegenelektrode (23), die durch die Kraft einer ersten Druckfeder (24) an das Leiterende (9) andrückbar und durch die Kraft einer zweiten stärkeren Druckfeder (25) ruckartig vom Leiterende (9) entfernbar ist und einen Griffhebel (4), bei dessen Betätigung aufeinanderfolgend der Klemmkontakt (14 bis 18) schliessbar ist und erste Druckfeder (24) sowie zweite Druckfeder (25)
freigebbar sind und derart zwischen Leiterende (9) und Gegenelektrode (23) eine Bogenstrecke für einen durch Unterbrechung eines eine Induktivität enthaltenden Stromkreises verursachten Öffnungsfunken sowie einen durch Entladung eines Kondensators verursachten Lichtbogen erzeugbar ist.