CN101341634A - 用于电工技术的接线线夹的夹体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于电工技术的接线线夹的夹体。本发明一般地涉及在工业应用中电工技术的螺钉接线夹领域的夹体。夹体的任务是保证电导体的固定配合。为了提高夹紧效果,在夹体的空腔内用于电导体的贴合及接触面形成有构造结构。按照本发明,通过不同的制造方法采用冲压模或挤压模来形成用于电导体的贴合及接触面的构造结构。
Description
技术领域
本发明一般地涉及电工技术中的基本电气构件领域,其包括导电的连接元件。在接线线夹范围内,以最简单型式构造的螺钉接线夹是该连接元件中的一种。在螺钉接线夹中,各电导体在夹体内借助于夹紧螺钉和适当成形的夹紧元件相互导电及机械接触。
背景技术
在工业连接技术中,对于电导体的连接,螺钉接线夹所用的各种不同的夹体已经得到了千万次验证,并且是在世界范围内最为常用的接线技术。用于电气螺钉接线夹的夹体通常包括在横截面内基本上呈U形的夹紧凹块(EP 0 334 975)或大致矩形的具有至少一个螺纹件或螺纹孔的壳体,在其孔内可拧入夹紧螺钉。高的夹体也可以做成拉拔卡夹的型式。所有夹体的共性是,它们具有一夹体空槽,下面称之为空腔,该夹体空槽用以容纳电导体,其中,导体可以由单股或多股或者细丝导线组成。
电导体借助于夹紧螺钉被夹紧在所述空腔内。电导体的夹紧也可以通过一置入夹紧螺钉和电导体之间的汇流条或触轨实现。为了提高电导体的夹紧效果,触轨可以在朝向电导体的一侧上形成构造结构。同样夹体空腔的底面也可以形成构造结构。例如由EP 0 082 285 B1和DE 203 05 314已知用于电工技术的螺钉接线夹的夹体,它们具有向内突入空腔的斜壁,在它们之间有空槽。
这种带有形成构造结构的底面的夹体例如由冲压板材或铜合金以折弯工艺制造。在这种相应于上述特点做成多件的夹体实施形式中,空腔底面或凹坑底面所用的板厚尤其是在通过夹紧螺钉加载时不利地引起斜底壁的变形。这种变形导致许可的夹紧力显著减小,其中,特别是还在导体连接设置方面不能保证在长的时间期间内使导体可靠夹紧。
由现有技术,例如由Phoenix Contact GmbH&Co.KG公司的产品样本“Reihenklemme CLIPLINE 2002”TN125123461/10.04.02-00可以看到这一类型夹体的另一种实施形式。其中所表示的由耐应力裂缝腐蚀的高级铜合金制成的夹体为了最佳地固定电导体而具有一横向分布在空腔底面内的孔。这个孔通过切削加工方法在夹体中产生并且是横向穿过整个夹体的通孔。对此,在图1中可以看到这种来自现有技术的通过切削加工制造的夹体实施形式。垂直于空腔口加工的孔的位置是这样确定的,即,在空腔底面上的面以及相邻的斜面(所述斜面作为与侧壁的连接并且通常从空腔口一侧直至空腔口另一侧整面连续分布)被孔中断。这种中断用来使空腔形成构造结构,以提高电导体和夹体之间的夹紧效果。在空腔底面区域内穿过夹体的通孔使得夹体侧壁受到很大削弱,亦即其在拧紧夹紧螺钉时出现的力可能对夹体的几何形状产生不利影响。存在着塑性变形和与之相关的不稳定的夹紧状态的危险。此外,也不能保证在多次操作螺钉接线夹的情况下仍具有足够的功能可靠性。因此,切削加工法对夹体的机械强度产生不利影响。
发明内容
因此本发明的目的是,这样地制造开头所述类型的夹体,使得避免已知设置的所述缺点,特别是提供一种用于电气螺钉接线夹的较为经济的、配备简单的工作几何形状的夹体。此外,该夹体的制造应该可以在单位时间内有较高的产量,其中,夹体不仅符合标准的扭矩要求,而且由于特殊的制造方法还实现了针对于变形的足够强度,其远远高于目前在市场上可得到的水平,此外还特别能够使用于例如在插塞连接所用的接线盒中的小的夹体。
按照本发明,该目的对于所述类型的夹体通过权利要求1特征部分的特征得以实现。本发明的有利方案设计和发展改进由后面的从属权利要求和以下说明得到。为了制造具有本发明这些特征的夹体(该夹体在螺钉接线夹内在长的时间期间实现均匀和可靠地施加夹紧力,以及此外通常还必须设计成在工业应用中对于例如运动机器零件的负荷防震),本发明提出:在制造夹体时特别是在制造夹体空腔中的空槽时所用的方法不降低夹体的抗变形强度,而是保持或甚至提高。空腔内表面的构造结构促使:不仅满足对于可靠地连接待接导体的标准IEC 60947-1/EN 60947的值,而且还超过它。夹体空腔内形成构造结构的面对于电导体用作贴合及接触面。
为了提高夹体的强度和电导体的固定配合的强度以便工业应用,本发明提出:在制造例如在面上的空槽形式的构造结构时,采用下面所述的制造方法。这些用于电工技术的螺钉接线夹的夹体的空腔内的空槽是在底壁和侧壁中形成的凹坑。这些凹坑按专业术语也称作压槽(Sicke),它们和汇流条共同作用而确保电导体的固定配合。
对于夹体中压槽的制造方法,要使组成夹体的材料有特定的性能。夹体通常由黄铜组成,但是也可以考虑其他金属,特别是钢。铜合金具有杰出的冷成形性能,因此很好地适合于例如挤压、冲压、锤锻、冲击和辗压。在制造压槽时有利地充分利用这些材料性能。
通过采用冲压技术实现压槽制造。比较而言冲压技术要经济得多,因为压槽制造可以全自动地按周期循环进行。冲压法与切削法相比,循环周期要短得多。例如,为此将已经经历了不同加工阶段的夹体借助一全自动装置输送给一台可机械和/或气动驱动的自动冲压设备。夹体精确地定位并自动夹紧在一模具装置内。同时,冲压模以水平往复运动移入待冲压零件或夹体空腔内。夹体也可以有利地通过自动输送装置同时这样向冲压模输送,以达到冲压位置。冲压模例如由工具钢制成并且可以被加热。此外冲压模主要在底面上具有构造结构,其轮廓或凹凸的形状和尺寸相当于夹体内所希望的压槽。冲压模是多面可雕刻加工的和可灵活更换的,因此可在冲压模上制造以及在夹体内冲压任何可想象的构造结构。夹体空腔中底壁及侧壁表面上构造结构的形状和尺寸可以与技术要求(例如对不同电导体的不同夹紧作用)相匹配。通过用冲压技术的冷作成形,不仅可以制造压槽形式的凹坑,而且也可制造凸起。例如鼓形凸起形状的隆起或者凹坑和凸起的组合达到对所用电导体在夹体内的最佳夹紧效果。对于细丝状导体在夹体内的夹紧,适宜采用例如微型构造结构。也就是说,在夹体内用于电导体的贴合及接触面的构造结构和形状对夹紧效果以及对被夹紧导体的拔出力是决定性的。
冲压过程本身例如通过一个垂直于冲头移动的加压芯轴的送进进行。加压芯轴以气动致动的快速行程穿过夹紧螺钉的孔,并以液压产生的压力作用在冲压模上。这样,冲压模的构造结构就被压印在夹体的接触面上。接着,加压芯轴退回其起始位置并将夹体从夹具中移出。
为了产生冲压构造结构,也可以有利地采用冲击设备,它优化冲压的循环时间。此外,这种方法的特点是有高的冲击速度,从而缩短了循环时间。
附图说明
在附图中纯粹示意地表示本发明的实施例,下面加以详细说明。
附图表示:
图1现有技术中的夹体的透视图;
图2借助于冲压技术制造形成有构造结构的用于电导体在夹体内的贴合面的方法和装置;
图3借助于冲击技术制造形成有构造结构的用于电导体在夹体内的贴合面的方法和装置;
图4用冲压技术形成构造结构的用于电导体的带有凹坑的贴合面;
图5用冲压技术形成构造结构的用于电导体的带有凸起的贴合面;
图6用冲压技术形成构造结构的用于电导体的带有凹坑和凸起的贴合面。
附图标记清单:
1 夹体
2 用于夹紧螺钉的孔
3 用于电导体的孔
4 空腔
5 底面
6,6′斜面
7,7′侧面
8 顶面
9 构造结构(在夹体内)
10 孔
11 凹坑
12 侧壁
13 顶壁
14 底壁
15 装置
16 冲压模
17 冲头构造结构
18 冲压位置
19 加压芯轴
20 冲头
21 内侧1
22 内侧2
23 垂直轴线
24 倾角
25 鼓形凸起
26 微型构造结构
27 轮廓
28 底面厚度
29 前端面
30 后端面
具体实施方式
在图1的透视图中所表示的现有技术的夹体中,举例表示出带有用以安装夹紧螺钉(未示出)的第一孔2和用以将电导体(未示出)安装在由内表面5、6、7、8构成的空腔4内的第二孔3的夹体1。内表面5、6对于电导体用作贴合及接触面。内表面5、6可以具有一种构造结构9。该构造结构9通过横向穿过整个夹体或者垂直穿过侧壁12的孔10产生。该孔10使得通常整面连贯的内表面5、6、7被中断。此中断例如在斜面6上形成一由孔10引起的凹坑11,它也存在于内侧面7和底面5上。孔10可以是一通孔,它穿过两个侧壁12和空腔4。因此图1示出了以透视图表示的夹体1,它在空腔4内具有内表面,其构造结构通过切削加工方法产生。
现在本发明涉及用以制造用于电工技术的螺钉接线夹的铜合金夹体的方法和装置,带有在空腔内的用于和电导体贴合的形成有构造结构的面,其中,所述形成有构造结构的面通过冲压技术产生。
在图2中举例表示出制造方法的应用和装置。该装置15包括一冲压模16,它在图2中位于夹体1空腔4的孔3内和冲压位置18上。冲压模16在其下侧,即朝向夹体1底面5的一侧上具有一种构造结构17。在用以安装夹紧螺钉的夹体1的孔2内有一垂直地压在冲压模16上的加压芯轴19。在压力从加压芯轴19传到冲压模16上时,在冲压模16上所包含的构造结构17压印在空腔4的一个或多个内表面上。在图2的例子中是压印在斜面6、6′上。冲压模16的构造结构17传递到表面6、6′上,这可以通过挤压、冲击、锤击或辗压实现。因此加压芯轴19可以用不同工艺方法作用到冲压模16上。在构造结构17传递到空腔4的表面上以后,将夹体1从未示出的夹具中移出。在图4中表示了一个这样制造的夹体。
如图3所示,也可以通过冲击技术在夹体1内表面上形成构造结构9。这时加压芯轴19本身便是冲压构造结构17的基体并用作冲头20,因此不需要冲压模16。冲头20穿过孔2,并通过冲击技术在底面5的斜面6、6′上和根据需要也在侧面7、7′上产生一凹坑11。为此,夹体1相对于冲头20的垂直轴线23稍微倾斜一定角度地安置在一夹具(未示出)内。倾角24可以在0°到10°之间变化。但是冲头20也可以有利地在相对于垂直轴线23成上述倾角24的情况下穿过夹体1空腔4内的孔2。倾角24首先使得具有表面5、6、7的空腔4的内侧(1)21形成构造结构,然后通过冲头20或夹具的回转使得具有表面5、6′、7′的空腔4的内侧(2)22形成构造结构。在内表面形成构造结构的这种方法中,夹体1的材料也可能被辗压,方式是,使冲头20以高的冲击速度从侧面(1)向侧面(2)导引运动。
图4表示出用按图2的制造方法和装置生产的夹体。原则上由铜合金组成的夹体1是一种包括四个壁的空心体。它包括两个垂直侧壁12、一个在它上面有用于夹紧螺钉(未示出)的孔2的顶壁13和一个位于顶壁13对面垂直于侧壁12分布的底壁14。所有壁相互连成一体。夹体1的外形在底面区域14内可以取不同的厚度28和轮廓27。在夹体1中心有一空腔4,它可以从两侧通过位于前端面29和后端面30上的孔3接近并由各内表面所构成。空腔4用以容纳电导体(未示出),并且为了夹紧和接通电导体而具有不同的贴合及接触面。两个贴合面7、7′平行于垂直侧壁12分布。底面5的贴合面垂直于侧面7、7′的贴合面。为了改善电导体与空腔4的贴合面的导电接通,在底面5和侧面7、7′之间设置另外两个倾斜的贴合面6、6′,斜面6、6′以约45°的角度连接底面5和侧面7、7′。为了提高夹紧效果,斜面6、6′通过一冲压模16形成有构造结构,冲压模16的冲头构造结构17在斜面6、6′上产生一构造结构9。此构造结构9例如做成凹坑11,亦称为压槽。也可以考虑在斜面6、6′上制造多个压槽11。
冲压模16的构造结构17也可以在斜面6、6′上产生鼓形凸起25形式的隆起,见图5。尤其是在特殊应用场合,也可以在斜面6、6′中制造凹坑11和鼓形凸起25的组合作为构造结构9,以进一步提高对于电导体的夹紧效果。在图6中可以看到这种形成构造结构的实施形式。通过鼓形凸起25和凹坑11的顺序排列,在斜面6、6′上得到波纹结构,其中,在凹坑11内受挤压的材料可以有利地用于鼓形凸起25的隆起。侧面7、7′的构造结构也能够有利地通过冲压技术而带有微型构造结构26,其中,微型构造结构深度可以在微米至十分之几毫米的范围内。为此,夹体1只需要旋转90°,输送给冲压模16,并如前所述,利用所说明的方法之一形成构造结构,其中,加压芯轴19不穿过孔2,而是沿夹体1的前端面29一直到冲压模16为止,冲压模从空腔4中伸出。
Claims (14)
1.用以制造用于电工技术的螺钉接线夹的金属夹体(1)的方法和装置,所述夹体带有用以安装夹紧螺钉的第一孔(2)和用以安装电导体的第二孔(3),其中,所述第二孔(3)的空腔(4)的一个或多个内表面(5,6,7)形成有构造结构,其特征为:至少一个内表面(5,6,7)的构造结构(9)借助于冲压技术和/或冲击技术产生。
2.按权利要求1的方法,其特征为:夹体(1)的至少一个内表面(5,6,7)的构造结构(9)通过挤压成形产生。
3.按权利要求1的方法,其特征为:夹体(1)的至少一个内表面(5,6,7)的构造结构(9)通过冲击成形产生。
4.按权利要求1的方法,其特征为:夹体(1)的至少一个内表面(5,6,7)的构造结构(9)通过辗压成形产生。
6.用以制造用于电工技术的螺钉接线夹的金属夹体(1)的装置,所述夹体带有用以安装夹紧螺钉的第一孔(2)和用以安装电导体的第二孔(3),其中,所述第二孔(3)的空腔(4)的一个或多个内表面(5,6,7)形成有构造结构,其特征为:利用冲压模(16)来形成构造结构(9)。
7.按权利要求6的装置,其特征为:所述冲压模(16)具有一种在夹体(1)的内表面(5,6,7)中产生至少一个凹坑(11)的构造结构(17)。
8.按权利要求6至7的装置,其特征为:所述凹坑(11)构成一压槽。
9.按权利要求6的装置,其特征为:所述冲压模(16)具有一种在夹体(1)的内表面(5,6,7)中产生至少一个隆起的构造结构(17)。
10.按权利要求9的装置,其特征为:所述隆起构成一鼓形凸起(25)。
11.按权利要求7和9的装置,其特征为:所述冲压模(16)具有一种在夹体(1)内表面(5,6,7)中产生至少一个凹坑(11)和至少一个隆起(25)的构造结构(17)。
12.按权利要求6至7的装置,其特征为:凹坑(11)设置在构成底面(5)与垂直侧面(7,7′)之间的连接面的各倾斜侧壁(6,6′)之至少一个中。
13.按权利要求9至10的装置,其特征为:隆起(25)设置在构成底面(5)与垂直侧面(7,7′)之间的连接面的各倾斜侧壁(6,6′)之至少一个中。
14.按权利要求11的装置,其特征为:凹坑(11)和隆起(25)设置在构成底面(5)与垂直侧面(7,7′)之间的连接面的各倾斜侧壁(6,6′)之至少一个中。
15.按权利要求6的装置,其特征为:所述冲压模(16)具有一种至少在夹体(1)的侧面(7,7′)之一中产生微型构造结构(26)的构造结构(17)。
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