DE102020104278B4

DE102020104278B4 - Piercingschraube

Info

Publication number: DE102020104278B4
Application number: DE102020104278.7A
Authority: DE
Inventors: Markus Bayer; Peter Ginschel
Original assignee: Wieland Electric GmbH
Current assignee: Wieland Electric GmbH
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2021-12-09
Anticipated expiration: 2040-02-19
Also published as: DE102020104278A1

Abstract

Piercingkontakt mit einem Kontaktblock (8), mit einer in ein Innengewinde (7) am Kontaktblock (8) einschraubbaren Piercingschraube (1) und mit einem im Kontaktblock (8) geführten Kabel (10), welches einen in einen Isoliermantel (9,9') eingebetteten Leiter (11) aufweist, wobei die Piercingschraube (1) ein als Antriebsgewinde (4) wirksames und zum Innengewinde (7) am Kontaktblock komplementäres Außengewinde und an ihrem freien Ende eine Kontaktspitze (6) aufweist derart, dass die Kontaktspitze (6) zur Kontaktierung des Leiters (11) den Isoliermantel (9,9') des Kabels (10) durchdringt und in den Leiter (11) eindringt, wobei die Piercingschraube (1) ein zwischen ihrem Antriebsgewinde (4) und ihrer Kontaktspitze (6) angeordnetes Führungsgewinde (5) aufweist, dessen Führungsgewindesteigung größer oder gleich der Antriebsgewindesteigung des Antriebsgewindes (4) ist und dessen Führungsgewindedurchmesser kleiner ist als der Antriebsgewindedurchmesser des Antriebsgewindes (4), dadurch gekennzeichnet, dass an der Kontaktspitze (6) mindestens eine in Mittellängsrichtung (3) der Piercingschraube (1) schneidende Schneidkante (14) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Piercingkontakt zur Kontaktierung eines Kabels, insbesondere eines Flachbandkabels.
Beim Kontaktieren von Kabeln mit Piercingkontakten, also beim piercen, sind das Kabel und eine Piercingschraube in einem Kontaktblock gelagert. Die Kontaktschraube weist ein Antriebsgewinde und eine Kontaktspitze auf. Beim piercen wird die Piercingschraube in das Antriebsgewinde eingeschraubt. Dabei bewegt sich die Kontaktspitze in Richtung auf das Kabel. Die Kontaktspitze durchdringt zunächst den Isoliermantel des Kabels und dringt in den Leiter, vorzugweise Kupferleiter, des Kabels ein und kontaktiert so den Leiter.
Zum Einschrauben der Piercingschraube ist eine gewisse Schraubkraft erforderlich. Diese steigt mit höheren Kabelquerschnitten überproportional an. Hierbei entsteht das Problem, dass das Isoliermaterial gequetscht oder gedrückt wird, ohne dass die Kontaktspitze den Isoliermantel durchdringt. Vom Kraftstau des gequetschten oder gestauchten Materials wird gleichsam eine auf die Piercingschraube und den Kontaktblock einwirkende Druckwelle aufgebaut.
Aus der WO 2004/042872 A1 und der GB 1 198 797 A ist jeweils eine in einem Kontaktblock von einem Antriebsgewinde geführte und angetriebene Piercingschraube bekannt, welche an ihrer Kontaktspitze zusätzlich ein Führungsgewinde aufweist, welches so demensioniert ist, dass sich die Kontakspitze beim Einschraubvorgang in den Isoliermantel selbsttätig hineinschneidet und sich durch das Isoliermantelmaterial gleichsam in Richtung auf den eigentlichen Leiter hindurch schraubt. Auf diese Weise wird ein Kraftstau bzw. Materialstau beim Kontaktieren des Leiters während des Einschraubens der Piercingschraube reduziert.
Aus der DE 2340270 B ist schließlich eine Piercingschraube mit einem in einem Innengewinde eines Kontaktblocks geführten Antriebsgewinde und mit mindestens einer Fräsnut in der Kontaktspitze bekannt. Diese sogenannte Frässchraube begünstigt ebenfalls das Eindringen bzw. Durchdringen der Kontaktspitze der Piercingschraube durch den Isoliermantel.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Piercingkontakt so zu gestalten, dass die Piercingschraube mit einem möglichst geringen Kraftaufwand eingeschraubt werden kann und ein Kraftstau aufgrund von verdrängtem oder gequetschtem Material möglichst verhindert wird.
Diese Aufgabe ist durch den im Anspruch 1 angegebenen Piercingkontakt gelöst.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, die Piercingschraube während des gesamten Einschraubvorgangs so zu führen, dass die Kontaktspitze in den Isoliermantel eindringt und den Isoliermantel in Richtung auf den Leiter durchdringt. Der Isoliermantel kann zweiteilig aus einem äußeren Isoliermantel und einem inneren Isoliermantel zusammengesetzt sein. Diese Ausführung soll umfasst sein, wenn nachfolgend der Isoliermantel erwähnt ist.
Die Piercingsschraube ist gemäß der Erfindung einstückig ausgeführt. An das mit dem Kontaktblock bzw. mit einem Innengewinde im Kontaktblock zusammenwirkende Antriebsgewinde schließt sich ein schlankerer Schraubenbereich an. Dieser Schraubenbereich mit geringerem Durchmesser trägt wiederum ein Schraubgewinde. Die Steigung dieses Führungsgewindes ist größer oder gleich der Steigung des Antriebsgewindes. Beim Einschrauben dringt so die Kontaktspitze der Piercingschraube in den Isoliermantel ein und auch das Führungsgewinde fräst und schraubt sich durch das Isoliermantelmaterial. Der Isoliermantel wird dabei durch das Einschrauben des Führungsgewindes vom Leiter weg gezogen und zugleich durchschnitten. Auf diese Weise wird ein Kraftstau bzw. Materialstau reduziert.
Versuche haben gezeigt, dass die auf das Antriebsgewinde wirkenden Kräfte um 30% bis 40% reduziert sind. Aufgrund dieser geringeren Kräfte kann ein Kontaktblock mit geringeren Wandstärken eingsetzt werden. Auch kann der Kontaktblock insgesamt verkleinert werden. Zudem biegt sich die Piercingschraube beim Piercingvorgang weniger durch.
Der Erfindung liegt ferner die Überlegung zugrunde, die Piercingschraube während des gesamten Einschraubvorgangs so zu führen, dass die Kontaktspitze in den Isoliermantel eindringt und den Isoliermantel in Richtung auf den Leiter durchdringt. Hierzu schließt sich bei der Piercingsschraube an das mit dem Kontaktblock bzw. mit einem Innengewinde im Kontaktblock zusammenwirkende Antriebsgewinde die Kontaktspitze an. Die Kontaktspitze weist ihrerseits eine in Mittellängsrichtung der Piercingschraube schneidende Schneidkante auf. Diese Schneidkante durchtrennt einerseits den Isoliermantel des Kabels und führt die Kontaktspitze in Richtung auf den Leiter.
In bevorzugter Ausgestaltung bildet die Schneide zugleich die Nutkante einer Längsnut. Da die Längsnut zwei gegenüberliegende und als Schneiden wirksame Nutkanten aufweist, durchschneiden beide Schneiden den Isoliermantel des Kabels parallel und führen so die Kontaktspitze noch besser in Mittellängsrichtung der Piercingschraube in Richtung auf den zu kontaktierenden Leiter. Die Längsnut dient zudem als Aufnahmeraum für das von den Schneiden durchschnittene und von der Kontaktspitze verdrängte Material des Isoliermantels. Der vom verdrängten Material erzeugte Widerstand wird somit signifikant reduziert.
Die bevorzugte Verteilung von drei Schneidkanten oder Längsnuten über die Mantelfläche der Kontaktspitze in einem Abstand von jeweils 120° sorgt für eine sehr gleichfömige Führung der Kontaktspitze im Isoliermaterial. Es werden auf diese Weise drei Führungskanten mit gleichem Abstand an der Kontaktspitze gebildet. Die Führungsspitze ist dadurch im Isoliermantel gleichsam zentriert geführt. Bei der Variante mit drei Längsnuten wird diese Zentrierungswirkung noch durch einen gleichverteilten Materialabtransport an drei äquidistanten Punkten an der Kontaktspitze verstärkt.
Anhand von zwei Ausführungsbeispielen in den Zeichungsfiguren ist die Erfindung weiter erläutert. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht einer Piercingschraube mit Antriebsgewinde und sich daran anschließendem Führungsgewinde ,
2 eine geschnittene Ansicht einer kontaktierten Piercingschraube gemäß 1,
3 eine Seitenansicht einer Piercingschraube mit Längsnut in der Kontaktspitze und
4 eine schräge Ansicht auf eine Piercingschraube mit drei Längsnuten in einem Abstand von 120° in der Kontaktspitze.

Die in 1 und 2 gezeigte Piercingschraube 1 weist einen Schraubenkopf 2, ein sich in Mittellängsrichtung 3 der Piercingschraube 1 an den Schraubenkopf 2 anschließendes Antriebsgewinde 4, ein sich in Mittellängsrichtung 3 daran anschließendes Führungsgewinde 5 und an ihrem Ende eine Kontaktspitze 6 auf.
Mit dem Antriebsgewinde 4 ist die Piercingschraube 1 in ein Innengewinde 7 am Kontaktblock 8 eingeschraubt. Die beschriebene Piercingschraube 1 durchsetzt zur Kontaktierung mit ihrem Führungsgewinde 5 einen äußeren Isoliermantel 9 und einen inneren Isoliermantel 9' des Kabels 10, während die Kontaktspitze 6 in den Leiter 11 des Kabels 10 eindringt.
Bei der in 3 gezeigten Piercingschraube 1 schließt sich an das Antriebsgewinde 4 in Mittellängsrichtung 3 die Kontaktspitze 6 direkt an. Die Kontaktspitze 6 besteht ist aus einem zylindrischen Schaft 12 und einem Einstichkonus 13. In die Kontaktspitze 6 sind zwei Schneidkanten 14 eingeformt. Diese Schneidkanten 14 erstecken sich in Mittellängsrichtung 3 sowohl über den Schaft 12 als auch über den Einstichkonus 13. Die Schneidkanten 14 begrenzen zwischen sich eine sich in Mittellängsrichtung 3 erstreckende Längsnut 15, die als Aufnahmekammer für geschnittenes oder verdrängtes Isoliermaterial wirksam ist.
4 zeigt eine Kontaktspitze 6 mit drei in einem Winkelabstand 16 von 120° zueinander angeordneten Längsnuten 15. Von diesen drei Längsnuten 15 sind in 4 zwei Längsnuten 15 sichtbar. Die dritte Längsnut 15 ist auf der dem Betrachter der 4 abgewandten Fläche der Kontaktspitze 6 angeordnet.
Die Schneidkanten 14 können auch so gestaltet sein, dass lediglich ihre am Einstichkonus 13 angeordneten Bereiche schneiden. Hierbei können die Schneidkanten 14 so gestaltet sein, dass sie lediglich in Richtung auf den Leiter 11 zu schneiden.
Die Piercingschraube 1 gemäß 3 und 4 durchsetzt zur Kontaktierung mit ihrer Kontaktspitze 6 den äußeren Isoliermantel 9 und den inneren Isoliermantel 9' des Kabels 10, während der Einstichkonus 13 der Kontaktspitze 6 in den Leiter 11 des Kabels 10 eindringt.
Bezugszeichenliste

1: Piercingschraube
2: Schraubenkopf
3: Mittellängsrichtung
4: Antriebsgewinde
5: Führungsgewinde
6: Kontaktspitze
7: Innengewinde
8: Kontaktblock
9, 9': Isoliermantel
10: Kabel
11: Leiter
12: Schaft
13: Einstichkonus
14: Schneidkante
15: Längsnut
16: Winkelabstand

Claims

Piercingkontakt mit einem Kontaktblock (8), mit einer in ein Innengewinde (7) am Kontaktblock (8) einschraubbaren Piercingschraube (1) und mit einem im Kontaktblock (8) geführten Kabel (10), welches einen in einen Isoliermantel (9,9') eingebetteten Leiter (11) aufweist, wobei die Piercingschraube (1) ein als Antriebsgewinde (4) wirksames und zum Innengewinde (7) am Kontaktblock komplementäres Außengewinde und an ihrem freien Ende eine Kontaktspitze (6) aufweist derart, dass die Kontaktspitze (6) zur Kontaktierung des Leiters (11) den Isoliermantel (9,9') des Kabels (10) durchdringt und in den Leiter (11) eindringt, wobei die Piercingschraube (1) ein zwischen ihrem Antriebsgewinde (4) und ihrer Kontaktspitze (6) angeordnetes Führungsgewinde (5) aufweist, dessen Führungsgewindesteigung größer oder gleich der Antriebsgewindesteigung des Antriebsgewindes (4) ist und dessen Führungsgewindedurchmesser kleiner ist als der Antriebsgewindedurchmesser des Antriebsgewindes (4), dadurch gekennzeichnet, dass an der Kontaktspitze (6) mindestens eine in Mittellängsrichtung (3) der Piercingschraube (1) schneidende Schneidkante (14) ausgebildet ist.
Piercingkontakt nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in die Kontaktspitze (6) mindestens eine im Wesentlichen in Mittellängsrichtung (3) der Piercingschraube (1) verlaufende Längsnut (15) eingeformt ist, deren Nutkanten jeweils eine Schneidkante (14) bilden.
Piercingkontakt nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass drei Schneidkanten (14) oder Längsnuten (15) jeweils in einem Abstand von 120° zueinander an der Kontaktspitze (6) angeordnet sind.