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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die elektrische Verbindungstechnik, insbesondere auf eine Anschlussklemme bzw. einen Verbindungsanschluss zur Realisierung einer elektrischen Verbindung durch Ultraschallschweißen.
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Hintergrund
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Ein Draht ist ein Drahtprodukt, das häufig in der Industrie zur Übertragung von elektrischer Energie verwendet wird. Entsprechend seiner Grundzusammensetzung ist der Draht in eine metallische Drahtseele und eine elektrische Isolierschicht unterteilt, wobei die elektrische Isolierschicht die metallische Drahtseele umschließt, um Elektrizität zu isolieren. Die Schweißtechnik wird in den bestehenden Technologien meist zum Verbinden von Drähten verwendet. Vor dem Schwei-ßen des Drahtes muss das Bedienpersonal den Draht abisolieren, so dass die metallische Drahtseele des Drahtes für die Verdrahtungsarbeiten außen freiliegt. Darüber hinaus werden in der Industrie auch kaltgepresste Klemmen zum Verbinden von Drähten verwendet und der Vorteil der kaltgepressten Klemmen besteht darin, dass der Draht nicht abisoliert werden muss. Aufgrund der Struktur der Klemme kann eine kaltgepresste Klemme jedoch nur eine begrenzte Anzahl von Drähten gleichzeitig verbinden. Zum Beispiel kann eine kaltgepresste Klemme in bestehenden Technologien lediglich bis zu drei Drähte gleichzeitig verbinden.
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Das Ultraschallschweißen ist ein Verfahren, bei dem mit Hilfe von Hochfrequenzschwingungen Energie auf die Oberflächen von zwei zu verschweißenden Objekten übertragen wird. Durch die Ausübung von Druck reiben die beiden Oberflächen aneinander, was zu einer Fusion zwischen Molekülschichten führt. Derzeit kann das Ultraschallschweißen für die Verbindung von Metallen eingesetzt werden.
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Zusammenfassung
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Zur Lösung des oben genannten Problems und Mangels stellt die vorliegende Erfindung eine Anschlussklemme zur Realisierung einer elektrischen Verbindung zwischen mehreren Drähten unter Verwendung der Ultraschallschweißtechnik bereit. Bei der Verwendung dieser Anschlussklemme zum Verbinden mehrerer Drähte werden einfach Drähte in die Anschlussklemme eingelegt und die Klemme mit Ultraschallenergie beaufschlagt, so dass die Klemme ihre elektrische Verbindung mit den mehreren Drähten herstellt.
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Ausgehend davon wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Anschlussklemme zur Aufnahme eines Drahtes und zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Draht bereitgestellt. Die Klemme umfasst eine Bodenplatte, einen ersten Arm und einen zweiten Arm. Die Bodenplatte umfasst eine Vielzahl von Erhebungen und/oder eine Vielzahl von Vertiefungen, die auf einer Oberfläche der Bodenplatte angeordnet sind. Die Erhebungen und/oder die Vertiefungen ausgebildet, um eine Isolierschicht des Drahtes abzukratzen, wodurch eine elektrische Verbindung mit dem Draht hergestellt wird. Der erste Arm ist so angeordnet, dass er sich von einem ersten Ende des ersten Arms zu einem zweiten Ende des ersten Arms erstreckt. Der zweite Arm ist so angeordnet, dass er sich von einem ersten Ende des zweiten Arms zu einem zweiten Ende des zweiten Arms erstreckt. Das erste Ende des ersten Arms und das erste Ende des zweiten Arms sind jeweils mit zwei Seiten der Bodenplatte verbunden und der erste Arm, die Bodenplatte und der zweite Arm bilden einen Raum zur Aufnahme des Drahtes.
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Bei der Verwendung der Anschlussklemme in dieser Ausführungsform zum elektrischen Verbinden mehrerer Drähte ist es nicht erforderlich, die Isolierschichten der Drähte vorher abzuisolieren, und die Anzahl der zu verbindenden Drähte ist im Grunde unbegrenzt. Darüber hinaus kann die Klemme elektrische Verbindungen mit mehreren Drähten auf einmal herstellen.
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In einer Ausführungsform ist die Anschlussklemme ausgebildet, um die elektrische Verbindung mit dem Draht durch Ultraschallschweißen herzustellen. Die Erhebungen und/oder die Vertiefungen sind ausgebildet, um die Isolierschicht des Drahtes beim Ultraschallschweißen abzukratzen.
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In einer Ausführungsform weist der erste Arm einen ersten gebogenen Abschnitt auf, der daran angeordnet ist, und der zweite Arm weist einen zweiten gebogenen Abschnitt auf, der daran angeordnet ist.
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In einer Ausführungsform ist die Erhebung oder Vertiefung kreisförmig oder polygonal.
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In einer Ausführungsform wird die Erhebung oder die Vertiefung durch einen Stanz- oder Ätzprozess gebildet.
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In einer Ausführungsform ist das zweite Ende des ersten Arms angeordnet, um mit dem zweiten Ende des zweiten Arms zu koppeln, so dass der erste Arm, die Bodenplatte und der zweite Arm den geschlossenen Raum bilden.
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In einer Ausführungsform ist die Erhebung oder eine Oberfläche, auf der sich die Erhebung befindet, so ausgebildet, dass sie durch einen Behandlungsprozess bearbeitet wird, der die Rauheit einer Oberfläche erhöht.
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In einer Ausführungsform ist die Vertiefung oder eine Oberfläche, an der sich die Vertiefung befindet, so ausgebildet, dass sie durch einen Behandlungsprozess bearbeitet wird, der die Rauheit einer Oberfläche erhöht.
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In einer Ausführungsform sind die Innenwände des ersten Arms und des zweiten Arms mit einer Vielzahl von Erhebungen oder einer Vielzahl von Vertiefungen bereitgestellt, die auf ihnen angeordnet sind.
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In einer Ausführungsform ist das Behandlungsverfahren Rändeln oder Sandstrahlen.
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In einer Ausführungsform umfasst der erste Arm eine Schwalbenschwanzverbindung, die am zweiten Ende des ersten Arms angeordnet ist, und der zweite Arm umfasst eine Schwalbenschwanznut, die am zweiten Ende des zweiten Arms angeordnet ist, wobei die Schwalbenschwanzverbindung zum Einsetzen in die Schwalbenschwanznut ausgebildet ist, so dass die Schwalbenschwanzverbindung fest mit der Schwalbenschwanznut zusammenpasst.
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In einer Ausführungsform umfasst der erste Arm einen ersten Zapfen und eine erste Nut, die am zweiten Ende des ersten Arms angeordnet sind. Der erste Zapfen und die erste Nut sind nebeneinander gestapelt. Der zweite Arm umfasst eine zweite Nut und einen zweiten Zapfen, die am zweiten Ende des zweiten Arms angeordnet sind. Die zweite Nut und der zweite Zapfen sind nebeneinander gestapelt. Der erste Zapfen ist ausgebildet, um mit der zweiten Nut zusammenzupassen, und die erste Nut ist ausgebildet, um mit dem zweiten Zapfen zusammenzupassen.
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In einer Ausführungsform sind der erste Zapfen und die zweite Nut zur Verbindung durch Ultraschallschweißen ausgebildet und die erste Nut und der zweite Zapfen sind zur Verbindung durch Ultraschallschweißen ausgebildet.
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In einer Ausführungsform ist die Höhe eines Raumes zur Aufnahme des Drahtes in dem Raum größer oder gleich dem Außendurchmesser des Drahtes.
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In einer Ausführungsform ist die Höhe eines Raums zur Aufnahme des Drahts in dem Raum kleiner als oder gleich dem doppelten Außendurchmesser des Drahts.
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In einer Ausführungsform ist die Breite eines Raumes zur Aufnahme des Drahtes in dem Raum größer oder gleich dem Außendurchmesser des Drahtes multipliziert mit der Anzahl der Drähte.
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In einer Ausführungsform ist die Höhe der Erhebung oder die Tiefe der Vertiefung größer oder gleich der Dicke der Isolierschicht des Drahtes.
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In einer Ausführungsform ist die Höhe der Erhebung oder die Tiefe der Vertiefung kleiner als oder gleich einem Fünftel des Außendurchmessers des Drahtes.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind durch die folgenden bevorzugten Ausführungsformen, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben sind, leichter verständlich. In den Zeichnungen:
- ist 1 eine dreidimensionale schematische Darstellung einer Anschlussklemme gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- ist 2 eine vergrößerte schematische Darstellung des Bereichs A in 1.
- ist 3 eine vergrößerte schematische Darstellung des Bereichs B in 1.
- ist 4 eine dreidimensionale schematische Darstellung nach dem Schnitt entlang der CC-Linie in 1.
- ist 5 eine Draufsicht auf eine Anschlussklemme gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- ist 6 eine Vorderansicht einer Anschlussklemme gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- ist 7 eine dreidimensionale schematische Darstellung einer Anschlussklemme mit platzierten Drähten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- ist 8 eine schematische Darstellung einer Bodenplatte gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- ist 9 ein schematisches Diagramm einer Bodenplatte gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Die Umsetzung und Verwendung der Ausführungsformen sind im Folgenden detailliert beschrieben. Es ist jedoch denkbar, dass die hierin erörterten spezifischen Ausführungsformen lediglich dazu dienen, spezifische Möglichkeiten der Umsetzung und Verwendung der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen, und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der vorliegenden Erfindung zu begrenzen. Bei der Beschreibung der Komponenten sind die hier verwendeten Ausdrücke wie „oberes Ende“, „unteres Ende“, „oben“, „unten“, „links“ und „rechts“ nicht absolut, sondern relativ. Wenn die Komponenten so angeordnet sind, wie sie in den Zeichnungen dargestellt sind, sind diese Ausdrücke angemessen, aber wenn die Positionen dieser Komponenten in den Zeichnungen geändert werden, sollten diese Ausdrücke entsprechend geändert werden.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anschlussklemme gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Anschlussklemme 10 wird verwendet, um einen Draht aufzunehmen und eine elektrische Verbindung mit dem Draht herzustellen, und in dieser Ausführungsform ist die Anschlussklemme zur elektrischen Verbindung mit dem Draht durch Ultraschallschweißen ausgebildet. Die Anschlussklemme 10 kann aus Kupfer hergestellt werden und umfasst eine Bodenplatte 101, einen ersten Arm 102 und einen zweiten Arm 103. Gemäß der Darstellung in 4 umfasst die Bodenplatte 101 eine Vielzahl von Erhebungen 1011, die auf ihrer Oberfläche angeordnet sind. Die Erhebung 1011 ist so ausgebildet, dass sie eine Isolierschicht des Drahtes abkratzt und dadurch eine elektrische Verbindung mit dem Draht herstellt. In dieser Ausführungsform ist die Erhebung 1011 so ausgebildet, dass sie die Isolierschicht des Drahtes beim Ultraschallschweißen abkratzt. Ein erster Arm 102 ist so angeordnet, dass er sich von einem ersten Ende 1021 des ersten Arms zu einem zweiten Ende 1022 des ersten Arms erstreckt. Ein zweiter Arm 102 ist so angeordnet, dass er sich von einem ersten Ende 1031 des zweiten Arms zu einem zweiten Ende 1032 des zweiten Arms erstreckt. Das erste Ende 1021 des ersten Arms 102 und das erste Ende 1031 des zweiten Arms 103 sind entsprechend mit der linken und rechten Seite der Bodenplatte 101 verbunden. Der erste Arm 102, die Bodenplatte 101 und der zweite Arm 103 bilden einen Raum zur Aufnahme des Drahtes.
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Vor der Verwendung sind mehrere Drähte 11 parallel auf die Bodenplatte 101 zu legen, wie in 7 gezeigt ist. Beim Ultraschallschweißen werden hochfrequente Vibrationswellen auf die Anschlussklemme 10 und die Drähte 11 übertragen, wodurch die Klemme 10 und die Drähte 11 in Schwingungen versetzt werden. Dann schaben die Erhebungen 1011 auf der Bodenplatte 101 der Klemme die Isolierschichten um die Drähte 11 ab, so dass die metallischen Drahtseelen der Drähte 11 auf der Außenseite freigelegt werden. Unter dem Einfluss von Ultraschallwellen bilden die metallischen Drahtseelen der Drähte 11 ferner elektrische Verbindungen mit der Innenwand der Klemme 10 (einschließlich der Oberfläche der Bodenplatte 101). Verständlicherweise können neben den oben erwähnten Erhebungen 1011 auch eine Vielzahl von Vertiefungen (nicht dargestellt), die auf der Bodenplatte 101 angeordnet sind, die Isolierschichten der Drähte 11 abkratzen. Zum Beispiel können sie die Isolierschichten der Drähte abkratzen und so elektrische Verbindungen mit den Drähten 11 bilden, wenn Ultraschallschweißen verwendet wird. Der zwischen dem ersten Arm 102, der Bodenplatte 101 und dem zweiten Arm 103 gebildete Raum, der zur Aufnahme der Drähte 11 dient, kann die Drähte 11 begrenzen, um zu verhindern, dass sie die Klemme 10 während der Vibration verlassen. Wenn die Klemme 10 zum Anschließen der Drähte 11 verwendet wird, ist die Anzahl der Drähte 11 im Grunde unbegrenzt, und es besteht keine Notwendigkeit, die Isolierschichten der Drähte 11 vorher abzuisolieren, was die Komplexität der Verarbeitung reduziert und Verarbeitungszeit spart. Nach Beendigung des Schweißvorgangs kann die Anschlussklemme 10 eine zuverlässige Schutzfunktion für die Schweißstelle bieten. Darüber hinaus kann die Anschlussklemme 10 leicht in der industriellen Produktion eingesetzt werden, da sie für das Schweißen mit einer herkömmlichen Ultraschall-Schweißanlage verwendet werden kann.
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In dieser Ausführungsform umfasst der erste Arm 102 einen ersten gebogenen Abschnitt 1023, der daran angeordnet ist, und der zweite Arm 102 umfasst einen zweiten gebogenen Abschnitt 1033, der daran angeordnet ist. Durch Einstellen der gebogenen Abschnitte können der erste Arm 102, die Bodenplatte 101 und der zweite Arm 103 gemeinsam die in der Klemme 10 platzierten Drähte 11 umschließen und aufnehmen. Die Struktur des gebogenen Abschnitts kann neben der in 1 gezeigten Rundung auch eine rechtwinklige oder schiefwinklige Biegung sein. Um eine bessere elektrische Verbindung zu gewährleisten, werden zusätzlich zur Anordnung von Erhebungen 1011 oder Vertiefungen auf der Bodenplatte 101 auch mehrere Erhebungen 1011 oder mehrere Vertiefungen an den Innenwänden des ersten Arms 102 und des zweiten Arms 103 angeordnet. Während des Prozesses, bei dem Ultraschallschweißen auf die Klemme 10 angewendet wird, können einige Metalldrahtkerne der Drähte 11 auch elektrische Verbindungen mit den Innenwänden des ersten Arms 102 oder des zweiten Arms 103 bilden.
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Gemäß der Darstellung in 1 ist das zweite Ende 1022 des ersten Arms 102 so angeordnet, dass es mit dem zweiten Ende 1032 des zweiten Arms 103 verbunden ist, so dass der erste Arm 102, die Bodenplatte 101 und der zweite Arm 103 einen geschlossenen Raum bilden. Wenn Ultraschallschweißen auf der Klemme 10 angewendet wird, vibrieren die Drähte 11 in der Klemme 10. Daher kann der von der Klemme 10 gebildete geschlossene Raum verhindern, dass die Drähte 11 die Klemme 10 verlassen, wodurch die elektrische Verbindung für jeden Draht 11 in der Klemme 10 sichergestellt wird.
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2 und 3 zeigen die Verbindungsstruktur zwischen dem zweiten Ende 1022 des ersten Arms 102 und dem zweiten Ende 1032 des zweiten Arms 103 im Detail. Gemäß der Darstellung in 2 umfasst der erste Arm 102 eine Schwalbenschwanzverbindung 1024, die am zweiten Ende 1022 des ersten Arms angeordnet ist, und der zweite Arm 103 umfasst eine Schwalbenschwanznut 1034, die am zweiten Ende 1032 des zweiten Arms angeordnet ist. Die Schwalbenschwanzverbindung 1024 ist zum Einsetzen in die Schwalbenschwanznut 1034 ausgebildet, so dass die Schwalbenschwanzverbindung 1024 fest mit der Schwalbenschwanznut 1034 verbunden ist. Die Anordnung des Schwalbenschwanzgelenks 1024 und der Schwalbenschwanznut 1034 ermöglicht es dem zweiten Ende 1022 des ersten Arms 102 und dem zweiten Ende 1032 des zweiten Arms 103 ineinander zu greifen und dadurch eine Kopplung zu erreichen.
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Gemäß der Darstellung in 3 umfasst der erste Arm 102 einen ersten Zapfen 1025 und eine erste Nut 1026, die am zweiten Ende 1022 des ersten Arms angeordnet sind, wobei der erste Zapfen 1025 und die erste Nut 1026 nebeneinander gestapelt sind. Der zweite Arm 103 umfasst eine zweite Nut 1035 und einen zweiten Zapfen 1036, die am zweiten Ende 1032 des zweiten Arms angeordnet sind, wobei die zweite Nut 1035 und der zweite Zapfen 1036 nebeneinander gestapelt sind. Der erste Zapfen 1025 ist so gestaltet, dass er in die zweite Nut 1035 passt, und die erste Nut 1026 ist so gestaltet, dass sie in den zweiten Zapfen 1036 passt. In dieser Ausführungsform sind die obigen Zapfen und Nuten vom vorderen Ende zum hinteren Ende der zweiten Enden des ersten Arms 102 und des zweiten Arms 103 angeordnet. Wenn die Klemme 10 mit Ultraschall geschweißt wird, entsteht eine Metallverbindung zwischen dem ersten Zapfen 1025 und der zweiten Nut 1035 und eine Metallverbindung zwischen der ersten Nut 1026 und dem zweiten Zapfen 1036. Wenn ein Teil des Materials der Klemme 10 aus Kunststoff besteht, kann natürlich auch eine Kunststoffverbindung zwischen dem Zapfen und der Nut gebildet werden. Zusätzlich zu der in dieser Ausführungsform implementierten Kopplungsart zwischen dem zweiten Ende 1022 des ersten Arms 102 und dem zweiten Ende 1032 des zweiten Arms 103 können sich Fachleute auch eine Struktur anderer Kopplungsarten vorstellen.
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4 zeigt die Struktur der Oberfläche der Bodenplatte 101, nachdem die Anschlussklemme 10 entlang der CC-Linie aufgeschnitten wurde. Die Erhebungen 1011 auf der Oberfläche der Bodenplatte 101 haben die Form von langen Streifen und die langen streifenförmigen Erhebungen 1011 sind regelmäßig in einem großen Bereich auf der Oberfläche der Bodenplatte 101 angeordnet. Die langen streifenförmigen Erhebungen 1011 können durch ein Stanzverfahren hergestellt werden. In anderen Ausführungsformen, wie in 8 und 9 gezeigt, können die Erhebungen 1011 auf der Oberfläche der Bodenplatte 101 auch kreisförmig oder fünfeckig sein, und kreisförmige oder fünfeckige Erhebungen 1011 sind regelmäßig in einem großen Bereich auf der Oberfläche der Bodenplatte 101 angeordnet. Die kreisförmigen oder fünfeckigen Erhebungen 1011 können durch einen Ätzprozess gebildet werden. Solange die Oberfläche des Bodenblechs 101 eine raue Struktur aufweist, schabt die Oberfläche des Bodenblechs 101 während des Ultraschallschwei-ßens über den Draht 11, wodurch eine elektrische Verbindung mit dem Draht 11 entsteht. Daher können die auf der Oberfläche des Bodenblechs 101 angeordneten Erhebungen 1011 oder Vertiefungen kreisförmig oder eine andere polygonale Form haben. Außerdem können die Erhebungen 1011 oder Vertiefungen durch ein Stanz- oder Ätzverfahren gebildet werden. Darüber hinaus können die Erhebungen 1011 oder die Oberfläche, auf der sich die Erhebungen 1011 befinden, und die Vertiefung oder die Oberfläche, auf der sich die Vertiefung befindet, mit einem Behandlungsverfahren bearbeitet werden, das die Rauheit der Oberfläche erhöht, wie z. B. Rändeln oder Sandstrahlen, um die elektrischen Verbindungen zu verbessern. Unebenheiten oder Vertiefungen, die an den Innenwänden des ersten Arms 102 und des zweiten Arms 103 angeordnet sind, können ebenfalls auf ähnliche Weise eingestellt oder behandelt werden, um einen ähnlichen Effekt zu erzielen.
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Um sicherzustellen, dass jeder Draht 11 die Innenwand der Klemme 10 berührt, wird empfohlen, die Drähte 11 in einer einzigen Reihe in der Klemme 10 anzuordnen, wie in 7 gezeigt. Daher ist die Höhe des Raums zur Aufnahme der Drähte 11 in der Klemme 10 größer als oder gleich dem Außendurchmesser der Drähte 11 und kleiner als oder gleich dem doppelten Außendurchmesser der Drähte 11. In dieser Ausführungsform bezieht sich die Höhe des Raums für die Aufnahme des Drahtes 11 auf den Abstand zwischen der höchsten horizontalen Ebene der Bodenplatte 101 und der niedrigsten horizontalen Ebene der oberen Innenwand des ersten Arms 102 oder des zweiten Arms 103. Die Breite des Raums für die Aufnahme des Drahtes 11 in der Klemme 10 ist größer oder gleich dem Außendurchmesser des Drahtes multipliziert mit der Anzahl der Drähte.
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Damit die Erhebung 1011 oder die Vertiefung die Isolierschicht des Drahtes 11 vollständig abschaben kann, sollte die Höhe der Erhebung oder die Tiefe der Vertiefung größer oder gleich der Dicke der Isolierschicht des Drahtes 11 sein. Darüber hinaus sollte der Durchmesser des Drahtes 11 nach dem Abschaben nicht zu klein sein, da es sonst leicht zu einem Drahtbruch oder einer schlechten elektrischen Verbindung kommen kann. Daher sollte die Höhe der Erhebung 1011 oder die Tiefe der Vertiefung erfahrungsgemäß weniger als oder gleich einem Fünftel des Außendurchmessers des Drahtes betragen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung hier unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele beschrieben wurde, sollen diese spezifischen Beispiele nur beispielhaft sein und die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die offengelegten Ausführungsformen geändert, hinzugefügt oder gestrichen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen.
