DE1072671B - Preßhülse zum Verbinden von zwei elektrischen Leitern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Preßhülsen zum Verbinden von zwei elektrischen Leitern bzw. elektrische Verbinder, bestehend aus einem äußeren Metallmantel mit offenen Enden, in deren Innerem sich hülsenartige, auf der Innenseite aufgerauhte oder eingekerbte Teile befinden, welche die Leiterenden nach dem Eindrücken der Preßhülse mechanisch festhalten.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Preßhülse oder eines elektrischen Verbinders der genannten Art, die bzw. der gute elektrische Leitfähigkeit, geringes Gewicht, kleinen Durchmesser und große Korrosionsfestigkeit hat, im besonderen zur Verbindung von verhältnismäßig großen Zugbeanspruchungen unterworfenen Drähten oder Seilen geeignet ist und gleichzeitig eine einfache und raumsparende Anwendung ohne Benutzung zusätzlicher Bauelemente ermöglicht. Außerdem soll eine lange Lebensdauer auch bei Schwingungsbeanspruchung unabhängig von den auf die Seile wirkenden Zugkräften erreicht werden, und deren Änderungen sollen praktisch keine Wirkung auf die Leitfähigkeit der Verbindung haben.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen den eine gute mechanische Verbindung herstellenden, aufgerauhten Teilen ein eine gute elektrische Verbindung zwischen den Leiterenden bewirkender hülsenartiger Teil in dem Außenmantel angeordnet ist. Die den Leiter festhaltenden Teile sind vorzugsweise innen aufgerauht, eingekerbt oder mit Eindrücken oder sägeartigen Zacken versehen. Der gut leitende Teil ist mit Grobsitz in dem Außenmantel mit der Möglichkeit geringfügiger Bewegung relativ zu dem Mantel angeordnet. Die Einkerbungen oder Zacken in den Hülsen können erfindungsgemäß sägezahn- oder trapezförmig mit steilen Stirnflächen ausgebildet sein, die von den entsprechenden offenen Enden des Mantels weggerichtet sind. Die Hülsen können auch aus geriffeltem Blech gerollt sein. Der gut leitende Teil ist vorzugsweise mit einem Mittelanschlag versehen, um die Seilenden in geeigneter Lage zu fixieren, wobei der Anschlag von einem Teil der Hülse gebildet wird, der nach innen gegen ihre Mittelachse gebogen ist. Der Außenmantel besteht vorzugsweise aus einem Stoff großer Zugfestigkeit.

Besondere Vorteile des Verbinders nach der Erfindung sind die kleine Gesamtgröße, die Vermeidung des Einspritzens korrosionshemmender Mittel und die Tendenz der Zugkräfte, die Verbindung zwischen Seil und Verbinder festzuspannen. Infolge der äußerst großen Korrosionsfestigkeit der Verbindungen und ihrer Lebensdauer bei Schwingungsbeanspruchung können die Verbinder vorteilhaft unter allen harten Betriebsbedingungen unabhängig von der auf das Seil wirkenden Zugkraft verwendet werden. Durch die getrennte Überbrückungsanordnung werden die Zug-Preßhülse zum Verbinden
von zwei elektrischen Leitern

Anmelder:

AMP Incorporated,
Harrisburg, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl. -Ing. K. Grentzenberg,
München 27, Pienzenauerstr. 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität;
V. St v. Amerika vom 9. Januar 1953

Edwin Floyd jun., Harrisburg, Pa. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

kräfte durch einen Teil des Verbinders im wesentliehen unabhängig von dem stromführenden Teil übertragen, so daß Änderungen der Zugkräfte praktisch keine Wirkung auf die Leitfähigkeit der Verbindung haben können. Obgleich der Verbinder für elektrische Drähte und Seile entwickelt ist, kann er infolge seiner großen Festigkeit auch für gewöhnliche nichtelektrische Seile oder Verspannungsseile verwendet werden.

Die Erfindung ist durch Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Verbinders, der auf den anstoßenden Enden eines Seilpaares eingedrückt ist,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den nicht eingedrückten Verbinder nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch Fig. 1,

Fig. 4 und 5 sind Querschnitte durch den nicht eingedrückten Verbinder nach der Linie 4-4 bzw. 5-5 der Fig. 3,

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Mitte des Verbinders zur Veranschaulichung eines Anschlages für die zu verbindenden Leiter,

Fig. 7 und 8 Querschnitte durch den eingedrückten Verbinder und ein Seil nach den Linien 7-7 und 8-8 der Fig. 1 oder der Fig. 3,

909 7U8/213

Fig. 9 eine geriffelte oder gezackte rechteckige Platte, die zur Herstellung einer Spannhülse gerollt werden soll, und

Fig. 10 einen vergrößerten teilweisen Querschnitt dieser Platte nach der Linie 10-10 der Fig. 9. ,

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, werden bei der Herstellung der Verbindung erfindungsgemäß die Enden eines Paares von Seilen 22 und 24 in die gegenüberliegenden Enden des insgesamt mit 20 bezeichneten röhrenförmigen Verbinders geschoben und seine Wände dann nach innen an mehreren Stellen gegen die Seile eingedrückt, um die Spleißung durchzuführen. Bei der Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Verbindung werden die in die Wände des Verbinders bewirkten Eindrücke oder Einkerbungen mit einem Paar angenähert halbkreisförmiger konkaver Gesenke oder Matrizen hergestellt, um eine Querschnittsform der Sicke oder Bördelung zu erzielen, wie in Fig. 7 dargestellt ist.

Fig.2 zeigt einen Längsschnitt des ungesickten Ver- so binders 20, der aus einem röhrenförmigen Außenmantel 30 hoher Zugfestigkeit, beispielsweise aus nichtrostendem Stahl, besteht, in dem eine Kupferhülse 31 untergebracht ist, die dazu dient, eine leitende Brücke zwischen den Seilen 22 und 24 zu schaffen, wenn die Verbindung hergestellt wird, und in ihrer Mitte einen Anschlag 29 hat. Je eine Spannhülse oder -muffe 32 und 33 aus einem harten Material, wie etwa aus rostfreiem Stahl, ist in den Enden des Mantels eingesetzt und dient dazu, die Seile nach dem Eindrückvorgang festzuhalten.

Die Kupferhülse 31 ist in den Mantel 30 eingepaßt, aber nicht daran¹ befestigt, und ist längs der Mantelachse zentrisch angeordnet und nimmt ungefähr ein Drittel der Mantellänge ein. Die Spannhülsen 32 und 33 werden in die Enden des Mantels 30 geschoben und an ihrem Platz hartgelötet, so daß sie die Zugkräfte in den Seilen aushalten und die Kupferhülse an ihrem Platz zwischen ihren inneren Enden festhalten. Auf ■diese Weise kann sich die Kupferhülse während des Sick- oder Eindrückvorgangs geringfügig bewegen, so daß sie sich jeder Längsbewegung oder Strangpressung der Seile während des Sickvorgangs anpassen kann.

Der Verbinder 20 ist im besonderen zum Verspleißen von Seilen oder Drähten hoher Festigkeit geeignet. Diese Seile bestehen häufig aus einer Anzahl einzelner Drähte aus Stahl, wobei jeder Draht mit Kupfer überzogen ist.

Um eine feste und eng abgedichtete Verbindung herzustellen, sind die Stahlspannhülsen 32 und 33 innen geriffelt oder gezackt, bevorzugt mittels einer Riffelverzahnung 34 in Sägezahn- oder Trapezform (vgl. Fig. 9), bei der die steiler geneigte Wand jeder einzelnen Auszackung dem Mittelteil des Verbinders zugewandt ist. Die Spannhülsen sind bevorzugt mit konisch erweiterten Teilen 35 und 36 versehen, die geringfügig über die verjüngten Enden 37 und 38 des Außenmantels vorstehen, um die Führung der Seilenden beim Einsetzen in den Verbinder zu unterstützen. Sie sind in dem Mantel 30 längs der Zwischenflächen 39 und 40 (vgl. Fig. 2) hartgelötet. Die verjüngten Teile 37 und 38 tragen dazu bei, daß verhindert wird, daß die Verbindung auf den Querarmen von Stangen oder Masten usw. »aufgerissen« wird, wenn das Seil gespannt wird.

Fig.3 zeigt einen Längsquerschnitt der Verbindung nach Fig. 1. Bei der Herstellung dieser Verbindung werden die Enden der Seile 22 und 24 in den Verbinder 20 eingesetzt, bis sie gegen den Drahtanschlag

29 an seinem Mittelpunkt anstoßen. Eine gleiche Anzahl einzelner Paare angenähert kalbkreisförmiger Eindrücke oder Einkerbungen werden dann in jeder Hälfte des Verbinders 20 ausgebildet. Diese Eindrücke oder Einkerbungen sind in angenähert symmetrischem Verhältnis angeordnet, um die größte Wirkung der Spannhülsen oder -muffen 32 und 33 und der leitenden Überbrückungshülse 31 zu erhalten. Um eine Verbindung zu erzielen, deren Festigkeit so groß wie die Festigkeit der zu verbindenden Seile ist, unabhängig davon, ob sie zu der Bauart gehören, die eine maximale Zugfestigkeit hat und nur mit Stahlseelenlitzen besonders hoher Festigkeit ausgebildet ist, oder ob sie geringere Festigkeit haben und einen oder mehrere Vollkupferleiter umfassen, ist es vorzuziehen, wenigstens zwei Paare von Einkerbungen auf. den Teilen des Mantels 30 vorzusehen, die jede Spannhülse überdecken, und nur ein Paar Einkerbungen über jeder Hälfte der Kupferhülse 31. Demgemäß werden zwei Paare 42-1, 42-2 und 42-3, 42-4 dieser Eindrücke oder Einkerbungen in der Nähe des Endes 37 des Verbinders angeordnet, um die Verzahnungen oder Auszackungen der Hülse 32 in die Oberflächen des Seiles 22 zu drücken. Dementsprechend werden zwei Paare 43-1, 43-2 und 43-3, 43-4 von Eindrücken oder Einkerbungen in der Nähe des anderen Endes hergestellt, das über der Hülse 33 liegt.

Es ist keine bestimmte Reihenfolge der Sick- oder Eindrückvorgänge erforderlich. Es ist jedoch zweckmäßig, mit den zentrisch angeordneten Sicken zu beginnen, die sich über der leitenden Hülse 31 befinden, und dann die Arbeit nach den beiden Enden hin fortzusetzen, indem 42-3, 42-4 und 43-3, 43-4 und dann die äußeren Sicken hergestellt werden. Diese Reihenfolge der Sick- oder Eindrückarbeiten vermindert die in Längsrichtung verlaufenden Strangpreßwirkungen an der leitenden Verbindungsstelle, so daß diese Verbindung praktisch spannungsfrei wird.

Es muß bemerkt werden, daß diese beiden Paare von Einkerbungen an jedem Ende des Verbinders 20 dazu dienen, im wesentlichen die gesamte Zugkraft der gespleißten Seile zu tragen, und daß die Festigkeit der Verbindung gleich oder,größer als die Bruchfestigkeit des Seiles selbst ist.

Die Wirkung der Spannhülsen 32 und 33 beim Aushalten des Zuges in den gespleißten Seilen kann ererklärt werden, indem man der Verteilung der Spannungen innerhalb der Verbindung beginnend mit dem Ende des Seiles 22 folgt. An dem glockenförmig erweiterten Teil 35 der Spannhülse 32 steht das Seil 22 unter voller Zugspannung. Weiter nach rechts fortschreitend längs des Seiles 22 werden die Einkerbungen 42-1 und 42-2 erreicht, und die Zacken der Hülse 32 greifen in das Seil und beginnen fortschreitend, die Zugspannungen in dem Seil aufzunehmen. Diese Zugkräfte werden von der Hülse 32 durch die hartgelötete Zwischenfläche 39 auf den Mantel 30 übertragen. Das zweite Paar Einkerbungen 42-3 und 42-4 wirkt in derselben Weise fortschreitend, um die restlichen Zugkräfte von dem Seil 22 aufzunehmen und auf den Außenmantel 30 zu übertragen, so daß im wesentlichen alle Zugspannungen von dem Seil entfernt sind, bevor es in die leitende Hülse 31 eintritt. Diese Zugkräfte verlaufen durch den Mantel

30 zu den Paaren von Einkerbungen 43-4, 43-3 und 43-2, 43-1, wo sie fortschreitend zurück in das andere Seil 24 übertragen werden. Auf diese Weise werden praktisch alle Zugkräfte rings um die elektrische Verbindungsstelle überbrückt, die von der leitenden Hülse

31 gebildet wird, wie mit dem Doppelkopfpfeil 45 dar-

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gestellt ist, und können sehr geringe Wirkung auf die der Hülse 31 überdecken. Wie oben erklärt wurde> Leitfähigkeit dieser Verbindungsstelle haben. sind die im Inneren der gesickten Teile der Verbind Wie oben erwähnt wurde, haben die Verzahnungen dung ausgeübten Drücke groß und bei der Ausbildung oder Auszackungen in jeder Hülse oder Muffe 32 und der elektrischen .Verbindungsstelle bewirken sie ein 33 Sägezahn- oder Trapezform, bei der die steiler ge- 5 beträchtliches kaltes Fließen der Kupferhülse 31 und neigten Oberflächen der Mitte des Verbinders zu- des Kupfers in dem Seil. Der Querschnitt in Fig. 8 gewandt sind. Die Wirkung dieser Sägezahn- oder zeigt die entstehende feste leitende Grundmasse 57, die Trapezbildung besteht darin, daß jede einzelne Aus- von der Kupferhülse 31 (vgl. Fig. 5) gebildet wird und zackung in die Oberflächenlagen der Seillitzen ein- dem Kupferüberzug auf den Stahlseelen 56 der Seilgreift. Anwachsende Spannung zwingt diese Aus- io litzen. Da die Zugspannungen in der Verbindung im zackungen, weiter in das Seil einzugreifen, und das wesentlichen alle von dem Mantel getragen werden Metall der Seillitzen sucht sich hinter jeder Aus- und längs des Pf eiles 45 die leitende Verbindungsstelle zackung anzusammeln, wodurch das Seil sicherer fest- überbrücken, haben Änderungen der Zugkräfte, die gehalten wird. von solchen Faktoren, wie Änderungen der Wind-Die Sägezahnauszackungen haben steile Stirn- 15 belastungen auf die Seile, Eisbelastungen und Ausdehflächen, die praktisch senkrecht zu der Achse des Ver- nung und Zusammenziehung der Seile bei Änderungen binders verlaufen und die dem Mittelpunkt des Ver- der Umgebungstemperatur, abhängen, wenig Wirkung binders in Längsrichtung zugewandt sind, d. h., in auf die feste leitende Verbindung oder Grundmasse jedem Falle entgegengesetzt zu der Richtung, in der 57, die von den Sicken 52-1, 52,2 und 54-1, 54,2 gedie Zugkräfte angelegt werden. Diese Auszackungen 20 bildet wird. Auf diese Weise wird die leitende Verhaben insofern eine sehr gute Wirkung, als sie den bindungssteile praktisch spannungsfrei gehalten, wogroßen Kräften hoher Zugbeanspruchungen Wider- durch hohe Leitfähigkeit und lange Lebensdauer erstand leisten, ohne daß sie den Verbinder zu öffnen zielt wird. Der Leitweg des Stromes durch die Verbinsuchen. Unter großen Zugkräften greifen die steilen dungssteile ist in Fig. 3 durch die punktierte Linie 59 Flächen der Auszackungen in das Material der Seil- 25 schematisch dargestellt.

litzen ein, aber da diese Flächen senkrecht zu der Seil- Obgleich es möglich ist, nahtloses Rohr zu verachse verlaufen, kann das Metall des Seiles keine Keil- wenden, um die Spannhülsen oder -muffen und oder Eingriffswirkung gegen sie ausüben. So ist keine leitenden Hülsen in dem Verbinder auszubilden, ist Keilwirkung vorhanden, die den Verbinder zu öffnen die Verwendung von Hülsen, die aus rechtwinkligen trachtet. Das heißt, es entstehen keine nach außen ge- 30 Blechstücken hergestellt sind, vorzuziehen. Die Drahtrichteten Kraftkomponenten, welche die Zugverbin- anschlage 29 sind, wie in Fig. 6 gezeigt ist, dadurch dungsstellen aufzukeilen bestrebt sind, wie sie bei- ausgebildet, daß die Hülse an zwei Stellen auf gegenspielsweise auftreten können, wenn andere Formen überliegenden Seiten eingeschnitten und das Material von Auszackungen benutzt werden. zwischen den Schnittstellen eingedrückt wird, bevor

Die Form der in den Verbindungen der Fig. 1 und 2 35 die Hülse in den Mantel eingesetzt wird. Wie in den verwendeten Sicken umschließt einen großen Teil des Fig. 5 und 6 dargestellt ist, kann ein kleiner Schlitz 64 vollen Umfangs des röhrenförmigen Mantels in den bestehen bleiben, wenn die Hülse hergestellt wird.
Sickgesenken während des Eindrückvorgangs, wobei Jede der Spannhülsen 32 und 33 kann aus einem die auf den Verbinder ausgeübten Kräfte im wesent- rechteckigen Rohling aus nichtrostendem Stahl (vgl. liehen radial sind, wie durch die Pfeile 50 (in Fig. 7) 40 Fig. 9) hergestellt werden. Die Verzahnungen oder angezeigt ist. Somit erfahren die Spannhülsen einen Auszackungen werden auf der einen Oberfläche des erhöhten Druck pro Flächeneinheit, der beträchtlich Rohlings ausgebildet, und zwar nur an einem Teil größer als der Druck ist, der auf die Außenfläche des seiner Länge. Am Ende des ungezahnten Teiles ist Mantels 30 ausgeübt wurde. Ein geringer Grad an eine Abschrägung 58 vorgesehen. Die Auszackungen kaltem Fließen des nichtrostenden Stahls in dem 45 können auch in die Innenfläche der Spannhülse geMantel und ein etwas größerer Betrag in den Spann- schnitten werden, nachdem sie zusammengerollt oder hülsen findet während des Sickens statt. Ein immerhin aufgewickelt ist, so daß sie eine Schraubenform ergrößerer Umfang des Fließens vollzieht sich in den halten, oder sie können in das Blech gefräst werden, Seillitzen, im besonderen in den Kupfermänteln auf bevor es in die Hülsenform gewalzt wird. In diesem den Stahlseelen 56 der Litzen des Seiles 22, oder wenn 50 Falle können sie quer zu der Länge des Bleches und in Vollkupferdrähte vorhanden sind, in diesen Drähten. den Ebenen senkrecht zu der Hülsenachse darstel-Das in Fig. 7 dargestellte Ergebnis ist, daß alle Hohl- lungsgemäß gerichtet werden.

räume, die ursprünglich zwischen einzelnen Litzen und Das Blech wird gewalzt, um die Hülse 32 bzw. 33

zwischen den Litzen und der Innenfläche der Spann- auszubilden. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, kann ein

hülsen vorhanden waren, mit einer Kupferdichtung 55 kleiner Schlitz 60 in jeder Hülse bleiben. Wie durch

oder Grundmasse 55 ausgefüllt sind, die so wirkt, daß einen Vergleich der Fig. 4 und 6 festgestellt werden

sie die Verbindung abdichtet und die elektrische Ver- kann, wird der Spalt 60 bevorzugt so ausgerichtet, daß

bindungsstelle gegen die Wirkung korrodierender er nicht mit dem Spalt 64 eine Linie bildet.

Stoffe schützt. Eine doppelte Dichtung wird praktisch Die Spannhülsen werden an ihrem Platz innerhalb

dadurch geschaffen, daß zwei Paare Einkerbungen an 60 der gegenüberliegenden Enden 37 und 38 längs der

jedem Ende der Verbindung vorhanden sind, so daß Zwischenflächen 39 und 40 hartverlötet, wobei ein

zwei feste Grundmassen vorhanden sind, die ver- Material verwendet wird, das mit nichtrostendem

hindern, daß irgendeine korrodierende Atmosphäre die Stahl bindet und bei einer verhältnismäßig niedrigen

mittlere leitende Verbindungsstelle erreicht. Löttemperatur leicht schmilzt und fließt.

Die elektrische Verbindungsstelle gemäß Fig. 3 wird 65 Diese hartgelöteten Zwischenflächen 39 und 40 sind durch die leitende Hülse 31 gebildet, die auf die Enden längs der Gesamtlänge der Hülsen 32 und 33 herder beiden Seile gesickt ist und den Strom von einem gestellt, so daß bei der Ausbildung jeder dieser Verzu dem anderen Seil überbrückt. Ein einzelnes Paar bindungen Sorgfalt darauf verwendet werden muß, von Einkerbungen 52-1, 52-2 und 54-1, 54-2 wird auf ausreichend gleichmäßige Wärme längs den Verbinden Teilen des Mantels 30 verwendet, die jede Hälfte 70 dungsstellen vorzusehen, damit das Lot über die volle

Länge fließen und trotzdem nicht den rostfreien Stahl des Mantels oder der Hülsen überhitzen und schwächen kann.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Preßhülse zum Verbinden von zwei elektrischen Leitern, bestehend aus einem äußeren Metallmantel mit offenen Enden, in deren Innerem sich hülsenartige, auf der Innenseite aufgerauhte oder eingekerbte Teile befinden, welche die Leiterenden nach dem Eindrücken der Preßhülse mechanisch festhalten, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den eine gute mechanische Verbindung herstellenden aufgerauhten Teilen (32, 33) ein eine gute elektrische Verbindung zwischen den Leiterenden bewirkender, hülsenartiger Teil (31) in dem Außenmantel (30) angeordnet ist.

2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Leiter festhaltenden Teile innen aufgerauht, eingekerbt oder mit Eindrücken oder sägeartigen Zacken versehen sind.

3. Elektrischer Verbinder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gut leitende Teil (31) mit Grobsitz in dem Außenmantel (30) mit der Möglichkeit geringfügiger Bewegung relativ zu dem Mantel angeordnet ist.

4. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbungen oder Zacken (34) in den Hülsen (32, 33) sägezahn- oder trapezförmig mit steilen Stirnflächen ausgebildet sind, die von den entsprechenden offenen Enden des Mantels (30) weggerichtet sind.

5. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (32, 33) aus geriffeltem Blech gerollt sind.

6. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gut leitende Teil (31) mit einem Mittelanschlag (29) versehen ist, um die Leiterenden in geeigneter Lage zu fixieren, wobei der Anschlag von einem Teil der Hülse gebildet wird, der nach innen gegen ihre Mittelachse gebogen ist.

7. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (30) aus einem Stoff großer Zugfestigkeit besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 251 189.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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