DE1079711B

DE1079711B - Schraube oder Schraube und Mutter zum Herstellen einer federnden Verbindung stromfuehrender Teile

Info

Publication number: DE1079711B
Application number: DEB32986A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Koerber
Original assignee: Wirschitz & Co F
Current assignee: Wirschitz & Co F
Priority date: 1954-10-12
Filing date: 1954-10-12
Publication date: 1960-04-14

Description

Lösbare Verbindungen elektrischer Leiter, insbesondere solche aus Leichtmetall, haben oft die unangenehme Eigenschaft, sich im Laufe der Zeit durch thermische oder mechanische Beanspruchungen zu lockern und dadurch den nötigen Kontaktdruck zu verlieren. Dies gibt dann nicht selten Anlaß zu Verschmorungen und im weiteren vielleicht sogar zu Betriebsstörungen. Die Ursache ist z. B. bei Klemmen in der. gegenüber den übrigen Klemmenteilen irerschieden großen Ausdehnung des Leiters zu suchen. Einmal erwärmt sich der Leiter im Kürzschußfalle stärker als alle anderen Teile, da die Wärmefortleitung nicht genügend schnell vor sich_L geht, und zum anderen ist der Ausdehnungskoeffizient der Schrauben _, und gegebenenfalls anderer Klemmenteile; meist kleiner als der des Leiters. Dadurch kommt es bei der durch den Stromübergang oder durch äußere Einflüsse verursachten Erwärmung leicht. zum Ausweichen des Materials, wenn die Klemme im kalten Zustand, fest ,;. angezogen war. Nach' der Abkühlung geht dann ein anfänglich vorhandener Kontaktdruck verloren, wenn nicht federnde Elemente eingeschaltet werden, die den nötigen Kontaktdruck auch in diesem Falle noch aufrechterhalten." ; ... . \ - -..'_,,-■..* .."!x. :·,' . Bisher wurden zu -diesem. Zweck., federnde .Platten oder Ringe oder auch. Tellerfeder^ angewandt. Diese Federelemente gewährleisten jedoch keinen genügenden Kontaktdruck auf dem durch ;das Wärmespiel b& dingten Weg. Bei ausreichender Dimexisionierurig *;■■ würde wiederum der z.B. in, einer Ktemme zur.Verfügung stehende Raum nicht-genügen. Tellerfedeöi sind zudem, nur bis m, gewissen Stärken, .wirtschaftlich herzustellen. Es wäre daher notwendig, eine größere Anzahl solcher Federn aufeinanderzusetzen. >,;

bei der daß so

kleine Teile leicht verlorengehen.
;;;-Es --gibt' stach '.s:chßß'-..'^:LeittingsKemm'eii,-- deren Schraubenbolzen-einen-auf-die Klemmbacke; wirken- ^, den federnden; Fortsatz haben," der "-das ^Lockern*, der Verbindung vermeiden" soll. Bei einer:!weiteren. Ausfülttrungsiorm, .die., eine. -Klemme: »it,lBügels"chraube betrifft, ist, zum gleichen Zivveck ein rfMer'ifder ,'Bägelsteg; vorgesehen;.. %$olche -Bauarten; glauben, ^jedoch keine genügende· Ausnutzung der.'Zugfestigkeit.' des Schraubenbolzens;. Einer, derartigen Belastung würde nämlich der federnde Ansatz bzw. Bügelsteg »ielit annähernd standhalten, "... _: " . .: : Man kennt ferner, bereits eine elektrische Ver- ;. bindung stromführender Teile mittels Schraube-und Mutter, bei der die Unterseite des Schraubenkopfes und/oder der Mutter hohlkegelstumpfförmig _ ausgeführt ist. Diese Ausbildung dient jedoch nur dazu, einen um den Schraubenschaft gelegten Anschußdraht Schraube oder Schraube und Mutter

zum Herstellen

einer federnden Verbindung

stromführender. Teile

Anmelder: ·

Franz Wirschitz & Cc·;,
München 25, Kistlerhofstr. 124

Dipl.-Ing. Rudolf Körber.,; Schwabach (MPr.),
ist als Erfinder genannt worden

an diesen heranzudrücken. Federnde Eigenschaft hat der Schraubenköpf bzw. die Mutter' dort nicht,- weshalb" damit auch keine Sicherung gegen Lockern" der Verbindung erzielt wird. '.- """■■" -■■■.":■""

Diese Grundform eignet sich aber gerade zur'Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe, also.'= dazu, mittels Schraube und Müttern eine elektrische Verbindung zu schaffen, die dem allmählichen Nachlassen des Kontaktdruckes·: entgegenwirkt, unä zwar' besser entgegenwirkt als die "erwähnten bekannten 'Bauarten! -Das Kennzeichen der erfindüügsgem&ßeü* Lösung 'besteht darin, daß -der Schraubenkopf -.oder die Matter öder Schraubenkopf und■ Mutter,. im r Querschnitt* gesehen, nach kußen-'hfri derart- verjüngt gestaltet- simfcdäß 'der äußere fcreisförmigö Rand;dle'ser- Teile'nagh"demiHerfetellen der "Verbindung-federnd -auf.-diel zugehörige s-trömifuhrehde¹ Unterlage dfückf. .,; ■.;·'■;'.■■ ·■ >i^ - \:u ; - 'Gegenüber;den'-"öbenecwannten federnden-Ansätzen und', federnden"^vBügelstegen, hat' diese--.'Ausfulmingsföiiü! tkcc Vorfeil der:!gleichmäßigen -.Verteilungrider Druckkraft über'den ganzen "Schrauben." bzw.- Mutter? üniiang,-. Aufierdem- "laßt" sich;lein', solcher Kopf-; bzw» Mutterranä ^;t?iel 'mehr·;, belasten,- ^κέίΐ'βϊ der.^;-Druck:- kraft nicht nur seinen Biegttngswideratartd^soadern auch- seinen-in iUmfangsrkäitung.-srefilaüFendea Dehnungswiderstand, ientgegensetzt.^: Gegenübef den bekannten : losen Platten, - Ringen und'Feder-teÜem ist ebenfalls der Vorteil: größerer Belastbarkeit zu verzeichnen, aber auch den-Vörzug; der.Einteiligkeit mit Schraube bzw. Mutter. Ein weiterer Vorzug, der er -findungsgemäßen Bauart besteht darin/daß beim Anziehen der Schrauben oder Müttern der federnde Rand zunächst vollkommen flachgedrückt wird, .so daß die Schraube- bzw.. Mutter in starre Auflage kommt und

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dadurch in der Lage istj veriormend auf den Leiter zu wirken. Das ist besonders wichtig¹ bei Aluminiumleitern, namentlich bei Aluminiumseilen, denn hierdurch wird die nötige großflächige Kontaktauflage geschaffen. Treten jetzt Wärmewirkungen und damit Volumenänderungen auf, 'die ein Setzen des Unterteils verursachen, so folgt der federnde Rand elastisch dieser Bewegung, so daß auch weiterhin der erforderliche Anpreß druck auf den Leiter ausgeübt wird.

Vorzugsweise werden dia-sich nach außen hin verjungenden Körper (Schraubenkopf bzw. Mutter) in radialer Richtung als Körper gleicher Festigkeit in bezug auf eine in axialer Richtung wirkende Biegebeanspruchung ausgebildet ,Hierdurch wird erreicht,

daß beim Anziehen einer derartigen Schraube oder Mutter der Federweg gleichmäßig über den ganzen Rand verteilt ist. Es tritt also eine gleichmaßige Beanspruchung des Materials über den gesamten Querschnitt auf, so daß Ermüdungserscheinungen nicht so leicht auftreten können. .

Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes ^:. sind in den Ausführungsbeispielen-deF Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 den Schnitt I-I der Kabelklemme gemäß Fig. 2, ""■· -

Fig. 2 die .zugehörige Seitenansicht, ; ·

Fig. 3 den Teilschnitt ΙΙΙ-ΠΙ der Kabelklemme nach Fig. 4, - ■ ■

Fig. 4 die Untenansicht dieser Kabelklemme,

Fig. 5 die Seitenansicht einer Kabelschuhverbin- ₃„ dung, teils geschnitten, . .. . .

Fig. 6 die Seitenansicht einer Stromschienenverbindung, teils geschnitten, - ■" ' - ^:

Fig. 7 die Seitenansicht einer anderen Ausführung der Schraube, teils geschnitten, Fig. 8 die zugehörige Draufsicht,

Fig. 9 die Seitenansicht einer im Kabelschuh nach Fig. 5 verwendbaren Schraube, vergrößert und teils geschnitten,

Fig. 10 die zugehörige Draufsicht,

Fig. 11 die Seitenansicht der Mutter nach Fig. 6, vergrößert und teils geschnitten,

Fig. 12 die Draufsicht auf einen Schraubenkopf nach Fig. 13,

Fig. 13 die Seitenansicht der Schraube zur Klemme nach Fig. 1, vergrößert und teils geschnitten.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kabelklemme besitzt zwei Klemmbacken 1 und 2, die durch die Klemmschraube 3 und deren Mutter 4 verbunden sind. Die Klemmschraube 3 ist in den Fig. 12 und 13 vergrößert dargestellt. Sie besitzt einen Schraubenkopf 5 mit einem federnden Teller 26, der sich nach seinem Rand 6 zu verjüngt. Der Rand 6 liegt auf der Klemmbacke 1 federnd auf. Beide Klemmbacken 1 und 2 sind also federnd zusammengepreßt. Der Schraubenkopf 5 ist seitlich bei 5 α abgeschnitten, so daß die Schrauben eng nebeneinander angeordnet werden können und sich gegenseitig gegen Verdrehen sichern. Die zwischen den Flächen 5 a liegenden federnden Ansätze können auch radial geteilt ausgeführt sein. '

In den Fig. 3 und 4 ist eine andere Kabelklemme mit Bügelschrauben 7 dargestellt, auf deren Gewinde erfindungsgemäße Muttern 8 aufgeschraubt sind. Jede Mutter besitzt einen federnden Teller mit einem Rand 9, der auf dem als Unterlage dienenden Klemmkörper 10 federnd aufliegt.

Bei der Kabelschuhverbindung nach Fig. 5 ist der Kabelschuh 11 auf der Unterlage 12, die eine Bohrung mit Gewinde 13 besitzt, mittels einer Schraube 14 aufgeschraubt. Die Schraube 14 weist am Kopf 5 einen nach dem Rand 15 hin sich verjüngenden federnden Teller und ferner einen Innensechskant 16 zum Ansetzen eines Schlüssels auf. Die Schraube ist durch die. Bohrung 17 des Kabelschuhes 11 hindurchgeführt und in das Gewinde 13 der Unterlage 12 eingeschraubt. Dabei setzt sich der Rand 15 federnd auf den Kabelschuh 11 auf und preßt ihn gegen die Unterlage 12.

Die in Fig. 6 dargestellte doppelseitige federnde Verbindung besteht aus zwei Stromschienen 18 und 19 mit Bohrungen 20 und 21. Beide Schienen sind durch die erfindungsgemäße Schraube 22 und die Mutter 8 verbunden. Der Kopf 5 der Schraube 22, in Fig. 9 vergrößert dargestellt, zeigt einen Innensechskant 16 sowie, einen tellerförmigen, federnden Teil, dessen Rand 15 sich federnd auf die Stromschiene 18 aufsetzt. Ferner hat der Schraubenkopf 5 einen zylindrischen Teil 23, der in die~ Bohrung 20 der Schiene 18 eingeführt, ist, während der Schraubenschaft 24 von der Bohrung 21 der unteren Schiene 19 aufgenommen wird. Auf dem Schraubenschaft 24 ist die Mutter 8 aufgeschraubt, deren federnder Rand 25 auf der unteren Stromschiene 19 aufliegt. Die Mutter 8 ist mit einem Außensecbskant versehen. '■

■■ Die in Fig. 7 und 8 dargestellte Schraube hat einen nach außen sich konisch verjüngenden, federnden, tellerförmig ausgebildeten Teil 26 mit einem Rand 27 und ferner eine Schulter 28. Beim Aufschrauben dieser Schraube drückt anfangs der Rand 27 auf die Unterlage, bis sich der tellerförmige Teil 26 so weit durchgedrückt hat, daß die Schulter 28 auf der Unterlage aufliegt. Hierdurch wird vermieden, daß der federnde Teil 26 überschnappt.

In gleicher Weise ist die Mutter nach Fig. 11 ausgebildet, die, wie die Schraube nach Fig. 7 und 8, eine Schulter 28 aufweist.

Der Schraubenkopf bzw. die Mutter kann außer mit Innen- oder Außensechskant zum Ansetzen eines Schraubenziehers bzw. Spezialschlüssels auch mit einem Schlitz, Kreuzschlitz od. dgl. versehen sein.

Vorteilhafterweise bestehen die Schraubelemente aus vergütetem Stahl. Zweckmäßig werden sie im Warmpreßverfahren hergestellt.

Die erfindungsgemäßen Schraubenköpfe und Schraubenmuttern gewährleisten eine so stark federnde Verbindung zweier Klemmenteile, daß diese unabhängig von Wärmeeinwirkungen stets einen satten Kontakt aufrechterhalten. Die Klemme ist daher jederzeit mit dem zulässigen Höchststrom belastbar.

Claims

Patentansprüche:

1. Schraube oder Schraube und Mutter zum Herstellen einer federnden Verbindung stromführender Teile, dadurch gekennzeichnet, daJ3 der Schraubenkopf oder die Mutter oder Schraubenkopf und Mutter, im Querschnitt gesehen, nach außen hin derart verjüngt gestaltet sind, daß der äußere kreisförmige Rand (6 bzw. 9 bzw. 15 bzw. 25) dieser Teile nach dem Herstellen der Verbindung federnd auf die zugehörige stromführende Unterlage (1 bzw. 10 bzw. 11 bzw. 19) drückt.

2. Schraube oder Schraube und Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich nach außen hin verjüngenden Körper (Schraubenkopf bzw. Mutter) in radialer Richtung als Körper gleicher Festigkeit in bezug auf eine in axialer Richtung wirkende Biegebeanspruchung ausgebildet sind.

3. Schraube oder Schraube und Mutter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Schraubenkopfes (5) bzw. der Mutter (8) eine Schulter (28) vorgesehen ist, die sich beim Anziehen der Schraube bzw. Mutter auf die stromführende Unterlage aufsetzt und ein Überschnappen des federnden Teiles verhindert (Fig. 7 und 11).

4. Schraube nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisförmige Schraubenkopf derart beschnitten ist, daß zwei einander gegenüberliegende Stirnflächen (5 a) entstehen (Fig. 12).

5. Schraube oder Schraube und Mutter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenkopf oder die Mutter in an sich bekannter Weise mit einem Innen- bzw. Außensechs-

kant, einem Schlitz, Kreuzschlitz od. dgl. versehen ist.

6. Schraube oder Schraube und Mutter nachAnspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie gegebenenfalls in an sich bekannter Weise aus vergütetem Schraubenstahl bestehen.

7. Schraube oder Schraube und Mutter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie in an sich bekannter Weise im Warmpreßverfahren hergestellt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 200680, 730566;
USA.-Patentschriften Nr. 1395 788, 1992272.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen