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Elektrischer Verbinder Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder
mit einer zusammengesetzten Reihe einzelner Paare von Abscherelementen, welche einen
Aufnahmekanal für die Leiter bilden.
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Es sind Drahtverbinder in Form von Preßhülsenverbindern bekannt, bei
denen der Verbinder an seinem Innenmantel scharfkantige Nuten trägt, mit denen die
Isolation mehrfach abscherend zerstört wird, wodurch zwischen Hülse und Leiter eine
gute elektrische Verbindung herstellbar ist.
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Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Paare von Abscherelementen
so mit fortlaufend größer werdendem Abstand voneinander angeordnet sind, daß jedes
Paar der Abscherelemente von dem einen Ende der Reihe zum anderen Ende eine geringere
abscherende Wirkung hat als das benachbarte vorhergehende Paar.
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Der erfindungsgemäße elektrische Drahtverbinder ermöglicht die Verbindung
von zwei isolierten Drähten, beispielsweise von plastiküberzogenen Kupferdrähten,
in Fernsprechkabelverbindungsstellen miteinander, die sich in einem ziemlich schmalen
oder verhältnismäßig schwer zugänglichen Bezirk befinden, wobei eine ausgezeichnete
elektrische Verbindung hergestellt wird, die später einwirkenden Kräften nachhaltig
widersteht, die denDraht herauszuziehen oder die elektrische Verbindung zu unterbrechen
suchen, ohne d.aß die Drähte vorgebogen oder die elektrische Isolation, insbesondere
eine Plastikisolation, abgestreift zu werden braucht. Der sich progressiv verändernde
Abstand der Abscherelemente voneinander bewirkt zuerst ein mäßiges und dann ein
schärferes Biegen des Drahtes. Da sich der Abstand zwischen den Abscherelementen
vermindert, so besteht die nächste Stufe aus einem teilweisen Abstreifen der Isolation
und einem Freilegen des Drahtes, wobei ein fester Kontakt mit den Metallelementen
des Verbinders selbst hergestellt wird. Die Streck- oder Fließwirkung, die auftritt,
wenn der Draht in die Schlangenlinienform gepreßt wird, bewirkt in kürzester Zeit
einen guten Kontakt Metall auf Metall, der ungeachtet des Drahtkalibers an einem
oder mehreren in verschiedenen Abständen angeordneten Abscherabschnitten erzielt
wird. Die endgültige Abscherwirkung ist gewöhnlich genügend stark, um die Isolation
und den Draht vollständig zu durchtrennen, , wobei ein Kontaktbezirk zwischen dem
Verbinderelement und dem Draht geschaffen wird, in dem der volle Querschnitt des
Drahtes ausgenutzt wird. Innerhalb bestimmter Grenzen können die Drähte einen unterschiedlichen
Durchmesser aufweisen, sind jedoch den gleichen Biege-, Klemm-, Streck- und Abscherkräften
ausgesetzt wie andere Drähte im Verbinder.
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Die verschiedenen, nachstehend beschriebenen Ausführungsformen der
Erfindung ermöglichen die Herstellung einer im wesentlichen wasserfesten Verbindung,
die bei Einwirkung von Feuchtigkeit ihre Festigkeit behält. Durch Verwenden eines
Verbinders mit zwei Enden, wobei sich die Scherwirkung von jedem Ende aus zur Mitte
hin progressiv erhöht, kann eine Verbindung zwischen zwei nach entgegengesetzten
Richtungen laufenden Drähten hergestellt werden, welche Drähte einem starken mechanischen
Zug ausgesetzt werden können, wobei die Verbindung die obengenannten Vorzüge aufweist.
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Nachstehend werden verschiedene Ausführungsformen an Hand von Beispielen
unter Hinweis auf die Zeichnungen dargestellt und beschrieben, in denen Fig. 1 eine
perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines abscherenden Klemmenelementes,
Fig.2 eine Draufsicht des Elementes der Fig.1, flach ausgebreitet, Fig.3 einen Schnitt
durch das Element der Fig. 1 und 2, der dieses auf einen Drahtleiter aufgepreßt
zeigt, Fig. 4 einen Querschnitt durch eine fertiggestellte Klemmenanordnung in der
Lage, in der drei isolierte Drahtleiter miteinander verbunden werden, Fig.5 eine
Draufsicht einer anderen Ausführungsform des Klemmenelementes, Fig. 6 eine Endansicht
des Elementes der Fig. 5, Klemmenanordnung mit dem Klemmenelement der Fig. 7 eine
Draufsicht, zum Teil im Schnitt, einer Fig. 5 und 6, die auf zwei isolierte Drahtleiter-
aufgesetzt
und fertig ist zürn abschließenden Abdichten mit Hilfe
einer Reduzierpreßform, wobei die Fig. 7 a eine Teilansicht eines Backengliedes
der Reduzierpreßform ist, Fig.8 eine Draufsicht, zum Teil im Schnitt, einer isolierten
Klemmenanordnung,-die auf zwei isolierte Drahtleiter aufgesetzt und um diese herum
abgedichtet ist, Fig. 9 eine Endansicht einer weiteren Ausführungsform eines Klemmenelementes
in der Lage vor dem Zusammenpressen, Fig. 10 eine Draufsicht des Klemmenelementes
der Fig. 9 und Fig.10 a eine perspektivische Ansicht eines der Abschersegmente,
Fig. 11 eine Endansicht der Klemme der Fig. 9 und 10 in zusammengepreßter Form und
Fig.12 eine Darstellung einer weiteren Abwandlung der Drahtverbindungsklemme, in
deren Einzelteile zerlegt, ist.
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Die Fig.3 dient zur Darstellung der Grundzüge des Arbeitens jeder
dieser Drahtverbindungsklemmen. Die Figur zeigt den isolierten Drahtleiter 10 zwischen
den beiden Seiten des Klemmenelementes der Fig. 1 zusammengepreßt, wobei die obere
Seite des Elementes 11 aus den Quergliedern 12, 13, 14 und 15 und die untere Seite
entsprechend aus den Quergliedern 16, 17 und 18 besteht. Die Querglieder 12 und
16 besitzen voneinander einen Abstand, der wesentlich größer ist als der Durchmesser
des isolierten Leiters 10, während die Querglieder 15 und 18 miteinander Gleitkontakt
haben. Die Abstände zwischen den ineinandergreifenden Quergliedern verringern sich
allmählich in Richtung von dem Querglied 12 zum Glied 15, wobei eine Reih, von Scherwirkungen
in steigendem Ausmaß eintritt. Wenn die beiden Quergliedersätze, d. h. die beiden
Seiten der Klemme 11, mit Gewalt zusammengepreßt werden und gegen den vorher zwischen
diese gelegten Leiter 10, so .deformiert sich der Leiter 10 zu einer allmählich
enger werdenden Schlangenlinie. An der Stelle, an der der Leiter zwischen zwei Quergliedern
mit einen Abstand voneinander, der dem vollen Durchmesser .des Isolierüberzugs entspricht,
hindurchgeht, besteht die Scherwirkung in erster Linie aus einem Biegen. An den
Stellen, an denen die Querglieder näher und näher beieinander liegen, wird zuerst
der Plastiküberzug deformiert und von dem inneren metallischen Leiter 19 abgestreift,
worauf der Leiter herausgezogen oder im Querschnitt reduziert und möglicherweise
entweder vollständig abgetrennt oder auf eine Stärke reduziert wird, die das leichte
Entfernen des herausragenden Segmentes 20 durch Ziehen mit der Hand gestattet.
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Die erforderliche Einhaltung der Abstände zwischen den verschiedenen
Quergliedern dieses Klemmenelementes wird durch das Vorhandensein der verbreiterten
Enden 21, 22 und 23 der Querglieder 16, 17 bzw. 18 gesichert. Das Ende 21 beispielsweise
paßt genau zwischen die Querglieder 12 und 13, wenn die Klemme in die Gestalt der
Fig. 1 gebracht worden ist.
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Die Abstände zwischen den verschiedenen Quergliedern und der Abstand
zwischen den beiden Gliedersätzen, d. h. - zwischen den beiden Seiten des Klemmenelementes
der Fig. 1, bemessen sich nach der besonderen Größe des zu verbindenden Drahtes.
Daher muß der größte Abstand zwischen Quergliedern zumindest so groß sein, wie der
lfaximaldrahtdurchmesser beträgt, während die innere Öffnung der Klemme eine Größe
besitzen soll, die zur Aufnahme der Anzahl und Größe der zu verbindenden Drähte
ausreicht. Die Fig. 4 zeigt das -dre ei -isolierteDrahtleiter 10a,10 b und 10c umgebende
Klemmenelement 11, das seinerseits von einer Metallhülle 24 und einem Isolierüberzug-25
umgeben ist. Die Fig. 7, 8 und 11 zeigen in größerem Detail typische Hüllen- und
Überzuganordnungen. Die Backen 26 und 27 sind in der Lage dargestellt, in der sie
einen Druck auf die entgegengesetzten Seiten der Klemmenanordnung beim Herstellen
der gewünschten Verbindung ausüben. Der Druck wird in Pfeilrichtung durch eine nicht
dargestellte Einrichtung ausgeübt, die entweder mechanisch oder von Hand betätigt
wird und beispielsweise aus geeigneten Zangen oder einer anderen Hebelanordnung
bestehen kann. - Während dieses Vorganges stellen die Querglieder des Klemmenelementes
11 die Verbindung mit den verschiedenen Leitern her, der Metallmantel 24 wird um
die Klemme 11 herum plattgedrückt, so daß er genau auf beiden Enden der Klemme sitzt
und diese daran hindert, sich axial längs der Drähte auszudehnen und dabei locker
zu werden, während der Isolierüberzug 25 sich der zusammengepreßten Anordnung anpaßt
und eine elektrische sowie eine körperliche Isolierung herstellt.
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Das Klemmenelement 50 der Fig. 5 und 6 ist dem der Fig. 1 bis 4 ähnlich
und wird der Einfachheit halber aus einem einzelnen flachen Metallstreifen ausgestanzt
und geformt. Die Quersegmente 51, 52 und 53 sind von der Ebene des Metallstreifens
aus nach einer Richtung versetzt, während die Segmente 54, 55 und 56 nach der entgegengesetzten
Richtung, wie in der Fig. 6 dargestellt, versetzt sind und einen offenen Kanal bilden,
durch den die Drahtleiter eingezogen werden können. Wird auf die entgegengesetzten
Seiten der Klemme ein Druck ausgeübt, wie bei der Vorrichtung der Fig. 4 bereits
beschrieben, so werden die Segmente in den Kontakt mit den Leitern gepreßt und die
gewünschte Abscherwirkung zwischen denjenigen Segmentpaaren erzeugt, die den geeigneten
Abstand voneinander für den besonderen Leiter haben. Der genaue Abstand der Segmente
voneinander wird aufrechterhalten, da beide Enden eines jeden Segmentes beständig
mit den Seitenteilen 57 und 58 verbunden sind, die jedoch notwendigerweise die Gesamtbreite
des Klemmenelementes gegenüber der der Konstruktion .der Fia. 1 vergrößern. Die
Fig. 7 zeigt das Klemmenelement 50 der Fig. 5 und 6 innerhalb eines Metallmantels
70 und eines Abschnittes eines Plastikisolierrohres 71 mit den verengerten Endteilen
72 und 73, die von den Metallrohrelementen 74 bzw. 75 umschlossen sind. Da diese
Ausführungsform des Klemmenelementes sich selbst zusammenhält und keine äußere Längsverstärkung
benötigt wie die Klemme der Fig. 1, kann der Metallmantel 70; wenn gewünscht, weggelassen
werden, ist hier jedoch für einen zusätzlichen mechanischen Schutz vorgesehen. Die
isolierten Drähte 76 und 77 laufen gänzlich durch die Anordnung hindurch, wodurch
gesichert wird, daß sie ordnungsgemäß von dem Klemmenelement umschlossen werden.
Nach dem Zusammenpressen der Klemme 50 innerhalb ihres Verstärkungsmantels 70 und
des Isolierüberzuges 71, wie bei der Fig. 4 beschrieben, können die Abschnitte 78
und 79 der Leiter an der Stelle der Abscherebene zwischen den sich berührenden Segmenten
56 und 53 der zusammengepreßten Klemme durch leichtes Biegen und Ziehen mit der
Hand,. wenn erforderlich, ohne Mühe entfernt werden oder können auch an ihrer Stelle
verbleiben. In jedem Falle werden beide verengten Endteile danach .dicht geschlossen
und mit Hilfe der ineinandergreifenden Reduzierpreßformen
80 (zum
Teil im Querschnitt dargestellt) und 81 (zum Teil in Draufsicht dargestellt) abgedichtet,
wobei an beiden Enden der Klemmenanordnung ein feuchtigkeitsdichter Verschluß geschaffen
wird. Der Arbeitsteil der Preßform 80 ist in der Fig. 7a in Vorderansicht dargestellt,
wobei der in der Fig. 7 dargestellte Schnitt auf der Linie s-s der Fig. 7 a erfolgte.
Die Preßformen werden gegen das Rohrsegment 74 (und 75) durch einen in Pfeilrichtung
ausgeübten Druck gepreßt.
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Die Fig. R zeigt eine etwas andere Abdichtung. In diesem Falle werden
die Leiter zuerst auf die erforderliche Länge zum Einführen in die Klemmenanordnung
zurechtgeschnitten, die in diesem Falle nur an dem oberen Ende offen ist. Danach
werden das hlemmenelement 83, der Metallmantel 84 und der Isolierüberzug 85 zur
Herstellung der Verbindung zusammengepreßt, während das Metallrohr 82 mit Hilfe
der Rcduzierpreßformen nach der Fig. 7 gesondert zusammengepreßt wird, um einen
feuchtigkeitsdichten Verschluß herzustellen. Nach der Darstellung ist der Metallmantel
84 hier an beiden Enden verengt, da dies zum Verhindern einer Längsversetzung der
Abschersegmente der Klemme 83 erforderlich ist, die wie die Segmente des Klemmenelementes
11 der Fig. 1 an der einen Seite der Klemme voneinander getrennt sind.
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Der bei diesen Klemmenanordnungen vorgesehene Isoli--rüberzug ist
verhältnismäßig zähe und steif und paßt sich nicht von selbst ordnungsgemäß der
Gestalt der Leiter so an, daß eine völlig feuchtigkeitsbeständige Abdichtung geschaffen
wird. Für diesen letztgenannten Zweck hat es sich als wirksam erwiesen, die Innenseite
zumindest des verengten Teiles oder Teile des Isolierüberzuges mit einer weichen,
plastischen und wasserabweisenden Substanz, wie einem Silikonfett, einem weichen
Kohlenwasserstoff-Polymerisationsprodukt oder einem Fluorkohlenstoffwachs zu bestreichen.
Ein geeignetes Material haftet gut an allen berührten Flächen, fließt um alle Bestandteile
der Dichtung herum und verbleibt danach an Ort und Stelle als permanentwirksame
Feuchtigkeitssperre. Überraschenderweise werden nur geringe Mengen solcher plastischen
Dichtungsmaterialien benötigt, besonders bei plastikisolierten Drähten. Die zum
Zusaminenpressen der Dichtungen angewendeten Drücke dienen zum Verteilen des wasserabweisenden
Dichtungsmittels zu äußerst dünnen, anhaftenden und hochscherbeständigen Filmen
über allen Isolationszwischenflächen innerhalb des abgedichteten Bereichs und suchen
ferner die Plastikisolation zu deformieren, wobei eine völlig feuchtigkeitsbeständige
Sperre geschaffen wird, die wirksam einer Versetzung und Durchdringung bei wiederholten
Veränderungen äußeren Flüssigkeitsdruckes widersteht.
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Eine weitere Abwandlung der vorliegenden neuartigen Verbindungsklemme
ist -in den Fig. 9, 10, 10a und 11 dargestellt. Das Klemmenelement90 besteht aus
einem flachen, vielfach geschlitzten Segment 91 und mehreren hochstehenden Schersegmenten
92, 93 und 94, die durch die Schlitze hindurchragen. Die Abschersegmente werden
in ihrer Lage genau von den verbreiterten Endteilen festgehalten, die im Reibsitz
an den Schlitzkanten anliegen, und werden ferner durch die verlängerten Eckensegmente
daran gehindert, aus den Schlitzen herausgezogen zu werden, wie in der Fig. 10a
dargestellt. Mit diesem Klemmenelement wird die gleiche Scherwirkung erhalten wie
mit den früher beschriebenen, und es können dauerhafte elektrische Verbindungen
damit erhalten werden, besonders dann, wenn wirksame Querverstärkungseinrichtungen,
wie eine äußere mitverformbare Stahlummantelung, zusätzlich vorgesehen werden.
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Das Klemmenelement 90 wird an den Leitern dadurch angebracht, daß
die Leiterenden zwischen der Platte 91 und den Abschergliedern 92, 93 und 94 hindurchgeführt
werden, wonach die Anordnung zwischen einer flachen Druckplatte 95 und einer entsprechend
ausgebildeten Preßform 96 in Pfeilrichtung nach der Fig. 9 zusammengepreßt wird.
Die Enden der Abscherglieder werden dabei so verformt, daß sie im wesentlichen parallel
zu den Kanten der Platte 91 liegen, wie in,der Fig. 11 dargestellt.
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Die verschiedenen Schlitze in dem Segment 91 des Klemmenelementes
90 besitzen die gleiche Breite, wohingegen die Schlitzöffnungen in dem Klemmenelement
11 der Fig. 1 verschieden breit sind. Jede der beiden Ausführungsformen kann bei
jeder Art von Klemmenelement verwendet werden.
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Der Stahlmantel 110 der Fig. 12 gleicht dem Mantel 24 der Fig.
4 darin, daß er an dem einen Ende vollständig geschlossen ist. Bei der Klemme der
Fig. 12 jedoch übt der :Mantel noch eine zusätzliche Funktion aus, indem er die
verschiedenen, unabhängig voneinander deformierbaren Segmente der Abscherglieder
der Klemme in deren Arbeitsstellung sowohl vor als auch nach dem Zusammenpressen
um den Draht oder die Drähte festhält. Die Segmente, von denen zwei als Glieder
111 und 112 dargestellt sind, werden in den Mantel 110 genau passend hineingedrückt,
wonach das offene Ende des Mantels über die Außenkante des letzten Segmentes umgebördelt
wird, wodurch eine voll wirksame Scherarbeit zwischen gegeneinan-derwirkenden Gliedern
beim Zusammenpressen der Klemme erreicht wird. Das Ganze kann weiterhin durch einen
isolierenden Überzug und eine feuchtigkeitsbeständige Dichtung, wie bereits beschrieben,
geschützt werden. Bei dieser Klemme wie auch bei anderen Klemmen mit einem nur eine
Öffnung besitzenden Metallmantel kann eine Feuchtigkeitsbeständigkeit auch erreicht
werden durch Einführen einer kleinen Menge einer wasserabweisenden Dichtungsmischung
oder -zusammensetzung in den unteren Teil des Mantels. Wird die Klemme auf die Leiter
aufgesetzt und zur Herstellung .der Verbindung zusammengepreßt, so wird die Plastikmischung
um die verschiedenen Teile herumgepreßt und bildet eine hochwirksame Feuchtigkeitssperre.
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Diese Klemmen wurden auf Aluminium- wie auch auf Kupferdrähten, sowohl
blank wie isoliert, aufgebracht, wobei die Drähte die verschiedensten Durchmesser
besaßen. Der Draht kann mit Plastik, Papier oder einem anderen isolierenden Überzug
isoliert sein. In allen Fällen hat sich die Scherwirkung als ausreichend erwiesen,
um die Isolation zu versetzen und einen guten Kontakt zwischen dem Klemmenelement
und dem Metalleiter herzustellen. Die Wirkung ist besonders gut bei Drähten, die
mit Polyäthylen oder einem ähnlichen plastischen Material überzogen sind, da das
Abscheren und Strecken eine Ausrichtung des Polymerisationsproduktes und eine Reduzierung
dessen Strömungsmerkmale zu bewirken scheint. Die Bildung von feuchtigkeitsdichten
Verschlüssen ist bei dieser Drahtsorte von besonderer Bedeutung, da der Polyäthylen-Drahtüberzug
selbst auch im wesentlichen für Feuchtigkeit undurchdringlich ist. Dieses Erfordernis
ist viel weniger wichtig bei papierumwickelten Leitern, bei denen andere Mittel
vorgesehen werden müssen, um die Abwesenheit von Feuchtigkeit durch den ganzen Kreis
hindurch zu sichern.