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Elektrische Verbindung Im allgemeinen bestehen elektrische Verbindungsteile
aus einer Steckerhülse, die den einen Teil der elektrischen Verbindungsvorrichtung
bildet und an dem Ende eines Kabels durch Kerben oder Flachpressen befestigt ist.
Dabei ist es erforderlich, die Hülse zwischen einem Andrückgesenk so zu deformieren,
daß die elastischen Grenzen überschritten werden und das Kabelende fest angedrückt
wird. Nach dem Deformieren läßt jedoch die Verbindung etwas nach. Dieses Nachlassen,
was eine Art Zurückfedern des deformierten Metalls ist, läßt sich bei dem Andrückvorgang
nicht vermeiden und ist außerordentlich unerwünscht, da dadurch der Kontaktdruck
zwischen dem Kabelende und der Hülse nach dem Entfernen aus dem Andrückgesenk geringer
wird.
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Es wurde festgestellt, daß die elastische Rückbildung der Klemme nach
dem Herstellen der Verbindung so ausgenützt werden kann, daß der Kontaktdruck zwischen
dem Kabelende und der Klemme aufrechterhalten. wenn nicht gar vergrößert wird. Diese
elastische Rückbildung ergibt sich entweder aus dem vorstehend erörterten Rückfedern
oder aus der elastischen Rückbildung, die sich gemäß dem Gesetz von Hooke einstellt.
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Ein elektrischer Verbindungsteil, der die Verbindung eines Kontaktorgans
mit einem Kabelende bewirkt, besteht gemäß der Erfindung dadurch, daß an der Oberfläche
des Kontaktorgans eine Nut vorgesehen ist. die zum mindesten zu einem Teil ihrer
Länge durch den Draht ausgefüllt wird, welcher in die Nut eingedrückt wird, wobei
die Wandungen der Nut einen Druck auf den Draht so ausüben, daß er in der Nut festgeklemmt
wird. Zweckmäßigerweise hat die Nut hintersetzte Seitenwandungen. so daß sich eine
Schwalbenschwanzverbindung zwischen dem Kontaktorgan und dem Draht ergibt, was eine
erhöhte mechanische Festigkeit zur Folge hat.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung einer
elektrischen Verbindung eines Kontaktorgans mit einem Draht, wobei der Draht in
die Nut so eingezwängt wird, daß die Nut im wesentlichen auf einem Teil ihrer Länge
mit Drahtmaterial ausgefüllt ist und die Wandungen der Nut einen Druck auf das Drahtmaterial
ausüben und den Draht in der Nut festklemmen. Die Erfindung kann zweckmäßigerweise
bei Volldrähten angewendet werden, die beispielsweise mit einer harten isolierenden
Lackschicht überzogen sind. Wenn der Draht von einer Lackschicht überzogen ist und
der Durchmesser des Drahtes größer als die Breite der Nut an der Oberfläche des
Kontaktorgans ist, so wird die Isolation durch die scharfen Kanten der Nut entfernt,
wenn der Draht in die Nut eingedrückt wird.
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Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Anschlußklemme. Bei einer
solchen Klemme ist eine in der Längsrichtung sich erstreckende Nut mit hintersetzten
Seitenwandungen an einem Teil der Klemme vorgesehen, zu dem Zwecke, elektrischen
Kontakt mit einem Volldraht zu machen, der einen Teil eines elektrischen Stromkreises
bildet, während ein anderer Teil der Anschlußklemme dem Anschluß an eine andere
Stelle des elektrischen Stromkreises dient.
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Da die Wandungen der Nut Druck auf den in der Nut befindlichen Draht
ausüben, so ergibt sich, daß, wenn der Draht sich langsam streckt und seinen Querschnitt
vergrößert, die Wandungen der Nut dem Draht folgen und sich gegeneinander bewegen,
und auf diese Weise wird der Kontaktdruck auf die Klemme aufrechterhalten. Erfindungsgemäße
Verbindungsklemmen haben eine automatische Wirkung derart, daß der Zusammenhang
gewahrt wird, selbst, wenn Dimensionsänderungen des Drahtes infolge von Streckungserscheinungen
oder bei Temperaturänderungen auftreten.
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Dieser Vorteil ergibt sich teilweise dadurch, daß der Druck, der auf
die Klemmverbindung ausgeübt wird, wenn der Andrückvorgang stattfindet, über den
Draht selber erfolgt, so daß der Draht dasjenige Mittel bildet, welches die elastische
Verformungskraft
auf die Klemme ausübt. Im Unterschied dazu wird
bei hülsenförmigen Anschlußklemmen die Druckkraft durch das Gesenk auf die Hülse
der Klemme ausgeübt, welche ihrerseits auf den Draht wirkt.
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Es hat sich gezeigt, daß Verbindungsklemmen gemäß der Erfindung eine
hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Korrosionserscheinungen und hohe mechanische
Festigkeit haben. Mechanische Untersuchungen haben gezeigt, daß bei Ausüben von
Zugkräften der Draht an einer Stelle reißt, die entfernt von der Verbindungsklemme
liegt.
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Um möglichst günstige Ergebnisse zu erzielen, müssen die Materialeigenschaften
und die Geometrie des Verbindungsteiles berücksichtigt werden. Der Draht sollte
mindestens so weich und ziehfähig, vorzugsweise aber weicher sein als der Klemmenteil.
Es wird zweckmäßigerweise der Draht in starker Weise und ständig deformiert, während
er in die Nut eingedrückt wird, während die Verbindungsklemme nur elastisch deformiert
oder nur wenig ständig deformiert wird. Es ließen sich günstige Ergebnisse erzielen,
wenn der Draht aus weichem Kupfer und die Verbindungsklemme aus Messing oder Stahl
bestand.
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Es ist wünschenswert, daß die Drahtlänge in der Nut beträchtlich ist,
verglichen mit dem Drahtdurchmesser, d. h. die Länge sollte mindestens dreimal so
groß sein wie der Drahtdurchmesser. Auf diese Weise ergibt sich eine beträchtliche
Druckbelastung des Drahtes in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung der Nut, so
daß der Draht auf die Verbindungsklemme in der Weise wirkt, daß die Seitenwandungen
der Nut elastisch auseinander gebogen werden. Wenn indessen die Länge des Drahtes
in der Nut zu kurz ist, so hat der Draht das Bestreben, in axialer Richtung auszuweichen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang
mit den Figuren erörtert. Von den Figuren zeigt Fig. 1 eine perspektivische Ansicht
einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungsklemme, Fig. 2 eine perspektivische
Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Verbindungsklemme, wobei ein Draht an die Klemme
angesetzt ist und der Verbindungsteil an einem gedruckten Stromkreis angeordnet
ist, Fig. 3 und 4 Querschnittsdarstellung, welche die Herstellung der elektrischen
Verbindung erläutert, Fig.5 einen Querschnitt entsprechend der Linie V-V der Fig.
2, Fig. 6 bis Fig. 11 Querschnittsdarstellungen, welche andere Arten der Herstellung
der Verbindung erläutern, Fig. 12 eine perspektivische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform einer Verbindungsklemme. In den Fig. 1 bis 5 besteht die an einen
Draht anzusetzende Verbindungsklemme aus einem flachen länglichen Metallteil, der
Vorsprünge 4 hat, durch welche die Verbindungsklemme in den vorderen Teil
s und den hinteren Teil 3 aufgeteilt wird. Derartige Klemmen werden häufig bei gedruckten
Stromkreisen in der Weise verwendet, daß der hintere Teil 3 durch ein Loch
in der Platte 6 gesteckt wird und elektrischen Kontakt mit einem Metallstreifen
8 bewirkt, der einen Teil des gedruckten Stromkreises bildet. Der Teil 3 wird umgebogen
oder gespalten, wie dies bei 10 in Fig. 2 zu sehen ist, so daß die Verbindungsklemme
an der Platte des elektrischen Stromkreises befestigt ist und um die elektrische
Verbindung herzustellen, wird ein Tropfen Lot 12 an der Strombahn
8 und dem Ende des hinteren Teiles 3 vorgesehen.
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Am vorderen Teil 5 befindet sich eine in der Längsrichtung sich erstreckende
Nut 14. Die Seitenwandungen 16 der Nut 14 sind hintersetzt, wie dies
Fig. 3 zeigt, und ein Draht 18 wird in die Nut eingedrückt. Der Draht wird
zunächst auf die Nut aufgelegt, so daß er sich axial zur Nut erstreckt und dann
gegen die Kanten 20 der Seitenwandungen 16
und die Unterseite des Verbindungsteiles
gedrückt. Die Unterseite liegt auf einem flachen Amboß 22 auf.
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Der Draht wird durch den Stempel 26 eines Gesenkes angedrückt, wobei
der Stempel gegen den Draht, nicht aber gegen die Verbindungsklemme wirkt; auf diese
Weise beißt sich die Nut, wenn eine Druckkraft zwischen dem Gesenktei126 und dem
Amboß 22 zur Wirkung gebracht wird, in den Draht ein. Der Draht fließt nach der
Seite über die Kanten der Verbindungsklemme hinaus, so daß sich ein T-förmiger Querschnitt
18, 32 ergibt bis in die Nut hinein und letztere vollständig in ihrem Querschnitt
ausgefüllt wird. Dabei federn die Kanten 20 etwas auseinander während des
Preßvorganges. Das Auseinanderfedern ist in Fig.5 übertrieben dargestellt und kann
im allgemeinen mit dem Auge nicht erkannt werden.
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Der Teil des Drahtes 18, der sich zwischen den Seitenwandungen
16 befindet, steht unter Druck und wird zwischen den auseinandergedrückten Seitenwandungen
eingepreßt. In einem Querschnitt ergibt sich ein Spannungsmuster, das ähnlich demjenigen
ist, welches eine C-förmige Klemme aufweist, die zwischen ihren Kanten einen Gegenstand
einklemmt. Es erstreckt sich nämlich, wie in Fig. 5 gezeigt ist, eine spannungsfreie
neutrale Linie N von den beiden Seitenwandungen nach außen und nach unten, unterhalb
der Nut herum. Das Metall zwischen dieser Linie und der Nut befindet sich im Spannungszustand,
während das Metall auf der anderen Seite der Linie sich im Druckzustand befindet.
Der Klemmenteil hat das Bestreben in seine ursprüngliche Lage zurückzukehren, so
daß die Spannungen, die während des Druckvorganges erzeugt wurden, wieder aufgehoben
werden und dieses Bestreben verbessert die elektrischen und mechanischen Eigenschaften
der Verbindung. Wenn man den Draht aus der Nut entfernen würde, würde der Klemmenteil
seine ursprüngliche Querschnittsform wieder annehmen und die Seitenwandungen
16 der Nut 14 würden gegeneinander sich bewegen. Solange daher der
Draht sich in der Klemme eingepreßt befindet, werden die Seitenwandungen der Nut
gegen den Draht gedrückt.
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In den Fig. 6 und 7 wird nicht ein flacher amboßförmiger fester Gesenkteil
und eine flache Verbindungsklemme verwendet, wie in den Fig. 1 bis 5, es ist vielmehr
die obere Seite der Verbindungsklemme gemäß Fig.6 etwas konvex gekrümmt. In diesem
Fall ist der Amboß 34 im Querschnitt ebenfalls gekrümmt und sollte einen
Krümmungsradius haben, der etwas geringer ist als der Krümmungsradius der Klemme.
Es kann sich dann die Klemme biegen, wie dies Fig. 7 zeigt und es wird der Draht
infolge der Spannungen fest ergriffen.
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Die Fig. 8 und 9 zeigen die Anwendung der Erfindung bei einem Draht,
der eine dünne isolierende Lackschicht 40 hat. Die Lackschicht wird durch
die Kanten 20 entfernt und es ergibt sich eine Metall-
Metall-Verbindung
längs den Seitenkanten 16; Lack bleibt erhalten an der oberen Seite
32 bei 44 und an den Teilen des Drahtes am Grunde 42 der Nut.
Selbst wenn der Draht nicht mit isolierendem Lack bekleidet ist, ergibt es sich,
daß sauberes Drahtmaterial an der Oberfläche sich durch das Zusammenpressen ergibt,
indem Oxyd und anderer Schmutz entfernt wird.
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Die Fig. 10 und 11 zeigen eine Ausführungsform, bei der die Breite
der Nut größer ist als der Durchmesser des Drahtes. Es wird hier zum Einpressen
des Drahtes in die Nut ein beweglicher Gesenkteil 48 verwendet, der so klein
ist, daß er in die Nut eindringen kann; auch hier wird die Verbindungsklemme unter
Spannung versetzt, wenn der Draht deformiert wird und es wird der Draht zwischen
den auseinanderfedernden Seitenwandungen eingeklemmt. Bei dieser Ausführungsform
ergibt sich keine Abkratzwirkung an dem Draht durch die Kanten der Nut; eine solche
Ausführungsform der Erfindung ist zweckmäßig, wenn der Draht hart ist und sich nicht
leicht deformiert.
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Fig. 12 zeigt eine Anschlußklemme, die in sich zurückgefaltet ist
und mehrere Nuten aufweist, welche quer den einen Arm 46 durchsetzen, während
der andere Arm 44 eben ist. Es ist im allgemeinen nicht zu empfehlen, daß
die Nut bzw. die Nuten sich in der Querrichtung der Klemme erstrecken, denn wenn
die Klemme gebogen wird, würden sich die Nuten wieder öffnen und die Verbindung
mit dem Draht würde nachlassen. Wenn man indessen Nuten bei einer Verbindungsklemme,
die zurückgebogen ist;verwendet, so gibt das Umbiegen der Klemme nicht Veranlassung
zu zusätzlichen Spannungen in der Nähe der Nuten und aus diesem Grunde kann auch
die Festigkeit der Verbindung nicht nachlassen. Beim Herstellen der Verbindung wird
in diesem Fall der ebene Teil 44 der Klemme gegen den mit Nuten versehenen
Teil 46 gedrückt, während die Drähte über den Nuten und zwischen den beiden Teilen
liegen.