DE1257921B

DE1257921B - Drahtverbinder

Info

Publication number: DE1257921B
Application number: DEM60325A
Authority: DE
Inventors: Robert A Elm
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1959-03-19
Filing date: 1964-03-17
Publication date: 1968-01-04
Also published as: FR85571E; NL129681C; CH382823A; DE1212180B; GB1061253A; FR1251141A; US3258733A; NL249266A; GB934637A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIr

Deutsche KL: 21c-21/01

Nummer: 1257 921

Aktenzeichen: M 60325 VIII d/21 c

Anmeldetag: 17, März 1964

Auslegetag: 4. Januar 1968

Die Erfindung betrifft einen Verbinder für dünne isolierte elektrische Leitungen mit einem aus Isolationsmaterial bestehenden Unterteil und einer ebenfalls aus Isolationsmaterial bestehenden Kappe, in welche ein aus einem geschlitzten Flachmaterial bestehendes, quer zur Leitungsachse liegendes Kontaktstück eingesetzt ist, in dessen Schlitz durch Eindrükken der Kappe in eine Ausnehmung des Unterteiles die im Unterteil eingelegte Leitung eingezwängt wird.

Verbinder dieser Art werden vor allem in elektri- ao sehen Anlagen von Gewerbebetrieben zum Anschluß elektrischer Leiter an die Ausrüstungsteile des Betriebes verwendet. Hierbei sind schnell zu installierende, einfache, dauerhafte Verbindungen niedrigen Widerstandes mit isolierten Leitern herzustellen.

Bekannt ist ein Verbinder zur Herstellung einer entfernbares sicheren mechanischen und elektrischen Verbindung mit einem isolierten Draht, der einen Unterteil mit einer geradlinig verlaufenden Drahttragfläche und eine zu dieser Tragfläche parallele, gegenüberliegende Drahthaltefläche hat. Bei diesem Verbinder wird das Kontaktstück mit der Kappe unter Verwendung einer Einschnappbefestigung angedrückt. Eine derartige Einschnappbefestigung ist jedoch in ihrem Aufbau kompliziert und läßt sich nicht leicht lösen und abheben. Zum Abheben und Lösen müssen in vielen Fällen besondere Werkzeuge verwendet werden.

Die Erfindung behebt diese Nachteile dadurch, daß zum Eindrücken des Kontaktstückes eine Schraube dient, deren mit Gewinde versehener Endteil mit einer Gewindebohrung des Unterteiles zusammenwirkt und deren zwischen dem Schraubenkopf und dem Gewindeteil gelegener Schaftteil kleineren Durchmessers eine in dem Kontaktstück vorhandene Öffnung, die kleiner ist als der Durchmesser des Schraubenkopfes und des Gewindeendteiles, durchsetzt, wobei der Schafttteil eine Länge mindestens gleich der vereinigten Stärke der Kontaktstückplatte und eines anzuschließenden Drahtleiters hat, und daß in der Kontaktstückplatte eine Öffnung vorhanden ist, die mit der Kontaktstücköffnung in Verbindung steht und einen größeren Durchmesser hat als der Gewindeendteil.

Bei dem neuen Verbinder ist zum Herstellen einer einwandfreien und langwährenden Verbindung sowie zum Wechseln der Anschlüsse oder zum zusätzlichen Ändern von Anschlüssen lediglich notwendig, die Schraube einzudrehen bzw. herauszudrehen. Dies geht wesentlich einfacher und sicherer vor sich als das Herausheben einer durch eine Einschnappbefestigung gesicherten Kappe, da sich die Schraube mit Drahtverbinder

Zusatz zum Patent: 1 212 180

Anmelder:

Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minn. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke

und Dipl.-Ing. H. Agular, Patentanwälte,

1000 Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:

Robert A. EIm, Saint Paul, Minn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 8. April 1963 (271354) - -

ihrer Schulter an die Unterseite der Kontaktstückplatte anlegt und das Kontaktstück bei einer weiter fortgesetzten Drehung hebt und dabei von den Drahtleitern löst. Diese Zwangsbewegung wird durch einfaches Herausdrehen der Schraube erreicht, so daß also kein besonderes Werkzeug od. dgl. erforderlich ist.

Ein anderer Vorteil besteht darin, daß die Profilierung und Formgebung des Klemmblockes wesentlich vereinfacht wird und der Verbinder sich besser und praktischer handhaben läßt.

In den Zeichnungen ist

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Klemmblockes mit einer Anzahl von erfindungsgemäßen Kontaktstücken, in deren Einzelteile zerlegt,

F i g. 2 eine Draufsicht auf ein Kontaktstück, bevor dieses die endgültige Form erhalten hat,

Fig. 3 eine zum Teil als Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer Kontaktstückanordnung, bevor deren Teile die drahtverbindende Lage einnehmen,

709 717/444

F i g. 4 eine der F i g. 3 ähnliche Darstellung der

Teile des Verbinders in der drahtverbindenden Lage, F i g. 5 ein Schnitt nach der Linie 5-5 in der F i g. 3, F i g. 6 ein der F i g. 5 entsprechender Schnitt durch

eine andere Ausführungsform und die

F i g. 7 eine schaubildliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Klemmblockes.

Der in den F i g. 1 bis 5 dargestellte Klemmenblock
weist einen isolierenden Unterteil 10 mit den Flanschen 11 auf, durch die die Schrauben 12 hindurch- io wobei sich gezeigt hat, daß hierbei Verbindungen mit geführt sind, mit denen der Block an einer Unterlage einem ungewöhnlich geringen Widerstand hergestellt befestigt werden kann. Die an der Oberseite des
Unterteiles 10 vorgesehenen erhöhten Rippen sollen
eine Lichtbogenbildung oder Funken zwischen benachbarten Verbindungen verhindern. Zwischen je 15
zwei Rippen 14 ist der Unterteil 10 mit zwei tiefen,
schmalen, langgestreckten, oben offenen und rechteckigen Nuten oder Ausnehmungen 15 zur Aufnahme
der Schenkel 19 eines Kontaktstückes in Form eines
umgekehrten U versehen. Durch den Unterteil 10 hin- 20 gebildet wird. Die Weite der Öffnung 21 & ist so bedurch erstrecken sich mehrere, zur Aufnahme von messen, daß sie zwar den Hals 24 α, nicht jedoch den

Gewindeteil und den Kopf der Schrauben aufnehmen kann. Die Öffnung 21 & steht mit einer Zugangsöffnung 21 α in Verbindung, durch die der Halsteil in 25 die Öffnung 21 & eingeführt werden kann. Die Zugangsöffnung 21« ist so weit bemessen, daß der Gewindeteil der Schraube hindurchgeführt werden kann. Nach dem Einführen einer Schraube in die Öffnung 21 α wird der Halsteil 24 a in die Öffnung

beständig einen Druck ausüben. Damit das Kontaktstück auf den Draht nachgebend aufgesetzt werden kann, braucht auf die Finger 23 von außen her kein Druck od. dgl. ausgeübt zu werden. Dementsprechend müssen die Ausnehmungen 15 so weit bemessen werden, daß sie die Schenkel 19 aufnehmen können und noch etwas Raum für eine Bewegung der Finger nach außen lassen. Wie bereits bemerkt, wurden solche in dieser Weise hergestellte Verbindungen untersucht,

werden, die gegen wiederholte mechanische Beanspruchungen und gegen Temperatur- und Druckschwankungen widerstandsfähig sind.

Nach der Erfindung werden die Kontaktstücke am Block mittels Schrauben 24 befestigt, die durch die Öffnung 21 & am Kontaktstück hindurchgeführt sind. Die Schrauben weisen am Hals 24 α einen verkleinerten Durchmesser auf, wodurch eine Schulter 24 &

Drähten dienende Kanäle 16, die die Ausnehmungen 15 senkrecht durchschneiden. Bei der dargestellten Ausführung sind für jedes U-förmige Kontaktstück 17 zwei Kanäle 16 vorgesehen.

F i g. 2 zeigt das Kontaktstück 17 in Form eines
flachen Zuschnittes oder einer rechteckigen leitenden
Platte. Das Kontaktstück ist an den entgegengesetzten
Enden mit zwei Schlitzen 18 versehen, wodurch die
Finger 23 gebildet werden. Die einander gegenüber- 30 21 b hineinbewegt. stehenden Kanten benachbarter Finger, die als zwei Am Block 10 sind

Backen angesehen werden können, verlaufen allgemein parallel und streben an den Enden der Finger auseinander. Der Abstand zwischen den einander

Gewindebohrungen 25 vorgesehen, in die die Schrauben 24 eingeschraubt werden. Beim Einschrauben der Schrauben werden die Kontaktstücke 17 auf die Drähte 22 aufgedrückt.

gegenüberstehenden parallelen Kanten ist etwas 35 Auf diese sehr einfache Weise können Verbindungen kleiner als der Durchmesser des kleinsten Drahtleiters, mittels herkömmlicher Werkzeuge hergestellt werden.

mit dem eine Verbindung hergestellt werden soll.

Der Kontaktstückzuschnitt wird nach der Fig. 2 an den mit unterbrochenen Linien dargestellten Stellen

dabei von den Drahtleitern löst. Die Achse der Gewindebohrungen 25 und damit die Achse der Schrauben 24 liegen parallel zu der Richtung, in der die

Soll ein Leiter abgetrennt, entfernt oder ersetzt werden, so wird die Schraube 24 herausgeschraubt, bis die Schulter 24 & sich an die Unterseite des Teiles

abgebogen, wodurch das U-förmige Kontaktstück her- 40 20 des Kontaktstückes 17 anlegt und bei weiterem gestellt wird, wie es in den F i g. 1 bis 5 dargestellt ist. Drehen der Schraube das Kontaktstück hochhebt und Das Kontaktstück besteht aus zwei dünnen, tief geschlitzten federnden Schenkelteilen 19 und einem
Mittelteil 20. Am Mittelteil 20 ist eine Öffnung 21 &

vorgesehen, die zusammen mit einer Zugangsöffnung 45 Kontaktstücke 17 herausgenommen werden. Die die 21a eine Öffnung 21 in Form eines Schlüsselloches Drähte aufnehmenden Kanäle 16 sind so ausgebildet, bildet. daß die Drähte 22 während der Herausnahme eines

Die Abmessungen der Schenkel 19 des Kontakt- Kontaktstückes an der Gebrauchsstelle festgehalten Stückes sind so gewählt, daß die Schlitze 18, wenn die werden, d. h., sie wirken dem Bestreben der Drähte, Schenkel ihre Stellung in den Ausnehmungen 15 des 50 dem Kontaktstück nachzufolgen, entgegen. Bei der Blockes einnehmen, sich oberhalb der Kanäle 16 be- Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 5 sind die finden und auf diese ausgerichtet sind. Wird das Kon- Kanäle rohrförmig ausgebildet, und deren Oberseiten taktstück in die Ausnehmungen 15 eingedrückt, so wirken hindernd.

gelangen die Enden der Finger 23 mit den isolierten Die geschlitzten Kontaktstücke in der hier dar-

Drähten 22 in Berührung, die sich in den Kanälen 55 gestellten Ausführung können einfach und rasch und 16 befinden. Bei fortgesetztem Eindrücken dringen ohne Benutzung besonderer Werkzeuge herausdie Drahtleiter 22 in den schmaleren Teil der Schlitze genommen werden, so daß Verbindungen ohne 18 ein, wobei die einander gegenüberstehenden Kan- Schwierigkeiten am Klemmenblock geändert werden ten der Finger 23 die Isolation durchschneiden, die können, während andererseits die Klemmenblöcke an den Metallteil 22 & der Drähte 22 umgibt. Die 60 anderer Stelle wieder benutzt werden können.

schmalen Kanten der Finger verformen den Metalldraht, wie in der F i g. 4 dargestellt, während zugleich die Finger aus der ursprünglichen Stellung sich nachgebend auseinanderspreizen. Dieses Spreizen geht

Eine Verbindung von Leitern mit den Schrauben 24 kann auch in der herkömmlichen Weise hergestellt werden, z. B. dadurch, daß das blanke Ende eines Drahtes um die Schraube herumgewunden wird, oder

jedoch nicht so weit, daß die Elastizitätsgrenze des 65 es wird zwischen dem Schraubenkopf und der Ober-Metalls überschritten wird. Es wird eine Verbindung seite des Mittelstückes 20 vor dem Einschrauben der hergestellt, bei der die Finger, die in ihre Ursprung- Schraube ein Kabelschuh eingelegt, wie in der F i g. 1 liehe Stellung zurückzufedern suchen, auf den Draht dargestellt. Eine Verbindung an dieser Stelle wird

vorzugsweise hergestellt, nachdem das Kontaktstück durch Einwirkung der Schraube 24 auf die Drähte 22 gepreßt worden ist. Der abgesetzte Hals 24 a der Schraube ermöglicht nach dem vollständigen Einsetzen des Kontaktstückes und nach Herstellung der Verbindung ein Zurückdrehen der Schraube über eine Strecke, die zum Einsetzen eines Kabelschuhs oder eines blanken Drahtes ausreicht, ohne die Verbindung zwischen den Drähten 22 und dem Kontaktstück nachteilig zu beeinflussen.

In den Figuren ist ein U-förmiges, doppelt geschlitztes Kontaktstück dargestellt. Verbinder mit einem einzigen Schlitz sind gleichfalls von Nutzen, und ebensogut können erforderlichenfalls Kontaktstücke verwendet werden, die bis zu drei Schlitze aufweisen. Das Kontaktstück kann weiterhin an Stelle von zwei Schenkeln nur einen Schenkel mit einem Ansatz für eine Schraube aufweisen. Ferner kann das Kontaktstück eine rohrförmige oder eine andere nicht flächige Gestalt aufweisen. Bei einer solchen Ausbildung gleitet das rohrförmige Element in einer ringförmigen Ausnehmung und ist an entgegengesetzten Seiten am einen Ende des Rohres mit einem oder mehreren Schlitzen versehen. Das Kontaktstück wird vorzugsweise aus einem harten vergüteten Metall hergestellt, z. B. aus Phosphorbronze oder aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung.

Der isolierende Unterteil 10 wird vorzugsweise aus einem bei Wärme sich verfestigenden Kunstharz geformt, obwohl auch als isolierende Materialien für den Unterteil Thermoplaste und keramische Stoffe von Nutzen sein können. Von Nutzen sind auch leitende metallische oder andere Materialien besonders in nichtelektrischen Verwendungsgebieten, z. B. für Verbinder von Stangen oder Seilen bei Konstruktionen. Der Unterteil wird entweder als eine Einheit mit mehreren Verbindern oder mit einzelnen Abschnitten hergestellt, wie in der Fig. 1 durch die unterbrochenen Linien angedeutet, die typische Unterteilungslinien darstellen. Bei der mehrteiligen Konstruktion können Blöcke mit einer großen Anzahl von Anschlüssen zusammengesetzt werden. Die F i g. 1 zeigt einige Möglichkeiten für die Verwendung von Verbindern nach der Erfindung.

Es werden nunmehr weitere Ausführungsbeispiele für die Erfindung gegeben. __

Die Fig. 6 zeigt einen Klemmenblock, dessen isolierender Unterteil 30 mit einander gegenüberstehenden koaxialen drahtaufnehmenden Kanälen 31, die in der Mitte des Unterteiles durch einen Damm aus Isoliermaterial voneinander getrennt sind, der die Enden der miteinander zu verbindenden Leiter 22 voneinander trennt. Der Block ist vorzugsweise so auszugestalten, daß er auch in der herkömmlichen Weise verwendet werden kann, z. B. kann der Damm an der Übergangsstelle am Kanal mit einer Schwächung versehen sein, so daß sie leicht herausgebrochen werden kann.

Nach der F i g. 7 ist ein Klemmenblock 35 oder ein Abschnitt eines Klemmenblockes (der mit Abschnitten gleicher oder anderer Form zusammenwirkt) an den Seiten mit waagerechten Nuten 36 versehen, die als Kanäle zur Aufnahme der Drähte dienen.

Beispiel

Es wird ein Unterteil 10 nach Fig. 1 aus einem durch Wärme aushärtbaren Phenolkunstharz mit vier Paaren von Kanälen 16 und Ausnehmungen 15 hergestellt. Der Unterteil besteht aus einem Block mit einer Höhe von 13,2 mm und einer Breite von 22,2 mm, welche Werte sich um Rippen einer Höhe von 4,77 mm und einer Dicke von 1,57 mm erhöhen, die einen ausreichenden Schutz bei einer für 600 Volt bestimmten Klemme bieten. Der Durchmesser der rohrförmigen Kanäle 16 beträgt 2,54 mm, während bei paarweise angeordneten Kanälen der Abstand von Mitte zu Mitte 3,55 mm beträgt. Die Ausnehmungen 15 im Block weisen eine Dicke von 1,14 mm und eine Breite von 10 mm auf, während die die Ausnehmungen umgrenzenden Kanten des Blockes 11 mm voneinander entfernt sind. Die Kontaktstücke 17 sind aus einem 1 mm starken Phosphorbronzeblech mit einer Zugfestigkeit von 8400 kg/qcm ausgestanzt. Sie weisen eine Breite von 9,5 mm und eine Gesamtlänge von 34,5 mm auf. Das flache Blech wird an jeder Seite des Mittelabschnittes mit einem Radius von 0,78 mm abgebogen, wobei parallele Schenkel mit einer Länge

_ao von 12 mm und einem Abstand von 11 mm geschaffen werden. Die an den Schenkeln vorgesehenen parallelen Schlitze 68 weisen eine Weite von 1,27 mm, eine Länge von 10 mm und die Finger zwischen den Schlitzen eine Breite von 2,3 mm auf. Die Enden der Finger sind an den Ecken mit einem Radius von ungefähr 0,78 mm abgerundet, wobei Aufweitungen zur Aufnahme des Werkstückes geschaffen werden. Die Entfernung vom geschlossenen Ende eines Schlitzes bis zum Ende des flächigen Teiles des Schenkels, d. h. die Abmessung A in der F i g. 3, die wichtig ist für die Bestimmung des Ausmaßes der von den Fingern auf den Draht ausgeübten Druckkraft, beträgt 1,11 mm. Der Durchmesser der Öffnung 21a beträgt 4,22 mm und der Durchmesser der Öffnung 21 b beträgt 3 mm. Die Schraube 24 (Nr. 8-32) weist unter Einschluß des Gewindes einen Durchmesser von 4,16 mm auf, der sich am Halsteil auf einen Wert von 2,8 mm vermindert. Die Gesamtlänge der Schraube beträgt 9,5 mm und die Länge des abgesetzten Teiles 4,77 mm.

Die im vorstehenden Beispiel beschriebenen Kontaktstücke 17 können mit AWG-Drähten, Kaliber 12 bis 14 verwendet werden.

Claims

Patentanspruch:

Verbinder für dünne isolierte elektrische Leitungen mit einem aus Isolationsmaterial bestehenden Unterteil und einer ebenfalls aus Isolationsmaterial bestehenden Kappe, in welche ein aus einem geschlitzten Flachmaterial bestehendes, quer zur Leitungsachse liegendes Kontaktstück eingesetzt ist, in dessen Schlitz durch Eindrücken der Kappe in eine Ausnehmung des Unterteiles die im Unterteil eingelegte Leitung eingezwängt ist, nach Patent 1212180, dadurch gekennzeichnet, daß zum Eindrücken des Kontaktstückes (17) eine Schraube (24) dient, deren mit Gewinde versehener Endteil (24 δ) mit einer Gewindebohrung (25) des Unterteiles (10) zusammenwirkt und deren zwischen dem Schraubenkopf und dem Gewindeendteil (24 b) gelegener Schaftteil (24 a) kleineren Durchmessers eine in dem Kontaktstück (17) vorhandene Öffnung (21 b), die kleiner ist als der Durchmesser des Schraubenkopfes und des Gewindeendteiles (24 b), durchsetzt, wobei der Schaftteil (24 a) eine Länge min-

destens gleich der vereinigten Stärke der Kontaktstückplatte (20) und eines anzuschließenden Drahtleiters hat, und daß in der Kontaktstückplatte (20) eine Öffnung (21) vorhanden ist, die mit der Öffnung (21 b) in Verbindung steht und

einen größeren Durchmesser hat als der Gewindeendteil (24 δ).

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2930031, 3 012219.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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