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Treibladungs-Preßwerkzeug zum Verbinden einer Klemme mit einem elektrischen
Leiter Es sind Preßwerkzeuge zum Verbinden einer Klemme mit einem elektrischen Leiter
bekannt, die durch eine zur Explosion gebrachte Treibladung betätigt werden. Derartige
Preßwerkzeuge bestehen aus einem eine feste Andrückbacke tragenden festen Werkzeugteil
und aus einer an dem festen Werkzeugteil verschiebbar gelagerten, mit einem metallischen
Stoßkolben verbundenen beweglichen Andrückbacke, deren Stoßkolben sieh in eine Patronenhülse
in Richtung auf den darin verschiebbaren Verschlußstopfen einer Treibladungspatrone
erstreckt (belgisches Patent 556302). Es sind auch Treibladungspatronen bekannt,
bei denen in der Treibladung ein elektrisch erhitzbarer Draht als Zündmittel vorgesehen
ist und die durch Schließen eines diesen Zünddraht enthaltenden Stromes zur Entladung
gebracht werden. Bei diesen bekannten elektrisch zündbaren Treibladungspatronen
durchsetzen die beiden Stromzuführungen zu dem Zünddraht den Patronenboden und sind
mit entsprechenden Anschlußmitteln verbindbar. Dabei kann die die Treibladung umschließende
Patronenhülse ebenso wie der die Patronenhülse verschließende, von den Anschlüssen
des Zünddrahtes durchsetzte Verschlusstopfen aus Kunststoff bestehen (britisches
Patent 892 020).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung gleicher
Treibladungen stets gleiche Preßkräfte zu erzeugen.
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Die Erfindung verwendet ein Preßwerkzeug der eingangs erwähnten Art,
bei dem der bewegliche metallische Stoßkolben in Richtung auf den in der Treibladungspatrone
befindlichen verschiebbaren Verschlusstopfen sich erstreckt, und nützt als einen
Teil des elektrischen Zündstromkreises den genannten Stoßkolben aus. Dadurch wird
der Vorteil sichergestellt, das, wenn der Stoßkolben noch nicht voll in die Patronenhülse
eingeschoben ist und sich nicht in direktem Kontakt mit dem verschiebbaren Verschlusstopfen
befindet, eine elektrische Zündung nicht erfolgen kann. Würde bei der Zündung der
Treibladung der Stoßkolben nicht dicht an dem Verschlusstopfen der Patrone anliegen,
so würde die Treibladung bei der Zündung sich teilweise ins Leere ausdehnen und
dadurch würden sich nicht vorausbestimmbare unterschiedliche Preßkräfte entwickeln,
die für die angestrebte Arbeitsweise unerwünscht sind.
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Die Erfindung betrifft ein Treibladungs-Preßwerkzeug zum Verbinden
einer Klemme mit einem elektrischen Leiter, bestehend aus einem eine feste Andrückbacke
tragenden festen Werkzeugteil und aus einer an dem festen Werkzeugteil verschiebbar
gelagerten, mit einem metallischen Stoßkolben verbundenen beweglichen Andrückbacke,
deren Stoßkolben sich in eine Patronenhülse in Richtung auf den darin verschiebbaren
Verschlußstopfen einer Treibladungs-Patrone erstreckt. Die Erfindung besteht darin,
das die Patrone in an sich bekannter Weise als Zündmittel einen die Treibladung
durchsetzenden elektrisch erhitzbaren Draht enthält und das dieser Zünddraht in
Serienschaltung mit dem in Ruhelage befindlichen Stoßkolben und mit einem elektrischen
Einschalter einen Teil des Zündstromkreises bildet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, das an dem
festen Werkzeugteil eine Halterungsvorrichtung zur Halterung der zu verarbeitenden
Anschlußklemme und des an dieselbe anzudrückenden Leiters angeordnet ist und die
Halterungsvorrichtung einen Teil des zur Erhitzung des Zünddrahtes vorgesehenen
Stromkreises in der Weise bildet, das der Stromkreis nur geschlossen wird, wenn
die Halterungsvorrichtung mit der Anschlußklemme bzw. dem Leiter elektrisch verbunden
ist.
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Zweckmäßigerweise findet für ein erfindungsgemäßes Werkzeug eine in
an sich bekannter Weise aus Isoliermaterial bestehende und einen ebenfalls aus Isoliermaterial
bestehenden Patronenstopfen aufweisende Patrone Anwendung, die sich dadurch kennzeichnet,
das der in der Treibladung vorgesehene Zünddraht mit seinem einen Ende mit einer
den Patronenstopfen durchsetzenden Stromzuführung verbunden ist und mit seinem anderen
Ende mit einer den Patronenboden durchsetzenden oder einem an dem der Treibladung
fernen Ende den Patronenstopfen umschließenden Ring verbunden ist.
Solch
ein Werkzeug kann ohne weiteres durch Einschließung des Stoßkolbens in den Erregungsstromkreis
so eingerichtet werden, daß es nur dann zu einex Zündung kommt, wenn der Stoßkolben
sich in vollkommen zurückgezogener Stellung befindet, oder durch Einschließung der
Verbindungsklemme, des Leiters oder beider in den Erregungsstromkreis, so daß es
nur dann zu einer Zündung kommt, wenn Verbindungsklemme und Leiter sich in der richtigen
Stellung befinden, um zwischen den Backen aneinandergedrückt zu werden.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung und ihrer Wirkungsweise wird
in der nachfolgenden Beschreibung Bezug auf die Zeichnungen genommen, in denen F
i g. 1 die perspektivische Ansicht eines durch eine Treibladung betätigten Werkzeugs
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist, F i g. 2 eine der in F i g. 1 dargestellten
Ansicht ähnliche, teilweise offene Ansicht ist, F i g. 3 eine Teilansicht einer
Einzelheit aus F i g. 2 ist, F i g. 4 eine teilweise als Schnitt dargestellte Aufrißansicht
eines durch eine Treibladung betätigten Werkzeugs gemäß einer anderen Ausführungsform
der Erfindung ist, F i g. 5 die perspektivische Ansicht einer Einzelheit aus F i
g. 4 ist, F i g. 6 eine perspektivische Teilansicht eines Zündstromkreises für ein
Werkzeug gemäß der Erfindung ist und F i g. 7 eine perspektivische Teilansicht einer
Einzelheit aus F i g. 6 ist, in der eine in dem Werkzeug befindliche elektrische
Verbindungsklemme dargestellt wird.
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Zunächst wird nunmehr Bezug auf die F i g. 1 bis 3 genommen. Wie in
F i g. 1 dargestellt ist, umfaßt ein explosiv betätigtes Werkzeug zum Andrücken
elektrischer Verbindungsklemmen an elektrische Leiter einen Rahmen 10 mit einer
Ausbuchtung 11 und einem pistolengriffartigen Handgriff 12. Eine feststehende Andrückbacke
14 ist an dem einen Ende der Ausbuchtung 11 befestigt, während eine bewegliche Andrückbacke
16 am anderen Ende der Ausbuchtung 11 angeordnet ist und in Längsrichtung des Rahmens
verschiebbar ist, um mit der feststehenden Andrückbacke 14 für das Andrücken einer
Verbindungsklemme an einen elektrischen Leiter zusammenzuwirken.
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Eine Hülse 17 in einem Ende des Rahmens 10 ist mit einer axialen Verbrennungskammer
18 (F i g. 2) ausgebildet, die einen Stoßkolben 20 aufnimmt, der als fester Bestandteil
der beweglicher. Backe 16 ausgebildet ist. Eine zylindrische, aus organischem, thermoplastischem
Stoff bestehende Patronenhülse 22 einer Treibpatrone mit einem geschlossenen Ende
23 liegt in der Kammer 18 und weist einen Propfen 24 aus organischem, thermoplastischem
Stoff auf, der in der Hülse 22 eine Treibladung 26 festhält, die sich zwischen dem
Pfropfen 24 und dem geschlossenen Ende 23 befindet. Ein elektrischer Glühfaden 28
mit hohem Widerstand liegt in der Hülse 22 und erstreckt sich durch die Ladung 26
hindurch und ist zwischen zwei Knopfkontakten 29 und 29' an dem Pfropfen 24 bzw.
dem geschlossenen Ende 23 angeschlossen.
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Eine Verschlußkappe 30 weist eine zentrale Bohrung 31 auf, die an
einem Ende zu einer Bohrung 31' erweitert ist und in die am anderen Ende eine elektrische
Steckbuchse 32 eingesetzt wird, die einen federnden Isolator 32' und eine elektrische
Kontakthülse 39 aufweist. Ein isolierendes Teil 33 liegt am Boden der erweiterten
Bohrung 31' in axialer Ausrichtung und in Anlage mit einer elektrisch leitenden
Platte 34; das Teil 33 und die Platte 34 werden in der erweiterten Bohrung 31' durch
eine isolierende Buchse 35 festgehalten. Die VerschIußkappe 30 wird auf die Hülse
17 aufgeschraubt, die ihrerseits in den Rahmen 10 eingeschraubt wird. Wenn die Verschlußkappe
30 bis zum Anschlag aufgeschraubt wird, stellt die Elektrode 29' elektrischen Kontakt
mit der Platte 34 her. Ein elektrischer Stecker 37 weist einen Ring 38 auf, der
so in die Steckbuchse 32 eingesetzt wird, daß ein mittlerer Stift 37' des Steckers
37 in der Kontakthülse 39 aufgenommen wird. Der Stecker 37 ist mit einer Batteriekondensator-Stromquelle
»B« durch ein Zweileiterkabel »C« elektrisch verbunden, wobei ein Leiter des Kabels
an dem Stift 37' und das andere an dem Ring 38 angeschlossen ist. Die Stromquelle
»B« weist einen Schalter 40 für die Erregung des Kabels »C« auf.
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Um eine elektrische Verbindungsklemme an einen elektrischen Leiter
anzudrücken, wird die Verbindungsklemme mit darinliegendem Leiter zwischen die Backen
14 und 16 gebracht, wobei der Stoßkolben 20 sich in seiner äußersten rechten (in
F i g. 2) Lage befindet, so daß die Backen voll geöffnet sind, wie in F i g. 2 dargestellt.
Sodann wird der Schalter 40 geschlossen; dadurch fließt der Strom von der Quelle
»B« durch einen Leiter des Kabels »C«, den Stift 37', die Hülse 39, die Platte 34,
das Kontaktelement 29', den Glühfaden 28, das Kontaktelement 29, den Stoßkolben
20, die Hülse 17, die Verschlußkappe 30, die Steckbuchse 32, den Ring 38, den anderen
Leiter des Kabels »C« zu der Quelle »B«. Der Durchgang des Stromes durch den Glühfaden
28 erzeugt genügend Hitze, um die Zündung der Ladung 26 herbeizuführen, so daß die
bei Verbrennung der Ladung erzeugten Gase den Pfropfen 24, den Stoßkolben 20 und
die bewegliche Backe 16 gegen die feststehende Backe 14 treiben, um so einen Arbeitsgang
auszuführen und die Verbindungsklemme an den Leiter anzudrücken.
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Es ist zu erkennen, daß die Ladung 26 nur dann gezündet werden kann,
wenn der Stoßkolben 20 sich in der vollkommen zurückgezogenen Stellung befindet,
in der er in F i g. 2 dargestellt ist, und die Verschlußkappe bis zum Anschlag auf
der Hülse 17 aufgeschraubt ist. Das Werkzeug kann infolgedessen nur dann gebraucht
werden, wenn der Stoßkolben seinen vollen Arbeitshub ausführt.
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Nach Beendigung des Arbeitshubes schmilzt die durch das Verbrennen
der Ladung erzeugte Hitze den Pfropfen 24 in die Patronenhülse 22 ein, wie in der
belgischen Patentschrift 586 302 beschrieben wird, so daß die durch die Verbrennung
der Ladung erzeugten Gase keine Korrosion irgendeines Teiles des Werkzeuges hervorrufen.
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Wie in F i g. 4 dargestellt, weist eine abgeänderte Ausführungsform
des oben beschriebenen Werkzeuges einen Rahmen 110 auf, der mit einer Ausbuchtung
111 und einem pistolengriffartigen Handgriff 112 ausgebildet ist und eine feststehende
Andrückbacke 114 sowie eine bewegliche Andrückbacke 116 aufweist, die an den sich
gegenüberliegenden Seiten der Ausbuchtung 111 angeordnet sind. Ein Stoßkolben 117
in baulicher Einheit mit der beweglichen Backe 116 verläuft durch eine Buchse 118
(z.
B. aus Fiberglas), die in eine Bohrung in dem Gehäuse 110 eingeschraubt wird. Eine
Hülse 119 mit einer axial verlaufenden Verbrennungskammer 119' wird mit einem Ende
in die Bohrung eingeschraubt, so daß die Buchse 118 und die Hülse 119 gleichachsig
aufeinander ausgerichtet sind, um den Stoßkolben 117 aufzunehmen. Eine Verschlußkappe
120 wird auf das andere Ende der Hülse 119 aufgeschraubt. Der Stoßkolben
117 weist eine isolierende Hülse 121 auf, die seine äußere Fläche eng anliegend
umschließt, sowie eine äußere Metallhülse 122, die die isolierende Hülse 121 eng
anliegend umschließt. Das an die Backe 116 angrenzende Ende der Hülse 121 ist mit
einem äußeren Durchmesser ausgebildet, der dem inneren Durchmesser der Buchse 118
im wesentlichen gleich ist. Der restliche Teil der Hülse 121 ist von etwas kleinerem
Durchmesser, um in die Hülse 122 zu passen.
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Eine zylindrische Patronenhülse 123 aus thermoplastischem Kunststoff
ist mit einem geschlossenen Endteil 124 ausgebildet und enthält eine Antriebstreibladung
125, die sich zwischen einem Pfropfen 126 aus thermoplastischem Kunststoff und dem
geschlossenen Ende 124 befindet. Der Pfropfen 126 (F i g. 5) weist eine zentrale
Öffnung 127 auf, in die ein Knopfkontakt 128 eingepreßt wird. Ein Metallring 129
wird um den äußeren Rand des Pfropfens 126 an dessen einem Ende gepreßt. Ein elektrischer
Glühfaden 130 mit hohem Widerstand wird mit einem Ende an dem Kontakt 128 und mit
dem anderen Ende an dem Ring 129 befestigt, wobei er durch die Öffnung 127 und entlang
der äußeren Fläche des Pfropfens 126 verläuft. Wie in F i g. 4 dargestellt, befindet
sich, wenn der Pfropfen in die Patronenhülse 123 eingesetzt wird, das Kontaktelement
128 in elektrischem Kontakt mit dem Stoßkolben 117 und der Ring 129 in elektrischem
Kontakt mit der Hülse 122.
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Eine federnde Arretierungsvorrichtung 132 (F i g. 4) ist in dem Rahmen
110 befestigt und wirkt mit einer Einkerbung 134 an der unteren (in F i g. 4) Fläche
der Backe 116 zusammen, um in der Normalstellung den Stoßkolben 117 in zurückgezogener
Lage festzuhalten (wie in F i g. 4 dargestellt ist), bis der Stoßkolben durch die
durch das Verbrennen der Ladung erzeugten Gase angetrieben wird.
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Eine elektrische Stromquelle 136 ist in dem Handgriff 112 untergebracht;
ein unter der Wirkung einer Druckfeder 140 stehender Auslöser 138 ist in der Nähe
der Stromquelle 136 angelenkt. Ein elektrischer Schaltkontakt 141 ist so angeordnet,
daß er durch Bewegung des Auslösers 138 gegen die Wirkung der Feder 140 so
in seiner Lage verändert wird, daß er mit einer Elektrode der Stromquelle 136 elektrischen
Kontakt herstellt. Die andere Elektrode der Stromquelle 136 steht in dauerndem elektrischem
Kontakt mit der Innenfläche des Handgriffs 112 und damit mit dem Rahmen 110. Der
Schaltkontakt 141 schließt einen elektrischen Stromkreis zwischen der Stromquelle
136 und einem ausziehbaren Leiter 1.42, der in einem Durchgang in dem Rahmen 110
liegt. Das andere Ende des Leiters 142 ist an einem unter Federwirkung stehenden
Stift 143 befestigt, der an die äußere metallische Hülse 122 anstößt und dadurch
federnden elektrischen Kontakt mit dieser herstellt.
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Wenn eine elektrische Verbindungsklemme mit darin eingelegtem elektrischem
Leiter zwischen den Backen 114 und 116 liegt, wird der Auslöser 138 betätigt, um
den Kontakt 141 in Anlage an die eine Elektrode der Stromquelle 136 zu bringen.
Der Strom fließt dann durch den Leiter 142, den Stift 143, die Hülse 122, den Ring
129, den Glühfaden 130, den Kontakt 128, den Stoßkolben 117, die bewegliche Backe
116 und zurück durch den Rahmen 110 zur anderen Elektrode der Stromquelle
136.
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Die erhitzende Wirkung des durch den Glühfaden 130 fließenden Stromes
bewirkt, daß der Glühfaden 130 genügend erhitzt wird, um die Ladung 125 zu zünden.
Die durch das Verbrennen der Ladung erzeugten Gase treiben den Pfropfen 126, den
Stoßkolben 117 und die Backe 116 gegen die feststehende Backe 114, wodurch die Verbindungsklemme
an den Leiter zwischen den Backen angedrückt wird. Da der Stoßkolben 117 in dem
Stromkreis liegt, kann das Werkzeug nur gezündet werden, wenn der Stoßkolben an
dem Kontakt 128 anliegt.
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F i g. 6 zeigt ein elektrisches System für ein durch eine Treibladung
betätigtes Werkzeug, bei dem das Werkstück (d. h. also die Verbindungsklemme und
der Leiter) so angeordnet ist, daß es in dem elektrischen Stromkreis liegt, wobei
das Werkzeug nur dann betätigt werden kann, wenn das Werkstück zwischen den Backen
liegt. Die Vorrichtung umfaßt eine Stromquelle 136' mit einer elektrischen Leitung
142', die eine Elektrode der Stromquelle mit einer Steckervorrichtung 134' verbindet,
die ihrerseits in Verbindung mit einem Kontaktelement 144' einer Patrone 146' steht.
In der Leitung 142' ist ein Schalter »S« vorgesehen, der geschlossen werden kann,
um die elektrische Verbindung über einen Glühfaden 148' zu einem zweiten Kontakt
150' der Patrone herzustellen, die eine Ladung 152' enthält, durch die der Glühfaden
hindurch verläuft. Ein Stoßkolben 154' ist an seinem einen Ende mit einer beweglichen
Backe 156' ausgebildet, die mit einer feststehenden Backe 158' auf einen Rahmen
160' zusammenwirkt.
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Ein Paar Haltebügel 162' für das Werkstück, die an drehbar angeordneten
Tragvorrichtungen 164' befestigt sind, sind, wie am deutlichsten in F i g. 7 dargestellt,
so ausgebildet, daß sie einen elektrischen Leiter »D«, der in einer elektrischen
Verbindungsklemme »T« liegt, umfangen, und können durch Drehung der Tragvorrichtungen
im Uhrzeigersinn (in F i g. 7) so zurückgezogen werden, daß die Verbindungsklemme
und der Leiter dadurch fest in einer für das Andrücken aneinander geeigneten Lage
gehalten werden. Die Haltebügel 162' bestehen aus elektrisch leitendem Stoff,
sind jedoch bis auf diejenigen Teile, die den Leiter umfassen, isoliert, und stehen
in Verbindung mit einer elektrischen Leitung 166', die mit der anderen Elektrode
der Stromquelle 136' verbunden ist. Wenn die Verbindungsklemme » T« und der Leiter
»D« so, wie in F i g. 7 gezeigt, durch die Haltebügel 162' angeordnet sind, so steht
die untere (in F i g. 6) Elektrode der Stromquelle 136' in elektrischer Verbindung
mit dem Rahmen 160'. Die Haltebügel können auch so angeordnet werden, daß sie, anstatt
mit dem Leiter, wie unter Bezugnahme auf F i g. 7 beschrieben, mit der Verbindungsklemme
zusammenwirken.
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Um einen Leiter »D« und eine Verbindungsklemme »T« in die zum Andrücken
aneinander geeignete Lage zu bringen, werden die Haltebügel 162' um den Leiter »D«
herum eingehakt, sodann werden die Tragvorrichtungen 164' so weit gedreht, daß die
Haltebügel 162' zurückgezogen werden, um den Leiter in der Verbindungsklemme
»T« festzuhalten. Vorausgesetzt, daß die Haltebügel 162' sich in einer
solchen
Stellung befinden, wie soeben beschrieben wurde, und daß der Stoßkolben 154' an
dem Kontakt 150' anliegt, fließt bei Schließung des Schalters »S« der Strom durch
den Glühfaden 148', um die Ladung 152' zum Zwecke des Andrückens der Verbindungsklemme
an den Leiter zu zünden, wobei der Stromkreis über den Stoßkolben 154', den Rahmen
160', die Backe 158', die Verbindungsklemme »T«, den Leiter »D«, die Haltebügel
162' und die Leitung 166' geschlossen wird. Ein ähnlicher Sicherheitsstromkreis
kann auch in den unter Bezugnahme auf die F i g. 1 bis 5 beschriebenen Werkzeugen
verwendet werden.