DE1678541B1 - Andrueckwerkzeug zum andruecken loetfreier anschlussklemmen an elektrischer leiter - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Andrückwerkzeug zum Andrücken lötfreier Anschlußklemmen an elektrische Leiter.
• Durch die USA.-Patentschrift 2133 364 ist ein Werkzeug dieser Art bekanntgeworden, bei dem die den Arbeitsschub auf den beweglichen Gesenkteil des Werkzeuges übertragende Schubstange in einen Kolben ausläuft, der dicht in einer Kammer geführt ist, an deren hinterem, der Schubstange abgewendetem Ende eine eine Explosivladung enthaltende Patrone gelagert ist, die durch einen Schlagbolzen zur Explosion gebracht werden kann. Die Patrone ist dabei in üblicher Weise als ein Hohlzylinder ausgebildet, in dem die Explosivstoffmenge, von einem Verschlußstopfen überdeckt, vorgesehen ist.
• Bei der Explosion der Explosivstoffmenge treiben bei diesem Werkzeug die Explosionsgase den Stopfen aus der Patronenhülse heraus und nehmen am Ende des Arbeitsschubes des Werkzeugs einen verhältnismäßig großen Raumteil des Werkzeugs ein, wobei sie infolge ihres Zustandes korrodierend auf die Wandungen dieses Werkzeugteils einwirken.
• In der älteren deutschen Patentschrift 1229 888 der Schutzrechtsinhaberin ist eine Patrone für derartige Andrückwerkzeuge vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Patrone in an sich bekannter Weise aus thermoplastischem Kunststoff besteht, daß die im Bodenteil der Patrone untergebrachte Explosivstoffmenge von einem in der Patronenhülse unter Gasdruck verschiebbaren Stopfen überlagert ist, der seinerseits mit einem beweglichen Werkzeugteil des Andrückwerkzeuges in direkten Kontakt gebracht werden kann, und daß Patronenhülse und Stopfen derart ausgebildet und angeordnet sind, daß Patrone und Stopfen am Ende der durch das bewegliche Werkzeugteil begrenzten Arbeitsbewegung des Kolbens miteinander verschweißen.
• Eine derartige Patrone bietet den Vorteil, daß die bei der Explosion freigesetzten korrosionsfähigen Gase am Ende des Arbeitshubes des Werkzeuges in der Patrone zusammengehalten sind und nicht in das Werkzeug selbst austreten können, so daß eine Korrosion der Innenteile des Werkzeuges unterbunden ist.
• Ein Andrückwerkzeug zum Andrücken lötfreier Anschlußklemmen an elektrische Leiter, dessen Betätigung durch eine Patrone mit innerhalb des Patronenmantels angeordneter und durch einen bewegbaren Stopfen überdeckter Explosivstoffmenge erfolgt, deren Zündgase den den einen Gesenkteil tragenden und im Werkzeug verschiebbar gelagerten Stößel des Andrückwerkzeuges gegen den durch einen Teil des Werkzeugs gebildeten festen Gesenkteil vortreiben, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß der Arbeitsweg des Stößels derart bemessen ist, daß der Stößel am Ende seiner Arbeitsbewegung sich mit seinem Ende noch in den Patronenmantel erstreckt und den verschiebbaren Stopfen im Patronenmantel zurückhält.
• Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine derartige Länge und Anordnung des Stößels in dem Werkzeug, daß das Stößelende vor der Zündung in direktem Kontakt mit dem beweglichen Stopfen steht.
• Der durch das erfindungsgemäße Andrückwerkzeug erzielte technische Fortschritt ist darin zu sehen: Da sich der Stößel am Ende seines Arbeitsweges mit seinem Ende noch in den Patronenmantel erstreckt, wird der verschiebbare Stopfen durch den Druck der freigesetzten Gase gegen das Stößelende gedrückt und dadurch ein besonders inniger Abschluß mit der Innenwandung des Patronenmantels, zumindest bis der Druck der freigesetzten Gase infolge ihrer Abkühlung nachläßt, sichergestellt.
• Die Längenbemessung ist derart, daß das Stößelende vor der Zündung in direktem Kontakt mit dem beweglichen Stopfen steht; dies hat zur Folge, daß auf den Stößel ein graduell ansteigender Druck ausgeübt wird, was gerade zum Andrücken lötfreier Anschlußklemmen in vielen Fällen anstrebenswert ist.
• In der Schußwaffentechnik ist bereits durch die USA.-Patentschrift 1416 828 eine Patrone bekanntgeworden, bei der vor der Explosion die Explosivladung im Bodenteil der Patrone durch einen becherförmig ausgebildeten Stopfen gehalten wird und nach erfolgter Zündung der Stopfen am vorderen Ende der Patronenhülse zurückgehalten wird. Ein pfeilförmiges Projektil von einem wesentlich geringeren Querschnitt als die Patronenhülse ist mit der Deckelfläche des Stopfens vernietet und löst sich von dem Stopfen, wenn der Stopfen am Ende des Explosionsvorganges das Vorderende der Patronenhülse erreicht. Der Stopfen selbst wird im nichtgezündeten Zustand am Bodenende der Patrone mittels einer an der Innenwandung der Patronenhülse vorgesehenen Rippe zurückgehalten, so daß eine Beschleunigung des Stopfens und des Projektils erst erfolgt, wenn die Explosionsladung vollständig zur Detonation gebracht ist und sich ein so hoher Druck entwickelt hat, daß durch die Rippe bedingte Widerstandskraft überwunden wird und der sich in Bewegung setzende Stopfen die Rippe auszuglätten vermag. Dadurch wird schlagartig die Beschleunigung des Stopfens und des mit demselben verbundenen Projektils auf eine außerordentlich hohe Geschwindigkeit unmittelbar nach der Zündung bewirkt, so daß sich Projektil und Stopfen bei Erreichen des Endes der Patronenhülse erst trennen, wenn der Gasdruck der Explosionsgase bereits auf einen wesentlich niedrigeren Wert reduziert ist. Diese Schußwaffe strebt an, Mündungsfeuer, Rückstoß und Schallwirkung nach Möglichkeit zu verringern und mit einem kurzen Waffenlauf zum Abfeuern des Geschosses mit hoher Geschwindigkeit auszusammen. Der Waffenlauf ist dabei durch die Länge der Patronenhülse bestimmt und beträgt etwa nur das Fünfzehnfache des Patronenhülsendurchmessers.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren erläutert. Von den Figuren zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeuges, F i g. 2 einen Schnitt längs der in F i g. 1 mit 11-II gekennzeichneten Schnittlinie, F i g. 3 eine der F i g. 2 ähnliche Darstellung, wobei das Werkzeug in der Arbeitsstellung nach erfolgter Explosion dargestellt ist, F i g. 4 eine perspektivische teilweise gebrochene Ansicht der Patrone.
• Bei dem Werkzeug, welches in den F i g. 1 bis 3 dargestellt ist, findet eine Patrone gemäß F i g. 4 Anwendung; das Werkzeug besteht aus einem C-förmigen Werkzeugteil, an welchem der feste Gesenkteil 16 angeordnet ist. Dieser Gesenkteil dient der Aufnahme einer elektrischen Verbindungsklemme 20 und eines in dieselbe hineingesteckten Kabelstückes 22. Der bewegliche Gesenkteil28 umfaßt einen Stößel 26, der in dem Werkzeugteil so gelagert ist, daß der bewegliche Gesenkteil zu dem festen Gesenkteil16 hin- und von demselben zurückbewegt werden kann.
• Das Werkzeug hat einen Kopf 12, der auf einen Fortsatz 30 des C-förmigen Werkzeugteiles aufgeschraubt ist. Der Fortsatz enthält die Patrone 34. Der Kopfteil 12 hat zwei Knebel 13, um den Kopfteil fest auf das Werkzeug aufzuschrauben.
• Die Patrone, die in F i g. 4 dargestellt ist, besteht aus einem Patronenmantel 36, in welchen ein Stopfen 38 dicht hineinpaßt. Das eine Ende des Patronenmantels ist durch eine Bodenfläche 39 angeschlossen. In der Bodenfläche 39 ist ein Zündhütchen 40 vorgesehen, welches den pulverförmigen Explosivstoff 41, der zwischen dem Stopfen 38 und der Bodenfläche 39 der Patrone 34 eingeschlossen ist, zur Explosion bringt. Die Bodenfläche 39 hat einen etwas größeren Durchmesser als der Patronenmantel 36, so daß ein Flanschring 44 zum Einsetzen der Patrone in das Werkzeug gebildet wird. Zweckmäßigerweise besteht die Patrone aus Polyäthylen. Der Flansch 44 liegt in einer Ausnehmung 46 am oberen Ende des Ansatzes 30.
• In dem Kopfteil 12 befindet sich, und zwar in derri kappenförmigen Teil 48, der Zündbolzen 50, der koaxial zu dem Zündhütchen 40 angeordnet ist. Der Zündbolzen 50 wird auf das Zündhütchen 40 durch einen unter Federkraft stehenden Schlagbolzen 52 bewegt, welch letzterer sich in einem auf dem becherförmigen Teil 48 aufgeschraubten Zylinder 54 befindet. Die Patrone 34, der Stößel 26, der Fortsatz 30, ; die becherförmige Kappe 48 und der Zylinder 54 befinden sich zueinander koaxial angeordnet.
• Das obere Ende des Zylinders 54 ist schraubenförmig ausgeschnitten und bildet eine schräge Flanke 56. An dem Schlagbolzen 52 ist ein hervorstehender Stift 58 vorgesehen; wird dieser Stift im Uhrzeigersinn in F i g. 3 gedreht, so gleitet der Stift auf der schrägen Flanke 56 hinauf und drückt die Druckfeder des Schlagbolzens 52 zusammen. Der Stift 58 kann in eine Nut 60 einrasten. Das Werkzeug wird dadurch geschlossen, daß der Stift aus der Nut 60 herausgeschlagen wird, so daß er axial die schräge Fläche 56 hinabgleiten kann. Auf diese Weise trifft der Schlagbolzen 52 den Zündbolzen 50. Ein unter Federkraft stehendes Festhalteorgan 62 hält das Kabel 22 in der Klemme 20, bis der Andrückvorgang beendet ist.
• Zur Benutzung des Werkzeuges wird eine Patrone in den Ansatz 30 so hineingesetzt, daß der Flansch 44 der Patrone auf der Schulterfläche 46 liegt. Es wird dann der Stößel 26 in die Patrone hineingeschoben. Darauf wird der Kopfteil 12 aufgeschraubt und das Werkzeug dadurch geladen, daß der Stift. 58 auf der schrägen Fläche 56 bis in die Nut 60 geschoben wird. Wenn dann der Stift 58 aus der Nut 60 herausgeschlagen wird, schlägt der Zündbolzen 50 auf das Zündhütchen 40, und die sich ergebende Explosion des Explosivstoffes 41 treibt den Stopfen 38 und den Stößel 26 in dem Patronenmantel 36 nach unten, so daß der Gesenkteil 28 die Klemme 20 an das Kabel 22 andrückt.
• Geeignete Bemessung der Menge des Explosivstoffes im Verhältnis zur Größe der Verbindungsklemme bestimmt die Andrücktiefe des Klemmenhalses. Eine Einstellung in diesem Sinn kann auch durch die Anwendung von Anschlagmitteln an den Gesenkteilen erreicht werden. Die Eindrücktiefe kann auch dadurch eingestellt werden, daß der Abstand des Endes des Stößels 26 von dem Stopfen 38 geändert wird, so daß dieselben sich nicht direkt berühren, wie das F i g. 2 zeigt. Da in diesem Fall ein Teil der Energie verbraucht wird, bevor Nutzarbeit geleistet wird, ist die tatsächliche Nutzarbeit geringer, was sich in geringerer Eindrücktiefe äußert.
• Die sich bei der Explosion des Explosivstoffes 41 entwickelnden Gase bewirken eine Ausdehnung des aus plastischem Material bestehenden Patronenmantels, so daß ein gasdichter Abschluß zu der Kammerwandung hin sich ergibt. Die bei der Verbrennung auftretende Flamme und die heißen Gase sind auf den Innenraum der Patrone beschränkt, während das Pulver abbrennt. Wenn der Gesenktei128 die Verbindungsklemme an das Kabelende in einem solchen Maße angepreßt hat, daß ein Druckgleichgewicht zwischen dem Anpreßdruck und dem Druck in der Hülse sich ergibt, kommt das Preßgesenk zum Stillstand. Da der Stopfen 38 aus weicherem Material als der Stößel 26 besteht, wird der Stopfen um das Ende des Stößels herumgepreßt. Dieses Herumpressen zusammen mit dem Erweichen des Stopfens 38 und des Patronenmantels 36 infolge der Wirkung der heißen Gase in dem Patronenmantel bewirkt ein Verschweißen des Stopfens 38 mit dem Patronenmantel 36, wenn der Stopfen 38 seine Endlage angenommen hat. Auf diese Weise sind die heißen, bei der Explosion entstehenden Gase innerhalb des Patronenmantels eingeschlossen, und sie treten nicht an dem offenen Ende der Patrone heraus. Dieser Vorgang wickelt sich praktisch augenblicklich ab, so daß das Andrücken innerhalb weniger Mikrosekunden nach der Explosion erfolgt. Die Explosion in dem abgeschlossenen Raum der Patrone wirkt sich ferner dahingehend aus, daß das Explosionsgeräusch gedämpft wird.
• Die Gase kühlen sich sehr schnell, ebenfalls innerhalb einiger Mikrosekunden, wieder ab, und der plastische Stoff nimmt seine ursprüngliche Form wieder an. Im aufgeblasenen Zustand schließt die plastische Masse sehr dicht mit dem Zündhütchen 40 ab und verhindert den Austritt der Gase. Wenn bei Abkühlung das plastische Material wieder entlastet wird, sitzt das Zündhütchen locker in der Bodenfläche 39 und gestattet den Austritt von Gasen. Bei der niedrigen Temperatur der Gase sind sie jetzt jedoch harmlos, und die Verbrennungsflamme wird ausgelöscht. Die Verringerung der Temperatur äußert sich in einer Druckverminderung, so daß die Gase unter sehr niedrigem Druck abfließen. Wenn sich die Gase hinreichend in der Patrone abkühlen würden, würde sich in dieser ein Vakuum ausbilden.
• Nachdem der Andrückvorgang abgeschlossen ist, wird die Kappe 48 abgeschraubt, das Festhalteorgan 62 wird gelöst, und die Klemme und das Kabel werden aus dem Werkzeug genommen. Wenn die Klemme aus dem Werkzeug genommen wird, wird der Gesenktei128 angehoben und der Stößel 26 nach oben geschoben. Der Stößel 26 wirkt gegen den Stopfen 38, welcher jetzt mit dem Patronenmantel 36 verschweißt ist, so daß die vollständige Patrone nach oben geschoben wird und aus dem Werkzeug herausgenommen werden kann.
• Das Wesentliche des bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug zur Anwendung gelangenen Arbeitsverfahrens besteht darin, daß bei der Explosion die Gase in der Patrone zusammengehalten werden, bis sie sich abkühlen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Andrückwerkzeug zum Andrücken lötfreier Anschlußklemmen an elektrische Leiter, dessen Betätigung durch eine Patrone mit innerhalb des Patronenmantels angeordneter und durch einen bewegbaren Stopfen überdeckter Explosivstoffmenge erfolgt, deren Zündgase den den einen Gesenkteil tragenden und im Werkzeug verschiebbar gelagerten Stößel des Andrückwerkzeuges gegen den durch einen Teil des Werkzeuges gebildeten festen Gesenkteil vortreiben, d a d u r c h 9 e -k e n n z e i c h n e t, daß der Arbeitsweg des Stößels (26) derart bemessen ist, daß der Stößel (26) am Ende seiner Arbeitsbewegung sich mit seinem Ende noch in den Patronenmantel (36) erstreckt und den verschiebbaren Stopfen (38) im Patronenmantel (36) zurückhält.
2. 2. Andrückwerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Länge und Anordnung des Stößels (26) in dem Werkzeug, daß das Stößelende vor der Zündung in direktem Kontakt mit dem beweglichen Stopfen (38) steht.