DE1790118C3 - Connector attached to an aluminum wire conductor - Google Patents
Connector attached to an aluminum wire conductorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen an einen Aluminiumdrahtleitcr angeschlagenen Anschlußteil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.The invention relates to a connecting part of the attached to an aluminum wire conductor Art mentioned in the preamble of claim 1.
Es ist bekanntlich schwierig, eine elektrische Verbindung mit Aluminium herzustellen, weil Aluminium auf seiner Oberfläche eine nichtleitende harte Oxidschicht bildet. Diese Schicht kann zerstört werden, indem man sie mit einem Gemisch aus Fett und Schleifmittel bedeckt und durch dieses Gemisch hindurch eine Preßverbindung zwischen einer Zwinge und dem Aluminium herstellt. Das Schleifmittel zerreißt die Oxidschicht, während das Fett deren Neubildung verhindert. Diese Arbeitsweise ist aber unier besiimmten Bedingungen nicht zufriedenstellend, besondersIt is notoriously difficult to make an electrical connection with aluminum because aluminum is on forms a non-conductive hard oxide layer on its surface. This layer can be destroyed by getting covered them with a mixture of grease and abrasive and put one through this mixture Establishes a press connection between a ferrule and the aluminum. The abrasive tears them up Oxide layer, while the fat prevents its formation. However, this mode of operation is not particularly satisfactory under certain conditions wenn Wärmeeinwirkung dazu führen kann, daß das Fett von der Preßstelle wegfließt, so daß der Oxidationsschutz verlorengeht und das Fett zu Verunreinigungen führen kann. Nach einer anderen kostspieligen Lösung S verwendet man einen Aluminiumdraht, der mit einem leitenden Überzug versehen ist.when the action of heat can cause the fat to flow away from the pressing point, so that the protection against oxidation is lost and the fat becomes contaminants can lead. According to another expensive solution S, an aluminum wire is used which is connected to a conductive coating is provided.
Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß Aluminium unter mechanischer Beanspruchung zum Kriechen neigt und dieses Kriechen zu einer ErhöhungAnother difficulty is that aluminum is exposed to mechanical stress Creep tends to increase and this creep increases
■ο des elektrischen Widerstands führt, so daß die Betriebstemperatur erhöht und damit das Kriechen beschleunigt und die Verbindung schließlich unterbrochen wird.■ ο of the electrical resistance leads so that the The operating temperature increases and thus the creep accelerates and the connection is finally interrupted.
galvanischen Korrosion an Stoßstellen zwischen Kupfer und Aluminium, weil dort infolge der elektrischen Potentialdifferenz in Anwesenheit von Feuchtigkeit eine galvanische Zelle entsteht, die zur elektrolytischen Korrosion führtGalvanic corrosion at joints between copper and aluminum, because there as a result of the electrical Potential difference in the presence of moisture creates a galvanic cell, which leads to the electrolytic Corrosion leads
Ein bekannter Anschlußteil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art (Zeitschrift »Machine Design« vom 31.8.1967, S. 120/121) ist zum Anschließen eines massiven Aluminiumdrahts bestimmt und besteht aus einer Zwinge, in der eine verzinnte perforierteA well-known connector part of the preamble of Claim 1 mentioned type (magazine "Machine Design" from August 31, 1967, p. 120/121) is to be connected A solid aluminum wire and consists of a ferrule in which a tinned perforated Metallhülse angeordnet ist. Die Zwinge wird beim Anschlagen an den Aluminiumdraht zu einem elliptischen Querschnitt verformt, wobei Aluminium des Drahts in die Perforationen der Metallhülse gepreßt wird. Dadurch wird die auf dem Aluminium befindlicheMetal sleeve is arranged. The ferrule is deformed to an elliptical cross-section when it hits the aluminum wire, with aluminum des Wire is pressed into the perforations of the metal sleeve. This will remove the one located on the aluminum
jo Oxidschicht aufgerissen, so daß an den Stellen der Perforationen ein guter elektrischer Kontakt erzielt wird, und ferner wird das nachträgliche Fließen des Aluminiums innerhalb der Zwinge in Längsrichtung verhindert.jo oxide layer torn, so that at the points of Perforations a good electrical contact is achieved, and also the subsequent flow of the Prevents aluminum inside the clamp in the longitudinal direction.
Es ist ferner ein Anschlußteil bekannt (US-PS 31 37 925), der aus einer mit Perforationen versehenen metallischen Zwinge, einer die Zwinge umgebenden Metallhülse und einer äußeren Kunststoffhülle besteht und zum Anschlagen an mehrere isolierte EinzeldrähteThere is also a connector known (US-PS 31 37 925), which consists of a perforated metallic ferrule, a metal sleeve surrounding the ferrule and an outer plastic shell and for attaching to several insulated single wires verschiedenen Durchmessers bestimmt ist. Der Anschlagvorgang wird in der Weise durchgeführt, daß in einer an die Drahtenden angrenzenden Zone eine starke Verformung der Zwinge bis auf einen relativ kleinen Durchmesser erfolgt, während in daran angrenzendendifferent diameter is determined. The attack process is carried out in such a way that in a zone adjacent to the wire ends, a strong deformation of the ferrule except for a relatively small one Diameter takes place while in adjoining it weiteren zwei Zonen die Verformung sich stufenweise verringert und zu entsprechend größeren Querschnitten des angeschlagenen Verbinders führt. Beim Anschlagvorgang werden ein Teil der Isolierung sowie ein Teil des Metalls der isolierten Einzeldrähte unter Erzielunganother two zones the deformation is gradual reduced and leads to correspondingly larger cross-sections of the attached connector. During the stopping process, a part of the insulation and a part of the metal of the insulated strands while achieving eines elektrischen Kontakts in die Perforationen der Zwinge eingetrieben. Die dreistufige Verpressung soll dazu dienen, je eine für jeden vorhandenen Durchmesser der isolierten Einzeldrähte geeignete Anschlagzone zu schaffen.an electrical contact into the perforations of the Ferrule driven in. The three-stage crimping is intended to create a stop zone suitable for each existing diameter of the insulated individual wires to accomplish.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anschlußteil der im Oberbegriff des Patentanspruchs I genannten Art so auszubilden, daß er für einen aus mehreren Aluminiumeinzeldrähten bestehenden Drahtleiter geeignet ist.The invention is based on the object of providing a connector part of the preamble of claim I called type so that it is suitable for a wire conductor consisting of several single aluminum wires.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.
Bei dem Anschlußteil nach der Erfindung wird in der dem geschlossenen Ende der Zwinge nahen vorderen Zone aufgrund der dort sehr hohen Anschlagkraft eineIn the connector according to the invention is in the the closed end of the clamp near the front zone due to the very high impact force there Bewegung der Alumiiniumeinzeldräv;te relativ zueinander erzielt, was zu einem Aufreißen der Oxidschichten und zu einem Kaitverschweißen führt. Cs wird somit in dieser Zoiie ein sehr guter elektrischer Kontakt sowohlMovement of the Alumiiniumeinzeldrä v te achieved relative to each other, which leads to a rupture of the oxide layers and to a Kaitverschweißen. Cs thus becomes a very good electrical contact in this context
zwischen den Einzeldrähten als auch zwischen diesen und dem Anschlußteil erzielt Der aufgrund der hohen Anschlagkraft in diesem Bereich bestehenden Bruchgefahr wird durch die stufenweise Herabsetzung der Anschlagkraft in der mittleren Zone der Zwinge entgegengewirkt.between the individual wires as well as between them and the connecting part achieved The due to the high The risk of breakage existing in this area is reduced by the gradual reduction of the Stop force counteracted in the middle zone of the clamp.
Bei der weiteren Ausbildung der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 wird einer Bruchgefahf noch zusätzlich dadurch entgegengewirkt, daß in einem sich über die Zwinge hinaus erstreckenden Längsbereich der Außenhülse eine noch geringere Verformung erfolgt, so daß in diesem Bereich eine weitere Abstützung des Aluminiumdrahtleiters erfolgt. Ferner sorgt in diesem Bereich die Dichtungshülse dafür, daß die Anschlagverbindung gegen die bei Aluminiumdrähten besonders problematischen korrodierenden Umgebungseinflüsse geschützt ist.In the further development of the invention according to claim 2, there is also an additional risk of breakage counteracted by the fact that in a longitudinal region extending beyond the ferrule Outer sleeve an even smaller deformation takes place, so that a further support of the in this area Aluminum wire conductor takes place. Furthermore, in this area, the sealing sleeve ensures that the stop connection against the corrosive environmental influences, which are particularly problematic with aluminum wires is protected.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der teilweise schematischen Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigtAn exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the partially schematic drawings described. In these shows
Fig. 5 schaubildlich und mit auseinandergezogenen Teilen einen erfindungsgemäßen Anschlußteil,Fig. 5 diagrammatically and with parts exploded, a connection part according to the invention,
F i g. 2 schaubildlich den erfindungsgemäßen Anschlußteil, der auf einen Aluminiumdrahtleiter abgekniffen ist,F i g. 2 shows a diagram of the connection part according to the invention, which is snapped onto an aluminum wire conductor is,
Fig.3 in einem Vertikallängsschnitt den Anschluß nach F i g. 2,3 shows the connection according to FIG. 3 in a vertical longitudinal section. 2,
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4—4 in F i g. 3,F i g. 4 shows a section along the line 4-4 in FIG. 3,
F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie 5—5 in Fi g. Ϊ und F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie 6—6 in F i g. 3.F i g. 5 shows a section along the line 5-5 in FIG. Ϊ and F i g. 6 shows a section along line 6-6 in FIG. 3.
Der in Fig. 1 gezeigte Anschlußteil besitzt ein überzogenes Kupferrohr I. das am einen Ende abgeflacht ist und eine Zunge 2 bildet, die eine Ausnehmung für die Aufnahme eines Anschlußbolzens hat. Das Kupferrohr ist zweckmäßig mit einem Metall überzogen, das ein negatives elektrolytisches Potential von 0,20-1,50 V hat.The connector shown in Fig. 1 has a coated copper tube I. That at one end is flattened and forms a tongue 2 which has a recess for receiving a connecting bolt Has. The copper pipe is expediently coated with a metal that has a negative electrolytic potential of 0.20-1.50 V.
Aluminium nat ein Potential von —0,85 V und Kupfer ein Potential von -0,20 V, so daß die Potentialdifferenz 0,65 V beträgt. Die Potentialdifferenz zwischen dem Überzugsmaterial und dem Aluminium muß unbedingt kleiner sein als 0,65 V. Ein geeignetes Überzugsmaterial ist Zinn.Aluminum has a potential of -0.85 V and copper a potential of -0.20 V, so that the potential difference Is 0.65 V. The potential difference between the coating material and the aluminum must absolutely less than 0.65 V. A suitable coating material is tin.
In der rohrförmigen Zwinge 3 des Anschlußteils 1 sitzt passend eine perforierte Hülse 4 aus einem leitenden Material, das eine höhere Zugfestigkeit hat als Aluminium. Ein geeignetes Material ist beispielsweise verzinntes Messing.In the tubular clamp 3 of the connecting part 1 sits a perforated sleeve 4 from a fitting conductive material that has a higher tensile strength than aluminum. A suitable material is, for example tinned brass.
Eine Metallhülse 5 hat einen im Durchmesser kleineren Vorderteil 6, der die rohrförmige Zwinge 3 des Anschlußteils 1 aufnimmt. Der im Durchmesser größere, hintere Teil 7 der Hülse 5 dient zur Aufnahme einer Dichtungshülse 8, die in ihrem Innendurchmesser dem Durchmesser des abgesetzten Vorderteils 6 der Hülse 5 entspricht. Die Dichtungshülse besteht aus einem geeigneten elastomeren Kunststoff.A metal sleeve 5 has a front part 6 which is smaller in diameter and which holds the tubular clamp 3 of the connector 1 receives. The rear part 7 of the sleeve 5, which is larger in diameter, is used for receiving a sealing sleeve 8, the diameter of the offset front part 6 of the inside diameter Sleeve 5 corresponds. The sealing sleeve is made of a suitable elastomeric plastic.
Eine Hülse 9 aus Isoliermaterial umgibt die Hülse S und steht an beiden Enden über diese vor. Die Hülse 9 wird zweckmäßig auf die Hülse 5 aufgeschrumpft. Die in F i g. I gezeigten Teile werden vorteilhafterweise zu einer Baueinheit zusammengesetzt, worauf gemäß F i g. 2 das abisolierte Ende eines isolierten Aluminiumdrahtleiters 10 durch das hintere Ende der Hülse 9 eingeführt wird. Gemäß F i g. 3 wird der abisolierte Teil des Drahtes 10 in die perforierte Hülse 4 eingeführt, die sich in der rohrförmigen Zwinge 3 des Anschlußteils befindet und wird ein isolierter Tei! des Drahtes in die elastomere Hülse 8 eingeführt. Der Anschlußteil wird an dem Draht durch Aufkneifen an drei Stellen festgelegt, und zwar im Bereich der Hülse 8, des hinteren Teils der Hülse 4 und der Zwinge 3 und des Vorderteils der Hülse 4 und der Zwinge 3. Die Aufkneifverformung an diesen Stellen nimmt in der genannten Reihenfolge zu.A sleeve 9 made of insulating material surrounds the sleeve S and projects over it at both ends. The sleeve 9 is expediently shrunk onto the sleeve 5. The in F i g. I parts shown are advantageously put together to form a structural unit, whereupon according to FIG. 2 the stripped end of an insulated aluminum wire conductor 10 is inserted through the rear end of the sleeve 9. According to FIG. 3, the stripped part of the wire 10 is inserted into the perforated sleeve 4, which is located in the tubular clamp 3 of the connecting part and becomes an insulated part! of the wire is inserted into the elastomeric sleeve 8. The connection part is fixed to the wire by pinching open at three points, namely in the area of the sleeve 8, the rear part of the sleeve 4 and the ferrule 3 and the front part of the sleeve 4 and the ferrule 3. The pinching deformation at these points increases in the mentioned order.
Die Zone 11, welche den vorderen Teil der Hülse 4 und des Rohrs 3 enthält, erfährt die stärkste Verformung und erhält durch Aufkneifen den in Fig.6 gezeigtenThe zone 11, which contains the front part of the sleeve 4 and the tube 3, experiences the greatest deformation and obtained by pinching open the one shown in Fig.6
ίο Querschnitt mit einem allgemein halbkreisförmigen unteren Teil und einem eingekerbten oberen Teil. Der eingekerbte Teil besitzt einen ebenen, mittleren Bereich, vor: dem sich Seiten schräg aufwärts bis zu den Endpunkten des halbkreisförmigen unteren Teils erstrecken. ίο cross-section with a generally semicircular lower part and a notched upper part. The notched part has a flat, central area, before: the sides extend obliquely upwards to the end points of the semicircular lower part.
In der Zone 12 werden der hintere Teil der Hülse 4 und des Rohres 3 weniger stark zusammengedrückt als der Teil 11, wobei man eine allgemein halbkreisförmige Ausbildung erhält, die im Querschnitt größer ist als die entsprechende halbkreisförmige Ausbildung der Zone 11 und nicht eingekerbt ist.In the zone 12, the rear part of the sleeve 4 and the tube 3 are compressed less than the part 11, obtaining a generally semicircular configuration which is larger in cross-section than that corresponding semicircular design of the zone 11 and is not notched.
Die der Hülse 8 entsprechende Zone 13 wird gemäß F i g. 4 kreisförmig zusammengepreßt, und zwar so stark, daß die elastomere Hülse 8 gegen die Leiterisolierung gepreßt wird.The zone 13 corresponding to the sleeve 8 is shown in FIG. 4 pressed together in a circle, like this strong that the elastomeric sleeve 8 is pressed against the conductor insulation.
Durch die Verformung in den Zonen 11 und 12 wird der Aluminiumdraht durch die Perforationen der Hülse 4 fließgepreßt, so daß der Oxydfilm bricht und eine metallische Verbindung zwischen dem Aluminium und der Hülse hergestellt wird. Beim Aufkneifen erfolgt eine Längung oder ein Fließpressen des Drahtes 10 und der Hülse 4. Infolge der höheren Zugfestigkeit der Hülse 4 und dem Fließpressen des Aluminiums durch die Perforationen der Hülse wird unter der Wirkung der Restzugspannung in der Hülse 4 auf den Draht eine Restzugspannung in der Längsrichtung ausgeübt.Due to the deformation in zones 11 and 12 the aluminum wire is extruded through the perforations of the sleeve 4, so that the oxide film breaks and one metallic connection between the aluminum and the sleeve is established. When you pinch up, a Elongation or extrusion of the wire 10 and the sleeve 4. As a result of the higher tensile strength of the sleeve 4 and the extrusion of the aluminum through the perforations of the sleeve is under the action of Residual tensile stress in the sleeve 4 exerted residual tensile stress on the wire in the longitudinal direction.
Aluminium neigt zwar zum Kriechen, doch wird ein Längskriechen durch die Teile verhindert, die durch die Perforationen fließgepreßt worden sind. Durch die Restzugspannung wird an den Wandungen der Perforationen ein Berührungsdruck aufrechterhalten.Aluminum tends to creep, but longitudinal creep is prevented by the parts that are pushed by the Perforations have been extruded. The residual tensile stress on the walls of the perforations maintain a touch pressure.
Die durch das Aufkneifen bewirkte Verformung in der Zone U ist zweckmäßig so groß, daß Oxydfilme zwischen den Einzeldrähten des Litzendrahtes zerrissen werden, so daß eine saubere metallische Berührung zwischen den Einzeldrähten und eine Kaltverschweißung erfolgt. Zu diesem Zweck bewirkt die konkavkonvexe Form, die durch das Aufkneifen erzielt wird, beim Aufkneifen eine Relativbewegung der Einzeidrähte relativ zueinander, wodurch das Zerreißen der Oxydfilme unterstützt wird. Die starke Verformung, die für eine gute Berührung zwischen den Einzeldiähten erforderlich ist, schwächt zwar den Draht, doch dienen die weniger stark verformte Zone 12 und die Zone 13 zum Abstützen des Drahtes; diese Teile setzen ferner der Neigung des Drahtes zum Bruch an der Zone 17 am hinteren Ende des am stärksten verformten Teils des Drahtleiters einen Widerstand entgegen.The deformation caused by the pinching in the zone U is expediently so great that oxide films between the individual wires of the stranded wire are torn, so that a clean metallic contact between the individual wires and a cold weld takes place. To this end, the concavo-convex Shape that is achieved by pinching open a relative movement of the individual wires when pinching open relative to one another, thereby helping to tear the oxide films. The severe deformation required for a Good contact between the individual wires is required, although the wire weakens, but they serve less deformed zone 12 and zone 13 for supporting the wire; these parts also set the Tendency of the wire to break at zone 17 at the rear of the most deformed part of the Wire conductor opposes a resistance.
Die Isolierhülse 9 kann angebracht werden, nachdem die anderen Elemente des Anschlußteils auf den Leiter aufgekniffen worden sind. Zu diesem Zweck kann man eine Hülse 9 verwenden, die aus einem wärmeschrumpfbaren Drell besteht und an ihren Enden die Kabelisolierung und den Endteil 3 überlappt. Die Hülse wird dann in der Wärme auf den aufgekniffenen Anschlußteil aufgeschrumpft, der somit durch die aufgeschrumpfte Hülse abgedichtet ist.The insulating sleeve 9 can be attached after the other elements of the connector on the conductor have been picked up. For this purpose one can use a sleeve 9 made of a heat-shrinkable Drell and the cable insulation and the end part 3 overlaps at their ends. The sleeve will then shrunk in the heat onto the pinched connection part, which is thus shrunk through the Sleeve is sealed.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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