DE1812750A1

DE1812750A1 - Verbinderklemme fuer isolierte elektrische Leiter

Info

Publication number: DE1812750A1
Application number: DE19681812750
Authority: DE
Inventors: C Kuo Ted L
Original assignee: Thomas and Betts Corp
Current assignee: ABB Installation Products Inc
Priority date: 1967-12-04
Filing date: 1968-12-04
Publication date: 1969-07-10
Also published as: NL6817420A; GB1234460A; SE360514B; BE724057A; US3514527A; FR1593202A; DE1812750B2

Description

Verbinderklemme für isolierte elektrische Leiter

Die Erfindung betrifft eine Klemme zum elektrischen und mechanischen Verbinden von isolierten elektrischen Leitern, die aus elektrisch leitendem, durch Druck verformbarem Material besteht.

Es sind metallische Verbinderklemmen bekannt, bei denen eine Anzahl von Nasen oder Zähnen gegen die Isolation von elektrischen Leitern gedrückt werden, um die Isolation zu durchdringen und einen elektrischen Kontakt herzustellen. Diese Verbinderklemmen haben sich jedoch bei neuartigen Isolationen als ungeeignet erwiesen, da die Isolation derartig zäh oder hart ist, daß ein Durchdringen unmöglich ist und die Nasen oder Zähne sich verbiegen. Derartige Verbindungen sind deshalb mechanisch und elektrisch unzureichend, insbesondere, wenn das Isolationsmaterial aus Vinylverbindungen besteht. Dadurch entstehen wegen mangelnden Kontaktes und Überleitungsquerschnittes Erhitzungen und Kurzschlüsse an den Verbindungen.

Es ist versucht worden, in herkömmlicher Weise derartige elektrische Leiter vor dem Verbinden von der Isolation zu befreien, was jedoch wegen der Härte oder Zähigkeit schlecht oder nicht möglich ist und häufig erst durch Abbrennen erreicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Verbinderklemme zum Verbinden von isolierten elektrischen Leitern zu finden, die geeignet ist, bei ihrer Verwendung ohne besondere Maßnahmen

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die Isolation vollständig zu durchdringen und einen guten elektrischen und mechanischen Kontakt mit den zu verbindenden Leitern herzustellen.

Die Lösung der Aufgabe wird in einer Klemme aus elektrisch leitendem, verformbarem Material, beispielsweise Eisenblech, gesehen, die aus ein U-förmiges Teil oder eine Hülse bildendes Ober- und Unterteil mit diese verbindendem Seitenteil oder Seitenteilen besteht, in deren Ober- und Unterteil ein oder mehrere, nach innen gerichtete, mit scharfen Kanten versehene, verformbare Schneidelemente angeordnet sind.

Die Schneidelemente sind vorzugsweise als Rinnen ausgebildet, die durch Stanzen und Biegen aus einem Blechstück hergestellt werden können.

Die Längskanten der Schneidelemente sind je nach Verwendungszweck messerartig geschärft, gezahnt oder geschlitzt.

Die Schneidelemente sind vorzugsweise gegeneinander versetzt angeordnet und verlaufen regelmäßig im rechten Winkel zur Längsrichtung der zu verbindenden Leiter.

Die Seitenwände der Schneidelemente können ebenfalls mit Rücksicht auf den Verwendungszweck, insbesondere das zu durchdringende Isoliermaterial entweder im Querschnitt parallel

_o oder im stumpfen Winkel zueinander angeordnet

τ? sein.

Zur Verbesserung der mechanischen Verbindung

—» ist es zweckmäßig, Ober- und Unterteil an den Ο« Querseiten mit nach innen gerichteten Klemm- °" kanten zu versehen, die vorzugsweise gezahnt oder geschlitzt ausgebildet sind, um sich der

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Isolation anzupassen, ohne sie zu durchdringen.

Das oder die längsverlaufenden Seitenteile sind vorzugsweise zickzackförmig ausgebildet, so daß sie sich beim Aufpressen der Klemme auf zu verbindende Leiter einfalten.

Es ist insbesondere bei weichem Leitermaterial von Vorteil, die Höhe der Seitenwände der rinnenartigen Schneidelemente in Längsrichtung der Klemme von außen nach innen zunehmen zu lassen. Dadurch konzentriert sich die elektrische Verbindung auf die Mitte des Verbinders, wo die Schneidelemente tiefer in das Leitermaterial eindringen, während sich die mechanische Verbindung hauptsächlich nach außen konzentriert, wo die Schneidelemente weniger tief in das Leitermaterial eindringen und dessen Zugbelastungswiderstand schwächen.

Sofern die rinnenartigen Schneidelemente nicht aus dem Ober- und Unterteil, sondern aus einem besonderen Blechstück hergestellt werden, wird der die Schneidelemente haltende Rahmen vorteilhaft durch die nach innen gerichteten Klemmkanten an den Querseiten von Ober- und Unterteil gehalten.

In besonderen Fällen kann es jedoch zweckmäßig sein, die an den Querseiten von Ober- und Unterteil angeordneten Klemmkanten parallel zur Ebene von Ober- und Unterteil auszubilden.

Die nach außen gerichteten Seitenwände der rinnenartigen Schneidelemente können gezahnt ausgebildet sein, wobei die Zähne aus der Masse der Klemmkanten aufgebogen werden.

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Die rinnenartigen Schneidelemente für Ober- und Unterteil können auch aus einem Blechstück gefertigt werden. Sie werden vorteilhaft an einer Leiste gehalten, von der sie sich beidseits erstrecken und nach innen gebogen sind. Dadurch entsteht ein Einschubelement für die Klemmhülse.

Es ist ferner möglich, die Schneidelemente als eine abgeflachte Spirale auszubilden, die in eine Hülse eingeschoben wird.

Die Hülse besteht vorzugsweise aus elektrisch leitendem Material. Die Klemme oder die Hülse werden vorteilhaft in einer weiteren Hülse aus Isoliermaterial angeordnet, das beispielsweise aus schrumpffähigem Kunststoff besteht.

Zur Erläuterung der Erfindung wird auf mehrere, in den beigefügten Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele verwiesen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene, perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des in Figo 1 dargestellten Ausführungsbeispieles in offener Darstellung;

Fig. 3 einen Schnitt durch ein rinnenartiges Schneidelement;

Fig» 4 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Schneidelementes;

Fig. 5-9 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise der Klemme auf einem elektrischen Leiter in den verschiedenen Stufen der Verbindungsherstellung;

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Fig. 10 eine teilweise aufgeschnittene,

perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 11 einen Schnitt auf der Ebene 11 von Fig. 10;

Fig. 12 eine seitliche Aufsicht auf das in

Fig. 10 dargestellte Ausführungsbeispiel;

Fig. 13 eine offene Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles;

Fig. l4-l6 eine schematische Darstellung der in Fig. 13 dargestellten Klemme beim Aufdrücken auf einen isolierten elektrischen Leiter;

Fig. 17 perspektivische Ansichten von Aus- und l8 führungsbeispielen der Klemmkanten;

Fig. 19 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles der Schneidelemente;

Fig. 20 eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schneidelemente in Form einer abgeflachten Spirale.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine hülsenartige Klemme 30 mit einem Oberteil 32 und einem Unterteil 3k und Seitenteilen 36 und 38. Die Seitenteile 36, 38 sind zickzackförmig faltbar ausgebildet, um das Aufpressen der Hülse zu erleichtern. Die Faltlinien können zusätzlich durch Perforation oder Rillung geschwächt sein. Aus dem Oberteil 32 und dem Unterteil 3k sind eine Mehrzahl von rinnenartigen Schneidelementen k0 ausgestanzt und aufgebogen. Die Längskanten ^Oa - d der Schneidelemente k0 sind abgeschrägt und messerartig geschärft (Fig. l) oder gezahnt (Fig. 2). Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die rinnenartigen Schneidelemente k0 des 909828/1166

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Oberteiles 32 gegenüber den Schneidelementen 4O des Unterteiles 34 versetzt angeordnet. Durch die Versetzung wird erreicht, daß sich die mechanische Belastung des elektrischen Leiters durch das Eindringen der Schneidelemente 4o verteilt. Bei gleichmäßiger Anordnung der Schneidelemente 40 gegeneinander besteht insbesondere bei dünnen elektrischen Leitern die Gefahr, daß diese beim Anbringen der Verbinderklemme 30 vollständig durchschnitten werden. Durch die versetzte Anordnung der Schneidelemente 40 wird ferner erreicht, daß diese besser in die Isolation eingreifen und dadurch eine gute mechanische Verbindung herstellen. Es ist auch möglich, die Schneidelemente nur im Oberteil 32 oder Unterteil 34 anzuordnen.

Wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, können die Seitenwände der rinnenartigen Schneidelemente 40 entweder parallel zueinander oder in einem stumpfen Winkel zueinander angeordnet sein. Der Winkel der Seitenwände zueinander ist von der Dicke des elektrischen Leiters, der Art der Isolation und des Isoliermaterials des Leiters abhängig. Wenn Druckkräfte in der Richtung 44 auf das Schneidelement 40 ausgeübt werden, so biegen sich die Seitenwände in den Richtungen 46, 48 und dringen durch die Isolation in den elektrischen Leiter ein. Während bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispxel der Eindringwinkel verhältnismäßig spitz ist, ist dieser Winkel bei einer stumpfwinkligen Anordnung der Seitenwände des Schneidelementes 4O verhältnismäßig größer, wodurch ein flacheres Eindringen der messerartigen Kanten 40a, 40b in den elektrischen Leiter erreicht wird. Bei Anwendung einer Druckkraft in der Richtung 52 909828/1166

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wird der Winkel der stumpfwinklig zueinander angeordneten Seitenwände schneller vergrößert als in dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem die Seitenwände des Schneidelementes kO parallel zueinander angeordnet sind.

Der Vorgang des Eindringens der Schneidelemente kO in einen elektrischen Leiter 60 durch dessen Isolierung 62 ist in Fig. 5 - 9 in den verschiedenen Stadien dargestellt. Beim Aufpressen der Verbinderklemme mittels einem geeigneten Werkzeug, beispielsweise einer Flachzange, dringen die Kanten 4Oa, ^Ob der Schneidelemente kO zunächst in die Isolierung 62 ein. Aufgrund der Ausbildung der abgeschrägten Kanten wird dadurch gleichzeitig der Winkel der Seitenwände vergrößert. Dadurch wird die Isolierung 62, wie bei 6k gezeigt, seitlich verschoben und dringen die Kanten der Schneidelemente kO in den elektrischen Leiter 60 ein. Das Oberteil 32 und das Unterteil 3^ werden auf diese Weise so weit gegeneinander gepreßt, daß sie bei Vollendung des Aufpreßvorganges mit der Außenseite der Isolation 62 praktisch eine Linie bilden. Die weggeschobene Isolierung 6k schiebt sich je nach dem verwendeten Material vollständig oder nahezu vollständig über die eingedrungenen Schneidelemente ^O, so daß die durch das Eindringen der Schneidelemente geöffnete Isolation 62 größtenteils wieder schließt.

Durch das abgewinkelte Eindringen der Schneidelemente in den elektrischen Leiter 60 wird auch verhindert, daß sich die Verbindung bei mechanischer Beanspruchung, insbesondere durch Vibrationen, wieder löst.

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Die in Fig. 10 dargestellte Verbinderklemme 8O entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten mit dem Unterschied, daß die Schneidelemente ^O aus einem besonderen Blechstück so hergestellt sind, daß sie von Rahmen 84:, 86 gehalten werden. Die Schneidelemente kO sind an den Innenflächen von Ober- und Unterteil angeordnet und werden durch die nach innen eingebogenen Klemmkanten 88 in Position gehalten (Fig. 11 und 12).

Die Klemmkanten 88 haben den Zweck, mit ihren stumpfen Kanten lediglich auf der Isolation der elektrischen Leiter aufzusitzen, ohne diese zu durchdringen. Dadurch wird zusätzlich eine mechanische Sicherung der Verbindung erreicht.

Bei dem in Fig. 13 dargestellten, aufgeklappten Ausführungsbeispiel haben die Schneidelemente von außen nach innen zunehmend hohe Seitenwände. Die äußeren Seitenwände der äußersten Schneidelemente kO bestehen lediglich aus Zähnen, die aus flachen Klemmkanten 90 gestanzt und aufgebogen sind.

In Fig. Ik - l6 ist schematisch das Aufpressen der Verbinderklemme auf einen elektrischen Leiter in den verschiedenen Stadien dargestellt. Wie aus Fig. 16 ersichtlich, dringen die inneren Schneidelemente ^O am tiefsten in den elektrischen Leiter ein und sind damit für die elektrische Verbindung besonders wesentlich. Die mechanische Verbindung ist jedoch in der

N) Mitte durch das verhältnismäßig tiefe Ein-

>^ dringen der Schneidelemente schwach. Dieser ""* Nachteil wird durch das weniger starke und O> flachere Eindringen der äußeren Schneidelemente und die Wirkung der flachen Klemmkanten 90 auf die Isolation ausgeglichen.

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Wie in Fig. I7 und l8 dargestellt, können die Klemmkanten 88 auch gezahnt oder geschlitzt (100, 102) ausgebildet sein, um eine bessere mechanische Verbindung mit der Isolation der elektrischen Leiter zu erreichen.

Das in Fig. I9 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die Schneidelemente kO in der Anordnung an einer Leiste, um die sie gebogen sind. Dadurch entsteht ein Element, das in einer Hülse 82 eingeschoben werden kann. Dieses Element 110 ist entlang der Linie 112 geschwächt, um das Aufpressen der Schneidelemente auf die elektrischen Leiter zu erleichtern.

In Fig. 20 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Schneidelemente sind in Form einer Spirale 120 ausgebildet, die ebenfalls in einer Hülse 82 verwendet werden kann.

Die Elemente 110 und 120 können auch in eine Hülse aus Isoliermaterial eingeschoben werden, ohne daß es der Verwendung einer Hülse 82 aus elektrisch leitendem Material bedarf.

Die erfindungsgemäße Verbinderklemme hat den Vorteil gegenüber bekannten Klemmen, daß ihre verschiedenen Ausführungsformen zum Verbinden von mit besonders zähem oder hartem Material isolierten elektrischen Leitern geeignet sind, ohne daß es der Entfernung der Isolation oder sonstiger, zeitlich aufwendiger Maßnahmen bedarf.

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Claims

Thomas & Betts Corporation -1 ο 1 ο 7 (Γ η Elizabeth, New Jersey, U.S.A. '° ' L ' üU Patentansprüche:

1. Klemme aus elektrisch leitendem, durch Druck verformbarem Material zum Verbinden von isolierten elektrischen Leitern, gekennzeichnet durch ein ein U-förmiges Teil (30) oder eine Hülse (82) bildendes Ober- (32) und Unterteil (3^) und mindestens ein Ober- und Unterteil in Längsrichtung verbindendes Seitenteil (36), in dessen Ober- und Unterteil (32, 3k) ein oder mehrere nach innen gerichtete, mit scharfen Kanten ( 40a , 40b) versehene, verformbare Schneidelemente (kO) angeordnet sind.

2. Klemme gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (4θ) als Rinnen ausgebildet sind, deren abgeschrägte Kanten ( 40a , %0b) geschärft, gezahnt oder geschlitzt sind.

3. Klemme gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (4θ) im Ober- und Unterteil (32, 3^) gegeneinander versetzt angeordnet sind.

4. Klemme gemäß Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der rinnenartigen Schneidelemente (ko) im Querschnitt parallel zueinander verlaufen.

5» Klemme gemäß Ansprüchen 1, 2 oder 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der rinnenartigen Schneidelemente (ko) im Querschnitt zueinander einen stumpfen Winkel bilden.

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6. Klemme gemäß vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß an den Querseiten von Ober- und Unterteil (32, 34) nach innen gerichtete Klemmkanten (88) angeordnet sind.

7· Klemme gemäß vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsseiten der nach innen gerichteten Klemmkanten (88) gezahnt oder geschlitzt ausgebildet sind (100, 102).

8. Klemme gemäß vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Seitenteile (36, 38) in Längsrichtung zickzackförmig faltbar ausgebildet sind.

9· Klemme gemäß vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die rinnenartigen Schneidelemente (4o) rechtwinklig zur Richtung der zu verbindenden Leiter (92, 94) angeordnet sind.

10. Klemme gemäß vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Seitenwände der rinnenartigen Schneidelemente (4o) in Längsrichtung der Klemme von außen nach innen zunimmt.

11. Klemme gemäß vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die rinnenartigen Schneidelemente (40) durch Stanzen und Biegen aus dem

_ο Ober- bzw. Unterteil geformt sind,

N^

12. Klemme gemäß vorangehenden Ansprüchen 1 - 10,

-v. dadurch gekennzeichnet, daß die rinnenartigen

_j Schneidelemente in Rahmen (84, 86) gehalten

sind, die an den Innenseiten von Ober- und

Unterteil (32, 34) angeordnet sind.

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13· Klemme gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen von den Klemmkanten (88) von Ober- bzw. Unterteil (32, 34) gehalten sind«

14. Klemme gemäß vorangehenden Ansprüchen 1-5? 8-11 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Querseiten von Ober- und Unterteil (32,34) mit parallel zur Ebene von Ober- und Unterteil (32, 34) angeordneten Klemmkanten (90) versehen sind.

15. Klemme gemäß vorangehenden Ansprüchen 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen gerichteten Seitenwände der äußeren, rinnenartigen Schneidelemente (4o) von Ober- und Unterteil (32, 34) gezahnt sind«

16. Klemme gemäß vorangehenden Ansprüchen 1-10 und 151 dadurch, gekennzeichnet, daß die rinnenartigen Schneidelemente (4o) an einer Leiste (110) gehalten und von der Leiste (HO) beidseits im Bogen zueinander angeordnet sind.

17· Klemme gemäß vorangehenden Ansprüchen. 1-8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die rinnenartigen Schneidelemente (40) aus einer abgeflachten Spirale (120) bestehen.

l8. Klemme gemäß vorangehenden Ansprüchen 1-8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die rinnenartigen Schneidelemente (4o) aus einer abgeflachten Spirale (120) bestehen, die in einer aus Ober-, Unter- und Seitenteilen gebildeten Hülse (82) gehalten ist.

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19· Klemme gemäß vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemme (30) in einer Hülse (82) aus elektrisch leitendem Material gehalten ist.

20. Klemme gemäß vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemme (30) oder die Hülse (82) in einer Hülse aus isolierendem Material gehalten ist.

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