DE1939722C3

DE1939722C3 - Anschlussvorrichtung zur Herstellung mehrerer elektrischer Verbindungen

Info

Publication number: DE1939722C3
Application number: DE1939722A
Authority: DE
Inventors: Hugh Paul Santa Clara Calif. Sherlock (V.St.A.)
Original assignee: Raychem Corp
Current assignee: Raychem Corp
Priority date: 1968-08-12
Filing date: 1969-08-05
Publication date: 1974-11-07
Also published as: US3538240A; DE1939722A1; NL6912265A; GB1254352A; CH501320A; DE1939722B2; BE737387A; FR2015537A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlußvorrichtung zur Herstellung mehrerer elektrischer Verbindungen, mit einem Block aus Isoliermaterial und mehreren in Löchern «Jes Blockes angeordneten Klemmteilen sowie ein Verfahren zur Herstellung eiaer derartigen Anschlußvorrichtung.

Bei einer bekannten Anschlußvorrichtung dieser Art (USA.-Patentschrift 3 386073) sind die elektrischen Klemmteile einer Verteilerleiste für Starkstrom mit einer Kunststoffumhüllung vergossen. Der Strom wird über zwei Eingangsleitungen zugeführt und kann an allen übrigen Anschlußstellen abgenommen werden. Eine Kapselung der einzelnen Verbindungen ist nicht vorgesehen.

Weiterhin ist eine Verbindungsvorrichtung bekannt (USA.-Patentschrift 358 266), bei der eine Metallhülse mit nach innen gerichteten Zungen voro^ehen ist die einen Flansch eines einzusteckenden Stiftes hintergreifen, um das Zurückziehen zu verhin- *££»? Verwendung eines Speaalwerkzeuges kann dte Verbindung wieder gelöst werden. Die EinzelvSbiBdungen können zu Blöcken zusammengesetzt Srden. Wird ein derartiger Aufbau reahsiert, dann muß vor dem Lösen einer Verbindung der gesamte Sock auseinandergenommen werden Die Fixierung der metallischen Hülse erfolgt bei der Herstellung des Verbindungsstückes durch Umgießen.

Bei einer weiteren bekannten Verbmdungsyornchtun_g(USA.-Patentschrift2396725) enthalt em flexibler Streifen die Verbindungsteile. Auch hier sind rum Festhalten der Verbindungsteile mechanischkonstruktive Maßnahmen vorgesehen. Die Leiter werden durch Festklemmen in einem Isolierrohrchen, das von einem Isoliermantel umgeben ist, festgelegt Die elektrische Verbindung kann durch Herausziehen der Leiter wieder gelöst werden

Schließlich ist ein Verbindungsstuck bekannt (USA-Patentschrift 2 925 577), bei dem metallische Fassungen in entsprechende Hohlräume eines Iso-Hertlockes, der aus relativ steifem Material, wie Bakelite besteht, eingesetzt werden um das Losen der Fassungen zu verhindern. Hierbei können nur vorgeformte Fassungen mit ganz bestimmten Abmessungen und Formen eingesetzt werden. Der Isolierblock hat eine relativ komplizierte Form.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anschlußvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Verbindungen nicht nur exakt und lagerichtig hergestellt werden, weil die Kontaktteile innerhalb des Blockes sicher vorpositioniert sind sondern bei der darüber hinaus noch eine zusätzliche Versteifung und Festigkeitserhöhung sowie eine sichere Kapselung herbeigeführt wird

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfmdungsgemaß vorgesehen, daß der Block aus einem durch Warme rückstellfähigen Material besteht, und daß das Material des Blockes in der Nähe eines jeden Loches zur Vergrößerung des Lochquerschnittes aufgeweitet und anschließend so weit zurückgestellt ist, daß das jeweilige Klemmteil unverrückbar festgehalten ist und eine weitere Rückstellung bei weitet er Wärmeanwendung möglich ist.

Da bei der erfindungsgemäßen Anschlußvorrichtung jedes Klemmteil durch Teilschrumpfung des Blockes in - " zugehörigen Loch festgehalten wird, kommt es '·■■'.· μ exakte Konstruktion und Fertieune der '*>,«* *~ile nicht an. Würde man em nicht durch Warms ► ückstellfähiges Material verwenden, dann müßte man besondere Maßnahmen ergreifen, um eine exakte Festlegung der Klemmteile im Inneren der Löcher zu erzielen.

Da das durch Wärme rückstellfähige Material zum Fixieren der Klemmteile nur zum Teil rückgestellt wird, ist eine weitere Rückstellung möglich. Hierbei erfolgt eine dichte Kapselung dadurch, daß das Material an die Isolierung der eingesteckten Kabel anschrumpft. Dies gibt einen sicheren Schutz gegen Feuchtigkeit und verhindert das Eindringen anderer schädlicher Substanzen. Durch die dichte Kapselung wird außerdem die Festigkeit der elektrischen Verbindung erhöht. Während bei den bekannten vergleichbaren Steckverbindungen die Klemmkraft ausschließlich von den ineinandergreifenden Klemmteilen oder von der Elastizität der Isolierung aufgebracht wird, wird nach der Erfindung eine zusatz-

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liehe Klemmkraft durch Materialschrumpfung erzeugt. Dies führt zu einer erheblich festeren Verbindung.

Trotz der vollständigen Kapselung können die Verbindungen auf einfache Weise wieder freigelegt werden, indem das Materie«! des Blockes in der Nähe der jeweiligen Verbindung aufgeheizt wird. Bei Verwendung eines geeigneten Kernes kann das Loch durch Re-Expansion von neuem verwendungsbereit gedacht werden.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Anschlußvorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, d«S die Löcher unter Erwärmung aufgeweitet werden und danach unter Abkühlung in ihrer aufgeweiteten Form erstarren, und daß anschließend die Klemmteile in die Löcher eingesetzt werden und der Block in der Nähe der Löcher derartig erhitzt wird, daß eine Teilrückstellung des Materials erfolgt, bei der die Klemmteile in den Löchern von dem teilgeschrumpften Material unverrückbar festgehalten wer- ao den.

Materialien, die durch Wärme riickstellfähig sind, sind bekannt und beispielsweise in den USA.-Patentschriften2027 962 und 3 086 242 beschrieben. Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein Polymerisat, as das zum Beispiel durch Bestrahlung oder chemische Behandlung vernetzt wurde. Unter diesen vernetzten Polymeren seien beispielsweise folgende erwähnt: vernetzte Polyolefine; vernetzte Polyvinylchloride; vernetzte Polyvinylidenhalogenide, z. B. vernetztes Polyvinylidenfluorid; vernetzte Äthylen-Vinylacetat-Copolymere; vernetzte Äthylen-Äthylacrylat-Copolymere und vernetzte Polyamide. Nicht kristalline Polymerisate, z. B. Polyurethane und Ionomere sind ebenfalls geeignete Materialien mit elastischem Gedächtnis wie auch Elastomere, z. B. Silikongummi.

Die mechanische Kupplung kann in der Bohrung dadurch festgelegt werden, daß der Werkstoff in der Nähe der Bohrung erhitzt wird, damit er sich teilweise rückstellt und die eingelagerten Teile um- 4» schließt.

Vorzugsweise wird die Anordnung so getroffen, daß die Kupplungskräfte zwischen der mechanischen Kupplung und dem Gegenstand durch die die Bohrung auf ihren ursprünglichen Durchmesser zurückführende Rückstellung des Materials mit elastischem Gedächtnis erhöht werden. Zweckmäßig ist die mechanische Kupplung als Klemmvorrichtung, z. B. als Kontaktmuffe, ausgebildet.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform 5» der Erfindung weist die Anschlußklemmenanordnung mehrere Doppelmuffen auf, die in Bohrungen einer Leiste aus wärmerückstellfähigem Material eingebettet sind. Die Federkräfte der Muffen reichen aus, um die Stecker, die an den verschiedenen Leitern befestigt sind, festzuhalten, bis die Verdrahtung beendet und überprüft ist. Die Leiste kann dann einer Wärmeschrumpfung unterworfen werden, damit die Federzinken der Muffen zur Hervorrufung eines ausgezeichneten elektrischen Kontaktes fester gegen die Stecker anliegen und damit der außerhalb der Muffe befindliche Teil jedes Steckers durch Hintergreifen sicher erfaßt und an einem Herausziehen aus der Leiste gehindert wird. Das Polymerisat, aus dem die Leiste hergestellt ist, bietet einen guten Umgebungsschutz, weil es die elektrische Verbindung vollständig einkapselt. Die Vorrichtung besitzt außerdem den Vorteil, daß sie erhitzbar ist und eigenartig gestaltet werden kann, so daß sie in ungleichmäßig ausgebildete Räume einbaubar ist Obwohl die Leiter unter normalen Betriebsbedingungen nicht herausgezogen werden können, ist dies gewünschtenfalls möglich, indem die Klemmleiste nochmals erhitzt wird, so daß das Leistenmaterial nur mit seiner Elastizitätskraft gegen die Stecker drückt und ihre Entfernung mit nur geringfügig größerer Anstrengung erlaubt als sie vor der Wärmeruckstellung der Leiste erforderlich gewesen wäre.

Einige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anschlußklemme werden an Hand in der Zeichnung dargestellter Beispiele nachstehend erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer Leiste aus thermorückfederndem Material mit einer charakteristischen Muffe,

F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 der Fig. I,

F i g. 3 einen Querschnitt ähnlich F i g. 2, jedoch nachdem das Material teilweise um Kerne geschrumpft ist,

Fig. 4 einen Querschnitt ähnlich Fig. 2, wobei jedoch die Anschlußklemme bereit ist, zwei Stecker aufzunehmen.

Fig. 5 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Anschlußklemme nach Eiunsetzen der Stecker und Rückstellung des Materials,

Fig. 6 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Anschlußklemme mit teilweise in diese eingesetzten Steckern und

Fig. 7 einen Querschnitt der Vorrichtung gemäß F i g. 6 nach Einsetzen der Stecker und nach Rückstellung des Materials.

Gemäß F i g. 1 weist ein Block bzw. eine Leiste 10 aus vernetzten Polymerisaten mehrere den Teil völlig durchsetzende Bohrungen 11 auf.

Die Löcherll können zum Beispiel eingeformt und sodann durch Erhitzen des vernetzten Polymerisates über seinen kristallinen Schmelzpunkt jeweils aufgeweitet werden, woraufhin eine Stahlstange eingeführt wird, deren Durchmesser größer ist als derjenige der ursprünglichen Bohrung. Nach Erkalten der Teile werden die Stangen herausgenommen. Das Material um die Bohrungen ist auf diese Weise wärmeschrumpfbar gemacht worden.

In jedem Loch 11 des Blockes 10 befindet sich ein Klemmteil 12 in Form einer Doppelmuffe, die in herkömmlicher Weise gestaltet sein kann, z. B. als Rohr aus Kupfer oder anderem Metall, das an jedem Ende geschlitzt ist, um Federzinken zu bilden, die zur Schaffung einer elliptischen öffnung gegeneinandergedrückt sind. Das Klemmteil 12 kann in weiterer Ausgestaltung ein an beiden Enden geschlitztes Rohr sein, dessen Zinken jedoch nicht vor der Wärmeschrumpfung des Blockes 10 gegeneinandergedrückt werden bzw. dessen Zinken zur Schaffung eines konischen Eintritts auseinandergespreizt sind. Damit der Block das Klemmteil 12 festhält und eine Anschlagschulter für die Steckerkontakte aufweist, sind in jedes Ende des Loches 11 Dorne 13 und 14 eingesetzt (F i g. 3). Der Durchmesser der Enden der Dorne 13 und 14 ist groß genug, um die Zinken des Klemmteiles 12 zu trennen, so daß eine Teilrückstellung des Blockes 10 sie nicht so weit zusammendrückt, daß anschließend die Steckerkontakte nicht mehr eingeführt werden können. Der Block 10 wird sodann über seine Rückstelltemperatur erhitzt, so

daß das Material um die Dorne und das Klemm- nach Erhitzen des Blockes 10 oberhalb der Rückteil 12 schrumpft. Wenn nach Abkühlen des Teiles Stelltemperatur seines Werkstoffes geschehen. Hier- \ die Dorne 13 und 14 herausgenommen worden sind, nach drückt nur noch die elastische Kraft des Mate-{ verbleibt die Doppelmuffe fest in der Mitte des Lo- rials gegen die Stecker, so daß sie mit nur geringfügig * ches 11. Nach Entfernen der Dorne schrumpfen die 5 größerer Anstrengung herausgenommen werden kön-Löcher noch etwas, und die anfängliche Spreizung nen als sie vor der Rückstellung des Blockes 10 erder Zinken durch die Dorne muß für die Ermögli- forderlich gewesen wäre. Es liegt auf der Hand, daß chung dieser zusätzlichen Schrumpfung ausreichen. der Block 10 jede gewünschte Gestalt annehmen Der sich ergebende Aufbau ist in F i g. 4 gezeigt. Es kann, so daß die Anschlußklemmenanordnung äuist ersichtlich, daß der Mittelteil des Klemmteiles 12 io ßerst vielseitig ist. Die Steckerform und die Art der von dem Material des Blockes 10 fest umgeben ist, Muffe können ebenfalls zur Anpassung an jeden einwährend die Zinken von der Wand abstehen, so daß zelnen Anwendungszweck verändert werden,
sie die Steckerkontakte aufnehmen können. Eine weitere Ausgestaltung von !Stecker und Muffe Die Anschlußklemmenanordnung ist nun aufnah- ist in den F i g. 6 und 7 dargestellt. In diesen Figuren mebereit für die Stecker 16 und 17, die den Abschluß 15 ist die Muffe 25 mit nach außen gerichteten Zinder Leiter 18 bzw. 19 bilden. Diese Stecker haben ein ken 26 ausgestattet, die eine konische öffnung für \ abgeschrägtes vorderes Ende 20 zur Erleichterung den Stecker 29 darstellen. Die Zinken 26 weisen eine ί der Einführung sowie hinter der Abschrägung einen Nase 27 auf, die mit einer im Stecker 29 ausgebilde-Ringabschnitt21. Außerdem weisen sie einen An- ten Rille 28 zusammenwirkt. Der Stecker 29 ist schlagkragen 22 auf. Die Stecker 16 und 17 werden »o außerdem mit einem Kragen 30 versehen, der zur Beso weit in die Bohrung 11 eingeführt, bis der Kra- grenzung des Steckers gegen die Zinkenenden angen22 gegen die Zinkenenden 15 anliegt und sie von liegt. Das Bild der Anordnung nach der Rückstclden Zinken 15 festgehalten werden, die während der luwg ist in Fi g. 7 wiedergegeben.
Steckereinführung auf den Abschnitt 21 eine Feder- Eine solche Klemmleiste wurde beispielsweise so wirkung ausüben. »5 hergestellt, daß aus einer Platte von etwa 4,8 mm Nachdem alle Leiter eingesetzt worden sind und Dicke aus chemisch vernetztern Polyolefin ein der Stromkreis auf die richtige Verlegung der Leitun- 25,4 mm breiter Streifen geschnitten wurde. In gen überprüft worden ist, wird der Block 10 noch- einem Abstand von etwa 9,5 mm wurden sodann mais über seine Rückstelltemperatur erhitzt. Dies be- über die Breite des Blockes mit einem 1,6-mm-Bohwirkt, daß das die Löcher 11 in dem Block 10 umge- 30 rer Löcher angebracht. Sodann wurde das Material bende Material völlig auf die Kontakte aufschrumpft über den kristallinen Schmelzpunkt erhitzt, und die und die Federzinken dicht an die Stecker preßt. Die Löcher wurden jeweils durch Einsetzen einer Stahl-Rückstellkraft hilft bei der Schaffung eines guten stange von 3,9 mm Durchmesser aufgeweitet. Nach elektrischen Kontaktes. Die Stecker können nicht Erkalten der Teile wurden die-Stangen herausgenomherausgenommen werden, weil das Material des 35 men und jeweils durch einen zweiteiligen, die Muffen Blockes 10 den Kragen des Steckers hintergreift und tragenden, abgestuften Dorn mit einem äußeren in Auskehlungen 23 eindringt, die zu diesem Zweck Durchmesser von etwa 2,8 mm ersetzt. Die Anordan dem Stecker vorgesehen sind. Der Endausbau geht nung wurde nochmals erhitzt, damit das Material auf aus F i g. 5 hervor. Für einen Fachmann ist ersieht- die Dorne schrumpft. Nach dem Erkalten sind die lieh, daß eine richtige Auswahl des Materials für den 40 Dorne entfernt und die Doppelmuffen in dem Block Block 10 eine Feuchtigkeitsabdichtung um die Stek- zurückgelassen worden. Jede Muffe wurde aus einem ker hervorruft oder gewünschtenfalls nur eine Feuch- etwa 0,25-mm-Beryllium-Kupferrohr hergestellt, das tigkeitssperre bzw. überhaupt keine Dichtung be- eine Länge von 12,7 mm und einen Innendurchmeswirkt. ser von etwa 2,8 mm hatte. Das Rohr wurde an je-Wenn das Material des Blockes 10 durch Thermo- 45 dem Ende auf der dem gebildeten Rand entgegengerückfederung die Stecker 16 und 17 umgibt, können setzten Seite 4,8 mm tief und etwa 0,4 mm breit einsie nur sehr schwer herausgezogen werden, und daher geschlitzt. Im übrigen wurde aus der Mitte des Rohist die Anschlußklemmenanordnung äußerst wider- res ein Stück herausgenommen, um eine maximale standsfähig gegen eine Zerstörung der elektrischen Federwirkung jeder Zinke zu gewährleisten. Sodann Kontakte durch Vibration oder andere äußere so wurden die Stecker eingeführt und das Material Kräfte. Außerdem schafft sich die Anschlußklemme nochmals über seine Rückstelltemperatur erhitzt, daselbst ihren eigenen Umgebungsschutz. Wenn die mit es in der vorher beschriebenen Art auf die Stek-Stecker herausgenommen werden sollen, kann dies ker und die Muffe aufschrumpft

Hierzu i Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anschlußvorrichtung zur Herstellung mehrerer elektrischer Verbindungen, mit einem Block aus Isoliermaterial und mehreren in Löchern des Blockes angeordneten Klemmteilen, dadurch gekennzeichnet, daß der Block(lO) aus einem durch Wärme rückstellfähigen Material besteht und daß das Material des Blockes in der Nähe eines jeden Loches (11) zur Vergrößerung des Lochquerschnittes aufgeweitet und anschließend so weit zurückgestellt ist, daß das jeweilige Klemmteil (12,25) unverrückbar festgehalten ist und eine weitere Rückstellung bei weiterer Warmeanwendung möglich ist

"2. Anschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmteile (12) aus rohrförmigen Metallteilen mit flexiblen, nach innen gebogenen Klemmbereichen bestehen. »o

3. Anschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher sich über die Breite des Blockes (10) erstrecken und daß die Klemmteile zu beiden Seiten hin als Kontaktteile ausgebildet sind. as

4. Anschlußvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmteile an beiden Enden als Klemmfassungen ausgebildet sind.

5. Anschlußvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungskräfte der Klemmteile unter dem Druck der weiteren Rückstellung des rückstellfähigen Materials erhöht werden.

6. Verfahren zur Herstellung einer Anschlußvorrichtung nach einem dev vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher unter Erwärmung aufgeweitet werden und danach unter Abkühlung in ihrer aufgeweiteten Form erstarren, und daß anschließend die Klemmteile in die Löcher eingesetzt werden und der Block in der Nähe der Löcher derart erhitzt wird, daß eine Teilrückstellung des Materials erfolgt, bei der die Klemmteile in den Löchern von dem teilgeschrumpften Material unverrückbar festgehalten werden.