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Elektrischer Stecker Die Erfindung bezieht sic-h auf elektrische
Stecker und insbesondere auf lötfreie elektrische Stecker.
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Bei vielen Bauarten elektrischer installationen ist das Anlöten einzelner
Zuführungen an-Polbolzen, Stromzangen und ähnliche Stecker nicht praktisch. Handelt
es sich beispielsweise um eine relativ temporäre Installation, so ist die zum Löten
jeder der elektrischen Verbindungen erforderliche Zeit nicht gerechtfertigt, und
selbst wenn sie es wäre, würde die relative Dauer der fertigen Installation doch
in ernst zu nehmender Weise die Widerverwendung der Einzelteile beeinträchtigen0
Handelt es sich insbesondere um eine Installation, bei der eine häufige Wartung,
Reparatur oder dergleichen notwendig ist, so ffihrt das konstante Schmelzen und
erneute Verlöten der Verbindungen leicht zu einem Falschbetrieb sowie einem Verlust
an Arbeitszeit.
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Eine Anzahl verschiedener Lötfreier Stecker wurde bisher bereits als
Mittel vorgeschlagen, diese Probleme zu eliminieren. Während viele dieser Stecker
sich unter spezifischen Verhältnissen als ausreichend gezeigt haben, war ein zufriedenstellender
A2zweckstecker - d.h. einer, der bei verschiedenen Typen elektrischer Anschlüsse
verwendet werden kann - bisher nicht verfügbar.-Versuche, solch einen Stecker zu
schaffen, scheiterten vorwiegend an zwei Faktoren. Zunächst waren die Stecker nicht
wirksam, um Schmutz, Oxyde, Fett und dergleichen von der Zuführung oder dem Leiter
durch Reinigen zu entfernen, wenn die beiden Komponenten miteinander verbunden wurden.
Zweitens war die so hergestellte Verbindung unzureichend eng, um eine Oxydation
und so wahrscheinlich eine Schaltkreisunterbrechung an der oder den Kontaktstellen
zwischen Stecker und Leiter zu verhindern. Beide dieser Faktoren führen selbstverständlich
zu schlechter Leistung des Schaltkreises und schlechter ZuÇerlässigkeit des Kreises.
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Erfinduangsgemäß soll nun ein lötfreier- Stecker vorgeschlagen werden,
dem die oben genannten Nachteile nicht anhaften.
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Insbesondere soll erfindungsgemaß ein Stecker der beschriebenen Art
vorgeschlagen werden, der wirksam ist, um den Leiter vrahre-nd des Einführans hier
hinein zu reinigen und freizukratzen, um optimalen elektrischen Kontakt sicherzustellen.
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Auch soll erfindungsgemäß ein Stecker der beschriebenen Art vorgeschlagen
werden, der zu dem mit dem hierin eingeführten Leiter über eine beachtliche Oberfläche
paßt und der so eine Punktkontakt oxydation während der folgenden Verwendung der
Verbindungen auf ein Minimum herabsetzt.
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Erfindungsgemäß soll vor allem ein Stecker der beschriebenen Art vorgeschlagen
werden, der den Leiter verformt, während er in diesen eingeführt wird, um den richtigen
elektrischen Gesamtflächenkontakt sicherzustellen.
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Auch soll erfindungsgemäß ein neuer, federartiger Anschlußklemmenbügel
vorgeschlagen werden, der in der Lage ist, zwangsweise Leiter mit unterschiedlichen
Xominalabmessungen zu erfassen und der doch noch für Asamtflächenkon-takt sorgt
um eine Punktkontakt oxydation während der Verwendung der Verbindung zu verhindern.
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Insbesondere soll erfindungsgemäß eine Anschlußklemme mit neuartiger
Gestalt vorgeschlagen werden, die es ermöglicht, daß sie zwangsweise und federnd
an einem Leiter relativ geringen Querschnittes sowie an einem Leiter oder einer
Klemme mit einem relativ großen Querschnitt befestigt werden kann.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Anschlußklemmenbügel der beschriebenen
Art, der leicht und zwangsweise durch einen Techniker oder dergleichen gehandhabt
werden kann und bei dem doch die Gesamtabmessungen minimal bleiben und der so bei
minimaler Wahrscheinlichkeit eines unerwünschten Kurzschlußes oder einer berbrückung
benachbarter Kreise betrieben werden kann.
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Schließlich soll erfindungsgemäß eine Anschlußklemme der beschriebenen
Art vorgeschlagen werden, bei der die neuartigen die Anschlußklemmen erfassenden
Winrichtungen, die auch Gegenstand der Erfindung bilden, integral hiermit derart
ausgebildet sind, daß die Zuführungen zur Klemme ohne weiteres und zwangsweise hieran
vor oder anschließend an das Verklemmen über eine Klemme oder einen gesonderten
Leiter befestigt werden kann.
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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand der
beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen Fig. 1 eine Teilseitenansicht
des leitererfassenden Abschnitts des Steckers ist; lig. 2 ist eine teilweise Draufsicht
auf den den Leiter erfassenden Abschnitt des Steckers; Fig. 3 ist ein Querschnitt
längs der Linie III-III in Fig. 1;
Fig. 4 ist eine perspektivische
Darstellung und zeigt einen Doppelklemmenstecker, der verwendet wird, um ein Paar
von Schaltkreisteilen miteinander zu verbinden; Fig. 5 ist ein Teilquerschnitt durch
den den Leiter erfassenden Teil mit einem hierin eingeführten Leiter; Fig. 6 ist
eine auseinandergezogene Darstellung und zeigt die Art und Weise, wie ein SinpoF
oder Doppelpolstecker direkt an einem Chassis oder einem Schaltpult mittels einer
Schraube befestigt werden kann; Fig. 7 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt,
und zeigt eine andere Art und Weise, wie sich der Stecker an ein Schaltpult befestigen
läßt; Fig. 8 ist eine perspektivische Darstellung eines Steckers, wobei einer den
Stecker erfassenden inden in Form einer Schleife ausgebildet ist; Fig. 9 ist eine
Draufsicht auf die Doppelanschlußklemme nach einer modifizierten Ausführungsform
der Erfindung; Fig. 10 ist eine teilweise Seitenansicht der in Fig. 9 gezeigten
Einrichtung; und Fig. 11 ist ein Querschnitt längs der ebene XI-XI in 1"i;. 9.
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Zusammengefaßt betrillt die Erfindung einen elektrischen Schaltkreisstecker,
der so ausgebildet ist, daß er leitend einen Leiter erfaßt, der einen Schaftteil
und einen durch einen im wesentlichen U-förmigen Übergangsteil verbundenen Druckteil
aufweist.
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Der Druckteil geht vom Übergangsteil ab und liegt benachbart und im
wesentlichen koplanar zum Schaftteil. Sich gegenüberliegende Abschnitte der Schaft-
und Druckteile sind aus polygonalem Material hergestellt und vorzugsweise sind diese
sich gegenüberliegenden Abschnitte planar mit abrupten Begrenzungen, so daß eine
maximale
Kontaktfläche mit den Leitern geliefert wird. Der Übergangsteil wird aus Federndem
Ausgangsmaterial hergestellt, so daß die sich gegenüberliegenden Abschnitte der
Schaft- und Druckteile gegeneinander vorgespannt werden. Der Abstand zwischen Schaftteil
und Druckteil im entspannten Zustand ist geringer als die Nominalquerschnittsabmessungen
des Leiters, wodurch, wenn der Leiter hierzwischen eingeschoben wird, der polygonale
Abschnitt federnd in ein den Leiter verformendes Verhältnis hiermit gedrückt wird.
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Zusätzlich umfaßt die Erfindung eine elektrische Federanschlußklemme,
die aos ausgebildet ist, daß sie fest und leitend einen Leiter, eine Klemme oder
dergleichen mit einem Paar von koplanaren Griffteilen erfaßt, die quer bezüglich
einander angeordnet sind, an einem Ende jedoch unter Bildung eines ibelpunktes anliegen.
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Ein Paar koplanarer den Klemmschlitz bildender Teile ist befestigt
am Handgriffteil und steht von diesem ab. Die sich gegenüberliegenden Flächen der
den Schlitz bildenden Teile divergieren gegeneinander und rekonvergieren dann, um
einen eine Komponente oder einen Teil erfassenden Schlitz zu bilden. Die Enden der
den Klemmschlitz bildenden Teile, die den Handgriffsteilen abgelegen sind, sind
mittels eines federnden Kompressionsteils mit einem zentralen Körper-abschnitt verbunden,
der aus der Ebene der den Schlitz bildenden Teile sich herauswindet, um die Elemmschlitzteile
in Anlage gegeneinander vorzuspannen. Vorzugsweise sind die divergierenden und rekonvergierenden
Abschnitte der den Schlitz formenden Teile aus polygonalem Material hergestellt
und die sich gegenüberliegenden Flächen sind planar ausgebildet.
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Mit Bezug auf die Zeichnungen soll eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung nun im Detail beschrieben werden. Die Fig.
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1, 2 und 3 zeigen den neuartigen den leiter-erfassenden Abschnitt
des Steckers, der einen Schaftteil 11 und einen Druckteil 12 aufweist, die durch
einen im wesentlichen U-förmigen Übergangs teil 13 veden sind. Vorzugsweise ist
der den Leitererfasse Teil 10 integral aus rechteckigem oder quadratischem federnden
Außgangematerial geformt, derart, daß di9 sich gegenüberliegenden
Abschnitte
14 und 15 des Schaftteiles 11 bzw. des Druckteiles 12 im wesentlichen planare parallele
Flächen darstellen. Vorzugsweise ist der Krümmungsdurchmesser 16 des im wesentlichen
U-förmigen Übergangsteils 13 kleiner als der zu erfassende Weiter, so daß jede Tendenz
des Leiters aus dem Greiferabschnitt 10 freizukommen verhindert wird, wenn er das
gesamte Stück zwischen dem Schaftteil 11 und dem Druckteil 12 in Anlage gegen den
U-förmigen Teil 13 geschoben wird oder gleiten gelassen wird.
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Ein Führungsteil 17, der auch vorzugsweise integral hergestellt ist,
divergiert vom Ende des Druckteiles 12 und bildet eine Nockenfläche 18, die federnd
den Druckteil 12 vom Schaftteil 11 wegdrückt, wenn ein Leiter hierzwischen eingeschoben
wird. Wie insbesondere in den Fig. 4 und 5 dargestellt, wird der Leiter 2Q vorzugsweise
unter einem Winkel zwischen die Nockenfläche 18 und die gegenüberliegende Fläche
des Schaftteiles 11 eingeschoben, wodurch der federnde U-förmige Teil 13 sich dehnt
und so der Leiter 20 zwischen den sich gegenüberliegenden Abschnitten des Schaftteiles
11 und des Druckteiles 12 durchtritt. Um den Wichtigen Kontakt sicherzustellen,
ist das zur Herstellung des Greiferabschnittes 10 verwendete Ausgangsmaterial vorzugsweise
härter, als der zu erfassende Leiter und dessen Federungs- oder Elastizitäteigenschaften
sind ausreichend hoch, damit die sich gegenüber liegenden Abschnitte 14 und 15 in
den Leiter eingreifen und den Leiter 20 verformen, während dieser hierzwischen (siehe
Fig. 5) eingeschoben ist. Die Ränder 19 des Ausgangsmaterials dienen als Schneidränder
während des Einführungsverfahrens, um sicherzastellen, daß der Leiter richtig verformt
wird, und daß der Gesamtkontakt zwischen den sich gegenüberliegenden Abschnitten
14 und 15 un-d dem Leiter erhalten wird.
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Nach Fig. 4 sind zwei Greiferabschnitte 10 integral mit ihren bei
25 verbundenen Schaftteilen ausgebildet. Wünscht man z.B. eine Diode 27 und einen
Widerstand 26 miteinander zu verbinden, so ist es lediglich notwendig, deren Zuführungen
20 zwischen Nockenabschnitte 18 und die sich gegenüberliegenden Flächen des Schaftteiles
11 zu drücken, wodurch die sich gegenüberli egendnr chen
des Schaftteiles
il zu drücken, wodurch die sich gegenüberliegenden Flächen 14 und 15 expandieren
und in die Leiter 20 schneiden. Während die Leiter 20 in diese Lage verschoben werden,
sorgt der Druck dafür, daß jedes Fremdmaterial von der Oberfläche des Leiters abgekratzt
oder abgeschnitten wird und daß der planare Gesamtflächenkontakt jede unerwünschte
Oxydation an begrenzten Kontaktstellen verhindert.
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Wie vorher erwähnt, ist der den Leiter erfassende Abschnitt 10 vorzugsweise
integral aus einem polygonal - federnden Ausgangsmaterial hergestellt. Lediglich
als beispiel seien drei Materialien genannt, die sich als geeignet herausgestellt
haben, nämlich i3 hartgezogen, MB in Ül getempert und Musikfederstahldraht, wobei
Legierungen zum Grundmetall in etwa folgenden Anteilen zugesetzt wurden: MB MB hart
gezogen ölgetempert Musikfederstahl--------- ------- draht-Kohlenstoff d.45/0.70
0.55/0.70 0.70/1.00 Mangan 0.60/1.20 0.60/1.20 .20/0.60 Phosphor 0.035 Marx. 0.035
Marx. 0.025 Max.
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Schwefel 0.045 Max. 0.045 Max. 0.030 Marx.
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Silicium 0.10/0.30 0.10/0.30 0.12/0.50 Selbstverständlich sind viele
andere geeignete Materialien verfügbar, wie für den Fachmann ohne weiteres klar
ist, die vorstehende Tabelle dient daher lediglich als ein Beispiel.
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Nach Beendigung des Format der Klemme wird diese vorzugsweise mit
einem relativ inerten Material mit guten Leitenden Eigenschaften überzogen. Beispielsweise
hat sich eine Zinnschicht von etwa 0,0038 cm Dicke als geeignet herausgestellt.
Die Zinnauflage dient zwei trimärfunktionen. Zunächst werden die leitenden Eigenschaften
der Klemme verbessert und zweitens wird ein Rosten oder ein Oxydation des polygonalen
Augangsmaterial verhindert. Die besonderen Abmessungen des den Leiter erfassenden
Teilse 10 hängen selbstverständlich von dem Bereich der Leiteräbmessungen ab, die
aufgenommen
werden müssen, sowie von der elektrischen Umgebung, in der dieser verwendet wird.
Wie vorher erwähnt sollte die Abmessung 16 (Fig. 1) kleiner als die Querschnittsabmessung
des kleinsten Leiters sein, mit dem zusammen die Klemmen verwendt werden soll. Gewöhnlich
wird es daher notwendig sein, eine Anzahl von Klemmen unterschiedlicher Abmessungen
vorzusehen, um die verschiedenen Abmessungsbereiche der Leiterzuführungen zu kompensieren.
Die den Leiter erfassende in Fig. 1 gezeigte Klemme ist geeignet zur Verwendung
unter gewöhnlichen StromUbertragungsbeiingungen sowie in Verbindung mit einem elektronischen
Schaltkreis.
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So kann beispielsweise ein erfassender Abschnitt 10 der dargestellten
Art an die Seiten eines normalen Lichtschalter oder Ausgang befestigt sin anstatt
de Schrauben vorzusehen, die normalerweise hierauf zu finden sind; die Verbindung
kann hergestellt werden, indem das übliche Kabel zwischen den sich gegenüberliegenden
Abschnitten 14 und 15 auf eine Art und weise identisch der in Fig.
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4zgezeigten gezogen wird. Besonders gute Ergebnisse wurden in dieser
Hinsicht erhalten, wenn ein Aluminiumkabel innerhalb des in Betracht gezogenen Gebäudes
zur Stromübertragung verwendet wurde. Die Vorrichtung arbeitet dann zufriidenstellend,
jedoch mit größeren Kupferleitungen.
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Wie sich ohne weiteres zeigt, kann die physikalische Gestalt der besonderen
Basis, an der der leitererfassende Abschnitt 10 befestigt ist, abhängig von der
Umgebung, in der die Klemme verwendet werden soll, variieren. Fig. 6 beispielsweise
zeigt eine Schleife 31, die an dem einzigen leitererfassenden Abschnitt 10 und einer
Schleife 32 befestigt ist, die fest an einem Paar von Leitererfassenden Abschnitten
10 sitzt. Die Schleifen 31 und 32 können an einem Chassis oder einer anderen Wirkkomponente
mittels einer gewöhnlichen Schraube 33 befestigt sein. Sobald die Schleifen einaml
befestigt sind, können Zuführungen hieran angeschlossen bzw. von diesen gelöst werden,
indem diese einfach in die verschiedenen leitererfassenden Abschnitte 10 in der
vorher beschriebenen Weise eingeschoben werden.
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In Fig. 7 ist ein leitererfassender Abschnitt 10 integral mit einem
kurbelartigen Ende 40 ausgebildet und so ausgelegt, daß er in eine geeignete Öffnung
in einem Schaltpult 41 paßt. Die Verbindung zur gedruckten Schaltung 42 wird mittels
einer gewöhnlichen Lötverbindung 43 hergestellt und Zuführungen oder Leiter können
nachher einfach in den Schaltkreis eingeschlossen werden, indem sie in den den leitererfassenden
Abschnitt 10 eingeschoben werden. Diese besondere Ausbildung ist geeignet zur Verwendung
in Umgebungen, wo es wünschenswert ist, dauernd einen Einhängedraht oder eine Komponentenzuführung
zur Klemme anzuschließen.
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Der Draht ist gewunden und wie durch den Pfeil 51 mit Sicken versehen
und dann an die Schleife 50 angelötet. Der Greiferteil 10 kann nachher über irgendeinen
ausgesuchten Leiter geschoben werden, der wünschenswert in den Schaltkreis eingeschlossen
werden soll.
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In den Fig. 9 bis 11 der Zeichnungen ist eine modifizierte Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. Der federnde oder als Feder ausgebildete Anschlußklemmenbügel
60 umfaßt ein Paar von Greiferteilen 61 und 61' die quer zueiander angeordnet sind
und an einem Ende zur Bildung eines Hebelpunktes 67 anliegen. An den Greiferteilen
61 und 61' sind einen Klemmschlitz bildende Teile 62 bzw. 62' befestigt. Sich gegenüberliegende
Abschnitte der dem Klemmschlitz bildenden Teile 62 und 62' springen gegeneinander
zurück und rekonvergieren, eie bei 63 und 63 gezeigt und bilden einen Klemmenschlitz
64. Die abgehenden sich gegenüberliegenden Abschnitte der Klemmenschlitzteile 62
und 62' springen zulück und rekonvergieren wieder vor dem Klemmenschlitz 64 und
bilden einen Leiterschlitz 65. Eine Druckfeder 66 ist an den Enden jedes der den
Klemmenschlitz formenden Teile 62 und 62' in der angegebenen Weise befestigt. Die
Beder 66 ist nach rechts in Fig. 9 über und aus der Ebene der den Klemmschlitz bildenden
Teile 62 und 62' herausgekrümmt. Vorzugsweise sind die Zuführungsflächen der Klemme
60 wie bei 68 abgerundet und bilden eine im wesentlichen V-fUrmige Führung, die
zwangsweise dazu beiträgt, die Klemme über einen Anschluß oder Leiter einzuführen.
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Wie dies der Fall bei den verschiedenen Ausführungsformen des in den
Fig. 1 bis 8 gezeigten den leitererfassenden Teiles war, wird die gesamte Verbindungsklemme
60 vorzugsweise aus einem integralen Stück polygonalen Ausgangsmaterial geformt,
welches im Querschnitt auch rechteckig oder quadratisch sein kann. ZweRkmäßig kann
ein den leitererfassender Teil 10 gleich dem in Fig.
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1 bis 3 gezeigten auf jedem der Greifelemente 61 und 61' eingebaut
sein, um die Befestigung von Anschlußdrähten und dergleichen zu erleichtern. Nach
dem die Klemme 60 aus federndem Ausgangsmaterial wie vorher beschrieben hergestellt
ist, wird sie mit einem inerten Material, beispielsweise Zinn, überzogen, um ihre
leitenden Eigenschaften zu verbessern und ihre Oxydation zu verhindern, wenn sie
länger Luft, Feuchtigkeit und dergleichen ausgesetzt war.
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Dadurch, daß zwei glemmschlitze 64 und 65 vorgesehen sind, kann der
Anschlußklemmenbügel zur Bildung einer planaren Flächenverbindung mit Leitern verschiedener
Größe, Anschlußpolen und dergleichen benützt werden. Die sich gegenüberlXgenden
Flächen der Klemmschlitzteile 62 und 62' sind selbstverständlich planar und haben
jeweils ein Paar von Ecken, die 8o ausgebildet sind, daß sie geringfügig den Leiter,
die Klemme oder dergleichen nach deren federnder Einführung verformen. Auf diese
Weise wird ein Kontakt über einen relativen großen Bereich herbeigeführt und eine
Kontaktpunktoxydation wird vermieden.
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Im Gebrauch werden die an die Verbindungsklemme BO zu befestigenden
Einhakzuführungen 20 relativ permanent zwischen die sich gegenüberliegenden Abschnitte
14 und 15 (siehe Fig. 1) der den Leiter erfaßten Abschnitte 10 geschoben, der integral
mit dem Handhabungsteilen 61 und 61' ausgebildet ist. Es)-nn beispielsweise wünschenswert
aein, nur eine solche Zuführung zu verwenden und in diesem besonderen Fall allein
wird der den Leiter erfassende Teil 10 auf einem der Griffe verwendet. Alternativ
können selbstverständlich zwei solcher Zuftihrungen mit dem BEel unter Verwendung
beider Griffabsohnitte verbunden sein. Die beiden Griffteile 61 und 61 werden dann
zwischen den Fingern des Bedienungsperionals zusammengequetscht, wodurch eie sich
gegenseitig ul den Hebelpunkt
67 schließen. Dieses Schließen sorgt
seinerseits dafür, daß die abgerundeten Flächen 68 und die den Klemmschlitz bildenden
Teile 62 und 62' sich federnd unter dem Einfluß der Druckfeder 66 trennen. Ist es
z.B. wünschenswert, die Zuführung(en), die fest an den Handgriffteilen 61 und 61'
in der beschriebenen Weise sind, mit einem Leiter relativen geringen Querschnittes
zu verbinden, so wird ermöglicht, daß die Handgriffteile sich vooneinander trennen,
wenn dieser Leiter in Ausrichtung mit dem Schlitz 65 gekommen ist. Der Schlitz 65
sollte selbstverständlich kleiner als der klemste Leiter sein, an den wünschenswert
die Klemme 60 angeschlossen werden kann. Wenn es dagegen wünschenswert ist, die
Klemme 60 an einen Pol oder einen Leiter relativ großen Querschnittes zu befestigen,
so werden die Griffteile in ihrem zusammengepreßten Zustand gehalten, bis die Anschlußklemme
oder dergleichen bezüglich des Schlitzes 64 ausgeichtet ist. Die Griffteile werden
dann freigegeben und die sich gegenüberliegenden Abschnitte 63 und 63' des Schlitzes
64 schliessen sich federnd um den genannten Klemmenpol oder dergleichen.
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Die Entfernung kann selbstverständlich durch erneutes Zusammendrücken
der Griffteile 61 und 61t vorgenommen werden, wobei der Klemmbügel vom Leiter oder
der Klemme, an der er befestigt war, abgezogen wird.
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Im Hinblick auf eine knappe Darstellung wurde die Erfindung nur anhand
weniger Ausführungsformen erläutert; Anderungen und Abänderungen liegen im Rahmen
der Erfindung.
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Patentansprüche