DE2000573C - Vorrichtung zur Herstellung einer Quetschverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Quetschverbindung zwischen einer biegsamen Metallzwinge und einem in diese eingeführten Kabel durch Zusammenpressen der Wand der Zwinge zwischen einer Stütze und einem Stempel, insbesondere zur Herstellung einer Quetschverbindung zwischen einem elektrischen Kabel und einer rohrförmigen Zwinge.

Es ist z. B. durch die deutsche Auslegeschrift 1156 465 bekannt, elektrische Kabel miteinander dadurch zu verbinden, daß die zu verbindenden Kabelenden in die entgegengesetzten Enden einer Zwinge eingeführt werden, deren Wand hierauf zusammengedrückt oder eingekerbt wird, um zwischen dem Metall des Kabels und dem der Zwinge eine elektrische Verbindung herzustellen. Der Stempel des Quetschwerkzeuges hat dabei beispielsweise nach der deutschen Auslegeschrift ί 156 465 eine abgerundete Oberfläche. Während Quetschverbindungen dieser Art mit vielen Formen von isolierten Leitern, ao aufgebaut aus biegsamem Metall, wie Aluminium oder Kupfer, verwendet worden sind, hat es sich in letzter Zeit gezeigt, daß solche Quetschverbindungen keine zufriedenstellende elektrische Verbindung Zwischen einem gelitzten Kabel der Art, bei welcher die Leiter mit nicht abfließenden Isolicrmaterialien überzogen oder imprägniert sind, und einer Zwinge herzustellen vermögen. Solche Isoliermaterialien enthalten normalcveise beträchtliche Anteile eines hochviskosen Wachses, welches auf der Leiteroberfläche eines schwer durch Lösungsmittel oder mechanische Einwirkung zu entfernen Ie Schicht bildet. Schwierigkeiten haben sich auch ergeben bei isolierten Kabeln mit Teilleitern aus trockenem, festem Aluminium.

Ziel der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Herstellung einer wirksameren Quetschverbindung herzustellen, welche zu eiium Zusammenbrechen einer jeden Wachsschicht und/oder Oxydschicht auf dem Leiter während des Eindrückens der Zwinge führen, um einen elektrischen Kontakt zwischen dem Metall der Zwinge und dem Leiter des Kabels herzustellen. Die zur Herstellung von Quetschvcrbindungcn /.wischen Aluminiumleitern verwendeten Zwingen sind dabei selbst notwendigerweise aus Aluminium, um Korrosionsproblcmc infolge örtlicher elektrolytischer Wirkungen zu vermeiden; Aluminium ist einem ausgedehnten plastischen Fluß ausgesetzt, wenn es einem Druck zwischen ebenen Oberflächen ausgesetzt wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, daß ein hoher Zwischenschichtdruek zwischen der inneren Wand der Zwinge und der Oberfläche des Leiters nötig ist, um die Wachsschicht und/oder die Oxydoberflächc aufzubrechen, ehe ein Kontakt Metall /u Metall hergestellt werden kann.

Daher sollte die Fläche der äußeren Oberfläche der Zwinge, welche am Anfang dem Quetschdruck ausgesetzt ist. klein sein, damit sich der notwendige hohe Zwisehenschichtdruck zum Aufbrechen der isolierendcn Wachs- und/oder Oxydschicht entwickeln kann. Gleichzeitig muß das Verfahren zur Herstellung tier Verbindung derart sein, daß der Metallfluß von unterhalb des Einkerbestempels während des Zusammendrückeiis möglichst klein ist. um einen f>5 maximalen Zwischensuiichtdruck zu erzeugen und ein Durchbrechen des Stempels durch die Wand der Zwinge zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst, bei welchem der Stempel eine (lache obere Oberfläche und eine Reihe von zur oberen Oberfläche stufenförmig angeordneten weiteren Oberflächen aufweist, die im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stempels angeordnet sind, wobei die Seiten zwischen den Oberflächen zur oberen Oberfläche hin geneigt sind. Dies hat zur Folge, daß der Stempel beim Eindringen in die Zwinge in aufeinanderfolgenden Intervallen mit zusätzlichen ebenen Oberflächen mit der Zwinge in Berührung kommt, wodurch jeweils ein neuer Bereich der Zwingenoberfläche ergriffen und Material in die eingedrückte Vertiefung in der Zwingenwand gezogen wird. Die Neigung der Seiten hat den Zweck, ein leichtes Zurückziehen des Stempels nach der Herstellung der Verbindung zu gewährleisten.

Der abgestufte Elnkerbestempel kann einen beliebigen Querschnitt aufweisen, zur Vereinfachung der Herstellung ist jedoch ein kreisrunder oder rechteckiger, einschließlich quadratischer Querschnitt vorzuziehen. Wenn der Querschnitt rechteckig ist, weist der Stempel eine Gesamtform einer vierseitigen Pyramide auf. Die sbgestuften Oberflächen können in einer oder beiden Paaren der Seitenflächen ausgebildet sein.

Im Betrieb ergibt die verhältnismäßig schmale Spitze oder das obere Ende des Stempels den hohen örtlichen Druck, der erforderlich ist, um den Wachs- und/oder Oxydfilm auf den Leitern aufzubrechen, während die zum oberen Ende parallelen Stufen das Metall der Zwinge während des Einkerbungsvorganges greifen, wobei der Reibungseingriff zwischen aufeinanderfolgenden Stufenoberflächen und der Oberflächen der Zwinge so dazu dient, daß der seitliche Metallfluß weg von dd Fläche unter dem oberen Ende des Einkerbestempels begrenzt wird. Ein Einkerbewerkzeug zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält einen Rahmen oder Körper mit einer Backe zur Aufnahme einer Stützform oder Stütze, weiche als Sitz für die Zwinge ausgebildet ist, und mit einem Halter für den Einkerbe:,, empcl, der der Backe entgegengesetzt liegt und zur Backe hin und von dieser weg bewegbar ist. Der Halter für den Einkcrbestempel hat vorzugsweise die Form eines Kolbens, der sich in einem Zylinder bewegt, welcher integral mit dem Körper -ider an diesem befestigt ist. Der Zylinder ist mit einem Einlaß für Hydraulikflüssigkeit versehen, so daß die Kraft zur Betätigung des Eink^rbestempels mittels einer hydraulischen Pumpe erzeugt werden kann.

Die Stützform läßt sich vorzugsweise von der Backe entfernen, so daß die verwendete Slützform dem äußeren Durchmesser der Zwinge angepaßt werden kann. Der äußere Durchmesser der Zwinge wird seinerseits durch die Größe der zu verbindenden Kabel bestimmt. Im allgemeinen haben die Zwingen einen inneren Durchmesser, der leicht über dem Durchmesser der Leiter liegt, und eine Wandstärke, welche zwischen 2,54 und 7,02 mm liegt, abhängig von der Größe der zu verbindenden Kabel. Während die Bohrung der Zwinge in den meisten Fällen glatt ist, kann sie auch ein Gewinde aufweisen, um eine Reihe von scharfen Kanten zum Einschneiden in die Wachsschicht unter dem Druck des hinkcrhestcrnpcls zur Verfügung zu stellen.

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Die erlinilungsgemäUe Vorrichtung kann zur Her- Eine Form des Einkerbestempels 8 ist in Fig. 2 stellung von Ouetschverbindungen zwischen Zwingen dargestellt und weist einen Schaft Π auf, der mit und sowohl gelitzten als auch festen Leitern auge- einer öffnung 12 fur den Einsatz des Quersliftes IO wendet werden. Der eingeschlossene Winkel am vorgesehen ist. Der Stempel hat eine flache Spitze Scheitel des Stempels ist vorzugsweise 40 bis 70", 5 oder obere Oberfläche 14, die von einer Anzahl wenn das Kabel gelitzt ist, und 75 bis 105°, wenn ringförmiger Oberflächen IS umgeben ist, welche das Kabel fest ist. Der eingeschlossene Winkel ist schrittweise um die Spitze oder obere Oberfläche 14 dabei gleich zweimal dem Winkel, unter welchem angeordnet sind. Die Oberfläche von Stufen 16 zwijede Seitenrbene des Stempels zur Vertikalen liegt. sehen aufeinanderfolgenden ringförmigen Ober-Die Seiten der einzelnen Stufen des gestuften Ein- io flächen 15 ist im Verhältnis zur Achse des Stempels kerbestempels sind ihrerseits unter einem Winkel unter einem Winkel von etwa 5° geneigt,
leicht geneigt, z. B. unter 5 bis 15°. Brauchbare Er- In einer anderen Form des Stempels, die in gebnisse lassen sich mit einem weiten Bereich von Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist die Spitze oder obere verschiedenen Intervallen zwischen aufeinander- Oberfläche 24 des Stempels rechteckig, wobei die folgenden Stufen erzielen. Allgemein kann festgestellt 15 Länge etwa dreimal so groß wie die Breite ist. Die werden, daß die Anzahl der Stufen nicht weniger eingeschlossenen Winkel zwischen den Ebenen der als 5 oder mehr als 100 je 25,4 mm der Verjüngung größeren Seiten 25 und den Ebenen der kleineren sein sollte. In dem bevorzugten Bereich von 45 bis Seiten 26 sind ungefähr gleich. Die Seiten 26 sind 70° des eingeschlossenen Winkels sollte die Tiefe nicht mit abgestuften Oberflächen ausgebildet, die aufeinanderfolgender Stufen vorzugsweise in dem 20 Seiten 25 dagegen sind mit c·. ;.er Reihe von geraden Bereich von 0,635 bis 2,54 mm liegen. Der Durch- Oberflächen 27 ausgebildet, we! :he in im wesentmesser der Spitze eines konischen Einkerbestempels liehen senkrechten Ebenen zur Achse des Stempels sollte vorzugsweise in dem Bereich von 1,27 bis liegen, und sind durch Stufen 28 getrennt, welche 6,35 mm liegen, während im Fall eines Stempels mit unter einem Neigungswinkel von etwa 10' zur Mittelrechteckigem Querschnitt die Länge in dem Bereich 25 ebene des Werkzeugs verlaufen. Die Oberflächen 15 von 1,27 bis 25,4 mm und die Breite in dem Bereich und 27 müssen nicht genau senkrecht zur Achse des von 1,27 bis 6,35 mm liegen kann. Stempels sein, sondern können nach innen oder r.ogar

Ein Werkzeug zur Herstellung von Quetschverbin- etwas nach außen geneigt sein, ohne die zufricden-

dungen entsprechend der Erfindung wurde mit sehr stellende Arbeitsweise des Stempels zu beeinflussen,

zufriedenstellendem Ergebnis unter Anwendung ge- 30 Bei Verwendung des Stempels nach F i g. 3 und 4

eigneter Stiitzformen, jedoch mit nur einem einzigen wird dieser so befestigt, daß die Oberflächen 27 längs

gestuften Einkerbestempel zur Verarbeitung eines zur Zwinge liegen. Die Höhe der Stufen wird so ge-

Weitcn Bereichs von imprägnierten Kabeln mit AIu- wählt, daß sie geringer als die Wandstärke der

miniumleitern im Bereich von 25,81 mm- bis Zwinge ist.

645,2 mm^s verwendet. 35 Zwei Zwingenformen für die Verwendung mit der

Ausführungsbeispiele der erfindungsgcmüßen Vor- erfindiingsgemäßen Vorrichtung sind in Fig. 6 und 7

richtung sind in der Zeichnung dargestellt und wer- dargestellt. Die Zwinge 31 in Fig. 6 hut die Form

den im folgenden näher beschrieben. Es zeigt eines einfachen Rohres aus Aluminium oder einem

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Einkerbe- anderen biegsamen Metall und weist eine Wand 32

Werkzeug zum Zusammendrücken zur Verwendung 40 stetiger Dicke, wie unten angezeigt, und eine glatte

mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, Bohrung 33 auf. Die Zwinge 41 in Fig. 7 hat eine

Fig. 2 eine Seitenansicht eines konischen Ein- Wand 42 und eine Bohrung 43 mit Gewinde zu einem

kerbestempels, Zweck, wie er oben angegeben wurde. Die Wand-

F ig. 3 eine Seitenansicht eines pyramidenförmigen stärke und anderen Abmessungen einer Zwinge zur

Einkerbestempels, 45 Verbindung einer bestimmten Größe von Kabel sind

F i g. 4 eine Schnittansicht längs der Mittellinie des für die beiden Zwingen nach F i g. 6 und 7 die gleichen.

Stempels nach F i g. 3, Die Wandstärke von Aluminiumzwingen zur Ver-

F i g. 5 eine Ansicht einer entsprechend der Erfin- Wendung in Verbindung mit der erfindiingsgemäßen

dung hergestellten Quetschverbindung, Vorrichtung kann zwischen etwa 3,81 mm und etwa

Fig. feinen Längsschnitt einer Form von Zwinge 50 7,62 mm für Zwingen mit einem Innendurchmesser

lur Verwendung mit der erfindungsgemäßcn Vor- zwischen etwa 6,35 und 25,4 mm liegen, wobei

richtung und größere Innendurchmesser der Zwinge im allgcmei-

F i g. 7 einen Längsschnitt einer zweiten Zwingen- nen größere Wandstärken erfordern,

form. hf F i g. 5 ist eine Quetschverbindung entsprechend

Das in Fig. I gezeigte Einkerbewcrkzeug zum 55 der Erfindung gezeigt, bei welcher eine Zwinge ent-

Zusammcndrücken besteht aus eiiv.-m Körper 1 mit weder nach F i g. (1 oder 7 verwendet werden kann,

einer Hacke 2, an welcher eine Stützform oder Die Enden zweier gclitzter Kabel 44 und 45 werden

Stütze 3 geeigneter Größe lösbar befestigt werden mit einer Drahtbürste durch Bürsten gereinigt und

kann. Ein Zylinder 4 ist in dem Körperl befestigt in eine Zwinge 31 geeigneten Innendurchmessers cin-

und hat einen Flüssigkeitscinlaß 5 zur Verbindung 60 geführt. Hierauf wird die Wand der Zwinge mit Hilfe

einer hydraulischen Pumpe zur Versorgung mit des bereits beschriebenen Einkerbewerkzeugs, wie an

Hydraulikflüssigkeit unter Druck. Ein Kolben 6 ist den Stellen 46 gezeigt, verformt. Bei der Ausbildung

in dem Zylinder 4 vorgesehen und wird durch einen der Quetschverbindung sollte die Wand der Zwinge

ringförmigen Halter^;ng7 zurückgehalten. Der KoI- bei einem gclitzten Kabel, wie in F i g. 5 gezeigt, um

ben 6 trägt einen Finkerbestcmpcl 8 der oben be- 65 einen Weg von etwa der Hälfte des äußeren Durch-

sprochenen Art. Der Einkerbestempel 8 sitzt in einer messcrs der Zwinge und bei einem festen Leiter

Vertiefung eines Fo;'satzes9 des Kolbens und ist weniger eingedrückt werden, obwohl keine starre

durch einen Querstift 10 gesichert. und schnelle Vorschrift festgelegt werden kann.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung einer Quetschverbindung zwischen einer biegsamen Metallzwinge und einem in diese eingeführten Kabel durch Zusammenpressen der Wand der Zwinge zwischen einer Stütze und einem Stempel, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (8) eine flache obere Oberfläche (14,24) und eine Reihe von zur oberen Oberfläche stufenförmig angeordneten weiteren Oberflächen (15, 27) aufweist, die im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stempels (8) angeordnet sind, wobei die Seiten (16.28) zwischen den Oberflächen zur oberen Oberfläche (14, 24) hin geneigt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (8) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- »ο !kennzeichnet, daß der Stempel (8) die Form einer vierseitigen Pyramide aufweist, die obere Oberfläche (24) des Stempels rechteckig ist und ein Paar von Seiten (25) wesentlich langer als das andere Paar von Seiten (26) ist, wobei die größeren Seiten (25) der Pyramide mit einer Reihe von abgestuften Oberflächen-?) im wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche (24) ausgeführt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten des Stempels (8) zwischen aufeinanderfolgenden Oberflächen (15, 27) unter einem Winkel von 5 bis 15° zur Mittelebene oder Achse des Stempels (8) geneigt sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (32,42) der Zwinge (31,41) bei der Bildung einer Verbindung zwischen der Zwinge (31, 41) und einem gelitzten Leiter (44, 45) um einen Weg von etwa der Hälfte des äußeicn Durchmessers der Zwinge (31, 41) eindrückbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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