DE2024074B1

DE2024074B1 - Method for producing an electrically conductive connection

Info

Publication number: DE2024074B1
Application number: DE2024074A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing 7304 Ruit Schlotz Heinz 7300 Esslmgen Sander
Original assignee: Karl Pfisterer Fabrik Elektrotechnischer Spezialartikel
Current assignee: Karl Pfisterer Elektrorechnische Spezialartikel GmbH and Co KG
Priority date: 1970-05-16
Filing date: 1970-05-16
Publication date: 1971-05-19

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem elektrischen Leiter und einem diesen in einen Klemmkanal aufnehmenden Klemmkörper aus Aluminium, bei dem nach dem Einführen des Leiters in den Klemmkanal der Klemmkörper im Bereich des Klemmkanals und der im Klemmkanal liegede Abschnitt des Leiters unter Erzeugung einer bleibenden Verformung gemeinsam verpreßt werden. The invention relates to a method for producing an electrically conductive connection between an electrical conductor and one of these in one Clamping channel receiving clamp body made of aluminum, in which after the insertion of the Conductor in the clamping channel of the clamping body in the area of the clamping channel and the im Clamping channel lying section of the conductor with generation of a permanent deformation are pressed together.

Verbindungen, die nach diesem bekannten Verfahren hergestellt werden, haben gegenüber solchen, bei denen der Kontaktdruck mittels Schrauben aufgebracht wird, eine Reihe von Vorteilen. Vor allem ist die Herstellung einer solchen Preßverbindung einfach und zeitsparend. Ferner lassen sich hohe Kontaktdrücke und eine große mechanische Belastbarkeit erzielen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß auch Hilfskräfte für das Herstellen einer Preßverbindung eingesetzt werden können, weil nur darauf geachtet zu werden braucht, daß der Arbeitskopf des Preßwerkzeuges, mit dem das Verpressen ausgeführt wird, vollständig geschlossen wird. Wird hingegen der Kontaktdruck mittels Schrauben erzeugt, dann hängt die Güte der Verbindung davon ab, ob der Monteur alle Schrauben mit dem richtigen Drehmoment angezogen hat. Compounds that are produced by this known process, have compared to those in which the contact pressure is applied by means of screws will have a number of advantages. The main thing is the production of such a press connection easy and time-saving. Furthermore, high contact pressures and a large mechanical Achieve resilience. Another advantage is that there are also assistants can be used for making a press connection, because only on it Care needs to be taken that the working head of the pressing tool with which the Pressing is carried out, is completely closed. On the other hand, if the contact pressure generated by means of screws, then the quality of the connection depends on whether the fitter has tightened all screws with the correct torque.

Die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Preßverbindungen können jedoch Eigenschaften haben, die sich störend auswirken können. So kann sich beispielsweise der Kontakt im Laufe der Zeit verschlechtern, wobei diese Verschlechterung vor allem dann merkbar in Erscheinung treten kann, wenn der Kontakt einer hohen Belastung ausgesetzt wird. Um dieser Erscheinung entgegenzuwirken, ist es bekannt, einen Preßzusatz in Form eines Gemisches aus Fetten, Korund und anderen Beimengungen zu verwenden, was aber auch nicht frei von Problemen ist, die sich z. B. aus beschränkter Lagerfähigkeit und begrenzter Temperaturbeständigkeit ergeben. Ferner muß der überschüssige Preßzusatz vom Monteur entfernt werden. Es läßt sich in der Praxis auch nicht vermeiden, daß Preßzusatz in das Preßwerkzeug gelangt, was zu einer verstärkten Werkzeugabnutzung führt. Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, daß die Wirkung des Preßzusatzes bei erhöhten Temperaturen abnimmt. The press connections produced by the known process can but have properties that can be disruptive. For example the contact will deteriorate over time, this deterioration being the main one can then become noticeable when the contact is under a high load is exposed. To counteract this phenomenon, it is known to use a press additive to be used in the form of a mixture of fats, corundum and other additives, but this is also not free from problems that arise z. B. from limited shelf life and limited temperature resistance. Furthermore, the excess press additive must removed by the fitter. It cannot be avoided in practice that Press additive gets into the press tool, which leads to increased tool wear leads. A major disadvantage is that the effect of the press additive decreases at elevated temperatures.

Eine weitere Eigenschaft des bekannten Verfahrens besteht darin, daß der Leiter im Verpressen eine merkliche Längung erfährt. Dies kann sowohl bei Massivleitern als auch bei Leitern in Form von Seilen störend sein, beispielsweise dann, wenn die Verbindung in einer Schaltanlage hergestellt werden muß und die Leiterlänge zwischen der Preßverbindung und der ortsfesten Verbindungsstelle mit der Schaltanlage gering ist. Bei Seilen kommt es zu einer sogenannten Aufkorbung. Auch bei Massivleitern ist eine Berücksichtigung der Längung unumgänglich. Another property of the known method is that that the conductor experiences a noticeable elongation during compression. This can be done with Solid ladders as well as ladders in the form of ropes can be annoying, for example when the connection has to be made in a switchgear and the length of the conductor between the press connection and the fixed connection point with the switchgear is low. In the case of ropes, what is known as basketing occurs. Even with solid ladders consideration of the elongation is essential.

Der Erfindung liegt die -Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem elektrischen Leiter und einem diesen in einem Klemmkanal aufnehmenden Klemmkörper aus Aluminium zu schaffen, bei dem der Klemmkörper und der Leiter miteinander verpreßt werden, trotzdem aber gleichbleibend gute elektrische Eigenschaften des Kontaktes gewährleistet sind. Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Einführen des Leiters in den Klemmkanal die Oxydschicht auf der Oberfläche des Klemmkanals zumindest unvollständig entfernt und durch eine Fremdmetallschicht ersetzt wird. The invention is based on the task of producing a method an electrically conductive connection between an electrical conductor and a to create this clamping body made of aluminum, which is accommodated in a clamping channel which the clamp body and the conductor are pressed together, but still the same good electrical properties of the contact are guaranteed. Starting from one Method of the type mentioned at the beginning, this object is achieved according to the invention by that the oxide layer on the surface before the conductor is inserted into the clamping channel of the clamping channel at least incompletely removed and through a foreign metal layer is replaced.

Als Fremdmetalle kommen vorzugsweise billige, gut leitfähige, bei relativ niedrigen Temperaturen schmelzende Metalle in Frage, also beispielsweise Zinn, Zink, Blei, Kadmium und verwandte Metalle sowie deren Legierungen. Inexpensive, highly conductive metals are preferably used as foreign metals Relatively low-temperature melting metals in question, for example Tin, zinc, lead, cadmium and related metals and their alloys.

Wie umfangreiche Versuche gezeigt haben, besitzt eine in dieser Weise hergestellte Verbindung eine außerordentlich hohe Alterungsbeständigkeit, d. h. As extensive experiments have shown, one possesses this way The connection produced has an extremely high resistance to aging, d. H.

der Übergangswiderstand verschlechtert sich nach Ablauf einer anfänglichen Stabilisierungsphase nicht mehr. Auch durch Kurzschlüsse wird die Güte des Kontaktes nicht beeinflußt. Es wird angenommen, daß diese Eigenschaften darauf zurückzuführen sind, daß beim Preßvorgang die Verbindung des Fremdmetalls mit der Oberfläche des IUemmkanals noch verbessert und außerdem eine gefügefeste Verbindung des Fremdmetalls mit der Oberfläche des Leiters entsteht, so daß beide Kontaktflächen vom Fremdmetall gebildet werden. Die Verbindung der Fremdmetallschicht mit der Trägerfläche ist so gut, daß auch bei verhältnismäßig geringem Kontaktdruck eine korrosionssichere Verbindung hergestellt werden kann.the contact resistance worsens after an initial one Stabilization phase no longer. The quality of the contact is also increased by short circuits unaffected. It is believed that these properties are due to this are that the connection of the foreign metal with the surface of the pressing process IUemmkanals still improved and also a structurally stable connection of the foreign metal with the surface of the conductor arises, so that both contact surfaces from the foreign metal are formed. The connection of the foreign metal layer with the carrier surface is so good that even with relatively low contact pressure a corrosion-proof Connection can be established.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Längung des Leiters sehr gering ist. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, daß wegen der guten Schmiereigenschaften z. B. Another advantage of the method according to the invention is that that the elongation of the conductor is very small. This is likely to be due to that because of the good lubricating properties z. B.

von Zinn beim Preßvorgang eine Relativbewegung zwischen dem Klemmkörper und dem Leiter in dessen Längsrichtung möglich wird, der Klemmkörper also über den Leiter geschoben werden kann. Dies ist insofern von großer Bedeutung, als hierdurch diejenigen Schwierigkeiten beseitigt sind, die bisher die Verwendung von Preßverbindungen in Schaltanlagen zumindest erschwert haben.of tin during the pressing process a relative movement between the clamping body and the conductor is possible in the longitudinal direction, so the clamping body over the Ladder can be pushed. This is of great importance in that it does so those difficulties have been eliminated which previously involved the use of press-fit connections in switchgear at least have made it difficult.

Die Verwendung eines weichen, gut schmierenden und bei relativ niedriger Temperatur schmelzenden Metalls ergibt den weiteren Vorteil, daß dieses Metall bei einer starken elektrischen Uberlastung der Verbindung einen Löteffekt auslöst und dadurch den Übergangswiderstand vermindert, also einen Heileffekt aufweist. The use of a soft, well-lubricating and at relatively low Temperature melting metal gives the further advantage that this metal is at a strong electrical overload of the connection triggers a soldering effect and this reduces the contact resistance, i.e. has a healing effect.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß weder Preßzusätze noch Gewinde oder Hülseneinlagen zur Erzielung eines guten Kontaktes erforderlich sind. Another advantage is that neither press additives nor threads or sleeve inserts are required to achieve good contact.

Schließlich ist von erheblichem Vorteil, daß nicht nur eine Verbindung mit Aluminiumleitern, sondern auch eine Verbindung mit Kupferleitern ohne weiteres möglich ist.Finally, it is of considerable advantage that there is not just one connection with aluminum conductors, but also a connection with copper conductors easily is possible.

Die Entfernung der Oxydschicht erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auf mechanischem Wege. Die Oberfläche des Klemmkanals muß dabei während der Bearbeitung in ein Fremdmetallbad eingetaucht sein. Beispielsweise kann die Oxydschicht durch an sich bekanntes Bürsten beseitigt werden. In a preferred embodiment, the oxide layer is removed of the method according to the invention by mechanical means. The surface of the clamping channel must be immersed in a foreign metal bath during processing. For example the oxide layer can be removed by brushing, which is known per se.

Eine besonders gute Verbindung der Fremdmetallschicht mit dem Material des Klemmkörpers kann durch eine Wärmebehandlung erreicht werden, da hierbei Fremdmetall in die Aluminiumoberfläche eindiffundiert. A particularly good connection between the foreign metal layer and the material the clamping body can be achieved by heat treatment, as this is foreign metal diffused into the aluminum surface.

Beispiel Zur Herstellung einer elektrisch leitenden und mechanischen Verbindung zwischen den Enden von zwei Leitern wird ein aus Aluminium bestehender sogenannter Preßverbinder, also ein Klemmkörper in Form einer Hülse, deren Bohrungsdurchmesser den Leiterdurchmessern angepaßt ist, in ein Zinnbad vollständig eingetaucht. Im eingetauchten Zustand wird die Wandung der Bohrung durch Bürsten mechanisch bearbeitet. Durch das Bürsten wird zumindest ein Teil der Oxydschicht, welche die Bohrungswandung vollständig bedeckt, entfernt. Die blank gewordenen Oberflächenteile der Bohrung überziehen sich mit einer Zinnschicht. Example of making an electrically conductive and mechanical The connection between the ends of two conductors is made of aluminum So-called compression connector, i.e. a clamping body in the form of a sleeve, the bore diameter of which is adapted to the conductor diameter, completely immersed in a tin bath. in the In the submerged state, the wall of the bore is mechanically processed by brushing. The brushing removes at least part of the oxide layer that forms the bore wall completely covered, removed. The surface parts of the bore that have become shiny are covered with a layer of tin.

Nach dieser Behandlung im Zinnbad wird der Preßverbinder einer Wärmebehandlung unterworfen, bei der er auf eine Temperatur zwischen 2000 C und 4000 C erwärmt wird. Diese Wärmebehandlung kann aber auch entfallen. After this treatment in the tin bath, the compression connector is subjected to a heat treatment subjected, in which it is heated to a temperature between 2000 C and 4000 C. However, this heat treatment can also be omitted.

Zum Schluß werden die beiden Leiterenden in die Bohrung des Preßverbinders eingeführt und der Preßverbinder dann zusammen mit den Leitern unter Erzeugung einer bleibenden Verformung verpreßt, wobei der spezifische Druck, der auf den Verbinder beim Verpressen ausgeübt wird, etwa 6 bis 7 kg/mm2 beträgt. Finally, the two conductor ends are in the bore of the compression connector inserted and the compression connector then together with the conductors to produce a permanent deformation, the specific pressure exerted on the connector is exerted during pressing, is about 6 to 7 kg / mm2.

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem elektrischen Leiter und einem diesen in einen Klemmkanal aufnehmenden Klemmkörper aus Aluminium, bei dem nach dem Einführen des Leiters in den Klemmkanal der Klemmkörper im Bereich des Klemmkanals und der im Klemmkanal liegende Abschnitt des Leiters unter Erzeugung einer bleibenden Verformung gemeinsam verpreßt werden, dadurch gekennz e i c h n e t, daß vor dem Einführen des Leiters in den Klemmkanal die Oxydschicht auf der Oberfläche des Klemmkanals zumindest unvollständig entfernt und durch eine Fremdmetallschicht ersetzt wird. Claims: 1. A method for producing an electrically conductive Connection between an electrical conductor and one of these in a clamping channel receiving clamp body made of aluminum, in which after inserting the conductor in the clamping channel of the clamping body in the area of the clamping channel and that in the clamping channel lying section of the conductor common to produce a permanent deformation be crimped, marked e i c h n e t that before the conductor is inserted in the clamping channel, the oxide layer on the surface of the clamping channel is at least incomplete removed and replaced by a foreign metal layer.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydschicht mechanisch entfernt wird und zumindest die Oberfläche des Klemmkanals während der Bearbeitung in ein Fremdmetallbad eingetaucht ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the oxide layer is mechanically removed and at least the surface of the clamping channel during the Machining is immersed in a foreign metal bath.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Entfernen der Oxydschicht durch Bürsten erfolgt. 3. The method according to claim 2, characterized in that the mechanical The oxide layer is removed by brushing.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fremdmetallschicht vor dem Einführen des Leiters in den Klemmkanal einer Wärmebehandlung unterworfen wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the foreign metal layer before the introduction of the conductor into the clamping channel Is subjected to heat treatment.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Fremdmetall ein elektrisch gut leitendes und bei relativ niedriger Temperatur schmelzendes Metall oder eine Legierung mit diesen Eigenschaften verwendet. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in, that the foreign metal is a good electrically conductive and at a relatively low temperature Melting metal or an alloy with these properties is used.

Claims

6. The method according to claim 5, characterized in that as Foreign metal tin, zinc, lead or cadmium is used.