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"Verfahren zur Herstellung eines hülsenförmigen Klemmkörpers für
elelttrische Verbindugsklemmen und nach diesem Verfahren hergestellter Klemmkörper"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hülsenförmigen Klemmkörpers
für elektrische Verbindungsklemmen, insbesondere Schaltanlagen-Reihenklemmen, aus
einem elektrisch deitenden Werkstoff, insbesondere aus Kupfer, einer hochprozentig
Kupfer enthaltenden Kupfen/Zink-Legierung oder Aluminium, - und einem na@ diesem
Verfahren hergestellten Klemmkörper.
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Im Stand der Tecknik werden bisher Klemmkörper für elektrische Verbindungsklommen,
insbesondere Schaltahlagen-Reihenklemmen, im wesentliche.l entweder aus profilierten;
den Querschnitt der
herzustellenden Klemmkörper entsprechenden,
also hohlen Ausgangskörpern oder aus gestanzten Blechteilen hergestellt. Die für
das erste Verfahren benötigten profilierten Ausgangskörper werden von entsprechenden
Profilstangen abgetrennt. Die dafür erorderlichen Profilstangen lassen sich jedoch
nur aus Messing, also Kupfer/Zink-Leigerungen mit hohem Zinkanteil, herstellen.
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Bei diesem Werkstoff treten aber entlang der Kornrenzen interkristalline
Brüche auf (Sannungskorrosion), wenn Feuchtigkeit und/oder Ammoniak auf den Werkstoff
einwirken, - was bei Klen¢nkörpern nicht ausgeschlossen werden kann. Das Problem
der interkristallinen Brüche hat dazu geführt, daf3 - obwohl fertigungstechnisch
erheblich aufwendiger - Kleiiirkörper, an die hohe technische Anforderungen gestellt
werden, nach den zweiten Verfahren hergestellt werden. Dabei werden gestanzte Blechteile
aus Kupfer oder hochprozentig Kupfer enthaltenden Kupfer/Zink-Legierungen zu Klemmkörpern
gebogen und gegebenenfalls zusatzlich mit massiven Kopfstücken formschlüssig vereinigt.
Diese Klemmkörper sind aber nicht nur fertigungstechnisch aufwondig, sie erfordern
auch einen relativ hohen Materialeinsatz. Tatsuchlich müssen diese Klemmkörper aus
mechanischen Gründen größer, insbesondere länger ausgeführt werden als durch die
anzuschliessenden elektrischen Leiter eigentlich vorgegeben.
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Im übrigen ist in jüngerer Zeit ein Verfahren zur Herstellung eines
Klemmkörpers bekannt geworden (vei.gl. die DT-OS 2 0,4 296), nach dem eine Platine
in mehreren Stufen topfförmig tiefgezogen, anschließend geringfügig nachgeformt
und im Bodenteil des Topfes ausgestanzt wird. In die Praxis haben nach diesen Verfahren
hergestellte Klemmkörper insbesondere deshalb' keinen Eingang gefunden, weil die
Seitenwande dieser Klemmkörper nicht in unterschiedlicher Dicke ausgeführt werden
körmen, die Führung der
Klemmschraube problematisch ist und eine
Vielzahl von Arbeitsgängen erforderlich ist, wobci noch hinzukommt, da3 es sich
auch um unterschiedliche Arbeitsgänge handelt, nämlich Tiefziehen einerseits, Stanzen
andererseits.
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Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Herstellung eines hülsenförmigen Klemmkörpers für elektrisehe Verbindungsklemmen,
insbesondere Schaltanlagen-Reihenklemmen, anzugeben, nach dem solchc Klemmkörper
einerseits fertigungstechnisch mit relativ geringem Aufwand, andererseits mit relativ
geringem Materialeinsatz hergestellt werden können, daß andererseits zu Klenrrkörpern
führt, die hohen technischen Anforderungen genügen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren, daß den zuvor aufgezeigten Forderungen
genügt, ist dadurch gekennzeichnet, daß ein massiver Ausgangskörper, dessen Volumen
dem Volumen des herzustellenden Klerninkörpers entspricht, durch Fließpressen kalt
in den herzustellenden Klemmkörper umgeformt wird, - wobei das Metallvolumen des
Klemmkörpers gemeint ist. Als Ausgangskörper kommen dabei Abschnitte von entsprechenden
Profilstangen in Frage, die jedoch nicht mehr hohl ausgeführt sein müssen, so daß
beim Ziehen dieser Profilstangen aus Kupfen oder einer hochprozentig Kupfer enthaltenden
Kupfen/Zink-Legierung keine Probleme auftreten.
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Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, daß erfindungsgefäße
Verfahren auszugestalten und weiterzubilden.
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Nach einer weiteren Lehre der Erfindung wird bei dem erfindungsgemäßen
Verfanren ein Ausgangskörper eingesetzt, desen QuerscIinitt dem Querschnitt des
herzustellenden Klemmkörpers entspricht, so daß - von außen betrachtet - eine Umformung
des Ausgangskörpers nur in der Längsrichtung des herzustellenden
Klemmkörpers
erfolgen muß. Werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Ausgangskörper eingesetzt,
deren Querschnitt dem Querschnitt des herzustellenden Klemmkörpers entspricht, dann
können diese Ausgangskörper vorzugsweise in einen zylindrischen, beidseitig offenen
Arbeitskanal eingeführt werden, dessen Querschnitt dem Querschnitt des Ausgarlgskörpers
und damit dem äußeren Querschnitt des herzustellenden Klemmkörpers entspricht, und
kann beidseitig in den Arbeitskanal je ein 3Stempel eingeführt werden, dessen Gestalt
dem einseitig zu erreichenden Hohlraum in dem herzustellenden Klemmkörper entspricht.
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Im übrigen empfiehlt es sich, die Zuordnung der Stempel zu dem Arbeitskanal
und die Gestalt der Stempel so zu wBllen, daß jeweils zwei sich gegenüberliegende
Seitenwände des herzustellenden Klemmkörpers gleich sind. Dadurch wird eine asynhnetrische
Belastung der Stempel weitgehend vermieden. Nicht notwendig ist, auch nicht zur
Vermeidung einer asymmetrischen Belastung der Stempel, daß alle Seitenwände des
herzustellenden Klemmkörpers die gleiche Dicke auSweisen. Vielmehr empfiehlt es
sich, die Gestalt der Stempel so zu wählen, daß die aneinander grenzenden Seitenwände
des herzustellenden Klemmkörpers eine unterschiedliche Dicke erhalten, wobei zur
Herstellung eines Klemmkörpers mit rechteckigem Querschnitt die Gestalt der Stempel
so gewählt wird, daß die schmalen Seitenwände des herzustellenden Klemmkörpers eine
größere Dicke erhalten, als die breiten Seitenwände.
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Dadurch erhält man Klemmkörper, deren obere, für die Führung der Klemmschraube
benötigte Seitenwand in einer Dicke ausgeführt werden kann, die durch die notwendige
Fülirung der Klemmschraube vorgegeben wird, während die angrenzenden Seitenwände
in einer geringeren Dicke ausgeführt werden können, nämlich in einer Dicke, die
aus mechanischen Gründen - Anzug der Kleniinschraube - notwendig ist.
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Nach einer weiteren Lehre der Erfindung wird das Volumen der Stempel
und deren Eindringtiefe in den Ausgangskörper so gewählt, daß in dem herzustellenden
Klemmkörper zwei durch eine massive Querwand getrennte Hohlräume entstehen. Einerseits
wird dadurch vermieden, daß die beiden aufeinander zu bewegten Stempel miteinander
in Berührung kommen, andererseits stellt die Querwand zwischen den beiden Hohlräumen
sicher, daß die anzuschließenden elektrischen Leiter von jeder Seite des Klemmkörpers
maximal in den Klemmkörper eingeführt werden Können, ohne daß ein Leiter so weit
eingeführt wird, daß der später einzuführende andere Leiter keinen Platz mehr findet
(sogenannter Durchsteckschutz ) .
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Schließlich geht eine weitere Lehre der Erfindung dahin, in zumindest
einen Hohlraum des in einem Arbeitsgang oder in mehreren Arbeitsgängen hergestellten
Klemmkörpers in einem weiteren Arbeitsgang eine die Oberfläche des Hohlraumes bedeckende
Auflage aus einem anderen Werkstoff als dem Werkstoff es Ausgangskörpers einzubringen.
Besteht der Ausgang-skörper z.B. aus Aluminium, so kann die Auflage in Kupfer ausgerührt
werden. Diese Lehre der Erfindung kann aus zweierlei Gründen angewendet werden.
Einmal können beide Hohlräume eines Klemmkörpers mit einer Auflage versehen werden.
Man kann also z.B. einen Ausgangskörper aus relativ billigem Aluminium verwenden
und dann doch ohne weiteres elektrische Leiter aus Kupfer anschließen. Zum anderen
kann aber auch nur einer der beiden Hohlräume mit einer Auflage versehen werden,
so daß dieser Klemmkörper z.B. auf einer Seite ein "Aluminiumklemmkörper" und und
auf der anderen Seite ein "Kupfer klemmkörper" sein kann, auf einer Seite also ohne
weiteres elektrische Leiter aus Aluminium, auf der anderen Seite solche aus Kupfer
angeschlossen werden können.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin
zu sehen, daß das erfindungsgemäf3e Verfahren fertigungstechnisch einfach ist, einen
geringen Materialeinsatz erfordert und zu Klemmkörpern führt, die hohen technischen
Anforderungen genügen. Tatsächlich läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren in einem
Arbeitsgang durchführen, wird nur genau der Materialeinsatz benötigt, den der Klemmkörper
von selnem Volumen her selbst fordert, und wird ein Klemmkörper ernalten, der monolithisch
aufgebaut uiid damit allen Beahnspruchungen gewachsen ist.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein hülsenförmiger Klemmkörper für
elektrische Verbindungsklemmen, insbesondere Schaltanlagen-Reihenklernmen, aus einem
elektrisch leitenden Werkstoff, insbesondere aus Kupfer, einer hochprozentig Kupfer
enthaltenden Kupfer/Zink-Legierung oder Aluminium, der dadurch gekennzeichnet ist,
daß er aus einem massiven Ausgangskörper, dessen Volumen dem Volumen des herzustellenden
Klemmkörpers entspricht, durch Fließpressen kalt hergestellt worden ist.
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Im folgenden werden das erfindungsgemäße -Verfahren zur Herstellung
eines hülsenförmigen Klemmkörpers für elektrischeVerbindun,gsklemmen sowie nach
diesem Verfahren hergestellte Klemmkörper anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele
darstellender Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigen: Fig. 1 einen massiven
Ausgangskörper, aus dem erfindun£"sgemäß ein Klemmkörper hergestellt wird, Fig.
2 einen Klemmkörper, der aus dem Ausgangskörper nach Fig. 1 hergestellt worden ist,
Fig.
5 einen vertikalen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßeii
Verfahrens, vor der Umformung, Fig. 4 einen gegenüber der Fig. 3 um 90° versetzten
vertikalen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, vor der Umformung, Fig. 5 einen vertikalen Querschnitt durch eine Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, nach der Umformung, Fig. 6 einen
gegenüber der Fig. 5 um 90° versetzten vertikalen Querschnitt durch eise Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der Umformung, Fig. 7 eine
andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Klemmkörpers und Fig. 8 schematisch,
eine elektrische Verbindungsklemme mit dem erfindungsgemäßen Klemmkörper.
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In den Figuren, insbesondere in den Fig. 3 - 6, ist eine Verfahren
zur Herstellung eines hülsenförmigen Klemmkörpers 1 für elektrische Verbindungsklemme,
insbesondere Schaltanlagen-Reihenklemmen, aus einem elektrisch leitenden Werkstoff,
insbesondere aus Kupfer, einer hochprozentig Kupfer enthaltenden Kupfer/Zink-Legierung
oder Aluminium, dargestellt.
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Der z.B. in der Fig. 2 dargestellte Klemmkörper 1 wird aus einem massiven
Ausgangskörper 2, der in der Fig. 1 dargestellt ist und dessen Volumen dem Volumen
des herzustellenden Klemmkörpers 1 entspricht, durch Fließpressen kalt in den herzustellenden
Klemnkörper
1 umgeformt. Wie ein Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt, wird ein Ausgangskörper 2
ein;-;esetzt, dessen Querschnitt dem Querschnitt des herzustellenden Klemmkörpers
1 entspricht. Der Ausgangskörper 2 wird, was die Fig. 3 bis 6 zeigen, in einen zylindrischen,
beidseitig offeiien Arbeitskanal 3 eingeführt, dessen Querschnitt dem äußeren Querschnitt
des Ausgangskörpers 2 und damit des herzustellenden Klemmkörpers 1 entspricht. Beidseitig
in den Arbeitskanal 3 wird je ein Stempel 4, 5 eingeführt,dessen Gestalt dem einseitig
zu erreichenden Hohlraum 6, 7 in dem herzustellenden Klemmkörper 1 entspricht. Die
Zuordnung der Stempel 4, 5 zu dem Arbeitskanal 3 und die Gestalt der Stempel 4,
5 ist so gewählt, daß jeweils zwei sich gegenüberliegende Seitenwände 8, 9 bzw.
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10, 11 des herzustellenden Klemmkörpers gleich sind. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel, in dem die Herstellung eines Klemmkörpers 1 mit rechteckigem
Querschnitt aufgezeigt ist, ist die Gestalt der Stempel 4, 5 so gewählt, daß die
schmalen Seitenwände 8, 9 des herzustellenden Klemmkörpers 1 eine größere Dicke
erhalten als die breiten Seitenwände 10, 11. Wie insbesondere den Fig. 5 und 6 zu
entnehmen ist, ist das Volumen der Stempel 4, 5 und deren Eindringtiefe in den Ausgangskörper
2 so gewählt, daß in dem herzustellenden Klemmkörper 1 zwei Hohlräle 6, 7 entstehen,
die durch eine massive Querwand 12 getrennt sind.
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Die Fig. 7 zeigt einen erfindungsgemäß hergestellten Klemmkörper 1,
bei dem in dem Hohlraum 7 des Klemmkörpers 1 eine die Oberfläche des Hohlraumes
7 bedeckende Auflage 13 aus einem anderen Werkstoff als dem Werkstoff des Ausgangskörpers
2 eingebracht ist. Im einzelnen besteht nämlich der Ausgangskörper 2, aus dem der
in Fig. 7 dargestellte Klemmkörper 1 hergestellt worden ist, aus Aluminium, während
die Auflage 13 in Kupfer ausgerührt ist.
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Die Fig. 8 zeigt schließlich, wie der erfindungsgemäße Klemmkörper
1 in einem Isolierkörper 14 angeordnet ist und mit dem Isolierkörper 14 eine elektrische
Verbindungsklemme, nämlich eine Schaltanlagen-Reihenklemmen, bildet In dem Klemmkörper
1 sind Klemmschrauben 15, 16 geführt, die ihrerseits Leiter-Schutzbügel 17, 18 führen.
Angedeutet sind beidseitig angeschlossene elektrische Leiter 19, 20, die zwischen
die Klemmschrauben 15 bzw. 16 und dem Klemmkörper 1 eingespannt sind.