DE2331760A1

DE2331760A1 - Verwendung eines durch fliesspressen hergestellten doppelt-huelsenfoermigen koerpers als klemmkoerper fuer elektrische verbindungsklemmen

Info

Publication number: DE2331760A1
Application number: DE2331760A
Authority: DE
Inventors: Josef Eisert
Original assignee: PHOENIX ELEKT; Phoenix Elektrizitaetsgesellschaft H Knuemann & Co 4933 Blomberg
Current assignee: Phoenix Elektrizitaetsgesellschaft H Knuemann Gmb
Priority date: 1973-06-22
Filing date: 1973-06-22
Publication date: 1975-01-23
Also published as: FR2234675A1; SE390584B; FR2234675B3; SE7408025L; DE2331760B2

Description

Theaterplatz 3

Patentanmeldung

Phönix Elektrizitätsgesellschaft
H. Knüir.ann & Co.

Blomberg / Lippe,
Flachsmarktstraße

Verwendung eines durch Fließpressen hergestellten doppelt-hülsenförmigen Körpers als Klemmkörper für elektrische Verbindungsklemmen.

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 22 17 851.4-34)

Das Hauptpatent (Patentanmeldung P 22 17 851.4-34) beschäftigt sich mit elektrischen Verbindungsklemmen, und zwar speziell mit Klemmkörpern für elektrische Verbindungsklemmen, insbesondere für Schaltanlagen-Reihenklemmen.

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ORIGINAL INSPECTED

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen 1, Theaterplatz 3

Im Stand der Technik, von dem das Hauptpatent (Patentanmeldung P 22 17 851.k-3h) ausgeht, werden Klemmkörper für elektrische Verbindung ski ernmen im wesentlichen entweder aus profilierten, dem Querschnitt der herzustellenden Klemmkörper entsprechenden, also hohlen Ausgongskörpern oder aus gestanzten Blechteilen hergestellt. Die für das erste Verfahren benötigten profilierten Ausgangskörper werden von entsprechenden Profilstangen abgetrennt. Die dafür erforderlichen Profilstangen lassen sich Jedoch nur aus Messing, also Kupfer/Zink-Legierungen mit hohem Zinkanteil, herstellen. Bei diesem Werkstoff treten aber entlang der Korngrenzen interkristalline Flüche auf (Spannungskorrosion), wenn Feuchtigkeit und/oder Ammoniak auf den Werkstoff einwirken, - was bei Klerr.mkörpern nicht ausgeschlossen werden kann. Das Problem der interkristallinen Brüche hat dazu geführt, daß - obwohl fertigungstechnisch erheblich aufwendiger - Klemmkörper, an die hohe technische Anforderungen gestellt werden, nach dem zweiten Verfahren hergestellt werden. Dabei werden gestanzte Blechteile aus Kupfer oder hochprozentig Kupfer enthaltenden Kupfer/Zink-Legierungen zu Klemmkörpern gebogen und gegebenenfalls zusätzlich mit massiven Kopfstücken formschlüssig vereinigt. Diese Klemmkörper sind aber nicht nur fertigungstechnisch relativ aufwendig, sie erfordern vielmehr auch einen relativ hohen Materialeinsatz. Tatsächlich müssen diese Klemmkörper aus mechanischen Gründen, nämlich größer, insbesondere länger ausgeführt werden, als durch die anzuschließenden elektrischen Leiter eigentlich vorgegeben.

In Jüngerer Zeit ist ein Verfahren zur Herstellung eines Klemmkörpers bekannt geworden (vergl. die DT-OS 2 o3^ 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 diesem Verfahren hergestellte Klemmkörper insbesondere deshalb keinen Eingang

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gefunden, weil die Seitenwände dieser Klemmkörper nicht in unterschiedlicher Dicke ausgeführt werden können, die Führung der Klemmschrauben problematisch ist und eine Vielzahl von Arbeitcg-äncen erforderlich ist, wobei hinzukommt, daß es sich auch um technologisch unterschiedliche Arbeitsgänge handelt, nä.T.lich Tiefziehen einerseits, Stanzen andererseits.

Im übrigen sind seit mehr als dreißig Jahren Verfahren zur Herstellung von mit einem Zwischenboden versehenen doppelt-hülsenförrTiigen Körpern bekannt, bei denen die doppelt-hUlsenförmigen Körper aus massiven Ausgangskörpern, deren Volumen dem Volumen der doppelt-hülsenförmigen Körper entspricht, durch Fließpressen hergestellt werden. Dieser Stand der Technik hat die zuvor beschriebenen Probleme bei Klemmkörpern für elektrische Verbindungskler.men einer Lösung nicht näher gebracht.

Dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 22 17 851.4-24) liegt die Aufgabe zugrunde, anzugeben, wie man zu" Klemmkörpern für elektrische Verbindungsklemmen, insbesondere Schaltanlagen-Reihenklemmen, kommt, und zwar einerseits fertigungstechnisch mit relativ geringem Aufwand, andererseits mit relativ geringem Materialeinsatz, wobei Klemmkörper gefordert werden, die hohen technischen Anforderungen genügen.

Gegenstand des Hauptpatentes (Patentanmeldung P 22 17 851.4-34) ist die Verwendung eines aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, insbesondere aus Kupfer, einer hochprozentig Kupfer enthaltenden Kupfer/Zink-Legierung oder Aluminium, bestehenden, mit einem Zwischenboden versehenen doppelt-hUlsenförmigen Körpers, der aus einem massiven Ausgangskörper, dessen Volumen dem Volumen des doppelt-hUlsenförmigen Körpers entspricht, :

BAD OHKSJNAL

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I /UU

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durch Fließpressen hergestellt worden ist, als Klemmkörper fUr elektrische Verbindungsklemmen, insbesondere für Schaltanlagen-Reihenklemmen, bei dem an gegenüberliegenden Seiten Ausnehmungen für das Einlegen elektrischer Leiter gebildet sind. Als Volumen - das Volumen des massiven Ausgangskörpers soll dem Volumen des doppelt-hUlsenförmigen Körpers entsprechen - ist Jeweils das Metallvolumen gemeint. Als Ausgangskörper kommen Abschnitte von entsprechenden Profilstangen in Frage, die jedoch nicht mehr hohl ausgeführt sein müssen, so daß beim Ziehen dieser Profilstangen aus Kupfer oder einer hochprozentig Kupfer enthaltenden Kupfer-Zink-Legierung keine Probleme auftreten.

Im einzelnen lehrt das Hauptpatent (Patentanmeldung P 22 17 851. 4-JJ4) verschiedene Möglichkeiten, die zuvor aufgezeigte Lehre auszugestalten und weiterzubilden.

Zweckmäßigerweise wird ein Ausgangskörper eingesetzt, dessen Querschnitt 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 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 Ausgangskörpers und damit dem äußeren Querschnitt des herzustellenden Klemmkörpers entspricht, und kann beidseitig in den Arbeitskanal - gleichzeitig oder nacheinander - je ein Stempel eingeführt werden, dessen Gestalt der einseitig zu erreichenden Ausnehmung in dem herzustellenden Klemmkörper entspricht.

Im übrigen empfiehlt das Hauptpatent (Patentanmeldung P 22 17 851.4-34), die Zuordnung der Stempel zu dem Arbeitskanal und

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die Gestalt der Stempel so zu wählen, daß Jeweils zwei sich gegenüberliegende 3eitenwände des herzustellenden Klemmkörpers gleich sind. Dadurch wird eine asymmetrische Belastung der Stempel weitgehend vermieden. Nicht notwendig ist, auch nicht zur Vermeidung einer asymmetrischen Belastung der Stempel, daß alle Seitenwände dec herzustellenden Klemmkörpers die gleiche Dicke aufweisen. 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 Klemrakörpers mit rechteckigem Querschnitt die Gestalt der Stempel so gewählt wird, daß die schmalen Seitenwände des herzustellenden Klemmkörpers eine größere Dicke erhalten als dit>breiten Seitenwände. Dadurch erhält man Klemmkörper, deren obere, für die Führung der Klemmschraube benötigte Seitenwand in einer Dicke ausgeführt werden kann, die durch die notwendige Führung der Klemmschraube vorgegeben wird, während die angrenzenden Seitenwände in einer geringeren Dicke ausgeführt warden können, nämlich in einer Dicke, die aus mechanischen Gründen - Anzug der Klemmschraube notwendig ist.

Dadurch, daß nach der Lehre des Hauptpatentes (Patentanmeldung P 22 17 851.4-34) ein mit einem Zwischenboden versehener, doppelt-hülsenförmiger Körper hergestellt und als Klemmkörper verwendet wird, wird einerseits vermieden, daß die beiden aufeinanderzu bewegten Stempel miteinander in Berührung kommen, stellt andererseits der Zwischenboden zwischen den beiden Ausnehmungen 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 des Hauptpatentes (Patentanmeldung P 22 17 851.4-34) dahin, in zumindest einer Ausnehmung des in einem Arbeitsgang oder in mehreren Arbeitsgängen hergestellten Klemmkörpers in einem weiteren Arbeitsgang eine die Oberfläche der Ausnehmung bedeckende Auflage aus einem anderen Werkstoff als dem Werkstoff des Ausgangskörpers einzubringen. Besteht der Ausgangskörper z. B. aus Aluminium, so kann die Auflage in Kupfer ausgeführt werden. Diese Lehre des Hauptpatentes (Patentanmeldung©? 22 17 851.4-54) kann aus zweierlei Gründen angewendet werden. Einmal können beide Ausnehmungen 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 eine der beiden Ausnehmungen mit einer Auflage versehen werden, so daß dieser Klemmkörper z. B. auf einer Seite ein "Aluminium-Klemmkörper" 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.

Die durch die Lehre des Hauptpatentes (Patentanmeldung P 22 17 85I.4-34) erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin zu sehen, daß gelehrt worden ist, wie man fertigungstechnisch einfach und mit geringem Materialeinsatz zu Klemmkörpern für elektrische Verbindungcklemmen kommt, die hohen technischen Anforderungen genügen. Tatsächlich wird dadurch, daß das an sich bekannte Fließpressen angewendet wird, nur ein Arbeitsgang und genau der Materialeinsatz benötigt, den der Klemmkörper von seinem Volumen her selbst erfordert und erhält man einen Klemmkörper, der monolithisch aufgebaut und damit aller Beanspruchungen optimal gewachsen ist·

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Der nach der Lehre des Hauptpatentes (Patentanmeldung P 22 17 &51·^-\5*Ο erhaltene Klemmkörper ist bestimmt und geeignet zum Anschluß von zwei elektrischen Leitern, weist also im Bereich der Ausnehmungen zwei Gewindebohrungen für zwei Klemmschrauben auf. Häufig müssen solche Klemmkörper jedoch mit einer zusätzlichen Klemmschraube - zwischen den beiden Klemmschrauben zum Anschluß der elektrischen Leiter - zum Anschluß einer Brücke zu benachbarten Verbindungsklemmen versehen werden können. Folglich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, anzugeben, wie die Lehre des Hauptpatentes (Patentanmeldung P 22 17 851.4-34) auszugestalten und weiterzubilden 1st, um zu einem Klemmkörper zu kommen, der den Anschluß einer Brücke zuläßt.

Die Lehre der Erfindung, mit der diese Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden eine Gewindebohrung für eine Klemmschraube aufwelet und die Dicke des Zwischenboden zumindest in etwa gleich dem Durchmesser der Gewindebohrung ist.

Grundsätzlich könnte man daran denken, den für die Anwendung des Fließpressens notwendigen Zwischenboden zu entfernen, um dann in dem Bereich, in dem zunächst der Zwischenboden vorhanden war, in den Klemmkörper in gleicher Weise eine Gewindebohrung für eine Klemmschraube anzubringen, wie solche Gewindebohrungen auch im Bereich der Ausnehmungen im Klemmkörper für die dem Anschluß der elektrischen Leiter dienenden Klemmschrauben vorzusehen sind. Das hätte Jedoch den Nachteil, daß in diese Gewindebohrung auch dann eine Klemmschraube eingebracht werden müßte, wenn eine solche zum Anschluß einer Brücke nicht erforderlich ist. Die Klemmschraube müßte dann nämlich die Funktion des Durchsteckschutzes übernehmen. Erfindungsgemäß bleibt dagegen der Zwischenboden als Durchsteckschutz erhalten

und kann in die im Zwischenboden vorhandene Gewindebohrung zwar eine Klemmschraube eingebracht werden, muß eine solche Klemmschraube Jedoch nur dann eingebracht werden, wenn eine Brücke anzuschließen ist.

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Lehre auszugestalten und weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft erläutert werden soll.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, weist der Zwischenboden eine senkrecht zu der Gewindebohrung verlaufende Querbohrung auf und stehen die Gewindebohrung und die Querbohrung miteinander in Verbindung. Die Querbohrung kann sich Über die gesamte Breite des Zwischenbodens erstrecken, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Über die mit der Gewindebohrung in Verbindung stehende Querbohrung können die Bohr- und Gewindeschneidspäne ausgebracht werden, so daß die Gewindebohrung nicht über die gesamte Höhe des Klemmkörpers geführt werden muß. Im übrigen kann die Querbohrung auch dazu dienen, den Klemmkörper mit Hilfe eines am Isolierkörper der mit diesem Klemmkörper auszurüstenden Verbindungsklemme vorgesehenen Zapfens in bezug auf den Isolierkörper festzulegen.

Schließlich geht eine weitere Lehre der Erfindung dahin, im Bereich der Ausnehmungen zum Anschluß der elektrischen Leiter die Kernlochbohrungen für die Gewindebohrungen der Klemmschrauben zumindest bis in die gegenüberliegende Seitenwand zu führen oder diese Kernlochbohrungen auch durch die gegenüberliegende Seitenwand hindurchzuführen. Dadurch erhält man in den Böden der dem Anschluß der elektrischen Leiter dienenden Ausnehmungen auf einfache Weise "Schneidkanten", die beim Anschluß von aus

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Aluminium bestehenden Leitern deren Oxidschichten zerstören und dadurch den Übergangswiderstand herabsetzen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen massiven Ausgangskörper, aus dem ein Klemmkörper hergestellt wird,

Pig. 2 einen Klemmkörper, der aus dem Ausgangskörper nach Fig. hergestellt worden ist, noch ohne Gewindebohrungen und ohne eine Querbohrung,

Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 nach dem Herstellen von Gewindebohrungen und einer Querbohrung,

Fig. 4 schematisch, eine elektrische Verbindungsklemme mit dem erfindungsgemäßen Klemmkörper und

Fig. 5 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 4 längs der Linie V-V.

Die Figuren zeigen einen hUlsenförmigen Klemmkörper 1 für elektrische Verbindungsklemmen, insbesondere Schaltanlagen-Reihenklemmen, aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, insbesondere aus Kupfer, einer hochprozentig Kupfer enthaltenden Kupfer/ Zink-Legierung oder Aluminium. Der Klemmkörper 1 wird aus einem massiven Ausgangskörper 2, der in Fig. 1 dargestellt ist und dessen Volumen dem Volumen des herzustellenden Klemmkörpers 1 entspricht, durch Fließpressen hergestellt. Wie ein Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt, wird ein Ausgangskörper 2 eingesetzt, dessen Querschnitt dem Querschnitt des herzustellenden Klemmkörpers 1 entspricht. Der Ausgangskörper 2 wird in einen

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zylindrischen, beidseitig offenen Arbeitskanal eingeführt, dessen Querschnitt dem äußeren Querschnitt des Ausgangskörpers 2 und damit dem Querschnitt des herzustellenden Klemnkörpers 1 entspricht. Beidseitig in den Arbeitskanal wird je ein Stempel eingeführt, dessen Gestalt den einseitig zu erreichenden Ausnehmungen 3* 4 in dem herzustellenden Klemmkörper 1 entspricht. Die Zuordnung der Stempel zu dem Arbeitskanal und die Gestalt der Stempel ist so gewählt, daß Jeweils zwei sich gegenüberliegende Seitenwände 5* 6 bzw. 7, 8 des herzustellenden Klemmkörpers 1 gleich dnd. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, in dem ein Klemmkörper 1 mit rechteckigem Querschnitt gezeigt ist, ist die Gestalt der Stempel so gewählt, daß die schmalen Seitenwände 5» 6 des herzustellenden Klemmkörpers 1 eine größere Dicke erhalten als die breiten Seitenwände 7, 8. Zwischen den beiden Ausnehmungen 3, 4 bleibt ein massiver Zwischenboden 9 stehen.

Wie die Fig. 3 bis 5 zeigen, sind in der Seitenwand 5 im Bereich der Ausnehmungen 3, 4 Gewindebohrungen lo, 11 für Klemmschrauben 12, 13 zum Anschluß elektrischer Leiter 14, 15 vorgesehen. Ausserdem weist der Zwischenboden 9 eine Gewindebohrung 16 für eine Klemmschraube 17 zum Anschluß einer Brücke 18 auf und ist die Dicke D des Zwischenbodens 9 etwas größer als der Durchmesser d der Gewindebohrung l6.

Im dargestellten AusfUhrungsbeispiel weist der Zwischenboden 9 weiter eine senkrecht zu der Gewindebohrung 16 verlaufende Querbohrung 19 auf und stehen die Gewindebohrung 16 und die Querbohrung 19, die sich Über die gesamte Breite B des Zwischenbodens 9 erstreckt, miteinander in Verbindung. In die Querbohrung 19 greift ein am Isolierkörper 2o der mit dem erfindungsgemäßen Klemmkörper 1 versehenen Verbindungsklemme vorgesehener Zapfen

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21 ein, so daß der Klemmkörper 1 in bezug auf den Isolierkörper ?o fixiert ist.

Schließlich zeigen die Fig. 3 bis 5 insoweit ein besonderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Klemmkörpers 1, als die Kemlochbohrungen 22, 23 für die Gewindebohrungen lo, 11 der Klemmschrauben 12, 13 durch die gegenüberliegende Seitenwand 6 hindurengeführt sind. Dadurch sind "Schneidkanten" 24, 25 entstanden, die bei aus Aluminium bestehenden elektrischen Leitern 14, 15 deren Oxidschichten zerstören und damit den Uberconcowiderstand verringern.

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Claims

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Patentansprüche

Ij Verwendung eines aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, insbesondere aus Kupfer, einer hochprozentig Kupfer enthaltenden Kupfer/Zink-Legierung oder Aluminium, bestehendem, mit einem Zwischenboden versehenen doppelt-hülsenförmigen Körpers, der aus einem massiven Ausgangskörper, dessen Volumen dem Volumen des doppelt-hülsenförmlgen Körpers entspricht, durch Fließpressen hergestellt worden ist, als Klemmkörper für elektrische Verbindungsklemmen, insbesondere für Schaltanlagen-Reihenklemmen, bei dem an gegenüberliegenden Seiten Ausnehmungen für das Einlegen elektrischer Leiter gebildet sind, nach Patent (Patentanmeldung P 22 17 851.4-34), dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden (9) eine Gewindebohrung (16) für eine Klemmschraube (17) aufweist und die Dicke (D) des Zwischenbodens (9) zumindest in etwa gleich dem Durchmesser (d) der Gewindebohrung (16) ist.
2. Verwendung eines doppelt-hUlsenförmigen Körpers als Klemmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden (9) eine senkrecht zu der Gewindebohrung (16) verlaufende Querbohrung (19) aufweist und die Gewindebohrung (16) und die Querbohrung (19) miteinander in Verbindung stehen.
3. Verwendung eines doppelt-hülsenförmigen Körpers als Klemmkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbohrung (19) sich über die gesamte Breite (B) des Zwischenbodens (9) erstreckt.
4. Verwendung eines doppelt-hUlsenförmigen Körpers als Klemmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit in dem doppelt-

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hUlsenförmigen Körper im Bereich der Ausnehmungen vorgesehenen Gewindebohrungen für Klemmschrauben, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernlochbohrungen (22, 23) für die Gewindebohrungen" (lo, 11) der Klemmschrauben (12, 13)fzumindest bis in die gegenüber liegend eyi Seltenwand (6) geführt sind.
5. Verwendung eines doppelt-hülsenförmigen Körpers als Klemmkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernlochbohrungen (22, 2J) für die Gewindebohrungen (lo, 11) der Klemmschrauben (12, 1J>) durch die gegenüberliegende Seitenwand (6) hindurchgeführt sind.

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