DE2331760C3 - Verwendung eines durch Fließpressen hergestellten doppelt-hiilsenförmigen Körpers als Klemmkörper für elektrische Verbindungsklemmen - Google Patents

Description

Das Hauptpatent 2717851 beschäftigt sich mit elektrischen Verbindungsklemmen, und zwar speziell mit Klemmkörpern für elektrische Verbindungsklemmen, insbesondere für Schaltanlagen-Reihenklemmen.

Im Stand der Technik, von dem das Hauptpatent 17 851 ausgeht, werden Klemmkörper für elektrische Verbindungsklemmen im wesentlichen entweder aus profilierten, dem 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 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 Brüche auf (Spannungskorrosion), wenn Feuchtigkeit und/oder Ammoniak a«f den Werkstoff einwirken — was bei Klemmankörpern nicht ausgeschlossen werden kann. Das Problem der interkristallinen Brüche hat dazu geführt, daß — obwohl fertigungstechnisch erheblich aufwendiger ίο 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 bekanntgeworden (vgl. die DT-OS 20 34 296), 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 kei-

nen Eingang gefunden, weil die Seitenwände dieser Klemmkörper nicht in unterschiedlicher Dicke ausgeführt werden können, die Führung der Klemmschrauben problematisch ist und eine Vielzahl von Arbeitsgängen erforderlich ist, wobei hinzukommt, daß es sich

auch um technologisch unterschiedliche Arbeitsgänge handelt, nämlich Tiefziehen einerseits. Stanzen andererseits.

Im übrigen sind seit mehr als dreißig Jahren Verfahren zur Herstellung von mit einem Zwischenboden versehenen doppelt-hülsenförmigen Körpern bekannt, bei denen die doppelt-hülsenförmigen 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 Verbindungsklemmen einer Lösung nicht näher gebracht.

Dem Hauptpatent 22 17 851 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 Materialetnsatz, wobei Klemmkörper gefordert werden, die hohen technischen Anforderungen genügen.

Gegenstand des Hauptpatentes 22 17 851 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-hülsenförmigen Körpers, der aus einem massiven Ausgangskörper, dessen Volumen dem Volumen des doppelt-hülsenförmigen 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. Als Vo!u-

men — das Volumen des massiven Ausgangskörpers soll dem Volumen des doppelt-hülsenförmigen Körpers entsprechen — ist jeweils das Metall volumen 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-Legitrung keine Probleme auftreten.

Im einzelnen lehrt das Hauptpatent 22 17 851 verschiedene Möglichkeilen, 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 22 17 851, die Zuordnung der Stempel zu dem Arbeitskanal und die Gestalt der Stempel so zu wählen, daß jeweils zwei sich gegenüberliegende Seitenwändc des herzustellenden Klemmkörpers gleich sind. Dadurch wird eine asymmetrische Belastung der Stempel weitgehend vermieden. Nicht notwendig ist, auch nicht zur Vermeidung einer asymmetrichen Belastung der Stempel, daß alle Seitenwände des herzustellenden Klemmkörpers die gleiche Dicke aufweisen. Vielmehr empfiehlt es sich, die Gestalt der Stempel so zu wählen, daß die aneinandergrenzenden Seitenwände des herzustellenden Klemmkörpers eine unterschiedliche Dicke erhalten, wobei zur Herstellung eines Kiemmkörpers mit rechteckigem Querschnitt die Gestalt der Stempel so gewählt wird, daß die schmalen Seiunwände des herzustellenden Klemmkörpers eine größere Dicke erhalten als die breiten Seitenwände. Dadurch erhält man Klemmkörper, deren obere, führ 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 werden können, nämlich in einer Dicke, die aus mechanischen Gründen — Anzug der Klemmschraube — notwendig ist.

Dadurch, daß nach der Lehre des Hauptpatentes 22 17 851 ein mit einem Zwischenboden versehener, doppelt-hülsenförmiger Körper hergestellt und als Klemmkörper verwendet wird, wird einerseits vermieden, daß die beiden aufeinander zu 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).

Schließlich geht eine weitere Lehre des Hauptpatentes 22 17 851 dahin, in zumindest einer Ausnehmung des in einem Arbeitsgang oder in mehreren Arbeitsgcngen hergestellten Klemmkörpers in einem weiteren Arbeitsgang eine die Oberfläche der Ausnehmung bedeckende Auflage aus einem anderen Werkstoff als dem Werkstoff des Ausgi.ngskörpcrs einzubringen. Besteht der Ausgangskörper z. B. aus Aluminium, so kann die Auflage in Kupfer ausgeführt werden. Diese Lehre des Hauptpaientes 22 17 851 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 »Kupl'er-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 22 17 851 erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin zu sehen, daß gelehrt worden ist, wie man fertigungstechnisch einfach und mit geringem Materialeinsatz zu Klemmkörpern für elektrische Verbindungsklemmen 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 alier Beanspruchungen optimal gewachsen ist.

Der nach der Lehre des Hauptpatentes 2217851 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 22 17 851 auszugestalten und weiterzubilden ist, 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 aufweist und die Dicke des Zwischenbodens 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 cirige-

bracht werden müßte, wenn eine solche zum Anschluß einer Brücke nicht erforderlich ist. Die Klemmschraube müßte dann nämlich die Funktion des Durchstcckschutzcs übernehmen. Erfindungsgemäß bleibt dagegen der Zwischenboden als Durchsleckschutz 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. ίο

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

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung, der besondcre 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 lso- lierkörper 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 Aluminium bestehenden Leitern deren Oxidschichten zerstören und dadurch den Übergangswiderstand herabsetzen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Zeichnung ausführlich erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen massiven Ausgangskörper, aus dem ein Klemmkörper hergestellt wird,

F i g. 2 einen Klemmkörper, der aus dem Ausgangskörper nach F i g. 1 hergestellt worden ist, noch ohne Gewindebohrungen und ohne eine Querbohrung,

F i g. 3 den Gegenstand nach F i g. 2 nach dem Herstellen von Gewindebohrungen und einer Querbohrung.

F i g. 4 schematisch eine elektrische Verbindungsklemme mit dem erfindungsgemäßen Klemmkörper und

F i g. 5 einen Schnitt durch den Gegenstand nach F i g. 4 längs der Linie V-V.

Die Figuren zeigen einen hülsenförmigen Klemmkörper 1 für elektrische Verbindungsklemmen, insbesondere Schalianlagcn-Reihcnklemmen, aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, insbesondere aus Kupfer, einer hochprozentig Kupfer enthaltenden Kupfer/Zink-Lcgicrung oder Aluminium. Der Klemmkörper 1 wird aus einem massiven Ausgangskörper 2, der in F i g. 1 dargestellt ist und dessen Volumen dem Volumen des herzustellenden Klemmkörper I entspricht, durch Fließpressen hergestellt. Wie ein Vergleich der F i g. 1 und 2 zeigt, wird ein Ausgangskörper 2 eingesetzt, dessen Querschnitt dem Querschnitt des herzustellenden Klemmkörpers 1 entspricht. Der Ausgangskörper 2 wird in einen zylindrischen, beiseilig offenen Arbeitskanal eingeführt, dessen Querschnitt dem äußeren Querschnitt des Ausgangskörpers 2 und damit dem Querschnitt des herzustellenden Klemmkörpers 1 entspricht. Beidseitig in den Arbeitskanal wird je ein Stempel eingeführt, dessen Gestall 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 sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, in dem ein Klemmkörper 1 mit rechteckigem Querschnitt gezeigt ist, ist die Gestalt der Stempel so gewählt, daß die schmalen Scitenwände 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 F i g. 3 bis 5 zeigen, sind in der Seitenwand 5 im Bereich der Ausnehmungen 3.4 Gewindebohrungen 10, 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 dder Gewindebohrung 16.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel 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 20 der mit dem erfindungsgemäßeii Klemmkörper 1 versehenen Verbindungsklemme vorgesehener Zapfen 21 ein. so daß der Klemmkörper 1 in bezug auf den Isolierkörper 20 fi xiert ist.

Schließlich zeigen die F i g. 3 bis 5 insoweit ein be sonderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä ßen Klemmkörpers 1, als die Kernlochbohrungen 22, Έ für die Gewindebohrungen 10,11 der Klemmschrauber 12, 13 durch die gegenüberliegende Seitenwand 6 hin durchgeführt sind. Dadurch sind »Schneidkanten« 24 25 entstanden, die bei aus Aluminium bestehender elektrischen Leitern 14,15 deren Oxidschichten zerstö ren und damit den Übergangswiderstand verringern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. 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-hülsenförmigen Körpers, der aus einem massiven Ausgangskörper, dessen Volumen dem Volumen des doppelt-hülsenförmigen 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 (Patent 22 17 851), dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden (9) eine Gewindebohrung (16) für eine Klemmschraube (17) aufweist und die Dicke (D) des Zwischenboder.s (9) zumindest in etwa gleich dem Durchmesser (d) der Gewindebohrung (16) ist.

2. Verwendung eines doppelt-hülsenförmigen 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-hülsenförmigen Körpers als Klemmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit in dem doppelt-hülsenförmigen Körper im Bereich der Ausnehmungen vorgesehenen Gewindebohrungen für Klemmschrauben, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernlochbohrungen (22, 23) für die Gewindebohrungen (10, 11) der Klemmschrauben (12, 13) in den Seitenwänden (5) zumindest bis in die gegenüberliegende Seitenwand (6) geführt sind.

5. Verwendung eines doppelt-hülsenförmigen Körpers als Klemmkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernlochbohrungen (22, 23) für die Gewindebohrungen (10, 11) der Klemmschrauben (12, 13) durch die gegenüberliegende Seitenwand (6) hindurchgeführt sind.