DE2360349C3 - Ohne Werkzeug lösbare Steckverbindung für elektrische Leistungsleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung für elektrische Leistungsleitungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für Leistungsleitungen, die den Durchgang von relativ starken elektrischen Strömen von mehreren Ampere für die Beleuchtung, für die Heizung oder zur Speisung verschiedener Haushaltsgeräte gestatten, muß in der Steckverbindung für einen guten Kontakt bei gleichzeitig möglichst hoher Leitfähigkeit der Verbindungselemente gesorgt werden, damit der elektrische Widerstand zur Vermeidung einer hohen Erwärmung hinreichend klein ist Um gute Kontakte bei einer hohen Amperezahl zu erreichen, muß bekanntlich ein Metall wie Kupfer benutzt werden, das eine gute Leitfähigkeit besitzt und müssen sehr große Drücke zwischen dem Verbindungselement und dem oder den zu verbindenden Elementen ausgeübt werden, was bei deren

& Ausbildung aus einem Metall hoher Leitfähigkeit aufgrund der geringen Elastizität solcher Metalle nur mit Schrauben bzw. Schraubverbindungen erreicht werden konnte (DE-AS 10 24 603). Derartige Verbindungen erfordern jedoch infolge des Spiels der plastischen und nicht elastischen Verformung des Kupfers bei den in Betracht stehenden Drücken eine regelmäßige Kontrolle und ein Nachziehen dieser Verbindungen, um ein Nachlassen der Klemmung zur Aufrechterhaltung des erforderlichen Kontaktdruckes zu vermeiden.

Soll hingegen die Steckverbindung für elektrische Leistungsleitungen ohne Werkzeug lösbar sein, kann der erforderliche hohe Kontaktdruck durch elastische Verformung der zusammengesteckten Elemente er reicht werden, wenn diese aus Metallen hoher Eigenelastizität wie Stahl oder Bronze bestehen, damit die Beständigkeit des Kontaktes zwischen der Steckerbuchse und dem Steckerstift gewährleistet bleibt Solche Steckverbindungen sind beispielsweise aus der DE-OS 21 13449 oder der FR-PS 20 82 554 bekannt, bei welchen die Steckerstifte als dünne, elastisch biegsame Lamellen ausgebildet sind, welche beim Einführen in die Steckerbuchse elastisch verformt werden. Eine andere Steckverbindung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art ist in der GB-PS 3 83 982 beschrieben. Diese Metalle mit der für einen guten Kontaktdruck erforderlichen Elastizität haben jedoch eine nur geringe elektrische Leitfähigkeit, so daß sie aufgrund ihres hohen Eigenwiderstandes nicht für den Durchgang von relativ starken elektrischen Strömen von mehreren Ampere geeignet sind. Es sind zwar auch Kontaktfedern bekannt (DE-AS 1082 645), welche im Kontaktbereich eine Silberbeschichtung aufweisen, wodurch jedoch der

elektrische Eigenwiderstand des Kontaktbügels selbst nicht verringert ist

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Steckverbindung für elektrische Leistungsleitungen zu schaffen, bei welcher ein guter Kontaktdruck ohne Verwendung einer Schraub-Klemmverbindung erhalten wird, gleichwohl aber der Durchgang von starken Strömen von mehreren Ampere zugelassen ist

Dies wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicnt.

Durch die Erfindung ist aufgrund des Kerns der Drahtstücke aus Stahl hoher Festigkeit, die vorzugsweise bei etwa 120 bar (ca. 120 kg/mm²) liegt, eine hohe Eigenelastizität der Drahtstücke vorhanden, so daß ein hoher und beständiger Kontaktdruck gewährleistet ist, während durch die Ummantelung des Kerns mit einer Kupferschicht von einer Stärke von mehr als ³/io mm und vorzugsweise von ⁵Ao mm für die beim Durchgang hoher Ströme erforderliche hohe Leitfähigkeit gesorgt ist Durch die Kontaktlänge an den von den Drahtstükken gebildeten Spangen von mindestens 1,5 cm und vorzugsweise etwa 2 bis 3 cm ist gleichzeitig ein guter elektrischer Kontakt mit den zu verbindenden elektrischen Leitungen hergestellt.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand jeweils der Ansprüche 2 bis 8.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die aus der Zeichnung ersichtlich sind. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer Steckverbindung,

F i g. 2 eine Seitenansicht,

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt nach der Linie IH-IIl von F i g. 1 und 4 durch eine derartige Steckverbindung, die in das Ende einer Steckdose gemäß der FR-PS 20 82 554 eingesteckt ist,

F i g. 4 einen Querschnitt nach den Linien IV-IV der Fig. 1 und 3,

Fig.5 einen Fig.4 entsprechenden Querschnitt durch eine Abwandlung,

F i g. 6 eine entsprechende Darstellung einer anderen Abwandlung,

F i g. 7 und 8 abgewandelte Ausführungsformen des unteren Teils und des oberen Teils von F i g. 6 und

Fig.9 und 10 einen Längsschnitt bzw. einen Querschnitt zur Veranschaulichung eines bedeutenden Merkrrals einer derartigen Steckverbindung.

Die dargestellte Steckverbindung besitzt als Hauptelemente drei metallische Drahtstücke 1,2 und 3, die in der oben beschriebenen Weise ausgebildet sind, und deren Enden la, 2a, 3a und \b, 2b, 3b nach hinten und unten so gekrümmt sind, daß sie Spangen bilden, wie dies aus den Zeichnungen ersichtlich ist. Der mittlere geradlinige Teil dieser metallischen Drahtstücke ist in eine Kunststoffmasse 4 des Gehäuses der Steckverbindung eingebettet und besitzt in dieser Kunststoffmasse vorzugsweise eine Kröpfung 5, die jede mögliche Verschiebung parallel zu sich selbst verhindern soll. Die Vorderseite 6 dieser Kunststoffmasse ist seitlich nach unten zur Bildung der vorderen Abdeckung des Gehäuses verlängert, und ihre Rückseite 7 ist seitlich zur Bildung der hinteren Abdeckung verlängert, die breiter als die vordere ist. Die vordere Abdeckung ist in ihrem oberen Teil durch einen den Deckel des Gehäuses bildenden Teil 6a mit der hinteren Abdeckung verbunden, und ihr unterer Teil besitzt einen abgewinkelten Rand 6b.

Ferner besitzt das Gehäuse dieser Steckverbindung seitliche Stifte 8a, 9a, 10a und Sb, 9b, 10ö, die von der Kunststoffmasse ausgehen und mit dieser einstückig gegossen sind. Die Länge dieser Stifte ist größer als die Länge der Enden la, 2a, 3a und 16, 26, 3b der

metallischen Drahtstücke, Ihre Aufgabe wird im folgenden noch beschrieben.

Wenn diese Steckverbindung mit Stromzuführungen gemäß der FR-PS 20 82 554 benutzt wird, können diese Stromzuführungen 11 in das Innere der seitlichen Teile

ίο des Gehäuses dieser Steckverbindung eingesteckt werden, bis sie an ihrem mittleren Teil 4 in Anschlag kommen. Hierbei tritt jede Spange der metallischen Drahtstücke 1,2 und 3 durch Gleiten in einen der Gänge 12, 13 und 14 der Stromzuführung 11 ein, in der sie elastisch zusammengedrückt wird, wobei ihr freier Schenkel an der hinteren Seite der Stromzuführung 11 anliegt, und ihr anderer Schenkel elastisch zwischen den beiden Schenkeln der elektrischen Leiter 15,16 und 17 festgeklemmt wird, die auf dem Boden jedes der Gänge 12,13 und 14 vorgesehen sind.

Hierbei erhält man, wie die F i g. 9 >&& 10 zeigen, ein elastisches System, bei dem die einzige fcinführungskrsft Fl (die meistens manuell ohne Verwendung eines Werkzeugs ausgeübt wird) in eine wesentlich höhere Druck- oder Klemmkraft zerlegt wird, und zwar durch zwei gleichzeitige Kräftezerlegungen durch Keilwirkung. Die erste Keilwirkung (Fi wird in F2—F3 zerlegt) wird in weiten Herstellungstoleranzen durch die Eignung des einsteckbaren Teils, starke elastische

jo Verformungen auszuhalten, ermöglicht, wodurch infolgedessen ein korrekter Ablauf der zweiten Keilwirkung (Fi wird in FA— F5 zerlegt) ermöglicht wird, die diesmal durch Verformung des aufnehmenden Teils stattfindet, und zwar durch Verformung der Schiene

J5 allein oder der Schiene mit ih.em Halter, was davon abhängt, ob die Schiene oder die Schiene und der Halter einer Verformung unterliegen, die unterhalb oder oberhalb der Elastizitätsgrenze des mechanischen Verhaltens der Werkstoffe der Schiene und/oder ihres Halters liegt.

Der Keil, der von den spangenförmigen Enden la bis 3a der Enden der Leiter 1 bis 3 gebildet wird, zerlegt die Kraft Fl, die im allgemeinen bei der Einführung manuell ausgeübt wird, in zwei doppelte Kiemmreaktionskräfte F2 und F3, die wesentlich größer als Fl sind. Die Kraft F3 wird wiederum in zwei weitere Klemmkräfte F4 und F5 zerlegt, die wesentlich größer als F3 und noch größer als Fl sind.

Gleichzeitig verschließen die Stifte 8, 9 und 10 die

so Schlitze 18,19 und 20, durch die das Innere der Gänge mit dem Äußeren in Verbindung ist, und durch die die metallischen Drahtstücke 1, 2 und 3 zugänglich wären, die ihrerseits an die elektrischen Leiter 15, 16 und 17 angeschlossen sind, wodurch Unfälle auftreten könnten.

Die Strecke, um welche die spangenförmig gekrümmten Enden der metallischen Drahtstücke 1, 2 und 3 bezüglich der Vorderseite 6 des Gehäuses der Steckverbindung hervorstehen, kann gleich der Mindestlänge der gewünschten Kontaktlinie mit den elektrischen Leitern sein, die für einen guten elektrischen Kontakt erforderlich ist. In diesem Fall genügt es, daß das Ende der anzuschließenden Stromzuführung unter die entsprechende Verlängerung der Vorderseite des Gehäuses eingeführt wird, damit die Sicherheit

ftf besteht, daß eine ausreichende Kontaktlinie zwischen den metallischen Drahtstücken der Steckverbindung und den elektrischen Leitern der Stromzuführung besteht.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern läßt zahlreiche Änderungen zu.

Insbesondere kann die Kunststoffmasse 4 nicht wie in F i g. 4 zusammen mit dem Gehäuse 6,6a und 7 gegossen sein, sondern kann unabhängig sein und gegebenenfalls aus einem anderen Kunststoff bestehen und einfach eingeklemmt oder beispielsweise durch Ultraschall an den Seiten des Gehäuses angeschweißt sein, wie in Fig.5 dargestellt ist. Obwohl der mittlere Teil der Steckverbindung mit ihrer Kunststoffmasse 4 und ihrem Gehäuse zur Verbindung von fluchtenden Leitern eben dargestellt ist, kann sie auch in jeder geeigneten Weise gekrümmt sein, insbesondere nach innen oder nach außen um 90° gebogen sein, um winkelförmige Verbindungen zu schaffen. Wenn die zu verbindenden elektrischen Leitungen nicht einen Standardwinkel zueinander bilden, kann eine biegsame Verbindung benutzt werden, wie sie in F i g. 6 dargestellt ist. Diese biegsame Verbindung besteht aus zwei Kunststoffmassen 4a und Ab, in denen die abisolierten Enden 21 a und 21 b von biegsamen Drähten 21 eingebettet sind, die mil den inneren Enden 22a und 22b von elektrischer Drähten elektrisch verbunden sind, deren anderes Ende

^r) den Enden Ie und \b der vorhergehenden Figuren entsprechende Spangen 22a und 226 bilden. Die elektrische Verbindung kann durch eine Verlötung 24 (F i g. 6) oder durch Zusammendrucken einer Hülse 25 (F i g. 7) erreicht werden. Hierbei kann eine Abdeckung

ίο 26 vorgesehen sein. Für den Anschluß von Stromzuführungen gemäß der FR-PS 20 82 554 kann eine Steckverbindung gemäß den Fig.6 und 7 benutz! werden, wobei davon jedoch nur eine Hälfte beibehalten wird, und die biegsamen Drähte 21 an das äußere

r> Netz angeschlossen sind. Anstelle wie in Fig.6 und 7 außen an das Netz angeschlossen zu werden, können die biegsamen Drähte 21 auch innen angeschlossen werden in diesem Fall werden sie einfacher an die Spangen 23« oder Hb durch Verlöten oder auf andere Weise elektrisch angeschlossen (F i g. 8).

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. Patentansprüche;

   U Ohne Werkzeug lösbare Steckverbindung für elektrische Leistungsleitungen, mit runden oder ovalen metallischen Drahtstücken, deren Anzahl der der zu verbindenden elektrischen Leiter entspricht, die jeweils einen mittleren Teil und mindestens einen Endabschnitt aufweisen, der zur Bildung einer elastischen Spange in einem Bogen mit einem Winkel von weniger als 180° in der Mitte umgebogen ist, und die in einem Isoliergehäuse angeordnet sind, das mindestens eine Vorderseite, die jeden direkten Kontakt mit dem mittleren Teil der metallischen Drahtstücke verhindert, und eine die Drahtstücke isolierende Rückseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtstücke (!, 2,3) einen Kern aus Stahl hoher Festigkeit mit mehr aus 80 bar (ca. 80 kg/mm²) aufweisen, der mit einer Kupferschicht von einer Stärke von mehr als ³/io mm ic't einer linearen Leitfähigkeit, die der der zu verbindenden Leiter gleichwertig ist, ummantelt ist, und daß das Gehäuse aus Kunststoff besteht, wobei die Spangen derart ausgebildet sind, daß sie durch die Elastizität ihrer Schenkel und die Geschmeidigkeit ihrer Ummantelung auf einer Länge von mindestens 1,5 cm selbsttätig einen hinlänglichen elektrischen Kontakt mit den zu verbindenden elektrischen Leitungen darstellen.
2. 2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Verbindung zwischen fluchtenden Enden elektrischer Leiter der mittlere Teil der metallischen Drahtstükke (1,2,3) gerade und ihren Enc-.-n (la, 2a, Za, \b, 2b, Zb)In einem Bogen gekrümmt sind.
3. 3. Steckverbindung nach Ant »ruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Verbindung von nicht fluchtenden Enden der zu verbindenden elektrischen Leiter der mittlere Teil der metallischen Drahtstücke (1, 2,3) entsprechend der Stellung und Ausrichtung der Enden der zu verbindenden elektrischen Leiter gekrümmt und ihre beiden Enden (la, 2a, 3a, \b, 2b, Zb) in einem Bogen gekrümmt sind.
4. 4. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Verbindung mit dem äußeren Stromnetz nur das eine Ende des mittleren Teils der metallischen Drahtstücke bogenförmig gekrümmt ist, während das andere Ende zur Ausbildung eines Anschlusses an einem biegsamen oder starren Draht durch Einfassung oder Verschweißen gestaltet ist
5. 5. Steckverbindung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der elektrischen Leiter von Stromzuführungen mit schlitzförmig durchgehendem Zugang an dem Gehäuse seitliche Stifte (8a, 9a, 10a, Sb, 9b, IQb) aus Kunststoff in der Anzahl der metallischen Drahtstücke (1,2,3) befestigt und so angeordnet sind, daß sie die Schlitze, durch die die Leiter der Stromzuführung zugänglich sind, über eine Länge hin abdecken, die mindestens gleich der Länge der die elastischen Spangen bildenden, gekrümmten Enden (la, 2a, 3a, \b, 2b, Zb) der metallischen Drahtstücke (1,2,3) ist.
6. 6. Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte aus einem biegsamen Kunststoff bestehen und mit einem zentralen, in das Gehäuse eingesetzten Teil (4) aus einem Stück gegossen sind.
7. 7, Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (8a, 9a, 10a, Sb₁ 9b, tob) aus einem starren Kunststoff bestehen und mit einem Teil (4) aus einem Stück gegossen sind, das an den Wänden des Gehäuses angeschweißt ist
8. 8. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spangenförmig gebogenen Enden (la, 2a, Za, \b, 2b, Zb) der metallischen Drahtstücke (I₁ 2, 3) über die Vorderseite des Gehäuses (6) der Steckverbindung mindestens um die für einen guten elektrischen Kontakt erforderliche Mindestlänge der gewünschten Kontaktlinie mit den elektrischen Leitern vorstehen.