DE2364356A1 - Verbindungseinrichtung zum verbinden elektrischer leiter - Google Patents

Verbindungseinrichtung zum verbinden elektrischer leiter

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Description

Verbindungseinrichtung zum Verbinden elektrischer Leiter
Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden axial gegeneinander beweglicher elektrischer Leiter aus Aluminium.
Bei der Verbindung axial gegeneinander, also in Längsrichtung beweglicher elektrischer Leiter - axiale Beweglichkeit, um z.B. Wärmedehnungen zu ermöglichen - hat man bisher Verbindungseinrichtungen verwendet, die als Bandpakete aus einer Vielzahl geschichteter bandförmiger Leiter geringer Dicke oder als hochflexible Litze ausgeführt sind. Solche Verbindungseinrichtungen sind relativ aufwendig.
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Eine, direkte gleitende Verbindung der aus Aluminium bestehenden elektrischen Leiter ist nicht möglich. Auf aus Aluminium bestehenden elektrischen Leitern bilden sich Aluminiumoxidschichten, die einen hohen spezifischen Übergangswiderstand haben. Eine direkte gleitende Verbindung zwischen aus Aluminium bestehenden elektrischen Leitern fände also nach relativ kurzer Zeit im Bereich von Aluminiumoxidschichten statt und ist technisch nicht brauchbar.
Im übrigen sind sogenannte Al/Cu-Adapter bekannt. Das sind Zwischenelemente zum elektrischen Verbinden von Aluminium mit Kupfer bzw. mit Kupferlegierungen. Bei diesen Al/Cu-Adaptern ist die Verbindung zwischen dem. Aluminium und dem Kupfer bzw. der Kupferlegierung in den Al/Cu-Adapter integriert, bei dem z.B. das Al-Teil und das Cu-Teil werksmäßig durch Reib- und Preßschweißung miteinander verbunden sind. Bei der Herstellung der Verbindung zwischen Aluminium einerseits und Kupfer andererseits ist dann das Aluminium mit dem Al-Teil und das Kupfer mit dem Cu-Teil zu verbinden. Die bekannten Al/Cu-Adapter, die Korrosionen zwischen miteinander verbundenem Aluminium einerseits und Kupfer andererseits verhindern sollen, haben die eingangs beschriebene Problematik bei der Verbindung axial gegeneinander beweglicher elektrischer Leiter aus Aluminium einer Lösung nicht näher gebracht.
Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden axial gegeneinander beweglicher elektrischer Leiter aus Aluminium anzugeben, die weniger
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aufwendig ist als die eingangs beschriebenen,, als Bandpakete bzw. als Litze ausgeführten Verbindungseinrichtungen.
Die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung ist zunächst und im wesentlichen gekennzeichnet durch zwei A1/Cu-Adapter, die mit ihren Al-Teilen an die zu verbindenden elektrischen Leiter anschließbar und mit ihren Cu-Teilen gegeneinander beweglich miteinander direkt oder indirekt in Verbindung stehen oder bringbar sind. Erfindungsgemäß wird also die Tatsache ausgenutzt, daß direkte gleitende Verbindungen zwischen aus Kupfer (oder Kupferlegierungen) bestehenden elektrischen Leitern möglich sind, ohne daß in bezug auf die Übergangswiderstände praktisch unlösbare Probleme entstehen. Dadurch, daß also erfindungsgemäß für das eingangs aufgezeigte Problem Al/Cu-Adapter verwendet werden, ist das Verbinden axial gegeneinander beweglicher elektrischer Leiter aus Aluminium auf eine gleitende Verbindung von Kupfer reduziert worden.
Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung auszugestalten und weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft erläutert werden soll.
Zunächst empfiehlt es sich, solche an sich bekannten Al/Cu-Adapter zu verwenden, bei denen das Al-Teil und das Cu-Teil durch Reib- oder Preßschweißung miteinander verbunden sind. Verwendbar sind jedoch auch Al/Cu-Adapter, bei denen das Al-Teil und das Cu-Teil in anderer Weise miteinander verbunden sind. Immer wird die Verbindung zwischen dem Al-Teil und
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dem Cu-Teil jedoch so ausgeführt sein, daß zwischen dem Aluminium einerseits und dem Kupfer andererseits Korrosionen nicht auftreten. . ■
Da die Al-Teile der Al/Cu-Adapter mit den aus Aluminium bestehenden elektrischen Leitern zu verbinden sind, ist insoweit jede übliche Verbindungstechnik anwendbar. Insbesondere können die Al-Teile der Al/Cu-Adapter mit einer Preßhülse zum Anschluß der elektrischen Leiter aus Aluminium ausgeführt sein. Auch eine Schraubverbindung zwischen den Al-Teilen der Al/Cu-Adapter und den aus Aluminium bestehenden elektrischen Leitern ist möglich. Immer wird man darauf achten müssen, daß zwischen den Al-Teilen der Al/Cu-Adapter und den angeschlossenen elektrischen Leitern aus Aluminium keine Aluminiumoxidschichten entstehen.
Auch die Realisierung der gleitenden Verbindung zwischen den Cu-Teilen der Al/Cu-Adapter kann weitgehend den Anforderungen in bezug auf Strombelastbarkeit und Übergangswiderstand angepaßt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung ist zumindest das Cu-Teil eines Al/Cu-Adapters mit einem Steckerstift bzw. mit einer Steckbuchse ausgeführt. Z.B. kann eine direkte gleitende Verbindung zwischen den Cn-Teilen der Al/Cu-Adapter dann dadurch erreicht werden., daß das Cu-Teil eines Al/Cu-Adapters mit einem Steckerstift und das Cu-Teil des·anderen Al/Cu-Adapters mit einer zugeordneten Steckbuchse ausgeführt ist, so daß also der Steckerstift in der Steckbuchse gleitend beweglich ist. Eine indirekte gleitende Verbindung der Cu-Teile
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der beiden Al/Cu-Adapter läßt sich dann erreichen, wenn die Cu-Teile beider Al/Cu-Adapter mit Steckerstiften ausgeführt sind und den beiden Steckerstiften eine Kontakthülse zugeordnet ist oder wenn dieCu-Teile beider Al/Cu-Adapter mit Steckbuchsen ausgeführt sind und beiden Steckbuchsen ein Kontaktstift zugeordnet ist.
Im übrigen besteht auch die Möglichkeit, die Al/Cu-Adapter schienenförmig auszuführen und dann zumindest an ihren einander zugewandten Seiten mit den Cu-Teilen zu versehen. Sind die Al/Cu-Adapter schienenförmig ausgeführt, so können sie über einander zugeordnete Pührungsschrauben und Führungsschlitze miteinander verbunden werden. Auch dabei muß natürlich die gleitende Beweglichkeit zwischen den Cu-Teilen der Al/Cu-Adapter gewährleistet sein.
Schließlich geht eine weitere Lehre der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, dahin, mindestens ein Cu-Teil und/oder mindestens einen Steckerstift und/oder mindestens eine Steckbuchse und/oder die Kontakthülse und/oder den Kontaktstift mit Kontaktelementen zu versehen. Vorzugsweise werden dabei solche Kontaktelemente verwendet, die eine Vielzahl von Kontaktlamellen aufweisen; Z.B. können die Kontaktelemente aus ge-■ härteter Beryllium-Bronze bestehen und die KontaktlameIlen durch Aussparungen oder Einschnitte im Kontaktelement gebildet, beidseitig an Randstreifen des Kontaktelementes angeschlossen und um ihre Längsachse aus der Ebene des Kontaktelementes herausgebogen sein. Auch können die Kontaktelemente senkrecht zur Achse der KontaktlameIlen gerafft sein, z.B. dadurch, daß die Randstreifen des Kontaktelementes vorzugsweise wellenför-
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mige Profilierungen aufweisen,, oder dadurch, daß innerhalb der Randstreifen des Kontaktelementes bereichsweise Überlappungen vorgesehen sind.
Werden bei der erfindungsgemäßen Verbindung seinr ich tung, wie zuletzt beschrieben, Kontakt elemente mit einer Vielzahl von Kontaktlame11en verwendet, so führt die gleitende Bewegung zu einer permanenten Selbstreinigung im Bereich der entsprechend ausgerüsteten Verbindungsstellen und damit zu einer hohen Strombelastbarkeit sowie zu einem hohen und definierten Übergangswiderstand.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen
Pig. 1 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung, teilweise geschnitten,
Pig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung,
Pig. J5 eine Ansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung, teilweise geschnitten,
Fig. 4 eine Ansicht einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung, teilweise geschnitten, und
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Fig. 5 in gegenüber den Pig. 1 bis 4 wesentlich, vergrößerter Darstellung ein Kontaktelement aus einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung.
Die in den Pig. 1.bis 4 dargestellten Verbindungseinrichtungen
1 dienen zum Verbinden axial gegeneinander, also in Längsrichtung beweglicher elektrischer Leiter 2, 3 aus Aluminium. Wie die Fig. 1 bis 4 zeigen, sind die Verbindungseinrichtungen 1 gekennzeichnet durch zwei Al/Cu-Adapter 4, 5 die mit ihren Al-Teilen 6, 7 an die zu verbindenden elektrischen Leiter 2, anschließbar und mit ihren Gu-Teilen 8, 9 gegeneinander beweglich miteinander, direkt oder indirekt, in Verbindung stehen bzw. in Verbindung bringbar sind.
In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 sind die Al-Teile β bzw.' ? und die Cu-Teile 8 bzw. 9 durch Preßschweissung miteinander verbunden. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. sind die Al-Teile 6 bzw. 7 und die Cu-Teile 8 bzw. 9 in anderer Weise miteinander verbunden. '
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Al-Teile 6, 7 der Al/Cu-Adapter 4, 5 Jeweils mit einer Preßhülse lo, 11 zum Anschluß der elektrischen Leiter 2, 3 ausgeführt. Im Gegensatz dazu sind in den AusführungsbeJEpielen nach den Fig.
2 bis 4 die Al-Teile 6 bzw. 7 der Al/Cu-Adapter 4 bzw. 5 an die aus Aluminium bestehenden elektrischen Leiter 2 bzw. 3 angeschweißt .-
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Cu-Teil 8 des Al/Cu-Adapters 4 mit einem Steökerstift 12 und
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das Cu-Teil 9 des Al/Cu-Adapters 5 mit einer Steckbuchse Ij5 ausgeführt. Der Steckerstift 12 und die zugeordnete Steckbuchse 13 stellen also die gleitende Verbindung zwischen den Cu-Teilen 8, 9 der Al/Cu-Adapter 4, 5 her j es handelt sich praktisch um eine direkte gleitende Verbindung zwischen den Cu-Teilen 8, 9 der Al/Cu-Adapter 4, 5· Im Gegensatz dazu ist in den in den Pig. 2 und 3 dargestellten Äusführungsbeispielen eine indirekte gleitende Verbindung zwischen den Cu-Teilen 8, 9 der Al/Cu-Adapter 4, 5 verwirklicht. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weisen nämlich die Cu-Teile 8, 9 beider Al/Cu-Adapter -4, 5 Steckerstifte 12, 14- auf und ist den Steckerstiften 12, 14 eine Kontakthülse 16 zugeordnet, während im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 die Cu-Teile 8, 9 beider Äl/Cu-Adapter 4, 5 Steckbuchsen I3, 15 aufweisen, denen ein Kontaktstift 17 zugeordnet ist. Die Fig. 4 schließlich zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung 1, bei der wiederum die Cu-Teile 8, 9 der Al/Cu-Adapter 4, 5 praktisch direkt gleitend miteinander in Verbindung stehen. Bei dieser Ausführungsform sind nämlich die Al/Cu-Adapter 4, schienenförmig ausgeführt und Weisen die schienenförmig ausgeführten Al/Cu-Adapter 4, 5 an ihren einander zugewandten Seiten die Cu-Teile 8, 9 auf. Die Al/Cu-Adapter 4, 5 sind im übrigen über einander zugeordnete Führungsschrauben l8 und Führungsschlitze 19 miteinander verbunden.
In den Fig. 1 bis 4 ist nur angedeutet, daß die Steckbuchse 13 des Cu-Teils 9 (Fig. 1), die Kontakthülse l6 (Fig. 2), der Kontaktstift 17 (Fig. 3) und das Cu-Teil 8 (Fig. 4) mit Kontaktelementen versehen sind,, Wie die Fig. 5 zeigt, weisen die
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Kontaktelemente 2o, die aus gehärteter Beryllium-Bronze bestehen, jeweils eine Vielzahl von KontaktlameIlen 21 auf. Die Kontaktlame11en 21 der Kontaktelemente 2o sind durch Aussparungen 22 in den Kontaktelementen 2o gebildet, beidseitig an Randstreifen 23 der Kontaktelemente 2o angeschlossen und um ihre Längsachse aus der Ebene der Kontaktelemente 2o herausgebogen. Außerdem sind die Kontaktelemente 2o - nach dem Herstellen der Kontaktlamellen 21 - senkrecht zur Achse der Kontaktlamellen 21 gerafft, so daß - gegenüber dem ungerafften Zustand - die Anzahl der Kontaktlamellen 21 pro Längeneinheit vergrößert worden ist. .Im linken Teil der Pig. 5 ist dargestellt, daß die Randstreifen 2j5 des Kontaktelementes 2o wellenförmige Profilierungen 24 aufweisen, während im rechten Teil der Pig. 5 dargestellt ist, daß innerhalb der Randstreifen 2J bereichsweise Überlappungen 25 vorgesehen sind; durch die Profilierungen 24 bzw. die Überlappungen 25 ist das Kontaktelement 2o nach dem Herstellen der KontaktlameIlen 21 gerafft worden. Mit Hilfe des Abstandes zwischen den. wellenförmigen Profilierungen 24 bzw.' den Überlappungen 25 und mit Hilfe der Höhe,, der Wellenberge bzw. der Tiefe der Wellentäler der wellenförmigen Profilierungen 24 bzw. der Länge der Überlappungen 25 kann das Maß der Raffung der Kontaktelemente 2o in weiten Grenzen beliebig gewählt werden, so daß die Anzahl der Kontaktlamellen 21 pro Längeneinheit in weiten Grenzen variabel ist.
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Claims (10)

  1. Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen 1, Theaterplatz
    - Io -
    Patentansprüche
    \JVerbindungseinrichtung zum Verbinden axial gegeneinander beweglicher elektrischer Leiter aus Aluminium, gekennzeichnet durch zwei Al/Cu-Adapter (4, 5), die mit ihren Al-Teilen (6, 7) an die zu verbindenden elektrischen Leiter (2, j5) anschließbar und mit ihren Cu-Teilen (8, 9) gegeneinander beweglich miteinander, direkt oder indirekt, in Verbindung stehen oder bringbar sind.
  2. 2. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Al-Teil (6 bzw. 7) und.das Cu-Teil (8 bzw. 9) durch Reib- oder Preßschweißung miteinander verbunden sind.
  3. J5. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Al-Teil (β, 7) des Al/Cu-Adapters (4, 5) mit einer Preßhülse (lo, 11) zum Anschluß der elektrischen Leiter (2, j5) ausgeführt ist.
  4. 4. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ~$, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Cu-Teil (8 bzw. 9) des Al/Cu-Adapters (4 bzw. 5) mit einem Steckerstift (12 bzw. l4) bzw. mit einer Steckbuchse (13 bzw. 15) ausgeführt ist.
  5. 5. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 4 mit zwei Al/Cu-Adaptern, deren Cu-Teile beide mit Steckerstiften ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Steckerstiften (12, l4) eine Kontakthülse (l6) zugeordnet ist.
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  6. 6. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 4 mit zwei Al/Cu-Adaptern, deren Cu-Teile beide mit Steckbuchsen ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Steckbuchsen (IJ, 15) ein Kontaktstift (17) zugeordnet ist.
  7. 7. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Äl/Cu-Adapter (2I-, 5) schienenförmig ausgeführt sind und an ihren einander zugewandten Seiten die Cu-Teile (8, 9) aufweisen.
  8. 8. Verbindungseinriehtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Al/Cu-Adapter (4, 5) über einander zugeordnete Führungsschrauben (l8) und Führungsschlitze (19) miteinander verbunden sind.
  9. 9. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Cu-Teil (8 bzw. 9) und/oder mindestens ein Steckerstift (12 bzw. 14) und/oder mindestens eine Steckbuchse (13 bzw. 15) und/oder die Kontakthülse (l6) und/oder der Kontaktstift (17) mit Kontaktelementen (2o) versehen sind. ; "
  10. 10. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (2o) eine Vielzahl von Kontaktlamellen (21) aufweisen.
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DE2364356A1 true DE2364356A1 (de) 1975-07-03
DE2364356B2 DE2364356B2 (de) 1976-08-26
DE2364356C3 DE2364356C3 (de) 1977-04-07

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