DE2417579A1 - Elektrischer verbinder und verfahren zum herstellen einer elektrischen verbindung - Google Patents

Elektrischer verbinder und verfahren zum herstellen einer elektrischen verbindung

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    • H01R4/64—Connections between or with conductive parts having primarily a non-electric function, e.g. frame, casing, rail
    • H01R4/646—Connections between or with conductive parts having primarily a non-electric function, e.g. frame, casing, rail for cables or flexible cylindrical bodies

Description

M 34-09
PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. HANS R! 'SCHKE Dipl. - Ing. OLAF RUSCMKE 9 A 1 7 R 7
Dipl.-lns.HAK3E.«l!S0HKS 1 BERLIN 33
AHguste-mtoria-Straße 65
Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Peul,
Minnesota 55101 (V.St.v.A·)
Elektrischer Verbinder und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung
Die Erfindung betrifft elektrische Verbinder zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem Leiter und der leitenden Abschirmung an einem Fernsprechkabel.
Ein Fernsprechkabel besteht im allgemeinen aus einer Anzahl einzeln isolierter Leiterdrähte, die von einer elektrisch isolierenden inneren Umhüllung zusammengehalten werden können oder auch nicht, aus einer hülsenartigen und elektrisch leitenden Abschirmung um die Leiterdrähte und um eine innere Umhüllung (wenn vorhanden) herum und aus einem elektrisch isolierenden Außenmantel über der Abschirmung. Zum Verbinden oder Abschließen der Leiterdrähte wird eine elektrische Verbindung hergestellt zwischen einem Leiter und der leitenden Abschirmung, um einen elektrischen Pfad an der Verbindungsstelle herzustellen, oder um die Abschirmung mit einer -ardpotentialquelle zu verbinden, so dass Ströme aus äußeren elektrischen Feldern geerdet werden«
Die Herstellung einer zuverlässigen elektrischen Verbindung mit der Abschirmung wird erschwert durch die Anwesenheit einen dünnen, elektrisch isolierenden Kunststoffbelags, beispielsweise aus Polyolefin auf der Abschirmung. Es sind Verbinder bekanntgeworden, mit denen versucht wurde, eine Verbindung mit der kunststoffbeschichteten Abschirmung durch Anklemmen einer Platte an die Abschirmung herzustellen (U.S.Patentschriften Er. 3 499 und 3 676 836) und/oder mittels Durchstoßen der Abschirmung mit Ansätzen am Verbinder, um einen Kontakt mit den unbeschiohteten Kanten der Metallabschirmung herzustellen (UeS.Patentschriften Nr. 3 594 691 und 3 701 839). Die U.S.Patentschrift 3 778 74-9 lehrt die Verwendung eines Verbinders mit einer spitzenbesetzten. Klemmbacke, die an die beschichtete Abschirmung angeklemmt wird und diese durchstößt, wobei eine Verbindung zum Leiten starker Ströme hergestellt wird. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese bekannten Verbinder bei Temperaturschwankungen ihre anfängliche Wirksamkeit nicht immer beibehalten« Vermutlich schwindet die Wirksamkeit aufgrund einer >relativen Bewegung zwischen dem Verbinder und der Abschirmung, so dass der isolierende Kunststoffbelag um die Verbindungspunkte herum arbeitet, und ferner kann eine mögliche Korrosion zu einer Verschlechterung der Verbindung führen.
Bei einem Verbinder nach der Erfindung wird der Scheitel des Gewindes an einer Schraube zum Herstellen eines zwangsläufig wirksamen Verbindung mit einer kunststoffbeschichteten leitenden Abschirmung benutzt. Bei dem Anbringen des Verbinders wird der Scheitel des Gewindes an der einen Seite einer Schraube gecLreht und gegen die Abschirmung gepresst. Das Schraubengewinde ist genügend rauh, um den Kunststoffbelag hinwegzudrücken und in die Abschirmung einzudringen, so dass eine wirksame Verbindung hergestellt wird. Bei den auf diese Weise hergestellten Verbindungen verringerte sich die Wirksamkeit nur wenig selbst bei länger dauernden TemperaturSchwankungen, da der Kunststoffbelag zwischen dem Gewinde und der Abschirmung wirksam entfernt wurde.
Der erfindungsgemäße Verbinder weist eine neue federnde und leitende Klammer auf, die um das Ende einer leitenden Abschirmung und des Außenmantels herum angebracht wird. Die erfindungsgemäße Klammer ermöglicht (1) das M af uhren einer Schraube unter der.
leitenden Abschirmung, führt (2) die Schraube während des Eingriffs in die Abschirmung, drückt.(3) die Abschirmung gegen die Schraube, schützt (4) die angrenzende innere Abschirmung oder die Leiter gegen das Schraubengewinde und bewirkt (5) einen kräftigen mechanischen Eingriff zwischen dem Kabel und dem Verbinder.
Die Erfindung sieht einen Verbinder zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einem Ende einer ummantelten, elektrisch leitenden und mit einem Kunststoff beschichteten Abschirmung an einem Fernsprechkabel vor· Der Verbinder weist eine allgemein U-förmige federnde Klammer mit ersten und zweiten, einander gegenüberstehenden Backen auf, die von einer verbindenden Endwandung aus vorstehen, welcke Backen auf das Ende einer ummantelten Abschirmung so aufgeschoben werden, dass der erste Backen an der leitenden ,Abschirmung und die Endwandung am Ende der ummantelten Abschirmung gelegen ist· Der erfindungsgemäße Verbinder weist eine elektrisch leitende Schraube mit einem Kopf und mit einem allgemein spitz zulaufenden Gewindeschaft auf. Die Endwandung ist mit einer Öffnung zur Aufnahme des Gewinde ende s der Schraube versehen, während der erste Backen so ausgestaltet ist, dass er das Gewindeende der Schraube zwischen die Backen führt. Die Backen drücken das Ende der Schraube nachhaltig gegen die leitende Abschirmung, wenn die Klammer auf die ummantelte Abschirmung aufgesetzt wird· Dieser nachhaltige Druck bewirkt (1), dass die angrenzenden Kanten des Gewindes mit der leitenden Abschirmung in Eingriff gelangen, wobei der Kunst stoff belag auf der Abschirmung weggedrückt wird, wenn die Schraube zwischen den Backen gedreht wird, wobei eine elektrische Verbindung zwischen der Schraube und der leitenden Abschirmung hergestellt wird, und (2) wird die elektrische Verbindung nachhaltig aufrechterhalten, nachdem der Kopf der Schraube an der Endwandung anliegt·
Der zweite Backen kann mit mehreren Spitzen oder Zinken versehen werden, die in Richtung zum Kanal gekrümmt sind, in den Außenmantel eingreifen und eine sichere und kräftige Verbindung zwischen der Klammer und dem Kabel herstellen, und ferner kann der zweite Backen mit einem vorstehenden Gewinde stutzen versehen ■ werden, an dem ein oder mehrere Leiter befestigt werden können·
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Zum Herstellen guter elektrischer Verbindungen mit leitenden Abschirmungen haben sich herkömmliche verzinnte Stahlschrauben mit einem scharfen Gewinde (Blechschrauben) als geeignet erwiesen, wobei verzinnte Messingschrauben vorzuziehen sind wegen der besseren Stromleitfähigkeit. Schrauben mit einem Durchmesser von 4,2 - 32 mm mit einer Länge von 25 - 50 mm sind als geeignet anzusehen, während Schrauben.mit einem Durchmesser von 5 π™ und mit einer Länge von mindestens 32 mm zu bevorzugen sind.
Die .Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen, in denen einander gleiche oder entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist die
Figd eine schaubildliche Darstellung eines auf dem Ende einer ummantelten leitenden Abschirmung eines Fernsprechkabels angebrachten Verbinders nach der Erfindung,
Figo2 ein Längsschnitt ungefähr nach der Linie 2-2 in der Fig,1,
Fig.3 eine schaubildliche Darstellung der einzelnen Bauteile des Verbinders nach der Figo1, und die
Fig«4 eine Schnittzeichnung ungefähr nach der Linie 4-4 in der Fig.3.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Verbinder 10 nach dem Anbringen auf dem Ende einer leitenden Abschirmung 12 und auf dem Ende eines Außenmantels 14«eines Fernsprechkabels 16, wobei zwischen der leitenden Abschirmung 12 und einem Leiter 18 ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Der Leiter 18 kann mit einer Erdpotentialquelle verbunden werden oder einen Teil eines elektrischen Pfades über eine Verbindungsstelle an getrennten Längen des Fernsprechkabels bilden«.
Das Fernsprechkabel 16 besteht aus einer Anzahl einzeln isolierter Drahtleiter 20, die nach der Darstellung von einer elektrisch isolierten inneren Abschirmung 22 umgeben sind. Die leitende Abschirmung 12 besteht im allgemeinen aus einem hülsenartigen Glied aus gewelltem Metall, wie Aluminium oder Kupfer, das die innere Abschirmung und die Drahtleiter umgibt, wobei die leitende Abschirmung 12 von einem elektrisch isolierenden
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rolirförmigen Außenmantel 14 (im allgemeinen aus Polyäthylen) umgeben wird»
Wie am besten aus der Fig.2 zu ersehen ist, weist der Verbinder 10 eine herkömmliche, spitz zulaufende inetallblechschraube mit einem Gewinde 26 und mit einem geschlitzten Kopf 28 auf, welche Schraube mit der leitenden Abschirmung 12 einen wirksamen elektrischen Kontakt herstellte Der Verbinder 10 weist ferner eine Federklammer 30 auf, die auf das Ende der leitenden Abschirmung 12 und des Außenmantels 14- aufgesetzt wird (Fig*1 und 2) und einen Eingriff des Scheitels des Gewindes 26 an einer Seite der Schraube 24· in die leitende Abschirmung 12 bewirkte
Die Klammer 30 besteht aus einem federnden leitenden Material und weist die in der Längserstreckung verlaufenden und einander gegenüberstehenden Backen 32 und 34- auf, die durch eine Endwandung 36 mit einander verbunden sind, wobei ein allgemein U-förmiger Aufbau geschaffen wird» Die Endwandung 36 ist in der Mitte mit einer öffnung zur Aufnahme der Schraube 24- versehen, wobei zwischen der Öffnung und der Schraube 24- eine Schraubverbindung hergestellt wird, so dass zwischen der Schraube 24- und der Klammer 30 ein gut leitender Pfad besteht.
Der erste Backen 32 weist einen in der Längserstreckung verlaufenden Kanal 39 auf, dessen Tiefe kleiner ist als der Hauptdurchmesser des Schraubengewindes 26. Die Wandungen des Kanals bestehen aus einer in der Mitte gelegenen ebenen Wandung 4-0 und aus den von der Wandung 4-0 aus abgehenden Seitenwandungen die sich in Richtung zum zweiten Backen 34 erstrecken und einen allgemein U-förmigen Kanal bilden. Die Seitenwandungen 42 erstrekken sich an den an die Endwandung 36 angrenzenden Enden um die Mitte der Öffnung 38 herum, so dass die Spitze der Schraube 24 mühelos zwischen der in der Mitte gelegenen Wandung 40 des Backens 32 und einer leitenden Abschirmung 12 zwischen den Backen 32 und 34 eingeführt werden kann. Die Seitenwandungen 42 laufen von dem an die Endwandung 36 angrenzenden Ende aus zum entgegengesetzten Ende des ersten Backens 32 spitz zu, wodurch der erste Backen 32 keilförmig ausgestaltet wird und das Einsetzen zwischen einer leitenden Abschirmung und einer inneren Abschirmung oder
Leitern erleichtert, wobei eine Öffnung zum Einführen der Schraube 24 gebildet wirdo Der Kanal 39 des ersten Backens 32 stellt eine Führung für die Schraube 24 dar, wenn diese mit der leitenden Abschirmung 12 in Eingriff gebracht wird, wobei mindestens die in der kitte gelegene Wandung 40 ungefähr die gleiche Länge aufweist wie der Gewindeteil der Schraube 24 und die Leiter 18 oder eine innere Abschirmung 22 vor dem Gewinde 26 schützt.
Der zweite Backen 34 verläuft allgemein parallel zu den angrenzenden Kanten der Seitenwandungen 42 und läuft von der Endwandung 36 aus symmetrisch spitz zu. Der zweite Backen 34 ist um die Längsachse herum schwach gekrümmt -und weist daher eine zylindrisch konkave Innenseite auf, die sich an die Außenseite des Außenmantels 14 anlegt. Der zweite Backen 34 ist an beiden Kanten mit mehreren Schlitzen ausgestaltet, die sich von einer zur Endwandung 36 abgewandten Kante aus nach innen erstrecken und dreieckige Zinken 46 bilden» Jede Zinke 46 ist gekrümmt und und steht von dem zweiten Backen 34 aus so vor, dass die Spitze allgemein gegen die Endwandung 36 des ersten Backens gerichtet ist· Die Zinken 46 greifen in den Außenmantel 14 ein, wenn die Klammer 30 über der Kante einer leitenden Abschirmung 12 und des Außenmantels 14 angebracht wird, und ferner helfen die Zinken bei der Auf recht erhaltung des mechanischen Eingriffs. Wird zwischen der Klammer 30 und einem Kabel ein weiterer mechanischer Eingriff gewünscht, so können an den Kanten der Seitenwandungen 42 nahe am zweiten Backen 34 (nicht dargestellt) ähnliche dreieckige Zinken vorgesehen werden, die in Richtung zum zweiten Backen 34 gekrümmt sind und in die leitende Abschirmung 12 eingreifen.
Der zweite Backen 34 trägt einen Gewindestutzen 48, der normalerweise zum ersten Backen 32 abgewandt vorsteht. Dieser Gewindestutzen 48 und eine Mutter 50 stellen ein geeignetes Mittel zum Befestigen eines oder mehrerer Leiter am*Verbinder 10 dar. Obwohl Liter natürlich auch unter dem Kopf 28 der Schraube 24 befestigt werden können, so ermöglicht der Gewindestutzen 48 doch eine geeignete Anordnung von Leitern sowie ein Ergänzen oder Auswechseln von Leitern, ohne die Schraube 24 entfernen zu müssen.
409843/089 ν
Obwohl an der beschriebenen Ausführungsform im Rahmen des Erfindungsgedankens wesentliche Minderungen vorgenommen werden können, so soll die obenstehende Beschreibung noch durch einige Angaben ergänzt werden. Die Schraube besteht aus einer verzinnten Metallblechschraube aus gehärtetem Messing mit einem geschlitzten Flachkopf mit einem Durchmesser von 5 nun und einer Länge von 32 mm. Die Federklammer besteht aus einer 1,2 mm starken halbharten Kupfer-Zink-Legierung GDA Ho. 2JO, 240 oder 260 und ist mit Zinn plattiert. Die Backen weisen eine Länge von ungefähr 32 mm und eine Breite von 13 hub an der Endwandung auf. Der Kanal des ersten Backens ist ungefähr 5 mm weit, während die den Kanal bildenden Seitenwandungen von einer größten Höhe an der Endwandung von 3(8 m abfallen, welche Höhe etwas über der Mittellinie der Öffnung gelegen ist. Die angrenzenden Kanten der Seitenwandungen verlauf en allgemein parallel zum zweiten Backen und mit einem Abstand von ungefähr 1,3 mm.von diesem. Das Trennen der Backen an deren Enden um 2,5 ißm von einander erfordert eine Kraft von ungefähr 2,3 - 2,7 kg. Vom zweiten Backen geht ein Gewindestutzen 10-32 ab, und die die Zinken bildenden Schlitze weisen eine Länge von ungefähr 3,8 m auf und bilden mit den Kanten des zweiten Backens einen Winkel von ungefähr 30°.
Im Gebrauch setzt ein Handwerker das Ende des ersten Backens 32 zwischen die leitende Abschirmung 12 und die innere Abschirmung 22 oder Leiter 18 des Kabels 16 ein, wobei der zweite Backen 34- auf der Außenseite des Außenmantels 14· gelegen ist. Die Backen 32 und 34- werden am Kabel 16 entlangbewegt bis die Kante der ummantelten leitenden Abschirmung 12 gegen die Endwandung 26 stößt· Dies kann von Hand oder mittels eines Hammers ausgeführt werden. Der Handwerker setzt dann das Ende der Schraube 24- durch die Öffnung 38 in. den Kanal 39 ein, wobei die eine Seite der Schraube 24· mit der leitenden Abschirmung 12 in Berührung gelangt, wonach die Schraube mittels eines Schraubenziehers gedreht wird. Hierbei greift das Gewinde 26 der Schraube 24- in die Endwandung 36 an der Öffnung 38 ein, wobei die Schraube 24- zwischen den Backen 32 und 34- kräftig vorwärtsgetrieben wird, während die angrenzenden Teile des Gewindes 26 in axialen Abständen an der Innenseite der leitenden Abschirmung 12 angreifen. Bei dieser
4098 Λ 3/089^
Bewegung des Gewindes längs dieser Bezirke wird der Kunststoffbelag von der leitenden Abschirmung 12 verdrängt, so dass ein wirksamer elektrischer Kontakt zwischen dem Gewinde 26 und der Abschirmung 12 hergestellt worden ist, wenn der Schraubenkopf an der Endwandung anliegt.
Hiernach kann der Handwerker am Gewindestutzen 4-8 mit Hilfe der Mutter 50 die erforderlichen Leiter 18 befestigen«
Patentansprüche
0 9 8 L 3 / 0 8 9 ν

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Verbinder zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einem Ende einer ummantelten, elektrisch leitenden und mit einem Kunststoffbelag versehenen Abschirmung eines Fernsprechkabels, welcher Verbinder eine allgemein U-förmige federnde Klammer mit ersten und zweiten Backen aufweist, die von einer diese verbindenden Bndwandung abgehen, welche Backen auf das Ende einer ummantelten Abschirmung so aufgeschoben werden, dass der erste Backen an der leitenden Abschirmung anliegt, während die Endwandung am Ende der ummantelten Abschirmung gelegen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (10) eine elektrisch leitende Schraube (24) mit einem Kopf (28) und mit einem allgemein spitz zulaufenden und mit einem Gewinde (26) versehenen Schaft aufweist, dass die Endwandung (36) mit einer öffnung (38) versehen ist, die den Gewindeschaft der Schraube (24) aufnimmt, wobei der Gewindeschaft von der Endwandung (36) aus sich zwischen den Backen (32, 34·) erstreckt, dass der erste Backen (32) zum Führen des Gewindeschaftes der Schraube (24) zwischen die Backen (32, 34) entsprechend ausgestaltet ist, und dass der Abstand der Backen (32, 34) von einander so bemessen ist, dass der Gewindeschaft der Schraube (24) federnd gegen die leitende Abschirmung gedrückt wird, wenn die Klammer (30) auf die ummantelte Abschirmung aufgesetzt worden ist, wobei benachbarte Kanten des Gewindes (26) mit der leitenden Abschirmung in Eingriff gelangen und den Kunst st off belag auf der Abschirmung verdrängen, wenn die Schraube (24) zwischen den Backen (32, 34) gedreht wird, wobei zwischen der Schraube (24) und der leitenden Abschirmung eine elektrische Verbindung hergestellt wird, welche Verbindung durch Federung aufrechterhalten wird, nachdem die Schraube (24) vollständig eingeschraubt worden ist, wobei deren Kopf (28) an der Endwandung (36) anliegt.
    / Π ο ο .· ■*■> ι r\ η η ■
    Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Backen (32) einen in der LängserStreckung verlaufenden Kanal (39) aufweist, dessen Tiefe kleiner ist als der Hauptdurchmesser des Gewindeschaftes (26), dass die offene Seite des Kanals (39) dem zweiten Backen (34-) zugewandt ist, und dass das an die Endwandung (36) angrenzende Ende des Kanals auf die Öffnung (38) zum Führen der Schraube (24) längs des ersten Backens (32) ausgerichtet ist»
    3ο Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (39)' im ersten Backen (32) /on einer Mittelwandung (40) und zwei Seitenwandungen (42) gebildet wird, die von der Mttelwandung (40) in Hichtung zum zweiten Backen (34) abgehen, dass die Seitenwandungen (42) der Höhe nach von den an die Endwandung (36) angrenzenden Enden in Richtung zum entgegengesetzten Ende des ersten Backens (32) abfallen, und dass die an die Endwandung (36) angrenzenden Enden der Seitenwandungen (42) sich von der Mttelwandung (40) aus ungefähr bis zur Mitte der öffnung (38) erstrecken.
    Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammer (30) leitend ist und einen vom zweiten Backen (34) aus vorstehenden Gewindestutzen (48) aufweist.
    Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Backen (34) in Abständen an jeder Kante mit mehreren Schlitzen versehen ist, die sich von den Kanten aus zur Endwandung (36) äbgewandt nach innen erstrecken und dreieckige Zinken (46) bilden, wobei jede Zinke (46) gekrümmt ist und vom zweiten Backen (34) aus so vorsteht, dass die Spitze allgemein in Richtung zum ersten Backen (32) und zur Endwandung (36) verläuft«
    6c Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Ende einer ummantelten, elektrisch leitenden und mit einem Kunst st off belag versehenen Abschirmung an einem Fernsprechkabel, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrisch
    /417579
    leitende Schraube (24) mit einem allgemein spitz zulaufenden Gewindeschaft (26) vorgesehen wird, dass das j^nde der Schraube (24) unter dem Ende der leitenden Abschirmung eingeführt wird, dass der Gewinde schaft (26) am iin.de der Schraube radial gegen die leitende Abschirmung gepresst wird, dass die Schraube während des Anpressens gedreht wird, wobei die angrenzende Seite des sich bewegenden Gewindeschaftes (26) den Kunststoffbelag auf der leitenden Abschirmung verdrängt und in die Abschirmung eindringt, wobei zwischen der Schraube (24) und der leitenden Abschirmung ein elektrischer Kontakt hergestellt wird, und dass die eingeschraubte Schraube (24) nachhaltig gegen die Abschirmung gedrückt wird, um den hergestellten elektrischen Kontakt aufrechtzuerhaltene
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