DE2430172C2 - Klam merverbindung - Google Patents
Klam merverbindungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Metallklammer zur elektrisch leitenden Befestigung eines blanken Drahtes an
einem Anschlußstift, dazu bestimmt, hülsenartig Drahtlind Anschlußstift zu umfassen und aus einem im Querschnitt
U-förmig gebogenem Blech bestehend, wobei die freien Schenkel des U-Profils an ihren Enden ebenfalls
U-förmig gekrümmt sind. Solche Metallklammern sind handelsüblich. Mit ihnen wird beispielsweise bei
Steckverbindern die Außenverdrahtung hergestellt. Dabei ist es technisch und wirtschaftlich vorteilhaft,
den Anschlußstift für die Außenverdrahtung, der einen
bestimmten Querschnitt, vorzugsweise 1 χ 1 mm, hat, für alle die vier Anschlußarten
1. Lötverbindung
2. Wire-Wrap-Verbindung
3. Termi-Point-Verbindung
4. Faston-Verbindung einsetzen zu können. Zur Herstellung einwandfreier
Lötverbindungen müssen die Anschlußstifte mit einer Zinnschicht belegt sein, deren Dicke mindestens 5 μίτι
beträgt. Bei dieser Zinnstärke tritt jedoch beim Aufbringen der Metallklammer für das Termi-Point-Verfahren
Spanbildung auf, so daß Kurzschlüsse im Verdrahtungsfeld hervorgerufen werden können. Um diese
Gefahr zu vermeiden, wird für Termi-Point-Klammern gefordert, auf dem Anschlußstift eine Zinnschichtdicke
von 4 μΐπ mit einer maximalen Abweichung von ±2 μιη. Für Lot- und Termi-Point-Verbindung gleichzeitig
einsetzbar ist damit ein Stift mit einer Zinnbelegung zwischen 5 und 6 μηι. Ein so kleiner Toleranzbereich ist
aber im großtechnischen Massenfertigungsprozeß, wenn überhaupt, nur unwirtschaftlich realisierbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Metallklammer der eingangs genannten Art zu finden, die
in Verbindung mit einem Anschlußstift eingesetzt werden kann, der auch für alle anderen genannten Anschlußtechniken
geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die zum Klammerinneren weisenden Blechen-
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aeil Deiüer aCllCllKCI VUlI I.I1H-1 -x-in. ">-i ""■ \_iiiv_.n lim
ihrer Länge eine Anschrägung aufweisen. Die Anschrägung kann insbesondere Kufenform aufweisen. Durch
diese Gestaltung als Auflaufflanke wird die zum Aufbringen benötigte Kraft reduziert und eine spanabhe
bende Wirkung zuverlässig verhindert, selbst wenn der Anschlußstift mit einer Zinnschichtdicke von mehr als
4 ± 2 μίτΐ belegt ist. Bei dieser Ausgestaltung der für
diese Anschlußtechnik notwendigen Klammer kann der Anschlußstift mit einer Zinnschichtdicke größer als
4 ± 2 μπι versehen werden. Damit kann der Anschluß
stift für sämtliche vier eingangs genannten Verbindungsarten, insbesondere auch Verlötung, Verwendung
finden.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, die auf einer Seifen
fläche des Anschlußstiftes aufliegenden Blechenden der Klammer so zu gestalten, daß sie auf mindestens einem
Teil hrer Länge wellenförmige, insbesondere eine Folge von dreiecksähnlichen Ausformungen aufweisen. Bei
den dreiecksförmigen Ausformungen ist es günstig, wenn eine Auflaufflanke mindestens der ersten aus der
Folge drt iecksähnlicher Ausformungen Kufenform aiii
weist. Bei diesen Ausführungsformen liegen die U-förmig abgewinkelten Enden der Klammer nicht mehr linien-,
sondern punktförmig auf dem Anschlußstift auf.
Die die punktförmige Auflage vermittelnden WeIIm oder die Spitzen der dreiecksähnlichen Ausformungen
dringen durch die auftretenden hohen Anpreßdrucke in
die Zinnbeschichtung ein und stellen einen optimalen elektrischen Kontakt her, da oxydische Oberflächenschichten
verringerter elektrischer Leitfähigkeit der Zinnbeschichtung durchdrungen werden. Durch .he
Ausgestaltung der Dreiecksflanken wird durch das Auf gleiten der Klammer auf der Zinnschicht Spanbildung
vermieden und damit eine schcnendere Aufbringung auf den Anschlußstift ermöglicht. Die Abzugskräfte für
die aufgebrachte Klammer werden dagegen beträchtlich erhöht und damit wird auch bei hohen mechanischen
Beanspruchungen ein großes Maß an mechanischer und elektrischer Kontaktsicherheit erreicht. Die
fertigungstechnisch schwierig einzuhaltenden Forderungen bezüglich der sehr engen Grenzen des Toleranzbereichs
der Zinnschichtdicke, wie sie bei den herkömmlichen Klammern unabdingbar für eine nichtspanabhebende Aufbringung waren, können bei den erfindungsgemäßen
Klammern aufgegeben werden.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den F i g. 1 bis
4 dargestellt sind. Dabei zeigt
F i g. 1 eine Darstellung der Klammerverbindung in Richtung der Anschlußstiftachse,
F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Klammerverbindung entlang der Linie H-II in F i g. 1,
F i g. 3 die Abwicklung des Klammerkörpers und
Fig.4 vier verschiedene erfindungsgemäße Ausgestaltungen
der Klammerenden.
Der quadratische Anschlußstift 1 ist, wie F i g. I zeigt, an seinem freien Ende konisch ausgeformt, um das Aufgleiten
der Klammer zu erleichtern, und endet in der Kreisfläche 3. Die Anschlußklammer umfaßt, wie auch
bislang üblich, den Stift und den zur Stiftachse parallelen massiven oder litzenförmigen elektrischen Leiter 5
von drei Seiten. Die beiden freien Schenkel der Klammer weisen in ihrem Endbereich eine U-förmige und
ium Klammerinnern weisende Krümmung 4 auf. Die Blechenden 6 liegen auf der vierten, von der Klammer
michi vollumfaßten Fläche des Anschlußstifies auf und
bewirken den Anpreßdruck für den elektrischen Leiter S
An das Klammermaterial werden in elektrischer und mechanischer Hinsicht hohe Anforderungen gestellt.
Zur Erzielung eines guten elektrischen Kontaktes muß sie aus einem elektrisch hochleitendem Werkstoff gefertigi
werden. Weiterhin muß d;>s Klammermaterial einerseits hohe Festigkeitswerte aufweisen, um die notwendigen
Anpreßdrucke zu erreichen, andererseits ist eine gewisse Elastizität notwendig, um einen ermüdungsfreien
Kontakt zwischen Anschlußstift und elektrischen Leiter sicherzustellen. Darüber hinaus muß die
Härte des Materials größer sein als die den Anschlußstift überziehende Zinnschicht, damit die Spitzen der
dreiecksförmigen Ausformungen de Klammerblechs in
die Zinnschicht unter dem Einfluß des Anpreßdruckes eindringen können. Ein Werkstoff, der diesen Anf'.fderungen
genügt und daher üblicherweise für solche Klammern verwendet wird, ist z. B. Federbronze.
F i g. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 11-11 der
Fig. 1. Der elektrische Leiter 5 liegt parallel zur Längsachse des Anschlußstiftes 1 und wird durch die
Klammer 2 an diesen angepreßt, die in Richtung des Pfeiles A auf den Anschlußstift 1 aufgeschoben wurde.
Das Leiterende weist dabei zum freien Ende des Anschlußstiftes. Am unteren, der Verankerung des Anschlußstiftes
in einem Trägermaterial zugewandten Ende der Klammer wird der Draht aus der Klammer
herausgeführt, wobei die Laschen 7 eine seitliche Verschiebung und Verbiegung des Drahtes beschränken.
Auf der dem Anschlußdraht gegenüberliegenden Seite des Anschlußstiftes 1 zeigt F i g. 2 das zum Anschlußstift
weisende und auf ihm aufliegende U-förmig abgebogene Ende 6 des Klammerbleches. Abweichend von
der herkömmlichen Gestaltung endet das Klammerblech nicht geradlinig, sondern in einer Folge dreiecksähnlicher
Ausformungen. Mit den freien Spitzen 10 dieser Ausformungen liegt die Klammer auf dem Anschlußstift
auf. Die der Verankerung des AnschlulSstiftes im Steckverbindungskörper zugewandte Anschrägung
des ersten, untenliegenden Zahns 8 zeigt eine kufenförmige Ausgestaltungsform 8i>. Dieser ersten Anschrägung
folgt in F i g. 2 nach oben eine Reihe von dreiecksähnlichen Ausfomungen 9. Die jeweils untenliegende,
dem Steckverbindungskörper nähere Seite jeder einzelnen dreiecksförmigen Ausformung 9 wird im
folgenden jeweils als Auflaufflanke angesprochen. Die zweite, obere Seite jeder dreiecksähnlichen Ausformung
wird als rückwärtige Flanke bezeichnet. In dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen alle
Auflauffianken der dreiecksähnliclien Ausformungen 9
Kufenform 9b auf. Damit gleitet die Klammer beim Aufbringen auf den Anschlußstift auf der Zinnschicht,
wobei eine spanabhebende Wirkung ausgeschlossen ist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist der blanke Anschlußdraht
5 zwischen Klammer und Anschlußstift 4 eingeklemmt.
Auf den Stift aufgebracht, bohren sich die Spitzen 10
der dreiecksförmigen Ausformungen in die Zinnschicht 14 unter der Wirkung des Anpreßdruckes der Klammer
ein. Bereits beim Aufschieben der Klammer werden oxydische Deckschichten der Zinnbelegung mit f>5
schlechter elektrischer Leitfähigkeit durchdrungen bzw. durchschnitten und ein optimaler elektrischer
Kontakt erreicht. Durch die Gestaltung der Auflauf-Hanken werden die zum Aufbringen der Klammer benötigten
Kräfte verringert. Durch das Eindringen der Dreiecksspitzen 10 in die Zinnbelegung 14 des Anjchlußstiftes
1 und die sehr steile widerhakenariig wirkende rückwärtige: Flanke der dfeiecks- bzw. zahnartigen
Ausformungen 9 werden die zum Abziehen der Klammer benötigten Kräfte stark erhöht. Damit ist ein
selbständiges Lockern der Klammer durch Rüitelbelastungen
ausgeschlossen. Zum Lösen einer solchen Klammerverbindung wird die Klammer nicht vom Anschlußsiift
abgezogen — dies würde wegen der Flankengestaltung
und wegen dem Eingrabeffekt der Dreiecksspitzen hohen Kraftaufwand erfordern und
würde die Stiftoberfläche beschädigen —, sondern die Klammer wird seitlich durch ein geeignetes Werkzeug
aufgebogen. Bei geeigneter, beispielsweise wellenförmiger Ausgestaltung der Dreiecke, durch die ihre
Widerhakenwirkung abgeschwächt ist, kann die Klammer auch vom Stift abgezogen werden, ohne seine
Oberfläche zu beschädigen und ohne besonderen Kraftaufwand.
Wie aus der obigen Argumentation hervorgeht, wird die Beschränkung der Zinnschichtdicke auf maximal 6
μΐπ in einem engen Toleranzbereich bei Einsatz der erfindungsgemäßen
Metallklammer hinfällig, da durch die Formgestaltung eine spanabhebende Wirkung zuverlässig
unterdrückt wird. Stärkere Zinnbeschichtung bietet im Gegenteil sogar Vorteile. Durch die Möglichkeit
eines tieferen Eindringens der Dreiecksspitzen 10 in eine dickere Zinnschicht 10 erfolgt eine Verbesserung
der elektrischen Kontaktgabe, eine Erhöhung der Abzugsicherheit und ein Ausgleich der Höhenunterschiede
der einzelnen Dreiecksspitzen.
In F i g. 3 ist eine Abwicklung der in F i g. 2 auf den
Anschlußstift 1 aufgebrachten Klammer 2 dargestellt. In dieser Form wird durch Stanzen aus I'ederbronzeblechen
der Grundkörper der Klammer hergestellt, wobei durch den Fertigungsprozeß bedingte Abwandlungen
möglich sind. Er endet auf beiden Seiten in den bereits beschriebenen dreiecksähnlichen Ausformungen
8. Die beim Aufbringen auf den Anschlußstift 1 jeweils zuerst mit dem Stiftmaterial in Berührung kommenden
Auflaufflanken zeigen die bereits beschriebene kufenförmige Ausgestaltung 86, 9b, um ein nichtspanabhebendes
Aufgleiten der Klammerblechenden zu gewährleisten. Die rückwärtige Flanke jeder dreiecksähnlichen
Ausformung 8 oder 9 verläuft nahezu rechiv. inklig
zu den Biegelinien 15, 16 und führt durch die dadurch hervorgerufene Widerhakenwirkung zum Verkrallen
der einmal auf den Anschlußstift aufgebrachten Klammer. Die Abwicklung des Klammerblechs endet
unten in zwei Vorsprüngen 13, die als Träger für die Laschen 7 dienen. Zur Herstellung des Klammerblechs
bedarf es nur einer geringfügigen Modifikation des bislang üblichen Stanzwerkzeuges, um die seitlichen
Blechenden nicht mehr geradlinig, sondern dreiecksähnlich zu gestalten. Um der Klammer ihre funkiionsgercchte
Endform zu geben, müssen die seitlichen Blechenden etwa entlang der Linien 15, 16 U-förmig gekrümmt
werden. Anschließend erfolgt in derselben Biegerichtung eine Abwicklung entlang den Biegelinien
ti und 12 um 90", bis die Flächen 17 und 18 parallel einander gegenüberliegen Dadurch kommen die Laschen
7 in ihre Endstellung, in der sie seitliche Auslenkungen des Drahtes 15 begrenzen.
In F i g. 4 sind als Ausschnitt der in F i g. 3 gezeigten
Abwicklung des Klammerbleches weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der seitlichen Blechenden'dargestellt.
Fig.4a zeigt die fertigungstechnisch einfachste Lösung
zur Verhinderung der Spanbildung beim Aufbringen der Klammer auf den Anschlußstift. Dabei erfolgt
lediglich eine Anschrägung 8 der Blechenden auf der in Fig.4a untenliegenden Seite. Dabei ist es wesentlich,
daß die Anschrägung nur in einem Bereich erfolgt, der kürzer ist als die halbe Länge der seitlichen Blechenden,
da ansonsten bei Zugbelastung des zwischen Klammer 2 und Anschlußstift I eingeklemmten Drahtes
ein Kippen der Klammer um Punkt 19 und damit ein instabiler Sitzt der Klammer auf dem Anschlußstift
zustande kommen kann. F i g. 4b zeigt die kufenförmige Ausbildung 8b der Anschrägung, die mit noch höherer
Sicherheit Spanbildung beim Aufbringen der Klammer verhindert, da die Klammer noch materialschonender
auf die Zinnschicht 14 aufgleitet. Niehtspanabhebendes Aufbringen mit reduziertem Kraftaufwand wird
durch diese beiden Ausführungsformen bereits erreicht.
Weitere Vorteile, wie die Erhöhung der Abzugsfestigkeit und die Herstellung optimaler, punktförmiger
Kontakte, ermöglicht die in F i g. 4c angegebene Ausführungsform. Dabei liegt das Klammerblech hinter der
kufenförmigen Anschrägung 8b nicht mehr linienförmig auf, sondern punktförmig mit den freien Spitzen 10
von Ausformungen in Dreiecksgestalt 9.
Die NeiguncT der geradlinigen Auflaufflanken 9c gegen
die Vertikale ist so zu optimieren, daß einerseits nicht wegen einer zu großen Neigung Spanbildung auftritt,
andererseits durch zu geringe Neigung nicht die Anzahl der dreieckigen Ausformungen so klein wird,
daß wegen der dadurch bedingten geringeren Anzahl von Kontaktpunkten 10 sich der elektrische und mechanische
Kontakt verschlechtert.
Die günstigste Ausgestaltung der seillichen Blechenden
6 ist die in F i g. 3 angegebene, bei der die dreiecksähnlichen Ausformungen 9, die der kufenförmigen Anschrägung
8b folgen, ebenfalls kufenförmigc Auflaufflanken 9b aufweisen. Um nichtspanabhebendes Aufgleiten
und gleichzeitig eine große Anzahl von Kontaktspitzen 10 zu erreichen, sind die Krümmungsradien
ίο der kufenförmigen Auflaufflanken 9b kleiner gewähl!
als der Krümmungsradius, der die kufenförmigc Anschrägung 8b charakterisiert.
F i g. 4d zeigt schließlich Wellen 20 an Stelle der dreieckigen Zähne 9. Die punktförmige Auflage bleibt
is mit diesen Wellen 20 erhalten und auch die Spanbildung
wird vermieden. Die Klammer kann jedoch bei dieser Ausführungsform vom Anschlußstift 1 abgezogen
werden, da sie sich nicht widerhakenartig eingräbt. Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß bei Einsatz
der erfindungsgemäßen Klammer die Beschränkung der Dicke der Zinnschicht 14 des Anschlußstiftes
i auf 4 ± 2 μηι aufgegeben werden kann. Dadurch wird es möglich, Anschiußstifte mit solchen Zinnbelegungsdicken
einzusetzen, die für die genannten wirtschaftlich bedeutsamen Anschlußtechniken geeignet sind. Darüber
hinaus können bei Einsatz der neuerungsgemäßer! Klammer elektrische Kontakte hergestellt werden, die
höheren elektrischen und mechanischen Anforderun gen im Hinblick auf Güte des Elektroncnübergangs unc
Abzugsfestigkeit genügen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Metallklammer zur elektrisch leitenden Befestigung eines blanken Drahtes an einem AnschluUstiü,
dazu bestimmt, hülsenartig Draht und Anschlußstift zu umfassen, die aus einem im Querschnitt U-förmig
gebogenen Blech besteht, wobei die freien Schenkel des U-Profils an ihren Enden ebenfalls U-förmig gekrümmt
sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die zum Klammerinneren weisenden Blechenden (6) beider Schenkel von einer Seite her auf
einem Teil ihrer Länge eine Anschrägung (8) aufweisen.
2. Metallklammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschrägung (8) Kutenform
(86) aufweist.
3. Metallklammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechenden (6) auf
mindestens einem Teil ihrer Länge wellenförmig (20) sind.
4. Metallklammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechenden (6) auf
mindestens einem Teil ihrer Länge eine Folge von dreiecksähnlichen Ausformungen (9) aufweisen.
5. Metallklammer nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet,
daß eine Auflaufflanke mindestens der ersten aus der Folge dreiecksähnlicher Ausformungen
(9) Kufenform (9b) aufweist.
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