DE2454212A1

DE2454212A1 - Elektrisches verbindungselement

Info

Publication number: DE2454212A1
Application number: DE19742454212
Authority: DE
Inventors: Clive Bone; David Sydney Butler; Eric Thomas James Goodman; Geoffrey Haley; John Patrick Harding
Original assignee: Post Office
Current assignee: Post Office
Priority date: 1973-11-20
Filing date: 1974-11-15
Publication date: 1975-05-22
Also published as: FR2251927B1; JPS5732473B2; AU7532374A; FR2251927A1; JPS5088580A; NL7415145A

Description

The Post Office., 23 Howland Street, London Wl 6HQ, England

betreffend:

"Elektrisches Verbindungselement"

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches^ Verbindungselement. · ""~ ~~ ■"-■--

Elektrische Verbindungselemente sind bekannt, bei denen ein . eingeführter Leiter zwischen der Wandung des Verbindungselementes und einem Nockenstück erfaßt wird, das drehbar ist um eine Achse senkrecht zur Einführungsrichtung des Leiters. Das Nockenelement wird dabei aus einer Position, in der der Leiter frei eingeführt oder herausgezogen werden kann, zwischen das Nockenelement und die Wandung in eine Position verdreht, in der der Leiter zwischen dem Nockenelement und der Wandung festgehalten ist. Solche Verbindungselemente erfassen den Leiter nur auf einem kleinen Abschnitt seiner

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Länge, gegebenenfalls nur auf einem einzigen Durchmesser des Leiters, und demgemäß ist die Festigkeit der entstehenden Verbindung nicht völlig befriedigend.

Darüberhinaus wird ein Leiter, der in einem solchen Verbindungselement erfaßt wird, an einem Punkt seiner Länge in Kon_takt mit dem Nocken sehr fest gehalten, bleibt jedoch an den übrigen Stellen lose, so daß der Leiter leicht beschädigt werden kann, an der Stelle wo die Haltekraft, die auf ihn einwirkt, plötzlich auf Null abfällt.

Darüberhinaus haben die Festigkeit und die galvanische Leitfähigkeit der in solchen bekannten Verbindungselementen erfolgenden Verbindung die Tendenz, nach längeren Zeitperioden abzufallen infolge geringfügiger Ermüdungen oder Bewegungen der einander erfassenden Teile.

Die meisten elektrischen Verbindungselemente erfordern das Abisolieren eines Leiters, bevor dieser in das Verbindungselement eingeführt wird, und dieses Abisolieren ist zeitaufwendig und kann den Leiter beschädigen.

Demgemäß besteht das Problem, ein elektrisches Verbindungselement zu schaffen, bei dem der Kontakt mit einem Leiter nicht auf einen kleinen Bereich begrenzt ist, die Kontaktkräfte nicht plötzlich auf Null außerhalb dieses Bereiches abfallen, die galvanische Verbindung nicht allmählich mit der Zeit verschlechtert wird und das verwendet werden kann zumindest bei einigen Leitern, ohne vorheriges Abisolieren.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch die in dem Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst/Demgemäß umfaßt das elektrische Verbindungselement ein erstes Glied, das sich mindestens teilweise innerhalb einer Bohrung eines zweiten Gliedes befindet. Die beiden Glieder sind relativ

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zueinander verdrehbar, und sie definieren gemeinsam einen Hohlraum, in den ein Leiter einführbar ist. Eine relative Drehung der beiden Glieder führt dazu, daß sie sich über einem Leiter innerhalb des Hohlraumes schließen, wobei der Hohlraum sich im wesentlichen parallel zur Drehachse von einem Ende der Bohrung her erstreckt,und eine im wesentlichen radial gerichtete Klemmkraft auf den Leiter ausgeübt wird.

Der sich parallel erstreckende Hohlraum und die radialen Klemmkräfte ermöglichen, daß ein Leiter auf einem größeren Teil seiner Längenerstreckung geklemmt wird, als dies bei dem bekannten Typ von Verbindungselement, das oben erwähnt wurde, möglich war.

Vorzugsweise ist mindestens eins der Glieder mit Vorsprüngen versehen, beispielsweise durch Wellungen oder Rändelungen, die dazu dienen, eine Umfangsbewegung eines Leiters bei Relativdrehung der Glieder zu unterbinden; die VorSprünge können nferner das Eindringen durch die Isolation eines Leiters unterstützen und einen sicheren elektrischen Kontakt mit einem Leiter bewirken.

In einer bevorzugten Ausführungsform eines Verbindungselements sind das erste und zweite Glied jeweils nockenartige Klemmglieder bzw. ein hohler zylindrischer Körper. Das erste Glied kann einen zylindrischen Lagerabschnitt aufweisen, dessen Durchmesser dem der Bohrung entspricht.

Um einen leichten Übergang zwischen dem geklemmten Abschnitt eines Leiters und dem ungeklemmten Abschnitt zu schaffen, der aus dem Verbindungselement heraustritt, kann sich der Radialabstand zwfechen den ersten und zweiten Gliedern in Axialrichtung des Zylinders ändern; dies kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß das erste Glied sich verjüngt.

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Das Öffnen und Schließen eines Verbindungselementes kann mittels einfachen Werkzeugs, etwa eines Steckschlüssels, erfolgen, wobei das erste Glied das Werkzeug aufnimmt. Vorzugsweise ist das zweite Glied mit einem Außenabschnitt unrunder Querschnittsform versehen, wo es erfaßt werden oder gehalten werden kann gegen Drehung beim Öffnen und Schließen des Verbindungselements.

Das Verbindungselement kann die Form einer Klemme haben für Montage an einem Gerät, oder kann zwei Enden aufweisen für die Verbindung zweier Leiter miteinander. Das erste Glied kann ein nockenförmiges Klemmglied sein und das zweite Glied ein hohler, sich verjüngender Körper. Das erste Glied kann einen sich verjüngenden Lagerabschnitt aufweisen entsprechend der Verjüngung der Bohrung.

Vorzugsweise besitzt der Körper Kegelstumpfform. Vorzugsweise hat der Körper ferner im wesentlichen axial verlaufende innere Vorsprünge. Das Verbindungselement kann mit einer Endkappe versehen sein mit einer öffnung, die mit dem Hohlraum zusammenwirkt.

Vorzugsweise sind Halteeinrichtungen vorgeaänen für das sichere Festhalten der Kappe auf dem Körper des Verbindusngs· elements. Die Halteeinrichtung kann Ausnehmungen und mit diesem zusammenwirkende Vorsprünge umfassen. Beispielsweise kann ein Körper von runder Querschnittsform eine Umfangsnut besitzen, und ein Rand der Endkappe kann einen oder mehrere Vorsprünge aufweisen, die mit der Nut zusammenwirken; eine einziger Vorsprung kann an der Kappe vorgesehen sein in Form eines Umfangsbördelrandes.

Das Verbindungselement kann Halteeinrichtungen aufweisen für das Halten des ersten Gliedes axial relativ zum zweiten Glied. Beispielsweise kann eine ümfangsnut an einem Glied erfaßt werden von einem Vorsprung des anderen Gliedes.

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Das Verbindungselement kann Anschläge aufweisen für die Begrenzung der Relativdrehung. Beispielsweise kann eine bogenförmige Nut in einem Glied erfaßt werden von einem Vorsprung des anderen Gliedes. Oder eine Querfläche an einem Ende eines Gliedes kann in Eingriff gelangen mit einem Vorsprung am anderen Glied.

Die Funktionen der Halteeinrichtung und der Anschläge können kombiniert werden, wie im Falle einer bogenförmigen Nut in einer Seite des einen Gliedes und einem mit dieser zusammenwirkenden Vorsprung am anderen Glied. Das Verbindungselement kann ferner eine Ausnehmung in einem oder beiden Gliedern aufweisen, wobei die Ausnehmung oder jede Ausnehmung ausgebildet ist für die Aufnahme eines Leiters, der in das Verbindungselement eingeführt wird.

Vorzusgweise besitzen das erste und zweite Glied eine gleiche Anzahl von Ausnehmungen, die ausgebildet sind für das Zusammenwirken als ein oder mehrere Paare von Ausnehmungen, wenn sich das Verbindungselement in der offenen, n_icht klemmenden Lage befhdet. Beispielsweise können drei Paare von Ausnehmungen vorgesehen werden. Bei einem oder beiden Gliedern können die Stegflächen zwischen den Ausnehmungen mit einem nockeaartigen Profil ausgebildet sein, so daß die Relativdrehung zwischen den Gliedern die Klemmkraft in zunehmender Weise ausübt. Das Profil kann sich ändern länsgs der Längserstreckung eines oder beider Glieder, um so ein merkbares Quetschen oder Knicken an den Ende eines Leiters auszuüben, jedoch geringfügige oder keine Beschädigung an dem Punkt, wo der Leiter aus dem Veündungselement herausführt. Auf diese Weise kann eine Schwäschung des Leiters vermieden werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform stehen das erste und das zweite Glied in Gewindeeingriff und die Ausnehmungen befinden sich im wesentlichen oder vollstäridig in den Gewindegängen.

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Ein oder beide Glieder können mit Schlitzen oder Öffnungen versehen sein, um deren elastische Verformbarkeit zu erhöhen..

Das erste Glied kann mit einem Passabschnitt versehen sein, der im Gebrauch mit einem entsprechenden Passabschnitt eines dritten Gliedes zusammenwirkt, um das zweite Glied relativ zum ersten Glied zu positionieren.

Das erste Glied kann aus zwei Passteilen bestehen.

Einige Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in Explosionsdarstellung perspektivisch ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 zeigt in ähnlicher Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel,

Fig. 3A und 3B

zeigen im Querschnitt die Wirkungsweise des Verbindungselements,

Fig. 3C und 3D

zeigen Querschnitte zweier weiterer Ausführungsformen ,

Fig. 4 zeigt eine Explosionsdarstellung in perspektivischer Anseicht einer Ausführungsform einer Halteeinrichtung,

Fig. 5 zeigt in Explosionsdarstellung eine Ausführungsform, bei der die Halter und Anschlageinrichtungen kombiniert sind,

Fig. 6 zeigt eine Ausbildungsform eines Anschlags, Fig. 6A zeigt einen Querschnitt des Anschlags nach Fig.

Fig. 7 zeigt einen Vertikalschnitt einer weiteren Ausführungsforra einer Halteeinrichtung,

Fig. 8 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 7,

Fig. 9 zeigt in Explosions*. _t ,

^aa*steli_ung eine weitere . 6098a T/0764

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Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 7,

Fig. Io zeigt in Explosionsdarstellung eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung,

Fig. HA und HB

zeigen im Querschnitt weitere Ausführungsformen von Verbindungselementen gemäß der Erfindung,

Fig. 12A bis 12E ·

zeigen eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes der Erfinudng in verschiedenen Ansichten,

Fig. 13A bis 13C

zeigen perspektivisch Ausführungsformen von Deformatidnshilfschlitzen,

Fig. 14 zeigt eine Endkappenbaugruppe, Fig. 14A zeigt einen Querschnitt einer solchen Endkappe,

Fig. 15 zeigt perspektivisch ein Verbindungselement, das doppelseitig ausgebildet ist, und

Fig. 16A und 16B

zeigen Querschnitte eines Verbindungselementes mit einer alternativen Ausführungsform der Anschläge.

Das Verbindungselement nach Fig. 1 umfaßt einen im wesentlichen zylindrischen Körper 1, in dem das hier aus Gründen der deutlicheren DArstellung herausgezogen gezeigte Klemmglied 2 drehbar aufgenommen ist. Das Klemmglied 2 besitzt einen sich verjüngenden Schneckennockenabschnitt 3 und einen zylindrischen Lageabeshcnitt 4. Der letztere paßt gleitbeweglich in den zugeordneten Abschnitt der Innenfläche des Körpers 1, um so das Klemmglied koaxial innerhalb des Körpers zu zentralisieren. Jener Teil der Innenfläche des Körpers nahe der Klemmfläche 3 ist mit Nutungen 5 versehen. Im äußeren Ende des Klemmgliedes 2 befindet sich eine Ausnehmung 6 hexagonalen Querschnitts.

Der zu klemmende Leiter wird in das Verbindungselement zwischen die NUtungen 5 und jenem Teil der Klemmfläche 3 mit dem kleinsten Radius eingeführt. Ein Steckschlüssel wird in die Ausnehmung 6 eingeführt und verwendet, um das Klemmglied 2

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zu verdrehen, so daß der Leiter zunehmend eingequetscht wird und seine Isolation zerstört wird. Die Herstellung der Verbintidung ist demgemäß extrem schnell und einfach. Die NUtungen 5 verhindern eine Umfangsbewegung des Leiters, während das Klemmglied 2 verdreht wird. Die Nutungen unterstützen ferner die Herstellung eines guten galvanischen Kontaktes zwischen dem Leiter und dem Verbindungselement.

In dieser Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ergibt sich eine axiale Änderung des Radialabstandes zwischen den GLiedern infolge des sich verjüngenden Abschnitts 3 des Klemmgliedes 2. Wegen dieser Änderung wird der Leiter sehr fest erfaßt an seinem Ende und erheblich weniger fest an dem Punkt, wo/er aus dem Verbindungselement austritt, so daß die Wahrscheinlichkeit geringer ist, daß nahe dem Verbindungselement ein Leiterbruch eintritt.

Der zylindrische Körper 1 besitzt dünne Wandungen und besteht aus einem Federmaterial, wie Phosphor-Bronze, das erhebliche elastische Deformationen unter den Klemmkräften standhalten hat, die beim Klemmen eines Leiters entstehen.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfinedung dargestellt, bei der die axiale Änderung des Radialabstandes zwischen den Gliedern bewirkt wird durch Verwendung eines kegeistumpfförmigen Körpers 7 mit einem Klemmglied 8, das einen Nockahschnitt konstanten Querschnitts besitzt. Das Klemmglied 8 besitzt einen Schneckenabschnitt 9 konstanten Querschnitts, einen kegelstumpfförmigen Lageabrshcnitt Io und eine Axialausnehmung 11, sechseckigen Querschnitts, für das Einführen eines Steckschlüssels bei der Drehung der Glieder. Der Abschnittt Io besitzt den gleichen Kegelwinkel wie die Innenfläche des Körpers 7, so daß die beiden Glieder koaxial ausgefluchtet bleiben, und der Abschnitt der Innenfläche des Körpers 7, der der nockenförmigen Klemmflache 9 gegenüberliegt, ist mit axialen Rippen 12 versehen. Diese halten den Leiter relativ zum Körper, wie dies für die Nutungen in der Ausführungsform nach Fig. 1 erläutert wurde.

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Auch hier besteht der Körper 7 aus einem federnden Material, wie Phosphor-Bronze.

Fig. 3A und 3B beziehen sich auf beide Ausführungsformen die oben beschrieben wurde.

Das Verhalten des Verbindungselements beim Festklemmen eines Leiters ist in Fig. 3A und 3B dargestellt. In Fig. 3A ist ein Leiter 13 mit einem Isolierüberzug 14 zwischen den Körper eines Verbindungselementes 15 und ein nockenförmiges Klemmglied 16 eingeführt worden. Beim Verdrehen des Klemmgliedes gemäß Fig. 3 wird der Leiter gequetscht und seine Isolation wird zerstört, und ein guter elektrischer Kontakt wird erreicht. Das Verbindungselement ist hier mit Nutungen 5, wie in Fig, I versehen.

Fig. 3C zeigt im Querschnitt eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung, bei der das äußere Glied nockenartig ist. Hier ist ein Leiter 13 eingeführt dargestellt zwischen einem nockenförmigen Körper 17 und ein zylindrisches Klemmelement 18. Man erkennt, daß diese Ausführungsform der beiden Glieder in jeder der insoweit beschriebenen Ausführungsformen oder noch zu beschreibenden Ausfüfarungsformen anwendbar ist. Beispielsweise könnte die Ausführungsform nach Fig. 1 so ausgebildet werden, daß ein nockenförmiger Körper konstanten Querschnitts und ein sich verjüngendes Klemmelement vorgesehen werden, oder daß gemäß Fig. 2 ein nockenförmiger kegelstumpfförmiger Körper vorgesehen werden könnte mit einem zylindrischen Klemmglied.

Fig. 3D zeigt eine abgewandelte Querschnittsform des nockenförmigen Gliedes zur Aufnahme eine Paares von Leitern. Man erkennt, daß ein Verbindungselement hergestellt werden kann, mit dem eine beliebige Anzahl von Leitern klemmbar ist, einfach durch Verwendung einer entsprechenden Anzahl- von Nockenprofilen, oder durch entsprechende Auswahl der Form des Nockenprofils auf dem Klemmglied.

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Fig. 4, 5 und 6 zeigen verschiedene Ausführungsformen, bei denen Halteeinrichtungen und Anschläge vorgesehen sind, jeweils bestimmt für das Halten eines inneren Gliedes koaxial innerhalb eines Körpers, gegen Axial- und RAdialkräfte, bzw. für die Begrenzung der Relativdrehung der Glieder beim Klemmen. Da in diesen Fig. nur die Halte- und Anschlagfunktionen illustriert werden sollen, wurden weitere Merkmale, etwa der sich in Axialrichtung ändernde Radialabstand zwischen den Gliedern, die Nutungen oder Rippen auf einem der Glieder und die Werkzeugausnehmung des Klemmgliedes, nicht mit dargestellt.

Gemäß Fig. 4 ist ein nockenförmiges Glied 21. drehbar in einem Körper 22. In den vorher beschriebenen Ausführungsformen wurden die beiden Glieder koaxial ausgefluchtet gehalten durch Versehen des Innengliedes mit einer Anschlagfläche 23, die gleitend an einem entsprechenden Anschlag der Innenfläche des Körpers 22 anliegt. Das innere Glied wird innerhalb des Körpers gegen Axialkräfte gehalten mittels einer ümfangsnut 24 in seiner Oberfläche, die in Eingriff gelangen kann mit einem UmfangsbördeTrand (nicht dargestellt) auf der Innenfläche des Körpers 22. Der Börddrand wird gebildet durch bördeln des Körpers, wie bei 25 angedeutet.

In Fig. 5 besitzt wiederum ein Klemmglied 26 einen Lagerabschnitt 27, der eine Bewegungspassung bildet mit einem zugeordneten Abschnitt der Innenfläche eines Körpers 28. Hier wird die Axialhalterung bewirkt mittels eines Radialvorsprungs 29, auf der Innenseite des Körpers, der in Eingriff gelangt beim Zusammebau mit einer Ümfangsnut 3o des Klemmgliedes. Durch Ausbildung der Nut 3o deart, daß sie sich nur über einen Teil des ümfangs des Gliedes 26 erstreckt, kann die Winkelbewegung der Glieder je nach Wunsch begrenzt werden. Man erkennt, daß wenn diese Begrenzung nicht erforderlich ist, die Ausbildung von InnenvacBprung und Nut verwendet werden kann, um nur die Axialhalterung zu bewirken, indem einfach die Nut um den

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gesamten Umfang des Innengliedes erstreckt wird.

Gemäß Fig. 6 besteht ein Körper 31 im wesentlichen aus einem starren Rohr 33 mit einem oberen, ausgehöhlten Abschnitt 34 zur Aufnahme des Innengliedes. Um die Relativbewegung der beiden Glieder zu begrenzen, ist ein Axialvorsprung 35 an der Basis der Innenseite des Körpers vorgesehen für den Eingriff (am Ende der Drehbewegung) mit einer quer verlaufenden Axialfläche 36 an der Bsis des Klemmgliedes 32. Eine Lagerfläche 37 paßt.beweglich in einen entsprechenden Abschnitt im Inneren der Ausnehmung 34. Die gesamte Anordnung ist im Schnitt in Fig. 6A gezeigt.

Fig. 7 zeigt eine v/eitere Ausführungsform für die Halteeinrichtung, die insbesondere geeignet ist für Verbindungselemente, die auf einem isolierenden Block zu montieren sind. Hier besitzt ein Körper 39 die Form eines hohlen Rohres, das an beiden Enden offen ist und an seiner Innefläche mit einer Umfangsschulter 41 versehen ist, so daß ein unterer Abschnitt des Rohres mit größerem Innendurchmesser entsteht. Das Innenglied 42 umfaßt einen Nockenabschnitt 43, der mit seinem Maximaldurchmesser beweglich in den oberen Abschnitt kleineren Durchmesser des Rohres paßt, so_wie einen unteren Halteabschnitt 44 mit einem Durchmesser, der groß genug ist, daß er gleit- und drehba_r in den unteren Abschnitt des Rohres paßt, jedoch abgestützt wird von der Schulter 41. Der Halteabschnitt dient demgemäß zugleich als Ausfluchtungsmittel. Das gesamte VerbindungseLement wird nach dem Zusammenbau in ein Loch in einem Isolierstoffblock 4o eingefügt, vobei die Basis des Abschnitts 44 auf dem Boden des Loches aufsitzt.

In Fig. 8 ist eine Abwandlung des zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiels dargestellt, bei der,zwecks Vereinfachung von Herstellung und Montage,das Innenglied in zwei getrennten Teilen, beispielsweise durch Extrusion, hergestellt wjLrd, nämlich in Form eines Nockenabschnitts 47 und eines Halteteils 48. Die beiden Abschnitte werdervverbunden durch einen Preßsitz

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zwischen einem Vorsprung 5o an der Oberseite des Halteabschnitts und einer Öffnung 49, an der Unterseite des Nockenabschnitts, welche Öffnung vorzugsweise der untere Teil einer Werkzeugaufnahmeöffnung ist, die sich an der Oberseite befindet, so daß sich in dieser Ausführungsform ein durchgehendes Loch von oben bis unten durch den Nockenabschnitt ergibt. Der Körper 45 hat wieder die Form eines hohlen Rohres mit einer Inneschiulter 46.

Eine weitere Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 7 ist in Fig. 9 dargestellt. Auch hier besteht das Innenglied aus zwei Teilen, nämlich einem Nockenabschnitt 52 und einem Halteabschnitt 53, die miteinander verbunden sind durch einen Preßsitz zwischen einem Vorsprung 56 und einer Öffnung 55. In diesem Falle ist jedoch die Halteeinrichtung ein Flansch 54, der zusammenwirkt mit der Unterseite 57 des Körpers 51, der hier die Form eines Rohres ohne Schulter besitzt. Man erkennt, daß dann, wenn ein Leiter entsprechend dieser Abwandlung in ein Loch in einem Isolierstoffblock einzuführen ist, ein Abstand zwischen dem Boden des Loches bleiben muß und der unteren Kante 57 des Rohres 51, damit der Flansch 54 dort drehbar positioniert werden kann.

Sowohl in der Ausführungsform nach Fig. 7 als auch nach Fig. 8 und 9 versteht es sich, daß eine Änderung des Radialabstandes , wie in allen Ausführungsformen gemäß der Erfindung vorgesehen werden kann, durch Verjüngung entweder des inneren oder des äußeren Gliedes oder beider Glieder. Beispielsweise können die Körper<eohre oder nur ihre Innenflächen sich verjüngen und verwendet werden mit parallelseitigen Klemmgliedern, oder sich verjüngende Klemmglieder können.vorgesehen werden in Zusammenwirkung mit sich nicht verjüngenden Rohrkörpern. In diesen Ausführungsformen sollten die Halteabschnitte nicht verjüngend ausgebildet sein, um den Zusammenhau der Verbindungselemente zu vereinfachen. Die Halteabschnitte sollten jedoch beweglich an der Innenfläche des

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Körperrohres anliegen, um wie in den zuerst beschriebenen Ausführungsformen als Ausfluchtungshilfe zu wirken.

Während die Abschnitte des Klemmgliedes in Kontakt mit den latern aus Metall bestehen, um einen sicheren elektrischen Kontafefc zu bewirken, und die Energie zu speichern, die bei der Herstellung der Verbindung freigesetzt wird, brauchen die Abschnitte der Glieder, die nicht in Kontakt stehen mit dem festgeklemmten Leiter nicht aus Metfeall zu bestehen. Insbesondere können die Halteabschnitte 48 bzw. 5 3 aus Isolierstoff bestehen, wie einem Kunststoffmaterial.

Ein weiteres Beispiel für Verbindungselemente, die in einem Isolierstoffblock montiert sind, ist in Fig. Io dargestellt. Hier wirkt das nockenförmige innere Klemmglied 57 zusammen mit einem rohrförmigen Körperglied 58, das auf einem Mehrrohrglied 59 ausgeblildet ist. Die Rohre 58 befinden sich in Löchern eines Isolierstoffblocks 6oa^ind ein weiterer Isolierstoffblock 6ob wird in an sich bekannter Weise am Block 6oa befestigt, um das Mehrfachrohrglied 59 sicher zu haltern. An den unteren Isolierstoffblock 6ob sind Haltenippel 61 angeformt mit Köpfen 62 für den Eingriff in Löcher 63, bei denen es sich um die Werkzeugöffnung handeln kann, wie oben beschrieben, und die sich in der Basis der Nockenklemmglieder 57 befinden. Eine Mehrzahl von Verbindungselementen kann in einer Einheit zusammengefaßt werden, und sie können elektrisch angeschlossen werden ,etwa bei 64, oder voneinander isoliert werden, wie bei 65. Die Haltenippel 61 dienen dann sowohl der Halterung wie auch der Ausfluchtung der Nockenklemmglieder 57 in den Verbindungselementen.

Wiederum kann die Verjüngung beim Innenglied oder beim äußeren Glied oder bei beiden vorgesehen werden.

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Zwar wurden die vorhergehenden Beispiele beschrieben als in einem Isolierstoffblock montiert, doch kann man ähnliche Anordnungen auch bei nicht montierten Verbindungselementen treffen.

Ing. HA und HB wird die Verwendung von Ausnehmungen illustriert, die in einem oder beiden Gliedern vorgesehen sind, um den eingeführten Leiter vor dem Festklemmen sicher zu positionieren. In Fig. HA ist im Querschnitt ein Verbindungselement im offenen Zustand dargestellt, mit einem Körperglied 6 6 mit Ausnehmungen 67, von denen hier drei vorhanden sind, und einem inneren nockenförmigen Klemmglied 69 mit der gleichen Anzahl von Nockenprofilen 68, wie Ausnehmungen 67 vorgesTien wurden. In dieser offenen Stellung können die Leiter in die Öffnungen eingeführt werden, die gemeinsam gebildet werden von den Ausnehmungen 6 7 und den Abschnitten der Nockenprofile mit kleinem Radius. Bei Verdrehung des inneren Klemmgliedes im Gegenuhrzeigersinn wird der Leiter festgeklemmt und seine Isolation wird zerstört, wie in den vorhergehenden Ausführungsformen.

In Fig. HB ist eine ähnliche Verbindungselementausführung dargestellt, bei der sich die Ausnehmungen nicht nur im Körperglied 66 befinden, sondern auch in dem inneren nockenförmigen Klemmglied 73. In der offenen Stellung werden die Leiter in die öffnungen eingeführt, die gemeinsam gebildet werden von den Ausnehmungen 6 7 und Ausnehmungen 71, im inneren Klemmglied 73, die nahebei positioniert sind. Bei Verdrehung werden die Leiter zwischen dem Körperglied und dem Nockenprofil 72 festgeklemmt.

Die Verwendung von Ausnehmungen, wie oben beschrieben, anstelle von Nutungen oder Rippen ist bei jedem der Ausführungsbeispiele möglich.

In Fig. 12A bis 12F ist eine Ausführungsform eines Verbindungselements dargestellt mit Ausnehmungen, wie in Fig. H angedeutet. Hier stehen die beiden Glieder im Gewindeeingriff

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und die Ausnehmungen befinden sich hauptsächlih in den Gewindegängen. Ein Körperglied umfaßt eine im wesentlichen zylindrische Bohrung mit Ausnehmungen 75, von denen, hier wiederum drei vorgesehen sind, wobei die Außenlinie der sich ergebenden öffnungen in Fig. 12A erkennbar ist. Ein inneres Glied 76, das in Ansicht in Fig. 12B und im Schnitt in 12C dargestellt ist, hat im wesentlichen die Form einer Wadenschraube, bei der einige Abschnitte der Gewindegänge vollständig weggeschnitten sind längs Achsen parallel zur Gewindeachse, um so Ausnehmungen 77 zu bilden, zwischen den verbleibenden Abschnitten der Gewindegänge und dem Schaft78. Die anderen Abschnitte der Gewindegänge, die Stegflächen 79 bilden, wurden abgeflacht zu einem nockenartigen Profil, und die verbleibenden Abschnitte der Gewindegänge bilden die runden Abschnitte des Querschnitts.

Die offene Stellung des Verbindungselements ist in Fig. 12D gezeigt. Hier wirken die Ausnehmungen 77 und 75 miteinander zusammen zur Ausbildung von öffnungen,in die Leiter 8o eingeführt werden können. Bei der Drehung gemäß Fig. 12E, die ein teilweise "geschlossenes" Verbindungselement darstellt, schließen sich die Nockenprofile 79 über den Leitern, zerstören die Isolation durch den ausgeübten Druck und klemmen das Metal der Leiter fest. Bei dieser Ausfuhrungsform ergibt sich eine verbesserte Festigkeit für die Verbindung durch weitere Drehung,mit der die. nicht abgetragenen Abschnitte der Gewindegänge in Kontakt mit 'dem Leiter gelangen, diesen anritzen und damit noch fester halten. Eine Abstufung der Klemmkraft längs der Länge der Drahterstreckung läßt sich in dieser Ausführungsform erreichen durch Ausbildung des Innengliedes, wie in Fig. 12F dargestellt, wo die Länge der abgeflachten Abschnitte 79 des Gewindeganges sich vom Boden bis zur oberen Seite der Schraube vergrößert. Dies bedeutfcet, daß der Radialabstand zwischen den Gliedern längs Linie XY zunimmt, so daß die Nockenprofile 79 in Wirklichkeit sich verjüngen. Obwohl die Schraube selbst natürlich elektrisch leitend sein muß, kann man sie, falls erwünscht, hohl ausbilden mit einem eingesetzten isolierenden mittleren

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Abschnitt.

Das Innenglied kann, wie in den vorherigen Ausführungsformen, verdreht werden mittels eines Werkzeuges, wie eines Steckschlüssels, der eingesetzt wird in eine geeignete Öffnung in der Oberseite oder durch einen konventionellen Schraubendreher in einem Schlitz 81. Die erstegenannte Bauart ist bevorzugt, weil sie ein Minimum an Kopfraum oder Fläche oberhalb des Verbindungselementes unbenutzt läßt, während immer noch die Verbindung hergestellt oder gelöst werden kann. Die Minimalanforderungen für den"Kopfraum" sind ein wichtiges Merkmal aller Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung, bei der auch, weil das nockenförmige Klemmglied mit seinen Achsen parallel zum geklemmten Leiter verläuft, der Raum in der Ebene senkrecht zum verbundenen Leiter am ökonomischsten ausgenutzt wird. Dies ermöglicht eine sehr hohe Packdichte in mehr Klemmeneinheiten, ein Merkmal, das immer wichtiger wird bei der zunehmenden Miniaturisierung von elektrischen Systemen.

Die Bedeutung der gespeicherten Deformationsenergie in den Gliedern des Verbindungselements in der Klemmstellung während ein Leiter erfaßt ist, wurde bereits oben angedeutet. Um sicherzustellen, daß eine erhebliche Quantität an Deformationsenergie eleastisch in dem Verbindungselement gespeichert wird, ist es wünschenswert, entweder den Körper des Verbindungselementes aus einem stakr elastisch deformierbaren Material zu fertigen, wie Phosphor-Bronze, oder bei Verbindungselementen, bei denen der Körper nicht ohne weiteres auf diese Weise deformierbar gemacht werden kann, Schlitze oder öffnugen in den Gliedern vorzusehen, um die Deformation zu erleichtern.

Für Verbindungselemente, die nicht in starren Blöcken montiert sind, kann der Körper so aufgebaut sein, daß sich eine große Quantität elastisch gespeicherter Deformationsenergie ergibt. Als Beispiel sei ein Verbindungselement angeführt, dessen Glieder aus Phosphor-Bronze bestehen, und mit dem ein Kupferleitungsdraht von (abisoliert) o,5 mm Durchmesser

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geklemmt werden soll. Unter der Annahme, daß eine Quetschung von o,25 mm an der Drahtspitze erfolgen soll und keine Quetschung an dem Punkt, v/o der Draht aus dem Verbindungselement austritt, und unter der Annahme, daß die Verbindungslänge o,7 mm beträgt, ist die erforderliche Klemmkraft

o,5 χ o,5 χ o,7 χ 3ooo = 4o kg (3ooo Quetschfestigkeit von wärmebehandeltem Kupfer).

Bei einem rohrförmigen Phosphor-Bronze-Körper von o,75 mm Wandungsdicke kann gezeigt werden, daß eine Punktbelastung von 4o kg die Wandung um etwa o,o25 mm auslenkt. Eine Rohrwandung, die dünner ist als o,75 mm, würde unter einer solchen Belastung dauerverformt werden, während eine dickere Rohrwandung, beispielsweise 1,25 mm viel steifer wäre und nur eine Auslenkung von etwa o,oo6 25 mm erlaubte, womit nur 25% der Energie gespeichert werden könnte, wie bei einer Wanddicke von o,75 mm. Unter diesen ümstänäden ergibt demgemäß eine Wanddicke von o,75 mm das Maximum der elastisch gespeicherten Verformungsenergie und damit optimale galvanische Dauerverbindung.

In einigen Ausführungsformen, jedoch insbesondere Seuchen, die als Außenglied einen starren Block erfordern, vielleicht aus nicht elastischem Isolierstoff, kann Verformungsenergie nicht elastisch gespeichert werden durch Deformation des äußeren Gliedes auf diese Weise. Es ist dann wünschenswert, Schlitze oder Öffnungen in einem oder beiden Gliedern vorzusehen, damit sie sich elastisch deformieren können. In den Fig. 13A bis 13C sind drei Beispiele für Schlitze dargestellt, die ine einem inneren nockenförmigen Klemmglied vorgesehen werden. Gemäß Fig. 13A ist ein solches Glied mit einem Schlitz 83 versehen, der dem äußeren Profil des Nockens folgt, und immer den gleichen Abstand von diesem hat. In diesem Falle erstreckt sich der Schlitz nur über einen Teil der axialen Länge des Gliedes. Gemäß Fig. 13B ist ein ähnliches Glied 84 mit einer Mehrzahl von radialen Schlitzen versehen, von denen hier zwei gezeigt sind, die sich parallel

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zur Nockenachse nach innen von der Außenfläche des Nockens erstrecken. In Fig. 13C ist ein weiteres solches Glied 86 dargestellt mit einem Schlitz 87, der sich parallel zur Nockenachse erstreckt und' in die Stufenfläche 88 des Nockens mündet. In den beiden letzteren Fällen können sich die Schlitze über die gesamte axiale Länge des Nockens erstrecken.

In vielen Anwendungsfällen unterliegen Verbindungen korrodierenden Angriffen,und es ist üblich, eine Fettfüllung vorzusehen, um zu verhindern, daß solche Angriffe das Verbindungselement und mit ihm verbundene Leiter korrodieren. Eine solche Fettfüllung kann einfach und wirksam erzielt werden bei Verbindungselementen gemäß vorliegender Erfindung, indem man eine Endkappe gemäß Fig. 14 vorsieht. Das Verbindungselement, das hier als Beispiel gewählt wurde, besitzt einen rohrförmigen Körper 89 und ein nockenförmiges inneres Klemmglied 9o. Ein Leiter 91 ist eingeklemmt in dem Verbindungsidement, wobei die Endkappe 92 vorher auf den Leiter aufgefädelt wurde mittels eines Loches 93. Für Verbindungselemente, mit denen eine Mehrzahl von Leitern geklemmt werden soll, wird eine entsprechende Anzahl von Löchern 93 in der Endkappe vorgesehen, welche jeweils zusammenwirken mit einer Leiterklemmöffnung in dem Verbindungselement. Wie dargestellt, wurde ein Innensechskantsteckschlüssel 94 verwendet, um das Innenglied 9o zu verdrehen unter Bewirken des Klemmens und dieser Schlüssel ist aus der Werkzeugöffnung 96 noch nicht herausgezogen worden. Wie in dem Teilschnitt nach Fig. 14A dargestellt, ist die Endkappe 92 mit einem Rand 95 versehen, der nach Herausziehen des Schlüssels und Überschiebens der Endkappe nach unten über das Ende des Verlbindungselements in Eingriff gelangt mit der Umfangsnut 9 7 im Körper 89, um so die Endkappe mit dem Verbindungselement abdichtend zu verbinden. Die Endkappe wird vorher mit Fett gefüllt.

Man erkennt, daß die verschiedenen Merkmale in der Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden, miteinander in verschiendenen Kombinationen aus Elementen der einzelnen

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AuSführungsformen kombiniert werden können.

Elektrische Verbindungselemente gemäß der Erfindung können entweder die Form von Klemmen aufweisen, die auf einem Gerät montiert sind, oder es kann sich um doppelseitige Verbindungselemente handeln für die Verbindung von Kabellängen. Ein Beispiel für die letztere Ausführungsform ist in Fig. 15 gegeben. Hier ist ein Zweiseitenverbindungselement dargestellt, bestehend aus zwei Verbindungselementen 98, deren Basisabschnitte miteinander verbunden sind. Die Verbindungselemente können irgendeine der oben beschriebenen Ausführungsformen haben. Ein Mittelabschnitt 99 ist vorge sehen mit flachen Flächen, oder mit anderen Ausbildungen für das Vereinfachen des Festhaltens, während die inneren Glieder loo der Verbindungselemente verdreht werden.

Die beschriebenen Verbindungselemente verwenden mit großem Wirkungsgrad eine kleine Materialquantität für das Speichern der Energie beim Klemmen eines Drahtes und v/erden deshalb besonders geeignet sein für die Verbindung von Aluminiumleitern.

Litzenleiter können verbunden werden durch Verwendung von entsprechend größeren Ferbindungselementen.

Während einige Typen von Leitern gekfemmt werden können, um eine sichere galvanische Verbindung ohne vorheriges Abisolieren vom Leiter zu erzielen, kann man von dickeren Leitern (die sonst zu dock wären für einen bestimmten Typ von Verbindungselementen) die Isolation vor der Herstellung der Verbindung abstreifen. .

Eine alternative Ausfuhrungsform für die Begrenzung der Relativdrehung der Glieder ist in Fig. 16A und 16B_ dargestellt. In den Fig. 16A und 1.6B ist ein inneres, mit NockenpföfXl % versehenes Klemmglied Io2 drehbar innerhalb eines Außengliedes Io4 und mit einer Schulter Io6 versehen für das Erfassen des Leiters 13 bei der Drehung, wobei der Draht als Anschlag gegen Weiterdrehen dient. Fig. 16A zeigt das Verbindungselement offen und 16B im geschlossenen Zustand. 509821/0764

- Patentansprüche -

Claims

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1. ) Elektrisches Verbindungselement mit einem ersten Glied, das sich mindestens zum Teil innerhalb einer Bohrung eines zweiten Gliedes befindet, wobei das erste und das zweite Glied relativ zueinander drehbar sind und gemeinsam einen Hohlraum definieren, in den ein Leiter einführbar ist, und wobei die Relativdrehung der Glieder zu einem Schließen der Glieder über einem Leiter innerhalb des Hohlraums führt, dadurch gekennzeichnet, ddaß der Hohlraum sich im wesentlichen parallel zur Drehachse von einem Ende der Bohrung her erstreckt, und daß auf den Leiter eine im wesentlichen radial gerichtete Klemmkraft ausgeübt wird.

2. Elektrisches Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eins der Glieder mit Vorsprüngen versehen ist, für das Bremsen eines Leiters gegen Bewegung in Umfangsrichtung bei Relativdrehung der Glieder.

3. Elektrisches Verbindungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge so geformt sind, daß sie das Durchdringen der Isolation eines Leiters unterstützen und einen guten galvanischen Kontakt mit dem Leiter herstelllen.

4. Elektrisches Verbindungselement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Glieder/einerseits ein nockenförmiges Klemmglied bzw. andererseits ein hohler zylindrischer Körper sind.

5. Elektrisches Verbindungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Glied einen zylindrischen Lagerabschnitt entsprechend dem Bohrungsdurchmesser aufweist.

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6. Elektrisches Verbindungselement nach Anspruch 1, 2 oder

3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Glieder ein nockenförmiges Klemmglied bzw. ein hohler_rsich verjüngender Körper sind.

7. Elektrisches Verbindungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Glied einen sich verjüngenden Lagerabschnitt mit einem, der Bohrung entsprechenden, Verjüngungsgrad aufweist.

8. Elektrisc hes Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Radial ab st and zwischen dem ersten und zweiten Glied sich in Axialrichtung der Bohrung ändert.

9. Elektrisches Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Glieä eine Ausnehmung vorgesehen ist zur Aufnahme eines Werkzeuges zum Verdrehen des ersten Gliedes.

10. Elektrisches Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurfch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement die Form einer Klemme zum Montieren an einem Gerät aufweist.

11. Elektrisches Verbindungselement nach einem der Ansprüche von 1 bis 9, dadurch gekennezeichnet, daß das Verbindungselement zweiseitig ausgebildet ist für das Verbinden zweier Leiter miteinander.

12. Elektrisches Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durfch eine Endkappe mit einer, mit dem Hohlraum zusammenwirkenden Öffnung.

13. Elektrisches Verbindungselement nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Halteeinrichtungen für das sichere Haltern der Kappe auf dem Körper des Verbindungselements.

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14. Elektrisches Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Halteeinrichtungen vorgesehen sind für das Haltern des ersten Gliedes entgegen Axialbewegungen, relativ zum zweiten Glied.

15. Elektrisches Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Anschläge für die Begrenzung der Relativdrehung der Glieder.

16. Elektrisches Verbindungselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlähe eine Schulter auf einem Glied umfassen als Anschlag gegen Weiterdreung durch Erfassung eines Leiters.

17. Elektrisches Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Ausnehmungen in einem oder beiden Gliedern vorgesehen sind, welche Ausnehmungen zur Aufnahme eines in den Hohlraum eingesetzten Leiters ausgebildet sind.

18. Elektrisches Verbindungselement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausnehmungen nockenförmige Stegflächen vorgesehen sind.

19. Elektrisches Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Glieder in Gewindeeingriff miteinander stehen, und daß ein oder mehrere Ausnehmungen in einem oder beiden Gliedern vorgesehen sind, welche Ausnehmungen zur Aufnahme eines, in den Hohlraum einzuführenden Drahtes ausgebildet ist.

20. Elektrisches Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder beide Glieder mit Schlitzen oder Öffnungen versehen sind zur Vergrößerung der elastischen Deformierbarkeit der Glieder.

21. Elektrisches Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Glied mit

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einem Paßabschnitt versehen ist, der mit einem komplementären Paßabschnitt eines dritten Gliedes zusammenwirkend ausgebildet ist zum Positionieren des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied.

Elektrisches Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Glied aus zwei zusammenpassenden Einzelteilen besteht.

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