DE2601952A1

DE2601952A1 - Verbindungsstueck

Info

Publication number: DE2601952A1
Application number: DE19762601952
Authority: DE
Inventors: Uno Svensson
Original assignee: WINEMAR CURT AB
Current assignee: WINEMAR CURT AB
Priority date: 1975-01-29
Filing date: 1976-01-20
Publication date: 1976-08-05
Also published as: DK36876A; SE392183B; NO760227L; SE7500919L; GB1514058A

Description

Verbindungsstück

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungsstück
welches aus Aluminium besteht und eine Öffnung oder ein Loch aufweist, im Besonderen eine zentral angeordnete Öffnung oder zentral
angeordnetes Loch. Bas Verbindungsstück ist dazu vorgesehen, an eine oder mehrere elektrische Leitungen, die ebenfalls aus Aluminium bestehen, festgeklemmt zu v/erden, wenn diese in die Öffnung eingeführt sind. Das Festklemmen soll vorzugsweise mit Hilfe einer Hatrize geschehen.

Es ist bereits bekannt, Matrizen zum Festklemmen von elektrischen
Leitern, vorzugsweise aus Aluminium, in hülsenförmigen Verbindungsstücken, beispielsweise einer Verlängerungshülse, einem Kabelschuh
oder dergl. anzuwenden. Die Matrize wird vorzugsweise in einem handbetriebenen Klemnwerkzeug, welches einen Amboss aufweist und einen
vom und zum Amboss beweglich angeordneten Don. Der Amboss ist so angebracht, dass er teilweise die vom Klemmwerkzeug leicht entfernbare und einsetzbare Matrize umschliessen kann und diese in einer im Verhältnis zum Doft bestimmten Lage fixieren zu können. Das Verbindungsstück mit den darin eingeführten elektrischen Leitern ist dafür vorgesehen, in die Matrize eingesetzt zu werden, welche eine innere Form aufweist, die im wesentlichen der äusseren Form des Verbindungsstückes entspricht. Auf diese Weise wird die Matrize ein durch das nachfolgende

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ORIGINAL INSPECTED

Zusaanenkle:mnen verursachtes Verlängern und/oder Anschwellen über das von der inneren 5¹Om den von der 7-Iatrize in voraus bestirnten" Tert hinauc, verhindern. Die !Tatrize init dem Verbindungsstück und den darin eingeführten elelrbrischen Leiter wird während des Fest— kleanens im ICLemmwerkzeug festgehalten, welches während der Betätigung einen oder nehrere Do^e in das Verbindungsstück zum Eindringen bringt.

Die Anwendung einer liatrize zum Zusamnenklemmen eines Verbindungsstückes, bestehend aus .Aluminium und einem oder mehreren elektrischen leitern, ebenfalls aus Aluminium beschaffen, bringt den Vorteil mit sich, dass weder das Verbindungsstück noch der elektrische leiter einer allzu grossen Streckung während des KLemmvorganges ausgesetzt werden. Die Verwendung einer Matrize gewährleistet ausserdem einen hohen Druck zwischen dem Verbindungsstück und den elektrischen leitern, was seinerseits eine gute Verbindung zwischen Verbindungsstück und elektrischem Leiter zustandebringt.

Es hat sich allerdings erwiesen, dass bei Verwendung von Aluminium als elektrischem Leiter, Aluminiumoxyd vorhanden ist, welches eine elektrische Isolierung bildet, und dabei hat es sich, in gewissen Fällen als erschwerend gezeigt, den Uebergangswiderstand zwischen Verbindiingsstück und dem elektrischen Leiter auf einen für die Art der Anwendung akzeptablen Wert zu senken.

Es war im Einblick auf das vorliegende Problem notwendig^ Wege zu finden, die isolierende Aluminiumschicht zu entfernen oder zu durchbrechen. Als Folge dieser Entwicklung wurden spezielle Mittel vorgeschlagen um das AiumimLumoxyd vor dem Zusammenklemmen oder Festklemmen des Verbindungsstückes an den elektrischen leitern zu entfernen, aber solche Massnahmen sind vereint mit Arbeite- und Zeitaufwand.

Die vorliegende Erfindung gibt Aufschluss über ein Verbindungsstück, bestehend aus Aluminium und mit einer Öffnung oder einem loch, welches auf besondere Weise Im Verhältnis zur Abmessung des Verbindungsstückes beschaffen wurde, wodurch gewährleistet wird, dass ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Verbindungsstück und den elektrischen leitern entsteht, auch wenn die elektrischen leiter und das Verbindungsstück vor dem ZusammenkleHaen mit Aluminiumoxyd behaftet sein sollten.

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BAD ORIGINAL

Was in erster linie als kennzeichnend für ein Verbindungsstück gemäss vorliegender Erfindung angesehen wei'den ]-aHn, wird ±m kennzeichnenden Seil des nachstellenden Patentanspruches 1 angegeben.

Eine jetzt vorgeschlagene Ausführungsforni, welche die für die vorliegende Erfindung besonderen Kennzeichen ,aufweist, τ/ird näher veranschaulicht unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung, in der Pig» 1 in Perspektivansicht ein Klemmwerkzeug zeigt. ]?ig« 2a land "2b verschiedene Projektionen einer in eines Klemmwerkzeug anwendbaren Matrize zeigen,

Fig. 3 eine Perspektivansi eht einer Hülse und einen in einer halben Matrize gem. Pig. 2 eingeführten elektrischen leiter zeigen, Pig. 4 ein Verbindungsstück in Porn einer Yerlängerunirshülse gem.

vorliegender Erfindung teilweise is ScMitt seij-t nnd Pig. 5 ein alternatives Verbindungsstück gemäss vorliegender Erfindung nach dem Pestklemmen an einen elektrischen leiter zeigt.

In Pig. 1 wird ein Elemmwerkzeug gezeigt, bei der 1 eine hydraulische Pumpe bezeichnet, welche durch ein Vor- und Zurückbewegen eines mit der Pumpe 1 verbundenen Armes 2 betätigt wird. Der Arm 2 kann rat einer Druckplatte 3 zur Pussbetätigung ausgerüstet sein. Die Pumpe 1 ist mit einem für das Druckmedium vorgesehenen Schlauch 4 versehen, der in Verbindung mit einem Druckknopf 5 steht. Der Druckknopf 5 enthält einen Zylinder (nicht abgebildet), welcher in direkter Verbindung mit dem genannten Schlauch 4 steht. Im Zylinder befindet sieh ein Kolben, dessen Stange mit einem DoOi 6 vereint ist. Am. Dom 6 vorbei erstrecken sich zwei parallele Arme 7, deren äusserste Enden einander zugebogen sind und ein U bilden, mit einem Haken S versehen, für ein Zusammenwirken mit der Matrize 11. Die Arme 7 dienen als G-egenhalt für die vom Dorn entwickelte Kraft und sind versehen mit einer Öffnung 10, entsprechend der äusseren Porm einer Matrize, Die Matrize ist aus Stahl beschaffen.

Bas Werkzeug kann gleichwohl bei herkömmlicher Klemmung ohne Ivlatrize oder entsprechendem zur Anwendung kommen, was bei Klemmung von Organen, bestehend aus Material mit einem Härtegrad entsprechend dem Härtegrad· von Kupfer, zu empfehlen ist. Sofern die Verlängerungshülse und der elektrische leiter aus weicherem Material bestehen, beispielsweise Aluminium, ist Klemmung unter Anwendung der nachstehend beschriebenen

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Vorrichtung¹ zu enpfelilen, denn dadurch wird das Hisiko eliraniert, dass weder die Lance oder die Stärke der Verbindung nach den Durchführen des Festklenriens zurenonmen haben könnten.

In 5¹Ie. 2a"und 2b %7ird eine zweigeteilte Matrize 11 gezeigt. Die innere fläche 12 der ^TTatrize ist zylinderf ömig, mit P.üeksieht darauf, dass das hülsenförnige Verbindungsstück genäss Ausführungsbeispiel ebenfalls zylinderförmig ist. Die Innenfläche 12 der Ilatrize geht an seinen landen in eine rechtwinkelige, gegen die genannte Fläche 12 liegende Fläche 12' tlber_r welche gedacht ist, gegen eine am Verbindungsstück oder der Verlängerungshülse angeordneten querverlaufenden FlMche 13 gerichtet zu sein. Die Fläche 12' nündet in eine kreisförmige Öffnung 14, deren Durchmesser den Durchmesser in Innern der TIatrize und an der Fläche 12 untersteigt, danit eine bessere Uebereinstinnung nit der Pom des Verbindungsstückes erhalten wird. Die Fläche 12 dient als begrenzende Fläche für die Ausdehnung des Verbindungsstückes bein Klemmen mit Hilfe des Doms und die Fläche 12' dient als begrenzende Fläche für die Verlängerung des Verbindungsstückes bein Klennen nit Hilfe des genannten Docjios 6.

Die I'atrize 11 ist nit einer entlang der Längsrichtung verlaufenden Vertiefung 15 versehen, dazu vorgesehen, den Dom 6 freien Weg durch die Ilatrize 11 und des zun im Inneren der -Jatrize eingesetzten Verbindungsstückes und den elektrischen Leiter zu gewähren.

Ausserde:.: ist die Ilatrize 11 an einer der Längenseiten über eine Lasche beweglich, wobei die Drehachse parallel mit der zur Länge der Ilatrize verlaufenden Zentralachse verläuft.

Das Verbindungsstück wurde im Ausführungsbeispiel durch eine um. den elektrischen Leiter aufschiebbare Hülse 17 in Fora eines Hohlzylinders und der erwähnten Verlängerungshülse dargestellt. Die Hülse 17 ist gleichmässig dick, mit Ausnahme einer der durch die Länge der Ilatrize 11 notwendigen Vertiefung 18, wobei der Abstand zwischen den äussersten Enden der Hülse 17 und der Vertiefung 18 geringfügig den Abstand zwischen den Flächen 12' in der I-Iatrize 11 unter steigt. An der Vertiefung 18 und den Endflächen der Hülse werden die Flächen 13 gebildet. Im Inneren der Hülse 17 befindet sich der elektrische Leiter 19 und bei beispielsweise einer Verlängerung eines elektrischen Leiters, wird der Leiter 19 in die Hülse 17 zur Hälfte ihrer Länge eingeführt, die Hülse 17 und der Leiter 19 werden festgeklemmt nachdem die Ilatrize 11 zum Unschliessen de"* Eülse 17 angebracht wurde, inden man dem Dorn 6 gewährt, in die

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Hülse lind den Leiter einzudringen. An rechton Teil der Hülse 17 in 5¹Ig. 3 wurde dies dargestellt durch die -von Dorn Mnterlassenen Vertiefungen. Durch die dabei entstandene Kraft bei beispielsweise Aluminium, in Hülse tind elektrischem Leiter entsteht eine molekulare Yerbindiing zwischen denselben. Y/eder eine wesentlich radiale oder achsiale Ausdehnung kommt zustande, dank der flächen 12 und 12' in der "Matrize 11.

Aus Pig. 3 geht hervor wie die eine Hälfte der Hülse 17 in der Ilatrize 11 eingesetzt ist und wie die Fläche 13 der Hvlse 17 der Fläche 12* der "atrize in der Absicht zugewandt ist, eine Verlagerung der Hülse 17 bei einem Festklemmen mit den Leiter 19 zu verhindern, was durch den Dorn 6 verursacht werden könnte. Die Zylinderflächen der Hülse 17 sind gegen die zylinderförnige Fläche 12 der Matrize 11 in der Absicht gerichtet, die Ausdehnung der Hülse 17 bei der erwähnten Klemmung zu verhindern.

In Fig. 4 wird eine entsprechend der Erfindung "beschaffene Verbindungshülse 170 nit zwei Teilen 171, 171* gezeigt. Zwischen den Teilen 171 und 171' besteht eine Vertiefung 181. Nachdem Teil 171 mit Teil 171' identisch ist, wird die nachstehende Beschreibung nur das Teil 171* umfassen. Das Verbindungsstück oder die Yerlängerungshülse 170 besteht dennach aus Aluminium und weist eine zentrale Öffnung 190 auf, welche kreisrund ist. Wenn angenommen v/ird, dass die Hülse 170 mit einem elektrischen Leiter mit dem Radius "E" zusammenwirken soll, muss die Querschnittsarea der Öffnung 190

sein, wenn als Area des elektrischen Leiters

bei einem homogenen Leiter 19 vorausgesetzt wird. Es hindert nichts daran, dass, wie in Fig. 5 gezeigt, der Leiter profiliert (mit vier Profilen) oder vieldrahtig ist. Unter Leiterarea wird die Querschnittsarea für homogenes Ilaterial verstanden, welches im nachstehenden als die ekvivalente Area des Leiters benannt wird.

Die Querschnittsarea für die Öffnung 190 sollte etwas die Querschnittsarea für die akvivalente Area des elektrischen Leiters übersteigen, um dadurch leichter den Leiter 19 in die Öffnung 190 einführen zu können.

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Der Area für die Öffnung 190 wurde die Hinweisbezeichnting A in Fig. A- gegeben.

Pie Quersehnittsarea A, für das Verbindungsstück ist im wesentlichen A - A₁₁J welches in der Formel A+ = Ay - A_n ausgedrückt werden kann und .in Zirkelf orn

Diese Area A, soll zwischen 1.5 - 5jO mal grosser als die akvivalente Area des elektrischen Leiters gewählt werden, ausgedrückt entsprechend der früheren Definition

A] = // R . (R ist ekviYaIenter Radius, d. h. geltend für eine Kreisfläche).

Entsprechend der Erfindung soll die Öffnung 190 mit einer Anzahl umlaufender Grate und dazwischenliegenden Kerben versehen sein, wobei den Graten die Hinweisbezeichnung 191 und den Kerben die Hinweisbezeiciinung 190 gegeben wurde.

Die Höhe "h" der Grate sollte in der praktischen Anwendung nicht vreniger als 0,5 mm betragen, sollte aber andererseits auch nicht 4,0 ssi übersteigen, wobei die untere Grenze vorzugsweise für dünnere elektrische Leiter zur Anwendung kommt und der höhere Wert bei gröberen oder grösseren elektrischen Leitungsquerschnitten Gebrauch findet. ^Die Werte sollten nach Möglichkeit im Bereich zwischen 1 - 2,0 mm liegen.

Durch die Anweisung, eine Mehrzahl von Graten mit dazwischenliegenden Kerben in der Öffnung 190 anzuordnen und besonders dann, wenn die Grate spitzig beschaffen sind, beispielsweise durch das Drehen eines Gewindes durch die Öffnung 190, wird der Vorteil gewonnen, dass die Aluminiumoxydschicht auf dem elektrischen Leiter 19, der in die Öffnung 190 eingeführt wird, beim Klemmen von den Graten 191 durchbrochen wird. Gleichzeitig mit dem Durchbrechen der Aluminiumoxydsehieht wird eine grossere Kontaktfläche zwischen dem elektrischen Leiter und dem Verbindungsstück'geschaffen.

Es ist offenbar, dass, selbst wenn die Grate 191 eine flache obere Fläche hätten, die Aluininiumoxydschicht trotzdem durchbrochen werden würde durch die Kantenstellen, welche gegen die danebenliegenden Kerben gerichtet sind.

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Wenn Jedoch der Grat 191 mit einer flachen Oberfläche versehen werden sollte, ist es zweckmässig, die Breite der oberen Kante ungefähr der Breite der danebenliegenden Kerbe entsprechen zn lassen.

In Eic. 5 wird gezeigt wie ein Verbindungsstück in Porn eines Kabelschuhs 200 nit einem Hülsenteil 201 und einera Tlachteil 202 zu einem elektrischen Leiter 19 nit der ekvivalenten Area // ic E vereinigt wurden, auch wenn das Kabel profiliert ist.

Aus Pig. 5 geht hervor, wie das Verbindungsstück einer Betätigung von zwei Dornen ausgesetzt wurde und den von den Donen verursachten Eindrücken (Vertiefungen) wurden dabei die Hinweisbezeichnungen 203 und 204 gegeben. Durch das Eindrücken in der hier gezeigten Yfeise geht aus Fig. 5 hervor, dass die ganze Fläche 206 oder ztinindest im wesentlichen die ganze Fläche 206 in der elektrischen leiter 19 in die entsprechende Fläche 206* des Verbindungsstückes hineingepresst wurde und aus der Ausschnittsvergrösserung geht deutlich hervor, dass eine wesentliche Vergrösserung der Kontaktfläche zvrischen den elektrischen Leiter 19 und dem Verbindungsstück 200 geschaffen wurde. An den Vertiefungsstellen 203 und 204 geschieht eine vollständige Verbindung des Hateriales im Verbindungsstück mit dem elektrischen Leiter 19, aber es soll trotzdem darauf hingewiesen werden, dass innerhalb bestimmter Ibegrenzter Bereiche 207, 208 und 209 kein Kontakt zwischen dem Verbindungsstück 200 und den elektrischen Leiter 19 ""'orhanden ist. Im Hinblick auf den guten elektrischen Kontakt, der im übrigen zwischen dem Verbindungsstück 200 und dem elektrischen Leiter 19 entsteht, braucht diesen Bereichen keine grössere Bedeutung zugemessen z^i werden und diese Bereiche befinden sieh übrigens nur auf den oberen !Teil des Leiters 19. Gewöhnlicherweise ist der Bereich 207 ebenfalls in Kontakt.

Unter gewissen Umständen könnten auch entsprechende Unterbrechungen zwischen den Flächen 206 und 206' entstehen, aber diesem Umstand wird keine grössere praktische Bedeutung beigemessen.

Dank der Stärke des Verbindungsstückes 200 im Verhältnis zum Durchmesser des elektrischen Leiters wird gewährleistet, dass die Kräfte, welche durch die Vertiefungen 203, 204 entstehen, auf die Grenzflächen 206, 206* übertragen werden, um dort einen guten elektrischen Kontakt und ein Durchbrechen der Aluminiumoxyd schicht zu ermöglichen. Es kann hervorgehoben werden, dass der Bereich 1,5 - 5,0 so gewählt ist, dass der höhere Wert für dünnere Leiter (innerhalb des Bereiches 2-5)

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Cilt, Yiorefen der niedrigere ^T,7ert für ~rösoere Leiterareer 25 ϊ.ν?β- und dsriV^er Circus rilt. Cewöhnlicherweine soll der !T?e?reich bei 2-4 lie"en.

Die I-"rfindun_r'" ist selbstverständlich rieht an? die vorcteherd als "^eisniel iinfeii'Jltrteii Ausfülirungsforr.en begrenzt, sorrclern hnrn in ?-^rT::nen der n?cl:otehenden ΡΛ rodifizierimgen unterzocen rrer den.

Auch vrern in der vorstehenden Beschreibung an.cereben TTurde, dass A. 1,5 - 5 "?.! grosser als A₁ sein soll, ist es nöglicli, dass bei Irreisforriipen Yerbindungshülaen der äussere Durdinesser doppelt bis Txema?. den Dimeter des elektrischen Leiters übersteigt. Dies filt in erster Linie bei dürren flächenauerschnitten.

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Claims

Patent an Sprüche Z 6 O 1 9 52

1| YerbindunTssti'ck, "bestehend aus Aluniniuu und "'it einer ürr oder Iocli versehen, dazti vorgesehen, pn siren oder -'ehrerron elektrischen leitern, ebenfalls r-us Aliriiniurt l>e steh end, fest— gelrlei3i.it zu werden, wenn diese Leiter ir> die θ;?Ί?"π·ιηρ oixifeführt sind, wobei das L'estklernr.en vorzugsweise -.it !"'ilfe einer "otrise geschieht, fladtirch gekennzeichnet , dass die öffnung mit einer Ansahl von traten und dazwischenliegenden Herber versehen ist, daso die Area des Verbindungsstückes

v.'obei A₁₁. die äussere Area des Verbindungsstückes und A,, die innere Area des Iioches ist, zwischen 1,5 bis 5 rial der Area des elektrischen Leiters

^A1

gewählt ist und dass den Graten eine Höhe von ?~iehr als 0,5 und weniger o.ls 4,0 ijn gegeben ist.
2. Verbindungsstück geriäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück rund ist und die ■Öffnung kreisfömig, τ/obei die Area

A_t - 77 [^ - (H-S )²J

ist, IL der äussere F.adius und (ß -S ) der innere Radius, wobei der Bereich zwischen 2-4 gewählt ist.
3. Verbindungsstück gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Verbindungsstück einen Durchmesser hat, der ungefähr doppelt bis viermal so gross ist, wie der Diameter des elektrischen Leiters.
4. Verbindungsstück genäss Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass den Graten eine Höhe zugeteilt ist, die o,5 ram übersteigt und 2,0 mm untersteigt, vorzugsweise im Bereich 0,75 - 1,5 mm liegt.
5. Verbindungsstück gesiäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Area des Verbindvtngsstückes für gröbere Area so gewählt ist, dass sie 1,5 - 2,0 mal der ekvivalenten Area des elektrischen Leiters entspricht.

BAD ORIGINAL

ό. TerbinaiKCSciv.c¹: c^e:"-"^BS Patentanspruch 1, dadiu"ck c e I: e η r zeichnet, dass bei hleinerer Are?, des elektrischen Leiters ■die Area des ^erbindimifsstüclres in Z-eroicl; 2-5 -.-al der ekTivalenten Area des öle]kriechen Leiters entspricht.

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A*

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