DE2708841C2

DE2708841C2 - Anschlußklemme für isolierte elektrische Leiter

Info

Publication number: DE2708841C2
Application number: DE19772708841
Authority: DE
Inventors: Robert Brian Ottawa Ontario Dunn; John Davidson Manotick Ontario Lee
Original assignee: Northern Telecom Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1976-03-01
Filing date: 1977-03-01
Publication date: 1986-10-16
Also published as: SE7701917L; NL7701862A; JPS5942425B2; FR2343343A1; CA1029109A; DE2708841A1; FR2343343B1; GB1543705A; SE404466B; JPS52106487A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlußklemme aus elektrisch leitendem Flachmaterial für isolierte elektrische Leiter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer derartigen Klemme (DE-AS 23 01 398) ist der Übergang zwischen den flach V-förmigen Oberkanten zu den Seitenkanten der Schenkel als Isolationsschneidkante ausgebildet, und die isolierte Leitung wird mittels eines Werkzeuges so zwischen die einander gegenüberliegenden Seitenkanten der beiden Schenkel zum Grundabschnitt hin gedrückt, daß am Übergang die Isolation aufgeschnitten und ein guter Leitungskontakt hergestellt wird. Durch den nahe dem Grundabschnitt ausgebildeten Vorsprung soll dann der Leiter gehindert werden, aus der Kontaktlage wieder auszutreten. Es ist so eine einfache Anschlußbildung, insbesondere bei Mehrfachanschlüssen, wie z. B. bei Telefonanlagen möglich.

Es hat sich jedoch bei derartigen Anschlußklemmen gezeigt, daß sich, beispielsweise bei Vibrationsbeanspruchung o.a. der Leiter aus der Anschlußklemme herausbewegen kann, so daß einzelne Verbindungen gestört oder unterbrochen werden.

Eine vereinfachte Ausführung dieser eben besprochenen Anschlußklemme nach DE-AS 19 65 289 weist den Vorsprung nicht auf, und ist deshalb noch erhöhter Gefahr des Auswanderns des Leiters ausgesetzt

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anschlußklemme für isolierte elektrische Leiter zu schaffen, bei der ein ungewolltes Herausbewegen des Leiters aus der Anschlußklemme auch bei auftretenden Vibrationen und ähnlichen Beanspruchungen sicher verhindert wird, jedoch die Herstellung der elektrischen Verbindung nicht weiter erschwert ist.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Anschlußklemme der genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalendes Anspruchs 1.

Beim Einführen eines isolierten elektrischen Leiters in eine erfindungsgemäße Anschlußklemme wird der Leiter nach dem Aufschneiden der Isolation an dem zweiten Vorsprung vorbeigestoßen und so in den Aufnahmebereich eingeführt. Die beiden in Längsrichtung einen Abstand aufweisenden Vorsprünge halten nun den abisolierten Leiterbereich auch bei Vibrationen unverrückbar fest, so daß keine Gefahr eines Lösens der Verbindung oder auch nur einer Verschlechterung derselben besteht.

Trotzdem ist mit Hilfe eines Werkzeuges der Leiter auch wieder aus dem Aufnahmebereich entfernbar, wenn mit diesem Werkzeug die beiden Schenkel wieder auseinandergedrückt werden.

Damit ist auch diese Anschlußklemme mehrfach zum Lösen und Wiederanschließen von Leitungsverbindungen einsetzbar.

Die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 2, insbesondere in der Ausführung nach Anspruch 3 ergibt

so eine erfindungsgemäße Anschlußklemme, die gegenüber den bekannten Anschlußklemmen keinen weiteren Fertigungsschritt benötigt.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den folgenden Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Darstellung einer bekannten Anschlußklemme und Ausführungsbeispielen von erfindungsgemäß ausgeführten Anschlußklemmen anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt

F i g. 1 eine bekannte Anschlußklemme mit Darstelliins der Richtungen der auf den Leiter einwirkenden Kräfte,

F i g. 2 eine Darstellung einer erfindungsgemäß ausgeführten Anschlußklemme,

F i g. 3 eine vergrößerte Darstellung des durch den Kreis X in F i g. 2 bezeichneten Bereichs der Anschlußklemme,

F i g. 4 eine weitere vergrößerte Darstellung des

Oberkantenbereiches der Anschlußklemme aus F i g. 2, vor dem Einführen eines Leiters,

Fig.5 eine weiter vergrößerte Darstellung des in F i g. 4 mit dem Kreis Ybezeichneten Bereiches,

Fig.6 eine Darstellung einer nach den anhand der Fig.2 bis 5 dargelegten Grundsätzen ausgebildeten Mehrfach-Anschlußklemme,

F i g. 7 und 8 weitere Ausbildungsformen von Mehrfach-Anschlußklemmen.

Die in F i g. 1 dargestellte bekannte Anschlußklemme besitzt einander gegenüberliegende Schenkel 10 und 11, die von einem (nicht dargestellten) Grundabschnitt abstehen. Die Schenkel 10 und 11 besitzen einander gegenüberliegende Seitenkanten 12 und Oberkanten 13, wobei letztere so geneigt sind, daß eine V-förmige Aus bildung entsteht. Der Übergang der Oberkanten 13 zu den Seitenkanten 12 ist dabei so scharfeckig ausgebildet, daß Isolationsschneidkanten 14 gebildet sind, die zum Aufschlitzen der Isolierung 16 eines eingeführten Leiters 15 dienen, wenn beim Einführen des Leiters 13 und beim Einstoßen desselben zwischen die beiden Schenkel 10 und 11 dieser an d«n gegeneinander federnden Isolationsschneidkanten 14 vorbeigedrückt wird. Ein zum Grundabschnitt zu an einem Schenkel 11 ausgebildeter kleiner Vorsprung 17 dient dazu, einen Anfangsspalt zu bilden. Wenn der Leiter dann zwischen die: Schenkel 10 und 11 nach unten gestoßen wird, werden die Schenkel, wie in F i g. 1 dargestellt, weiter auseinandergedrückt, die Isolierung 16 wird aufgeschnitten, und es wird ein elektrischer Kontakt zwischen dem Leiter 15 und den Seitenkanten 12 gebildet

In der so eingenommenen Lage wird der Leiter 15 durch die Federkraft der Schenkel 10 und 11 gehalten Bei relativ lang ausgeführten Schenkeln 10 und 11 ist das Fassen des Leiters normalerweise nicht schwierig. Bei klein ausgeführten Anschlußklemmen mit kurzen Schenkeln 10 und Il können jedoch auftretende Vibrationen den Leiter zum Ausgleiten bringen. Die in F i g. 1 in den Richtungen der Pfeile A auf den Leiter 15 einwirkenden Reaktionskräfte ergeben wegen der Schrägstellung der Seitenkanten 12 eine Reaktionskraft in Richtung B, die natürlich um so größer ist, je kürzer die Schenkel sind. So kann eine Vibration den Leiter 15 in Richtung des Pfeiles B gleiten lassen, so daß sich der Leiter aus der Anschlußklemme herausbewegt.

Je kürzer die Klemmen ausgeführt sind, um so geringer wird die Haltekraft der Schenkel auf den Leiter. Gleichzeitig wird der Winkel, den die Kanten 12 miteinander bilden, vergrößert. Ein Herausdrücken des Leiters 15 aus dem Spalt kann so die Folge sein.

Die in den nachfolgenden Figuren gezeigte Ausführung der Klemme verhindert nun das Herausgleiten oder Herausdrängen des Leiters vollständig. Fs ist hier ein kleiner Vorsprung 20 an einer Kante 12, im gezeigten Fall an dem bereits mit dem Vorsprung 17 versehenen Schenkel 11, ausgebildet, der jedoch auch an dem anderen Schenkel 10 vorgesehen werden kann. Der Leiter 15 wird beim Einführen an dem Vorsprung 20 vorbeigedrückt und kommt in einem Aufnahmebereich zwischen den beiden Vorsprüngen 17 und 20 zur Ruhe. Wenn er sich nun nach oben bewegt, kann er höchstens bis zur Anlage an den Vorsprung 20 gelangen, der ihn an jeder weiteren Herausbewegung der Anschlußklemme hindert.

Zur Auslegung der Anschlußklemme ist die Beachtung der folgenden Maße bzw. Materialeigenschaften wichtig:

1. die in F i g. 2 mit /n bezeichnete Länge der Schenke! 10 und 11 von der Isolationsschneidkante 14 bis zum Grundabschnitt 22,

2. die in F i g. 2 mit π bezeichnete Länge der die Biegung aufnehmenden Abschnitte der beiden Schenkel 10 und 11,

3. die Zugfestigkeit und Streckgrenze des Flachmaterials, aus dem die Klemme gebildet ist,

4. die im Anfangszustand vorgesehene öffnung,

ίο 5. die beim Eindrücken des Leiters 15 und beim Vorbeigleiten desselben am Vorsprung 20 entstehende zusätzliche Öffnung, und

6. die Lage des Vorsprungs 20, d. h. der Abstand bis zur Isolationsschneidkante 14.

Der Vorsprung 20 sollte sich so weit oben wie möglich an dem Schenkel befinden, damit ein längerer Hebelarm möglich ist und die Spannungen in dem Material sowohl der Schenkel als auch der Verbindungsstelle der Schenkel mit dem Grundabschnitt 22 vermindert werden. Der Vorsprung darf jedoch nicht so weit oben angebracht werden, daß er das Eindringen des Leiters und das Aufschneiden der Isolierung stört Der Durchmesser des Leiters 15 wirkt sich auch auf die Spannungen des Materials aus und gleichfalls die Strecke die der Leiter zwischen die Schenkel hinabgestoßen wird.

Die im folgenden beschriebene Anschlußklemme ist für die Aufnahme von Drähten in dem Bereich von 0,4 bis 0,64 mm Durchmesser (26 bis 22 AWG) bestimmt Zu diesem Zweck haben sich die folgenden Abmessungen als brauchbar erwiesen: Der Vorsprung 20 steht von der Ebene der Kante 12 um 0,076 ±0,025 mm (0,003" ±0,001") ab. Die Mittellinie des Vorsprungs hat einen Abstand von 0,05 mm (0,002") von der Überschneidung der Kanten 12 und 13, und der Vorsprung erstreckt sich um etwa 0,2 mm (0,008") auf beiden Seiten der Mittellinie in der parallel zur Kante 12 sich erstrekkenden Richtung. Der Vorsprung wird durch Stanzen von beiden Seiten des gleichen Schenkels her ausgebildet Das Profil des Vorsprungs ist abgerundet und geht in die Kante 12 über. Die äußerste Grenze des Vorsprungs ist etwa 0,38 mm (0,015") von der Isolationsschneidkante 14 entfernt. Diese Grenze ist als Minimum festgesetzt, damit die Isolierung aufgeschnitten ist, bevor der Leiter mit dem Vorsprung 20 in Berührung kommt.

Der Anfangsspalt zwischen den Schenkeln 10 und 11 beträgt an der Isolationsschneidkante 14 0,2 ±0,025 mm (0,008" ±0,001"). Diese Größe wird durch den Vorsprung 17 eingestellt. Dieser Anfangsspalt ist aus offensichtlichen Gründen kleiner als der Durchmesser des kleinsten zu erfassenden Leiters 15 jedoch so groß, daß der Leiter eindringen kann, ohne beschädigt zu werden. Der eingeschlossene Winkel zwischen den Kanten 13 beträgt annähernd 120° und liegt im wesentlichen um eine Mittelachse der Anschlußklemme symmetrisch, und der Abstand m von der äußersten Spitze jedes Schenkels bis zur Verbindung mit dem Grundabschnitt beträgt 10 mm ±0,05 mm (0,394" ± 0,002"). Andere Abmessungen von Belang sind die Länge η des vergrößerten Schlitzes 23 mit 6.0 ± 0.05 mm (= 0.238 ± 0.002") und die Breite der Schenkel am Schlitz 23 am unteren Ende des Schlitzes mit p' = 1,18 ±0,025 mm

(= 0,Ή65"± 0,001") und am oberen Ende des Schlitzes p² = 0, 89 ±0,05 mm (= 0,035 ± 0,02"). Ein bei diesen Abmessungen geeignetes Material ist Phosphorbronze, 0,71 mm stark (= 0,028"), zur Erreichung einer Federqualität angelassen, z. B. die Legierung 510 nach

ASTM B-103. Man erkennt, daß die kritischen Abmessungen einen Kompromiß zwischen leichter Abbiegung der Schenkel, damit der Leiter 15 an dem Vorsprung 20 ohne Beschädigung vorbeitreten kann, und genügendem Druck zur Aufrechterhaltung eines guten Kontaktes zwischen Anschlußklemme und Leiter ohne Überbeanspruchung des Materials darstellen. Es hat sich gezeigt, daß mit dem erwähnten Material und bei den erwähnten Abmessungen ein Abbiegen eines Schenkels um etwa 0,43 mm ( = 0,017") ohne Überbeanspruchung erreicht werden kann, und daß sich dabei genügende Festigkeit für einen guten Kontakt ergibt Es ist möglich unter Beachtung der übergeordneten Anforderungen die Abmessungen und das Material zu verändern. Bei anderen Bereichen der Leitungsdurchmesser sind verschiedene Abmessungen und/oder Materialwerte zu ändern.

Der zwischen den Kanten 13 eingeschlossene Winkel kann ebenfalls abgeändert werden. Der Winkel von 120° hat sich als optimal für sauberes Aufschneiden der Isolation erwiesen, und es konnten auf diese Weise eine große Zahl neuer Verbindungen mit dem gleichen Gerät gemacht werden. Es können jedoch auch Ausbildungen verwendet werden, die ein spitzeres, und solche, die ein flacheres V ergeben, z.B. mit Winkeländerungen von ± 10°, ± 15° oder sogar von ± 20°, wobei jedoch die Wirksamkeit der Vorrichtung abnimmt So ergeben sich bei einer schärferen Ausbildung des V weniger neu hergestellte Verbindungen, bevor die Isolationsschneidkanten zu stumpf werden. Eine sich verjüngende Ausbildung der Schenkel 10 und 11 hilft dabei, die Spannungen zu verteilen, wie es auch der Radius am unteren oder inneren Ende des Schlitzen 23 ergibt

Eine Anschlußklemme wird durch Stanzen aus einem Streifen hergestellt, wobei die Umrisse und der Schlitz 23 ausgeformt werden. Die Klemme wird dann gespalten, damit die Kanten 12 gebildet werden, und daraufhin wird sie an zwei Stellen geprägt, um die Vorsprünge 17 und 20 zu bilden. Es ist erforderlich, daß sich eine gute Isolationsschneidkante 14 am Treffpunkt der Kanten 12 und 13 bildet Wenn die unter einem Winkel gegeneinander stehenden Oberkanten 13 so gebildet werden, daß sie ein scharfes Eck bilden, und wenn der Schlitzvorgang nicht genau an der Mittellinie ausgeführt wird, kann eine Form, die wie ein kleiner Haken aussieht an einer der Ecken am Zusammentreffen der Kanten 12 und 13 ausgebildet werden. Um das zu vermeiden, wird an dem durch das Überschneiden der Kanten 13 entstehenden Winkel eine Änderung vor dem Schlitzen vorgenommen. In Fig.4 and 5, die vergrößerte Ansichten der Enden einer Anschlußklemme vor dem Schlitzen bzw. das Zusammentreffen der Kanten 13 darstellen, ist zu sehen, daß die beiden Oberkanten 13 mit einer angepaßten Krümmung ineinander übergehen. Diese Ausbildung einer Krümmung liegt innerhalb eines Kreisabschnittes, der durch eine 0,178 mm (= 0,007") lange Sehne gebildet wird. Das heißt sie liegt innerhalb des Kreisabschnittes, der durch die gestrichelt gezeichnete gerade Linie oder Sehne 25 und den gestrichelten Bogen 26 in F i g. 5 gebildet ist Wie in F i g. 5 gezeigt kann die Spaltlinie entweder bei 28 oder bei 29 liegen (die Ideallinie ist bei 27), ohne die Ausbildung der Schneidkante zu verschlechtern.

Nachdem die Anschlußklemme fertig ist einschließlich der Herstellung der Vorsprünge, wird sie plattiert um ihre elektrischen Kontakteigenschaften zu verbessern.
Anschlußklemmen können in einer ganzen Anzahl verschiedener Anordnungen ausgebildet werden. Üblicherweise werden sie als einander gegenüberliegende Paare geformt, wobei ein solches Paar oder mehrere solcher Paare eine Einheit bilden, oder als eine Vielzahl nur auf einer Seite endender Anschlußklemmen, die nebeneinander angeordnet sind. Es kann auch eine Kombination von einander gegenüberliegenden Paaren und einseitigen Anschlußklemmen oder andere Anordnungen vorgesehen sein. Die Anschlußklemmen können als fortlaufende Streifen ausgebildet sein, von denen die gewünschte Anzahl abgebrochen oder abgeschnitten wird. In F i g. 6 ist eine Anordnung aus zwei nebeneinander angebrachten Paaren mit entgegengesetzten Enden angezeigt, wobei die Klemmen durch einen schmalen Steg 30 miteinander verbunden sind. Der Steg 30 ist so ausgebildet, daß er das Abbiegen benachbarter Schenkel der Klemmen nicht behindert. In F i g. 7 ist ein Streifen nach einer Seite gerichteter Anschlußklemmen gezeigt, wobei die Anzahl variabel sein kann. F i g. 8 zeigt die Kombination gegenüberstehender Paare und einseitig endender Anschlußklemmen.

Ein isolierter Leiter wird mit einem Werkzeug in die Anschlußklemmen eingeführt. Das Werkzeug weist einen Schlitz auf, der die zwei Schenkel 10 und 11 aufnimmt. Der isolierte Leiter 15 wird oben auf die Anschlußklemme aufgesetzt wobei er in der V-förmigen Ausbildung der Oberkanten 13 ruht und durch diese Ausbildung zur Mitte hin geführt wird. Das Werkzeug wird über die Klemme gehalten und nach unten gestoßen. Dadurch wird der isolierte Leiter. 15 nach unten in den Spalt zwischen die Schenkel 10 und 11 hineingezwungen. Die Isolationsschneidkanten 14 an der Überschneidung der Kanten 12 und 13 schneidet die Isolation auf, und während der isolierte Leiter nach unten gestoßen wird, wird ein kleines Stück der Isolation an jeder Seite entfernt und der Leiter bloßgelegt. Das Niederstoßen des Leiters zwischen die Schenkel 10 und 11 zwingt diese weiter auseinander. Das Aufschneiden der Isolation wird durch den anfangs vorhandenen schmalen Spalt unterstützt, der durch den Vorsprung 17 gebildet wird. Der Leiter 15 wird an dem Vorsprung 20 vorbeigezwungen, wodurch die Schenkel 10 und 11 weiter auseinandergetrieben werden, und die Schenkel schließen sich wieder etwas, wenn der Leiter sich an dem Vorsprung 20 vorbei bewegt hat, und sie halten dabei den Leiter fest Der Leiter kann schließlich in irgendeiner Lage unterhalb des Vorsprungs 20 zur Ruhe kommen, er wird jedoch durch diesen Vorsprung daran gehindert, wieder bei einer Aufwärtsbewegung aus der Anschlußklemme herausgestoßen zu werden. Der Leiter kann jedoch aus der Anschlußklemme entfernt werden und diese kann wieder verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anschlußklemme aus elektrisch leitendem Flachmaterial für isolierte elektrische Leiter, bestehend aus einem Grundabschnitt und einem Paar von dem Grundabschnitt abstehender, einander gegenüberliegende Seitenkanten aufweisender Schenkel, deren am freien Ende gelegene Oberkanten flach V-förmig gegeneinander geneigt sind und am Übergang zu den Seitenkanten Isolationsschneidkanten bilden, wobei in der Nähe des Grundabschnitts ein Vorsprung an einer Seitenkante eines Schenkels angebracht ist, der sich zur gegenüberliegenden Seitenkante erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Vorsprung (20), der sich ebenfalls zur Seitenkante (12) des gegenüberliegenden Schenkels (10 bzw. 11) erstreckt, an einer Seitenkante (12) eines Schenkels (10 bzw. 11) angebracht ist, und daß zwischen den beiden in Schenkellängsrichtung beabstandeten Vorsprüngen ein Aufnahmebereich für den eingeführten Leiter vorgesehen ist.

2. Anschlußklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vorsprünge (17) und (20) gleichartig erzeugt sind.

3. Anschlußklemme nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Vorsprung (17) wie auch der zweite Vorsprung (20) durch einen Stanzvorgang ausgebildet sind.

4. Anschlußklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flach V-förmige Ausbildung zwischen sich einen Winkel von etwa 100° und 140° einschließt, der im wesentlichen symmetrisch zur Mittelachse der Anschlußklemme liegt.

5. Anschlußklemme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flach V-förmige Ausbildung einen eingeschlossenen Winkel von 120° ±10° aufweist.

6. Anschlußklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der am weitesten herausragende Punkt des weiteren Vorsprungs (20) einen Abstand von der Isolationsschneidkante (14) aufweist, der mindestens dem Durchmesser des größten mit der Anschlußklemme zu verbindenden Leiters entspricht.

7. Anschlußklemme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die V-förmige Ausbildung vor dem Schlitzen einen Scheitel aufweist, der einen leicht gebogenen Abschnitt innerhalb eines Kreisabschnittes bildet, wobei der Kreisabschnitt einen Mindestradius und eine Mindestsehne von etwa 0,076 mm (= 0,003") und einen Höchstradius und eine maximale Sehne von etwa 0,254 mm (= 0,010") aufweist.

8. Anschlußklemme nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisabschnitt einen Radius und eine Sehne von etwa 0,178 mm (= 0,007") aufweist.