DE2831812B1

DE2831812B1 - Verbindung eines Leiterdrahtes mit einem Klemmenstück

Info

Publication number: DE2831812B1
Application number: DE2831812A
Authority: DE
Inventors: Guenter Luzern Schulze (Schweiz)
Original assignee: LGZ Landis and Gyr Zug AG
Current assignee: Siemens Building Technologies AG
Priority date: 1978-06-20
Filing date: 1978-07-19
Publication date: 1979-05-17
Also published as: ATE1124T1; EP0006982A1; ES481668A1; CH629916A5; EP0006982B1; ES481667A1; YU141179A; JPS553191A; JPS5849985B2; DE2831812C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindung eines Leiterdrahtes mit einem Klemmenstück sowie auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Verbindungen nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2.

Aus der GB-PS 1490124 ist es bekannt, einen Leiterdraht runden Querschnitts in einer Bohrung eines Klemmenstückes durch einen Stauchvorgang im Durchmesser so zu erweitern, daß sich zwischen dem Leiterdraht und der Bohrungswand eine für den Stromübergang nötige Flächenpressung ergibt. In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, daß die ÜLergangswiderstände sowie auch die mechanische Stabilität solcher Verbindungen beipielsweise für den Anschluß von Stromspulen in Elektrizitätszählern nicht genügen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach herzustellende Verbindung zu schaffen, die einer Lötverbindung gleichwertig ist.

Die Erfindung ist in den Patentansprüchen 1 und 2 gekennzeichnet.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Verbindung und die

Fig. 2 bis 5 den Ablauf eines Stauchvorganges im Schnitt.

In allen Figuren sind für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichpn verwendet.

Ein Klemmenstück 1 weist eine durchgehende Bohrung 2 für die Aufnahme eines mit dem Klemmenstück 1 zu verbindenden Leiterdrahtes 3 auf. Dieser kann das Ende irgend eines elektrischen Leiters sein. Vorteilhafterweise wird die nachfolgend beschriebene Verbindungsart bei Elektrizitätszählern angewandt, um deren Stromspulen, bestehend aus einem Leiterdraht 3 rechteckigen Querschnitts, an das Klemmenstück 1 anzuschließen. Bei anderen Querschnittsformen sind die Leiterenden wenigstens auf der der Verbindung dienenden Länge rechteckig zu formen, beispielsweise durch Quetschen.

In der Fig. 1 hat die Bohrung 2 auf ihrer ganzen Länge den gleichen Durchmesser, während in den Schnittzeichnungen der Fig. 2 bis 5 die Bohrung 2 außerhalb einer für die Verbindung mit dem Leiterstück beanspruchten Länge L (Fig. 2) in eine Bohrung 4 größeren Durchmessers übergeht. Die größere Bohrung 4 dient für den Anschluß von einem oder mehreren Drähten, die mittels zweier Gewindelöcher 5 (Fig. 2) im Klemmenstück 1 von nicht dargestellten Schrauben festklemmbar sind, während in der kleineren Bohrung 2 in der fertigen Verbindung der Leiterdraht 3,entsprechend der Fig. 1, harmonikaartig in der Form eines Lcporellostapels gestaucht ist.

Ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindung wird nachfolgend beschrieben.

Der zu verbindende Leiterdraht 3 wird in die Bohrung 2 hineingesteckt und mit zwei Klemmbacken 6 außerhalb des Klcmmenstückes 1 gehalten. Die Eindringtiefe Vdes Leiterdrahtendes 7 in das Klemmenstück 1 richtet sich nach der gewünschten Paketdicke S (Fig. 1 und 5) der fertigen Verbindung und ist durch Versuche festzulegen. Der Leiterdraht 3 soll vor dem nachfolgend beschriebenen Verquetschen auf der ganzen Länge seiner Eindringtiefe V in der Bohrung 2 mit etwas Spiel geführt sein. Wenn sich die Bohrung 2 zu einer größeren Bohrung 4 erweitert (Fig. 2 bis 5), dann ist das in die Bohrung 4 vordringende Leiterdrahtende 7 während des Quetschvor-

ganges in einer Führungshülse 8 gleichen Innendurchmessers wie die Bohrung 2zu führen, denn sonst würde das Leiterdrahtende 7 seitlich ausweichen. Ein durch die Führungshütse 8 in die Bohrung 2 eindringender Stempel 9 verquetscht das Leiterdralütende 7 in dem von der Bohrung 2, den Klemmbacken 6 und der Stempelstirnseite 10 umgrenzten Raum. Dabei knickt der Leiterdraht 3 auf der Längsseite seines Rechteckquerschnitts mehrfach aus, wie dies in den Fig. 3 bis 5 dargestellt ist. Die Reibung zwischen dem Leiterdraht 3 und der Wand der Bohrung 2 beim harmonikaartigen Zusammendrücken führt zu einer örtlichen Reibverschweißung, deren Verbindungsqualität einer Lötverbindung gleichgesetzt werden kann.

Um das Klemmenstück 1 nach dem Quecschvorgang in einem nahezu zugspannungslosen Zustand zu haben, ist es vorteilhaft, wenn die Außenseiten des Klemmenstückes 1, wenigstens längs der die fertige Verbindung aufweisenden Bohrung 2, während des Stauchvorganges von Spannbacken 11 (Fig. 2) umschlossen werden. Diese pressen das Klemmenstück 1 zusammen und wirken den beim Quetschvorgang entstehenden Querkräften entgegen, so daß im Klemmenstück 1 der fertigen Verbindung nur kleine innere Spannungen verbleiben. Dies ist zur Vermeidung von Spannungsrißkorrosion dann wichtig, wenn das Klemmenstück laus Messing besteht und in eine Einbettung aus ammoniakhaltiger Preßmasse eingelegt wird.

Für die Verbindung können lackisolierte Leiterdrähte verwendet werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn gleichzeitig mit dem Ablängen des Drahtes dessen Enden 7 an den Schmalseiten auf der Länge der Eindringtiefe V angeschnitten werden. Durch die entstehenden scharfen Kanten und das seitliche Wegschneiden der Isolierschicht des Leiterdrahtes entsteht eine gute Ausgangslage für ein Kaltver-■ > schweißen beim Stauchen. Ferner kann durch das seitliche Anschneiden auch ein Leiterdraht 3 größeren Querschnitts mit dem gleichen Klemmenstück 1 verbunden werden, wobei es sich gezeigt hat, daß sich die entstehende Querschnittverkleinerung in keiner

i" Weise nachteilig auswirkt.

Die besten Verbindungen ergeben sich, wenn das Verhältnis von Breite zur Höhe des Rechteckquerschnitts längs der Eindringtiefe V a&s LeitenJrahtes 3 zwischen 5 :1 und 2:1 liegt und wenn der Durchmes- · ser der zugehörigen Bohrung 2 etwa 2 bis 10% größer als die Diagonale des Rechteck-Querschnitts ist.

Die beschriebene Verbindungsart erlaubt sowohl die Verwendung von Leiterdraht aus Kupfer als auch aus Aluminium, und es entstehen sichere und in der

-·» Serienfertigung gleichmäßig anfallende Verbindungen geringen elektrischen Widemndes und hoher thermischer und mechanischer Stahüität.

Zusammenfassung (Hierzu Fig. 1)

Verbindung eines Leiterdrahtes (3) rechteckigen Querschnitts in einer Bohrung (2) eines Klemmenstückes (1). Klemmbacken halten den Leiterdraht (3) während der Herstellung der Verbindung. Das in die Bohrung (2) eingeführte Leiterdrahtende (7) wird van in einem von der Gegenseite in die Bohrung (2) eindringenden Stempel (9) mehrfach ausknickend harmonikaartig verstaucht. Es entsteht eine Reibverschweißung.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verbindung eines Leiterdrahtes mit einem Klemmenstück in einer den Leiterdraht aufnehmenden, das Klemmenstück durchdringenden Bcihrung, in der der Leiterdraht durch eine seinen Qvierschnitt ändernde Quetschung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweisende Leiterdraht (3) in der Bohrung (2) runden Querschnitts harmonikaartig in der Form eines Leporello-Stapels gestaucht ist.

2. Verfahren zur Herstellung der Verbindung nach Patentanspruch 1, bei dem der in die Bohrung gesteckte Leiterdraht von Klemmbacken außerhalb des Klemmenstückes gehalten und von einem von der anderen Seite der Bohrung eindringenden Stempel gestaucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem eindringenden Stempel (9) das Leiterdrahtende (7) in dem von der Bohrung (2), den Ktemmbacken (6) und der Stempelstirnseite (10) umgrenzten Raum so verstaucht wird, daß die Reibung zwischen dem auf der Längsseite seines Rechteckquerschnitts mehrfach ausknikkenden Leiterdraht (3) und der Wand der Bohrung (2) beim harmonikaartigen Zusammenstauchen zu einer Reibverschwcißung führt.

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseiten des Klemmenstückes (1) wenigstens längs der die fertige Verbindung aufweisenden Bohrung (2) während des Stauchvv-rganges von Spannbacken (11) umschlossen werden.

4. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung eines Leiterdrahtes (3) rechteckigen Querschnitts gleichzeitig mit dem Ablängen des Drahtes dessen Enden an den Schmalseiten auf der Länge der Eindringtiefe ( V) des Leiterdrahtendes (7) in das Klemmenstück (1) angeschnitten werden.

5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vor dem Verstauchen in eine Bohrung (4) größeren Durchmessers vordringende Leiterdrahtende (7) während des Quetschvorganges durch eine Führungshülsc (8) gleichen Innendurchmessers wie die der Verbindung dienende Bohrung (2) geführt ist.

6. Verbindung nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem Elektrizitätszähler zum Anschließen der Stromspulenenden (3) an je ein Klemmenstück (1).

7. Verbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterdraht (3) aus Kupfer oder Aluminium besteht.

8. Verbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Breite zur Höhe des Rechteck-Querschnitts längs der Eindringtiefe ( V) des Leiterdrahtes (3) zwischen 5 :1 und 2:1 liegt und daß der Durchmesser der zugehörigen Bohrung (2) etwa 2 bis 10% größer als die Diagonale des Rechteck-Querschnitts ist.