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Verbindungselement zur Kaltverbindung elektrischer Leiter
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Die Erfindung bezieht sich auf die Ausgestaltung von Steck- und Quetschverbindern
für elektrische Leiter.
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Bei der Herstellung elektrischer Steckverbinder besteht ein Problem
darin, zwischen Buchse und Stecker eine genügend große Kontaktfläche herzustellen
um den Übergangswiderstand zu vermindern und damit die Belastbarkeit des Verbinders
zu erhöhen. Zur Verbesserung des Übergangswiderstandes hat dann die Buchse und/oder
den Stecker durch Schlitzen oder Fiederung federnd ausgebildet. Dies hat den Nachteil,
daß die mechanische Festigkeit dieser Bauteile merklich vermindert wurde, was besonders
dann von Nachteil war, wenn aus konstruktiven - oder Kostengründen der Gesamtdurchmesser
des Steckverbinders nicht beliebig groß gewählt werden konnte.
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Bei den Buchsen beeinträchtigte diese Maßnahme die Festigkeit in radiale
Richtung, so daß entweder die Wandstärke des Buchsenkörpers über das elektrisch
erforderliche Maß hinaus vergrößert und damit mehr Material verbraucht wurde oder
eine SchutzhüIse oder ein Schutzgehäuse vorgesehen werden mußte. Bei den Steckern
beeinträchtigte die federnde Ausgestaltung die Knickfestigkeit des Steckerstiftes,
der zudem gewöhnlich mehr als die Buchse einer mechanischen Belastung ausgesetzt
ist. Hier war nur durch Erhöhung des Durchmessers oder durch Verzicht auf die Federung
Abhilfe zu schaffen Auch wurden bei der Konstruktion von Buchsen Lösungen
verwendet,
die wie z. B. aus der DE-AS 11 23 728 oder aus der DE-OS 14 40 870 bekannt, in die
Buchsenbohrung durch Schlitze von außen hineinragende Feder oder in die Buchsenbohrung
eingesetzte Federn vorsahen. Beide Lösungen erfordern aufwendige Herstellungsverfahren
für die Buchsenkörper, die Federn und den Zusammenbau. Hinsichtlich der erzielbaren
Kontaktfläche lag jedoch das Optimum bei den Lösungen nach den obengenannten Schriften
in einer gradIinigen Anlage des Steckerstiftes an der Buchswand gegenüber der Feder
und einer mehr oder weniger punktförmigen Anlage der Feder an dem Steckerstift.
In dieser Hinsicht besteht bei der Verwendung von Federn stets das Problem, daß
die Feder zur Erzielung des Kontaktdruckes ausgelenkt werden muß, und die dazu erforderliche
Kraft greift an die Feder gewöhnlich nur an einem Punkt, höchstens aber entlang
einer Linie an.
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Schließlich beeinflußt der Übergang zu stärkeren Querschnitten bei
Buchsen und Steckern auch die Technik des Ausschlusses an die elektrisch leitenden
Teile der zu verbindenden Leiter. Wollte man die montagetechnisch aufwendige Lötverbindung
vermeiden und mit Quetschverbindung arbeiten, so müßte entweder das erforderliche
Quetschwerkzeug dem größeren Durchmesser angepaßt oder der Durchmesser des Buchsen-
oder Steckerkörpers in zusätzlichen Arbeitsgängen vermindert werden. Außerdem ist
das Quetschen von litzenförmigen Leitern problematisch, da diese beim Quetschen
häufig durchtrennt wurden. Die gleichen Probleme hinsichtlich der Ausschlußtechnik
bestehen auch bei Quetschverbindern, mit denen zwei aneinandergrenzende Leitungen
unlösbar durchverbunden wurden, indem ihre beiden Enden in ein Rohr eingeführt und
durch Quetschen des Rohres darin festgelegt werden Auch hier bedarf das Rohr einer
gewissen radialen Festigkeit, was besonders bei Leitern geringeren Durchschnittes
zu Überdimensionierungen und erhöhtem Materialaufwand führte. Auch bestand hier
die gleiche Schwierigkeit beim Anlegen von Litzen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verbindungselement
zur lösbaren oder nicht lösbaren Kaltverbindung zweier elektrischer Leiter als zweiteiliger
Steckverbinder oder einteiliger Quetschverbinder anzugeben, bei der zur Erzielung
genügend großer Kontaktflächen und einer hineinreichenden mechanischen Festigkeit
auf eine Überdimen-
sionierung hinsichtlich der Materialmenge verzichtet
werden kann, die billig herzustellen sind und sowohl hinsichtlich des Ausschlusses
an die elektrischen Leiter auch hinsichtlich des Einbaues in Buchsen oder Steckerhalter
einfach zu handhaben sind und die eine einfache und vielseitig. Y,erwendbare Montagetechnik
ermöglichen.
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Die Erfindung geht dabei von der Tatsache aus, daß es gewellte metallische
Rohre aus {elektrisch gut leitendem Material gibt, deren wesentliche Eigenschaft
darin besteht, daß ihre Widerstandsfähigkeit gegen radiale Belastung wesentlich
viel höher ist als die eines Glattrohres mit gleicher Wandstärke, gleichzeitig weisen
diese Rohre sehr günstige Biegeeigenschaften auf Segenstand der vorliegenden Erfindung
ist ein Verbindungselent zur lösbaren oder nicht lösbaren Kaltverbindung zweier
elektrischer Leiter als zweiteiliger Steckverbinder oder einteiliger Quetschverbinder,
das sich von den bisher bekannten dadurch unterscheidet, daß mindestens ein Teil
des Steckverbinders aus einem metallischen Wellrohr mit Schraubenwellung besteht.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verbindungselementes sei anhand der
Fig 1 erläutert. Hier ist das Prinzip eines Steckverbinders dargestellt, bei dem
sowohl die Buchse 1 als auch der Stecker 2 aus einem Wellrohr mit Schraubenwellung
bestehen Da sich solche Wellrohre ohne besonderen Aufwand mit sehr engen Toleranzen
herstellen lassen, ist es bei einer entsprechenden Dimensionierung durchaus möglich,
den Stecker 2 in die Buchse 1 derart einzuführen, daß dessen Wellung mit der Wellung
der Buchse an einer Vielzahl von Punkten 3 Kontakt hat und dadurch besonders günstige
elektrische Verhältnisse eingestellt werden. Darüber hinaus erlaubt die gute Biegbarkeit
dieser Rohre, selbst bei Auftreten von Unregelmäßigkeiten bei der Wellung den Stecker
1 trotzdem so weit wie erforderlich einzuführen. Schließlich sind beide Bauelemente
radial besonders widerstandsfähig, so daß sie auch bei rauher Behandlung ihre Funktionsfähigkeit
beibehalten. Darüber hinaus ist es möglich, wie in Fig 2 dargestellt, den Stecker
4 in herkömmlicher Weise auszubilden, jedoch empfiehlt es sich dann in Weiterbildung
der Erfindung die Buchse 5, wie bei 6 dargestellt, wendelförmig zu schlitzen, so
daß eine zusätzliche Federung in
Buchse 5 vorhanden ist. Durch diese
Schlitzung wird die radiale Festigkeit der Buchse kaum beeinträchtigt, da sie in
den nun freistehenden Wandungsteilen erhalten bleibt.
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Um eine möglichst große Anzahl von Kontaktpunkten und damit einen
möglichstgeringen elektrischen Widerstand zu erzielen, ist es von Vorteil, für Stecker
und Buchse eine gegensinnige Wellung oder aber eine Wellung mit unterschiedlicher
Wellsteigung vorzusehen. Dadurch wird vermieden, daß sich die Wellung des Steckers
ohne genügenden mechanischen Andruck in die Wellung der Buchse einlegt. Falls erforderlich
oder wünschenswert, kann das Wellrohr der Buchse in herkömmlicher Weise von außen
her unter Federdruck gesetzt werden.
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Die Verwendung einer gewellten Buchse oder eines gewellten Steckers
hat zudem den Vorteil, daß die als Wellrohr ausgebildeten Teile mindestens über
einen Teil ihrer Länge mit ihrer äußeren Wellung in einem Buchsen-oder Steckerhalter
festgelegt werden können. Dies ist am Beispiel einer Buchse in Fig. 3 veranschaulicht.
Die Buchse 7 weist über den Teil ihrer Länge, der zur Aufnahme des Steckers bestimmt
ist, einen achsparallelen Schlitz 8 auf, weiterhin ist dieser Teil der Buchse von
einer Ringfeder 9 umspannt. Der darauf folgende Teil der Buchse ist in einer entsprechend
geformten Ausnehmung des Kunststoffkörpers 10 eingesetzt und darin festgelegt. Sinngemäß
ist eine solche Lösung für einen Stecker in Fig. 4 dargestellt. Der Stecker 11,
der mit der an ihn angeschlossenen Leitung 12, wie weiter unten erläutert, elektrisch
leitend verbunden ist, ist im Beispiel mit einem Schrumpfschlauch 13 umgeben, der
einerseits eine elektrisch isolierte Handhabung des Steckerkörpers ermöglicht, und
zum anderen sich in die Wellung der Buchse 11 eng einlegt. und den abgesetzten Mantel
14 des elektrischen Leiters 15 umgreift, so daß dessen Einführungsstelle in den
Stecker gegen äußere Einflüsse geschützt ist.
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In Weiterbildung der Erfindung kann ein wie in Fig. 5 dargestelltes,
als Buchse dienendes Wellrohr 16 mit einer wendelförmigen Schlitzung 17 in einen
Isolierstoffkörper 18 eingesprengt werden.
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Erfindungsgemäß kann der dem als Buchse oder Stecker dienende Teil
des Wellrohres abgewandte Teil zur Aufnahme des elektrischen Teiles der Leitung
dienen,
wie in Fig. 2, 3 und 4 dargestellt ist. An der Leitung wird zunächst der Mantel
19 bzw. 20 bzw. 14 abgesetzt und der elektrische Leiter 21 bzw. 22 bzw. 15 in das
Wellrohr 5 bzw. 7 bzw. 11 eingeführt. Die gleiche Technik kann auch bei der in Fig.
6 an einem Beispiel dargestellten Ausführung des Verbindungselementes als Quetschverbinder
benutzt werden. Hier sind die Mäntel der zu verbindenden Leitungen 23 und 24 abgesetzt
und die freien Leiter 25 und 26 in das Wellrohr 27 eingeführt. Auch hier ist wieder
der ganze Verbinder mit einem Schrumpfschlauch 28 gegen äußere Einflüsse abgeschirmt.
Der erfindungsgemäße Quetschverbinder, wie er in Fig. 6 dargestellt ist, hat wegen
der Elastizität des Wellrohres den zusätzlichen Vorteil, bei weitem nicht so starr
zu sein wie die herkömmlichen Quetschverbinder Zum Festlegen der elektrisch leitenden
Teile der Leitungen in den als Wellrohr ausgebildeten Verbindungselementen sind
zumindest die Teile des Wellrohres, die den elektrischen Leiter enthalten, durch
Nachwellen an ihrem Querschnitt vermindert. Es gibt für andere Verwendungszwecke
der Wellrohre bereits handliche Werkzeuge zum Nachwellen, die auch hier Verwendung
finden können. Beim Nachwellen wird die Wellung vertieft und damit in den darin
befindlichen Leiter eingedrückt. Bei dieser Verbindungstechnik wird das bei sonst
verwendeten Quetschverbindern zu befürchtende Durchtrennen von litzenförmigen Leitern
weitgehend vermieden.
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Ein wesentlicher Vorteil des Erfindungsgegenstandes ist darin zu sehen,
daß sich Wellrohre durch Verformen und Längsnahtverschweißen eines Metallbandes
in beliebiger Länge und den hier interessanten Durchmessern kontinuierlich herstellen
lassen, und daß in den einfachen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, wie
z. B. nach Fig. 1, 4 oder 6, das Wellrohr fortlaufend abgelängt werden kann und
keiner oder nur einer geringen Nachbehandlung bedarf, um sogleich für den erfindungsgemäßen
Zweck verwendet zu werden Bei der Verwendung des Quetschverbinders ist es sogar
möglich, das gut trommelbare Wellrohr in einem Stück an den Verwendungsort zu verbringen
und erst dort in den gewünschten Längen abzuschneiden
In jedem Falle
wird eine materialmäßige, über den elektrischen Bedarf hinausragende überdimensionierung
des Verbindungselementes vermieden und darüber hinaus eine erleichterte Verarbeitung
und Anwendung ermöglicht.