DE3144901A1

DE3144901A1 - Elektrisch isolierte verbindung zwischen zwei gleichachsig angeordneten, stabfoermigen elementen aus metall

Info

Publication number: DE3144901A1
Application number: DE19813144901
Authority: DE
Inventors: Helmut Kleiner; Karl 7141 Freiberg Kübler; Wolfgang 7000 Stuttgart Rammler
Original assignee: Karl Pfisterer Elektrorechnische Spezialartikel GmbH and Co KG
Current assignee: Karl Pfisterer Elektrorechnische Spezialartikel GmbH and Co KG
Priority date: 1981-11-12
Filing date: 1981-11-12
Publication date: 1983-05-19
Also published as: DE3144901C2

Description

Elektrisch isolierte Verbindung zwischen zwei gleichachsig
angeordneten, stabförmigen Elementen aus Metall Die Erfindung betrifft eine elektrisch isolierende Verbindung zwischen zwei gleechachsig angeordneten und durch einen Isolierkörper voneinander getrennten, stabförmigen Elementen aus Metall zur Ubertragung sowohl von Drehmomenten als auch von in Richtung der Längsachse der Elemente wirksamen Kräfte vom einen auf das andere Element.
Bei einer bekannten Verbindung dieser Art in einem elektrisch isolierenden Schlüssel zum Betätigen von Schrauben an unter Spannung stehenden Klemmen sind die beiden Elemente in axialem Abstand voneinander ngeordnet und teilweise in einen sie vollständig umfassenden Kunststoffkörper eingebettet. Dadurch, daß beide Elemente ein Mehrkantaußenprofil haben, sind sie zwar verdrehsicher mit dem Kunststoffkörper verbunden. Letzterer muß jedoch das gesamte Drehmoment vom einen auf das andere Element übertragen. Es kommt deshalb immer wieder zu Torsionsbrüchen des Kunststoffkörpers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch isolierende Verbindung zwischen zwei gleichachsig angeordneten, stabförmigen Elementen zu schaffen, die ebenfalls einfach ausgebildet ist, bei der jedoch der die beiden Elemente elektrisch isolierende Isolierkörper nicht der Gefahr eines Bruches infolge einer überlastung ausgesetzt ist. Diese Aufgabe löst eine Verbindung, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
Dadurch, daß der Isolierkörper in dem Zwischenraum zwischen der Wandung des Längskanals des einen Elementes und dem in diesen Längskanal eingreifenden Abschnitt des anderen Elementes liegt, die beide ein von der Kreisform abweichendes Querschnittsprofil haben und deshalb auf Drehung formschlüssig miteinander gekuppelt sind, wird bei der übertragung eines Drehmomentes das Material des Isolierkörpers nur auf Druck beansprucht. Da es eine Vielzahl von Kunststoffen gibt, welche eine hohe Druckbelastbarkeit haben, kann mit geringem Aufwand die Belastbarkeit der Verbindung so groß gewählt werden, daß die Gefahr einer Zerstörung des Isolierkörpers ausgeschlossen werden kann.
Vorzugsweise sind die von der Kreis form abweichenden Querschnittsprofile Mehrkantprofile.
Es genügt, wenn die Wandstärke des vorzugsweise als Hülse ausgebildeten Isolierkörpers an der Stelle geringster Dicke so groß gewählt ist, daß die Hülse mit Sicherheit der maximalen Spannung standhält, welche zwischen den beiden Elementen auftreten kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat jedoch der Längskanal das gleiche Profil wie der in ihn eingreifende Abschnitt,so daß hier die Wandstärke der Hülse, welche vorzugsweise den Zwischenraum vollständig ausfüllt, mit Ausnahme der Eckbereiche überall die gleiche Größe hat.
Sofern an die Übertragbarkeit von in Längsrichtung der Elemente wirksamen Druckkräfte hohe Anforderungen gestellt werden, ist es zweckmäßig, den Längskanal als Sackloch auszu- bilden. Der Isolierkörper bildet dann eine den Zwischenraum zwischen der Stirnseite des in das Sackloch eingreifenden Mehrkants sowie dem Boden des Sackloches ausfüllende Scheibe, die vorzugsweise einstückig an das eine Ende der Hülse angeformt ist. Hier besteht also auch für die Übertragung von in Längsrichtung der Elemente wirksamen Druckkräfte.ein Formschluß, d.h., der-Isolierkörper wird durch diese Kräfte ebenfalls nur auf Druck und nicht auf Torsion beansprucht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind beide Elemente zumindest auf einem Teil ihrer Länge in einen sie vollständig umfassenden Kunststoffkörper eingebettet. Ein solcher Kunststoffkörper kann als Berührungsschutz dienen. Er kann ferner dazu beitragen, beide Elemente in ihrer gleichachsigen Lage zu halten. Schließlich kann mit ihm auf einfache und kostengünstige Weise der Verbindung jede gewünschte äußere Form gegeben werden.
Sofern die Durchmesser des Längskanals und des in ihn eingreifenden Abschnitts des anderen Elementes relativ gering sind im Hinbli.ck auf das zu übertragende Drehmoment und daher die Druckbelastung des Isolierkörpers relativ hoch werden würde, kann man zu einer Verminderung der Druckbeanspruchung des Isolierkörpers kommen, indem man den Durchmesser des Längskanals und des in ihn eingreifenden Abschnitt des einen Elementes gröBer wählt als den Durchmesser des übrigen Abschnitts dieses Elementes. Ein-solcher größerer Durchmesser läßt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, daß man eine Buchse verwendet, welche den in den Längskanal eingreifenden Mehrkant bildet. Die Verbindung zwischen dieser Buchse und d,em in ihn eingreifenden Stab kann in verschiedener Weise ausgebildet sein. Handelt es sich beispielsweise bei dem Stab um einen Sechskant eines Steckschlüssels, dann kann beispielsweise die Buchsemit einem entsprechend profilierten Kanal versehen sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das freie Ende des einen Elementes als ein mit einer Schraube kuppelbares Schlüsselende ausgebildet. Die erfindungsgemäße Verbindung bildet hier also einen Teil eines elektrisch isolierenden Schraubendrehers oder Schraubenschlussels. Das freie Ende des vorzugsweise auf seiner ganzen Länge vom Kunststoffkörper ummantelten Elementes ist in diesem Falle vorzugsweise als Mehrkant für die Kupplung mit einem Schlüssel oder einer Ratsche ausgebildet. Bei diesem Mehrkant kann es sich um einen Innen- oder einen Außenmehrkant handeln.
Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht des Ausführungsbeispiels mit einer schematisch dargestellten Ratsche, Fig. 2 einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III der Fig.. 2.
Ein Schlüssel zum Festziehen und Lösen von unter Spannung stehenden Schrauben, beispielsweise Schrauben einer Verbindungs- oder Abzweigklemme, die einen Innensechskant haben, weist einen an diesen Innensechskant angepaßten Sechskantstab 1 auf. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, greift der eine Endabschnitt dieses Sechskantstabes 1 in eine Buchse 2 aus Metall ein, bei der es sich im Ausführungsbeispiel um einen Leichtmetallgußkörper handelt. Diese Buchse 2 hat ein an das Profil des Sechskantstabes 4 angepaßtes Innensechskantsackloch, in dem der Sechskantstab 1 festgelegt ist. Beispielsweise kann er in die Buchse 2 eingegossen sein. Hinsichdich der Übertragung eines Drehmomentes und einer Kraft von der Buchse 2 in Längsrichtung des Sechskantstabes 1 gegen dessen freies Ende hin sind der Stab und die Buchse formschlüssig miteinander verbunden. Das zum Innensechskantsackloch konzentrische Außenprofil der Buchse 2 ist, wie Fig. 3 zeigt, ein Quadrat.
Gleichachsig zu dem aus dem Sechskantstab 1 und der Buchse 2 bestehenden Element ist ein zweites, aus Metall bestehendes, stabförmiges Element 3 angeordnet, bei dem es sich im Ausführungsbeispiel wie bei der Buchse 2 um einen Leichtmetallgußkörper handelt. Dieses stabförmige Element 3 weist auf der der Buchse 2 zugekehrten Seite ein in seiner Längsachse liegendes Sackloch auf, welches das gleiche Querschnittsprofil wie das Außenprofil der Buchse 2,also ein quadratisches Querschnittsprofilshat. Die Seitenlänge des Quadrates des Querschnittsprofil dieses Sackloches ist jedoch größer als die Seitenlänge des Außenprofils der Buchse 2, welche wenigstens auf einem Teil ihrer Länge in das Sackloch eingreift.
Zur elektrischen Isolierung des stabförmigen Elementes 3 gegenüber der Buchse 2 und dem Sechskantstab 1 ist der Zwischenraum zwischen der Außenmantelfläche der Buchse 2 und der Mantelfläche des Sackloches sowie der Zwischenraum zwischen der Stirnfläche der Buchse 2 und dem Boden des Sackloches mit einem elektrisch isolierenden Material ausgefüllt, das eine topfförmige Hülse 4 bildet. Das für diese Hülse verwendete Isoliermaterial und die Wandstärke der Hülse sind so gewählt, daß die Hülse 4 mit Sicherheit Überschläge oder Durchschläge verhindert, wenn der Sechskantstab 1 und damit auch die Buchse 2 unter Spannung stehen und das Element 3 geerdet ist.
Bei der Übertragung eines Drehmomentes vom stabförmigen Element 3 auf die Buchse 2 wird die Hülse 4 nur auf Druck beansprucht. Die Druckfestigkeit des Isoliermaterials, aus dem die Hülse besteht, ist ausreichend hoch, um der Belastung standzuhalten, die auftritt, wenn mittels des Sechskantstabes 1 das maximale Drehmoment ausgeübt wird. Auch bei der Übertragung einer Kraft, welche von dem stabförmigen Element 3 in Längsrichtung des Sechskantstabes 1 gegen dessen freies Ende hin ausgeübt wird, wird das Material, aus dem die topfförmige Hülse 4 besteht, nur auf Druck beansprucht, weil diese Beiastung über den Boden der Hülse 4 übertragen wird.
Gleichachsig zu dem die Hülse 4 aufnehmenden-Vierkantsackder loch liegt ein zweites Vierkantsackloch 5, das von/der Hülse 4 abgekehrten Stirnseite her in das stabförmige Element 3 eindringt und dem Einführen eines Steckschlüssels dient, mittels dessen das zu übertragende Drehmoment erzeugt wird.
In Fig. 1 ist ein solcher Schlüssel in Form einer Ratsche 6 dargestellt, die einen in das Vierkantsackloch 5 einführbaren Vierkantzapfen hat. Die Ratsche 6 oder ein anderer Schlüssel brauchen nicht isoliert zu sein, weil, wie erwähnt, das stabförmige Element 3 gegenüber dem Sechskantstab 1 isoliert ist.
Selbstverständlich könnte das freie Ende des stabförmigen Elementes 3 auch eine andere Ausbildung haben. Beispielsweise könnte statt des Vierkantsackloches 5 auch eine ringförmige Vertiefung vorhanden sein, deren zentraler Zapfen einen Außensechskant hat, auf den ein Schlüssel mit einem Innensechskant aufgesetzt werden kann.
Zusätzlich zu der Verbindung des stabförmigen Elementes 3 mit der Buchse 2 durch die Hülse 4 ist das Element 3 mit der Buchse 2 und dem Sechskantstab 1 durch einen Kunststoffkörper 7 verbunden, welcher das Element 3, den aus ihm herausragenden Teil der Buchse 2 und den Sechskantstab vollständig umfaßt und den Sechskantstab 1 nur im Bereich seines freien Endabschnittes freiläßt. Außerdem bedeckt der Kunststoffkörper 7 auch noch die freie Stirnfläche des stabförmigen Elementes 3, so daß er hier eine sich mit dem Vierkantsackloch 5 deckende, quadratische Aussparung hat. Dieser aus einem formstabilen Kunststoff bestehende Kunststoffkörper 7 dient zusätzlich der Berührungssicherheit und gibt dem Schlüssel die gewünschte äußere Form. Im Ausführungsbeispiel hat der das stabförmige Element 3 umgebende Abschnitt ein quadratisches Außenprofil mit angefasten Kanten, wie insbesondere Fig. 3 zeigt. Hieran schließt sich, wie die Fig.
1 und 2 zeigen, ein konischer Abschnitt an, der sich gegen das freie Ende des Sechskantstabes 1 hin verjüngt und in einen zylindrischen Abschnitt übergeht, dessen Außendurchmesser nur wenig größer ist als der Durchmesser des Sechskantstabes 1. An diesen zylindrischen Abschnitt schließt sich nochmals ein konischer Abschnitt an, der sich bis auf die Oberfläche des Sechskantstabes 1 hin verjüngt.
-8/Ansprüche- Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Elektrisch isolierende Verbindung zwischen zwei gleichachsig angeordneten und durch einen Isolierkörper voneinander getrennten, stabförmigen Elementen aus Metall zur Übertragung sowohl von Drehmomenten als auch von in Richtung der Längsachse der Elemente wirksamen Kräfte vom einen zum anderen Element, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Element (1,2) mit einem Abschnitt, der ein von der Kreisform abweichendes Querschnittsprofil hat, in einen Längskanal des anderen Elementes (3) eingreift, der ebenfalls ein von der Kreisform abweichendes Querschnittsprofil hat,und daß der in dem Zwischenraum zwischen dem als Mehrkant ausgebildeten Abschnitt und der Wandung des Längskanals angeordnete Isolierkörper (4) durch die zu übertragenden Kräfte auf Druck beansprucht wird.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Kreisform abweichenden Querschnittsprofile Mehrkantprofile sind.
3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper eine Hülse (4) ist, deren Wandstärke an der Stelle geringster Dicke die für die erforderliche Spannungsfestigkeit notwendige Größe hat.
4. Verbindung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Längskanal das gleiche Profil hat wie der in ihn eingreifende Abschnitt.
5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, daß der Längskanal als Sackloch ausgebildet ist und der Isolierkörper eine den Zwischenraum zwischen der Stirnseite des in das Sackloch eingreifenden, als Mehrkant ausgebildeten Abschnitts sowie den Boden des Sackloches ausfüllende Scheibe bildet, die einstückig an das eine Ende der Hülse(4) angeformt ist.
6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elemente (1,2;3) zumindest auf einem Teil ihrer Länge in einen sie vollständig umfassenden Kunststoffkörper (7) eingebettet sind.
7. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Längskanal des einen Elementes (3) einqreifende andere Element (1,2) aus einem Mehrkantstab (1) und einem auf dessen in den Längskanal eingreifenden Endabschnitt aufgesetzten Buchse (2) mit einem an das Profil des Mehrkantstabes (1) angepaßten Innenprofil besteht.
8. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des einen Elementes (1,2) als ein mit einer Schraube kuppelbares Schlüsselende ausgebildet ist.
9. Verbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des vorzugsweise auf seiner ganzen Länge vom Kunststoffkörper ummantelten Elementes (3) einen Mehrkant (5) für die Kupplung mit einem Schlüssel aufweist.
10. Verbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrkant ein Innen-Mehrkant-(5) ist.