EP0420060A1 - Kontaktschraube - Google Patents

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EP0420060A1
EP0420060A1 EP90118192A EP90118192A EP0420060A1 EP 0420060 A1 EP0420060 A1 EP 0420060A1 EP 90118192 A EP90118192 A EP 90118192A EP 90118192 A EP90118192 A EP 90118192A EP 0420060 A1 EP0420060 A1 EP 0420060A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact screw
contact
hollow body
screw according
head section
Prior art date
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Application number
EP90118192A
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English (en)
French (fr)
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EP0420060B1 (de
Inventor
Georg Czernek
Georg Demmel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arcus Elektrotechnik Alois Schiffmann GmbH
Original Assignee
Arcus Elektrotechnik Alois Schiffmann GmbH
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Publication date
Application filed by Arcus Elektrotechnik Alois Schiffmann GmbH filed Critical Arcus Elektrotechnik Alois Schiffmann GmbH
Publication of EP0420060A1 publication Critical patent/EP0420060A1/de
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Publication of EP0420060B1 publication Critical patent/EP0420060B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/24—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands
    • H01R4/2475—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members penetrating the insulation being actuated by screws, nuts or bolts
    • H01R4/2483—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members penetrating the insulation being actuated by screws, nuts or bolts penetrating the area under the screw tip

Definitions

  • the invention relates to a contact screw for contacting insulated lines or cables in a terminal according to the preamble of claim 1.
  • contact screws For isolated cable conductors, contact screws have been used for many years, which are provided with milling devices on their end faces assigned to the conductor, which are slot-shaped (DE-C-11 68 518, DE-A-24 38 003) or similar to end mills ( GB-A-6146) can be formed.
  • a contact screw is known from DE-U-88 07 168, in which the milling device has a relatively complicated shape with cutting edges, a special shape being proposed for clearing off the insulating material that has been lifted off. In any case, edges are provided in the known arrangements, which form cutting edges. These cutting edges scrape off this insulation as soon as the screws hit the conductor insulation when tightening. The removed material is, depending on the design of the end face of the contact screw, either received in the slots provided there or laterally cleared away. The contact screw is screwed in until the insulation on the face of the contact screw is completely removed and the face has contact with the conductor surface.
  • the screws are generally tightened a few turns, material being removed from the conductor until a circular contact surface equivalent to the screw diameter has been worked out in the conductor.
  • the surface of conductors with round or sector-shaped cross sections at the contact point is adapted to the shape of the screw end with loss of cross section.
  • the known contact screws are particularly suitable for power cables with a cross-sectional area of approx. 50 - 240 mm2. Conductors with smaller cross sections are damaged too much by the known arrangements.
  • the relatively high pressure on the conductor that occurs when screwing down is welcome on the one hand, since it presses the conductor, which is usually contained in a clamping body, into the clamping bed equipped with contact cutting or other means for clearing the insulation.
  • the conductors made of soft material with small cross sections due to the required low specific resistance are not able to withstand the pressure. They are sheared, notched, move sideways or turn with the screw.
  • the individual wires are slightly pushed apart or, as in the case of the thin individual conductors described above, sheared off, so that an admissible contact connection can no longer be achieved.
  • the invention has for its object to improve a contact screw of the type mentioned in such a way that the weakening and deformation of the conductor material, especially with low conductor cross-sections or multi-wire conductors, is reduced while maintaining proper and reliable contact.
  • single-wire or multi-wire insulated lines and cables can be contacted primarily in the cross-sectional area of approximately 2.5-50 mm 2 without damaging the conductors or reducing their cross-sections.
  • the face of the contact screw facing the conductor consists of an annular surface, such as is present at the end of a hollow truncated cone is.
  • the circular ring can also be replaced by another rotationally symmetrical body, e.g. B. a pipe socket, provided its diameter tapers or widens towards the side facing away from the conductor.
  • the taper or widening need not be linear, as is the case with a truncated cone.
  • an undercut is provided so that when the circular ring is pressed against the conductor by tightening the screw, the forces acting have a component which acts in the radial direction, so that a deformation of the hollow body, in particular its front annular surface, preferably takes place in the sense of an expansion.
  • the deformation increases the cross-sectional area at the front end of the contact screw, so that a contact cross-section which corresponds essentially to the previously known contact screws is produced in the final assembly state.
  • the diameter of the rotationally symmetrical body preferably tapers towards the side facing away from the conductor.
  • the hollow truncated cone merges in the area of its smaller diameter on the outer surface with a rounding in the threaded section, the processing, the dimensioning and the material selection for the head section being carried out in such a way that deformation of the hollow body is ensured without tearing.
  • a recess or bore is provided in the interior of the truncated cone, which extends into the threaded section at least over a certain length. This recess is used to hold cleared insulating material.
  • the end face of the contact screw facing away from the contact side can be designed with an internal hexagon or a hexagonal head to form the engagement part, which can optionally also consist of another material.
  • the tightening torque can be limited by appropriate devices. For this purpose, it is possible to provide predetermined breaking points between the engagement part and the threaded section.
  • the threaded section is preferably designed as a fine thread. This makes it possible to tighten the contact screw "sensitively", whereby, as indicated above, the hollow body expands, so that the contact surface increases by four to eight times in the course of tightening, depending on the given dimensions, and the contact screw in the final stage of Assembly becomes a pure cuttingless pressure screw.
  • the contacted conductor is deformed by the screw in such a way that affinity arises between the end shape of the screw and the conductor surface.
  • the conductor cross-section is retained.
  • the contact screw according to the invention is assembled, there are also no sharp-edged notches at which the conductor material would tear in the event of a later deformation (bending) due to the notch effect.
  • the electrical contact can be produced even at a relatively low tightening torque, so that conductors with small conductor cross sections no longer bend, twist or shear off.
  • the embodiment of a contact screw shown here comprises a threaded section 30 which has a head section 10 at one end and an engagement part 35 at its other end.
  • the engagement part 35 is designed as a hexagon socket.
  • the threaded section 30 is a DIN / ISO fine thread.
  • the head section 10 is rotationally symmetrical about its longitudinal axis X and comprises a hollow body 11 which, starting from the threaded section 30, is funnel-shaped or conical bluntly expanded.
  • the wall thickness is essentially constant, the inside diameter D1 and the outside diameter D2 changing in the same direction (cf. FIG. 3).
  • the hollow body 11 At its front end, the hollow body 11 has a smooth end edge 12.
  • the outer lateral surface 14 of the hollow body 11 merges into the threaded section 30 over a radius 20, so that the outer lateral surface 14 forms an undercut 17.
  • the threaded portion 30 is at its end facing the hollow body 11 starting from the radius 20 initially flat and then turned with a chamfer, so that a support surface 18 is formed.
  • the front edge 12 is first pressed through an insulating material 8 (see FIG. 7) by the force acting on the insulating material 8 perpendicularly and tangentially (to the annular end edge 12) by the action of a force K until the end edge 12 meets the conductor material 9.
  • the force component KR occurring in this case (see FIG. 3) spreads the hollow body 11 made of ductile material (preferably made of electrolytic copper, possibly tinned) in the manner indicated in FIGS. 4 and 7.
  • the insulating material is pressed outwards, on the other hand, a plug 7 of insulating material 8 is received in the receiving cavity 16.
  • the deformation of the hollow body 11 is complete when its outer lateral surface 14 bears against the support surface 18 on the threaded section 30.
  • the inner circumferential surface 13 of the hollow body 11 then forms the contact surface with the conductor 9.
  • the shape of the contact screw described with reference to FIGS. 1 to 7 is such that it can be carried out on an automatic lathe in relatively few operations (apart from the shaping of the hexagon socket).
  • the second preferred embodiment of the invention shown in section in FIG. 8 differs from the first embodiment in that the hollow body 11 widens toward the threaded portion 30.
  • the insulating material 8 delimited by the end edge 12 is pressed inward into the receiving cavity 16, while the insulating material adjacent to the outer lateral surface 14 is pressed radially outward.
  • the receiving cavity 16 is open towards the top, toward the hexagon socket.
  • the head section 10 and the threaded section 30 are in two pieces, optionally made of different materials.
  • the head section 10 is pressed into a corresponding bore in the threaded section 30 so that there is a torsionally stable connection.
  • the bore for inserting the head section 10 is designed such that a recess 34 remains between the hexagon socket surfaces 33 and the upper end of the head section 10. This ensures that when the tool is inserted into the engagement part 35, the effective cross section between the hexagon socket surfaces 33 and the tool (not shown) is defined essentially independently of its end edge. With appropriate dimensioning and choice of material, it is thus possible to precisely predetermine the torque, which, when exceeded, expands the hexagon socket.
  • the third embodiment of the invention shown in FIG. 10 differs from that according to FIG. 9 in that the head part 10, viewed from the threaded section 30, first has a diverging and then a converging section. As in the embodiment according to FIG. 8, the receiving cavity 16 is continuous.
  • the head part 10, as in the embodiment according to FIG. 8, is initially designed to converge in the direction of the front edge 12 and then to diverge again, so that the function during assembly is similar to the embodiment according to FIGS Fig. 1 to 7, but in the final phase of the deformation of the cavity 16 relative to the conductor 9 is essentially completed with the plug 7 being lifted off. This can lead to a further increase in the contact area.
  • the head part 10 is designed as described in the first embodiment.
  • the threaded part 30 has at its end opposite the head part 10 a flat 39 (or an end square or the like).
  • the engagement part 35 is placed, the egg ner preferred embodiment consists of plastic. In the latter case, the engagement part 35 is extruded onto the threaded part 30.
  • the engagement part 35 has a base 40 which represents the connection to the threaded section 30.
  • the base 40 merges into an auxiliary hexagon 38, from which the engagement part 35 tapers conically up to a predetermined breaking point 37.
  • a hexagonal head 36 is then formed on the predetermined breaking point 37.
  • the engagement part 35 has a concentric recess or bore 41 over its entire length.

Landscapes

  • Connections By Means Of Piercing Elements, Nuts, Or Screws (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)

Abstract

Es wird eine Kontaktschraube zum Kontaktieren von isolierten Leitungen oder Kabeln in einer Klemme beschrieben, die ein Angriffsteil (35) zum Ansetzen eines Werkzeuges, einen Gewindeabschnitt (30) und einen Kopfabschnitt (10) aufweist. Der Kopfabschnitt (10) umfaßt Räumeinrichtungen zum Durchtrennen und Forträumen von Isoliermaterial (8) und Kontakteinrichtungen (13, 14) zum Kontaktieren des Leitermaterials (9). Bei dieser Kontaktschraube ist vorgesehen, den Kopfabschnitt (10) als verformbaren, um die Längsachse der Kontaktschraube rotationssymmetrischen Hohlkörper (11) mit einem Innenraum (15) auszubilden, dessen Durchmesser sich in Achsrichtung (X) ändert, wobei ein Endrand (12) des Kopfabschnittes (10) die Räumeinrichtungen und eine Mantelfläche (13, 14) des Hohlkörpers (11) die Kontakteinrichtungen bildet. Beim Einschrauben der Kontaktschraube in die Klemme beaufschlagt eine in Achsrichtung auf den Kopfabschnitt (10) wirkende Kraft den Hohlkörper (11) mit einem Kraftanteil (KR) in Radialrichtung. Bei einem, sich in Richtung auf den Endrand (12) hin trichterförmig erweiternden Hohlkörper (11) ist der Innenmantel (13) beim Einschrauben der Kontaktschraube unter Forträumen des Isoliermaterials (8) durch den Endrand (12) auf das Leitermaterial aufdrückbar. Bei umgekehrter Formgebung des Hohlkörpers (11) bildet dessen Außenmantel (14) die Kontaktfläche.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kontaktschraube zum Kontaktieren von isolierten Leitungen oder Kabeln in einer Klemme nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Für isolierte Kabelleiter sind seit vielen Jahren Kontakt­schrauben im Einsatz, die an ihren dem Leiter zugeordneten Stirnseiten mit Einrichtungen zum Fräsen versehen sind, die schlitzförmig (DE-C-11 68 518, DE-A-24 38 003) oder ähnlich wie bei Fingerfräsern (GB-A-6146) ausgebildet sein können. Aus der DE-U-88 07 168 ist eine Kontaktschraube bekannt, bei welcher die Fräseinrichtung eine relativ komplizierte Form mit Schnei­den aufweist, wobei zum Abräumen von abgehobenem Isoliermate­rial eine besondere Formgebung vorgeschlagen wird. In jedem Fall sind bei den bekannten Anordnungen Kanten vorgesehen, die Schneiden bilden. Diese Schneiden schaben, sobald die Schrauben beim Festdrehen auf die Leiterisolierung treffen, diese Isolie­rung ab. Das abgenommene Material wird, je nach Ausbildung der Stirnseite der Kontaktschraube, entweder in den dort vorgese­henen Schlitzen aufgenommen oder seitlich fortgeräumt. Die Kon­taktschraube wird soweit eingedreht, bis die Isolierung an der Stirnseite der Kontaktschraube vollständig fortgenommen und die Stirnseite mit der Leiteroberfläche Kontakt hat.
  • Zur Erlangung einer möglichst großen, vollkontaktierten Fläche werden die Schrauben in der Regel einige Umdrehungen weiter an­gezogen, wobei solange Material vom Leiter abgetragen wird, bis im Leiter eine kreisförmige Kontaktfläche äquivalent zum Schraubendurchmesser ausgearbeitet ist. Dabei wird die Oberflä­che von Leitern mit runden oder sektorförmigen Querschnitten an der Kontaktstelle der Form des Schraubenendes unter Quer­schnittsverlust angepaßt.
  • Die bekannten Kontaktschrauben eignen sich insbesondere für Starkstromkabel im Querschnittsbereich von ca. 50 - 240 mm². Leiter mit geringeren Querschnitten werden durch die bekannten Anordnungen zu stark beschädigt.
  • Der beim Festschrauben auftretende relativ hohe Druck auf den Leiter ist einerseits willkommen, da durch ihn der zumeist in einem Klemmkörper gefaßte Leiter gleichzeitig in das mit Kon­taktschneiden oder anderen Mitteln zum Forträumen der Isolie­rung ausgestattete Klemmbett hineingedrückt wird. Andererseits aber sind die aufgrund des geforderten niedrigen spezifischen Widerstands aus weichem Material gefertigten Leiter mit gerin­gen Querschnitten nicht in der Lage, dem Druck standzuhalten. Sie werden abgeschert, eingekerbt, weichen seitlich aus oder drehen sich mit der Schraube mit. Bei Leitern mit großen Quer­schnitten, die als Litzen ausgeführt sind, werden die einzelnen Drähte leicht auseinandergedrückt oder, wie bei den zuvor be­schriebenen dünnen Einzelleitern, abgeschert, so daß keine zu­lässige Kontaktverbindung mehr erzielbar ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktschraube der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß unter Beibehaltung einer ordnungsgemäßen und zuverlässigen Kontaktie­rung die Schwächung und Deformierung des Leitermaterials, ins­besondere bei niedrigen Leiterquerschnitten oder mehrdrähtigen Leitern, verringert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspru­ches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildun­gen der erfindungsgemäßen Kontaktschraube sind in den Unteran­sprüchen angegeben.
  • Mit der erfindungsgemäßen Kontaktschraube können ein- oder mehrdrähtige isolierte Leitungen und Kabel vornehmlich im Quer­schnittsbereich von ca. 2,5 - 50 mm² kontaktiert werden, ohne daß dabei die Leiter geschädigt oder deren Querschnitte verrin­gert werden. Die dem Leiter zugewandte Stirnseite der Kontakt­schraube besteht aus einer kreisringförmigen Fläche, wie sie beispielsweise am Ende eines hohlen Kegelstumpfes vorhanden ist. Der Kreisring kann aber statt durch einen Kegelstumpf auch durch einen anderen rotationssymmetrischen Körper, z. B. einen Rohrstutzen gebildet werden, sofern sich sein Durchmesser zu der vom Leiter abgewandten Seite hin verjüngt oder verbreitert. Die Verjüngung oder Verbreiterung braucht dabei nicht linear zu sein, wie dies bei einem Kegelstumpf der Fall ist.
  • Wesentlich ist aber bei der erfindungsgemäßen Kontaktschraube, daß eine Hinterschneidung vorgesehen ist, so daß beim Andrücken des Kreisringes gegen den Leiter durch Anziehen der Schraube die wirkenden Kräfte eine in Radialrichtung wirkende Komponente aufweisen, so daß eine Verformung des Hohlkörpers, insbesondere seiner vorderer kreisringförmiger Fläche, vorzugsweise im Sinne einer Aufweitung stattfindet. Dadurch wird nämlich gewährlei­stet, daß bei einer geringen, auf den Leiter wirkenden Kraft eine hohe Flächenpressung zwischen der kreisringförmigen Stirn­fläche und der Isolierung stattfindet, so daß diese durchge­drückt oder durchgeschnitten wird, wobei durch die nachfolgende Verformung bei Auftreffen der kreisringförmigen Fläche auf den gegenüber der Isolierung härteren Leiter die Isolierung fortge­räumt wird. Gleichzeitig wird durch die Verformung die Quer­schnittsfläche am Vorderende der Kontaktschraube vergrößert, so daß im endgültigen Montagezustand ein im wesentlichen den bis­her bekannten Kontaktschrauben entsprechender Kontaktquer­schnitt entsteht. Vorzugsweise verjüngt sich der Durchmesser des rotationssymmetrischen Körpers zu der vom Leiter abge­wandten Seite hin. Der hohle Kegelstumpf geht im Bereich seines kleineren Durchmessers an der Außenfläche durch eine Abrundung in den Gewindeabschnitt über, wobei die Bearbeitung, die Dimen­sionierung und die Materialwahl für den Kopfabschnitt derart erfolgen, daß eine Verformung des Hohlkörpers ohne Reißen ge­währleistet ist.
  • Im Inneren des Kegelstumpfes ist eine Ausnehmung oder Bohrung vorgesehen, die mindestens über eine gewisse Länge in den Ge­windeabschnitt hineinreicht. Diese Ausnehmung dient zur Auf­nahme fortgeräumten Isoliermaterials.
  • Die der Kontaktseite abgewandte Stirnseite der Kontaktschraube kann zur Bildung des Angriffsteils mit einem Innensechskant oder einem Sechskantkopf ausgeführt werden, der gegebenenfalls auch aus einem anderen Material bestehen kann.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Kontaktschraube kann das Anzugsmoment durch entsprechende Einrichtungen begrenzt werden. Hierzu ist es möglich, zwischen dem Angriffsteil und dem Gewindeabschnitt Sollbruchstellen vorzusehen.
  • Der Gewindeabschnitt ist vorzugsweise als Feingewinde ausgebil­det. Dadurch ist es möglich, die Kontaktschraube "gefühlvoll" anzuziehen, wobei sich, wie oben angedeutet, der Hohlkörper aufweitet, so daß die Kontaktfläche im Laufe des Festziehens sich je nach den vorgegebenen Abmessungen um das Vier- bis Achtfache vergrößert und die Kontaktschraube im Endstadium der Montage zu einer reinen schneidlosen Druckschraube wird. Dabei wird der kontaktierte Leiter durch die Schraube dergestalt de­formiert, daß sich zwischen Stirnseitenform der Schraube und der Leiteroberfläche Affinität einstellt. Der Leiterquerschnitt bleibt hierbei erhalten. Es kommt bei der Montage der erfin­dungsgemäßen Kontaktschraube auch nicht zu scharfkantigen Ein­kerbungen, an welcher das Leitermaterial bei einer späteren Verformung (Verbiegen) aufgrund der Kerbwirkung reißen würde. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist schon bei einem rela­tiv geringen Anzugsmoment der elektrische Kontakt herstellbar, so daß sich Leiter mit kleinen Leiterquerschnitten nicht mehr verbiegen, verdrehen oder abscheren.
  • Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungs­formen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
    • Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit angedeuteten Innenausnehmungen;
    • Fig. 2 eine Ansicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 von unten;
    • Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1;
    • Fig. 4 eine Schnittdarstellung der Kontaktschraube ähnlich der nach Fig. 3, jedoch im Endstadium der Montage;
    • Fig. 5 und 6 perspektivische Ansichten auf die Kontakt­schraube nach Fig. 1;
    • Fig. 7 eine Schnittdarstellung mit einer Kontakt­schraube nach Fig. 4, jedoch mit schematisiert eingezeichnetem isolierten Leiter;
    • Fig. 8 eine Schnittdarstellung ähnlich der nach Fig. 3 durch eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung; und in
    • Fig. 9 bis 11 Schnittdarstellungen ähnlich der nach Fig. 3 durch eine zweite bis fünfte bevorzugte Ausfüh­rungsform der Erfindung.
  • In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche oder gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
  • Wie aus den Fig. 1 bis 6 hervorgeht, umfaßt die hier gezeigte Ausführungsform einer Kontaktschraube einen Gewindeab­schnitt 30, der an seinem einen Ende einen Kopfabschnitt 10 und an seinem anderen Ende ein Angriffsteil 35 aufweist. Das An­griffsteil 35 ist bei dieser gezeigten bevorzugten Ausführungs­form als Innensechskant ausgebildet. Der Gewindeabschnitt 30 ist ein DIN/ISO-Feingewinde.
  • Der Kopfabschnitt 10 ist rotationssymmetrisch um seine Längsachse X ausgebildet und umfaßt einen Hohlkörper 11, der, vom Gewindeabschnitt 30 ausgehend, sich trichter- oder kegel­ stumpfförmig erweitert. Die Wandstärke ist im wesentlichen gleichbleibend, wobei der Innendurchmesser D1 und der Außen­durchmesser D2 sich gleichsinnig ändern (vgl. Fig. 3).
  • An seinem Vorderende weist der Hohlkörper 11 einen glatten Endrand 12 auf. Die äußere Mantelfläche 14 des Hohlkörpers 11 geht über einen Radius 20 in den Gewindeabschnitt 30 über, so daß die äußere Mantelfläche 14 eine Hinterschneidung 17 bildet. Der Gewindeabschnitt 30 ist an seinem, dem Hohlkörper 11 zuge­wandten Ende vom Radius 20 ausgehend zunächst plan und dann mit einer Fase abgedreht, so daß eine Stützfläche 18 gebildet wird.
  • Die innere Mantelfläche 13, welche den Innenraum 15 des Hohl­körpers 11 radial begrenzt, geht an ihrem, dem Endrand 12 abge­wandten Ende in einen Aufnahmehohlraum 16 über, der als zylin­drische Bohrung im Körper des Gewindeabschnittes 30 ausgebildet ist.
  • Bei der Montage der hier gezeigten Ausführungsform der Kontakt­schraube wird durch die Einwirkung einer Kraft K zunächst der Vorderrand 12 durch ein Isoliermaterial 8 (siehe Fig. 7) durch die auf das Isoliermaterial 8 senkrecht und tangential (zum kreisringförmigen Endrand 12) wirkende Kraft hindurchgedrückt, bis der Endrand 12 auf das Leitermaterial 9 trifft. Die hierbei auftretende Kraftkomponente KR (siehe Fig. 3) spreizt den aus duktilem Material (vorzugsweise aus Elektrolytkupfer, gegebe­nenfalls verzinnt) bestehenden Hohlkörper 11 so auf, wie dies in den Fig. 4 und 7 angedeutet ist. Dabei wird das Isoliermate­rial einerseits nach außen gedrückt, andererseits wird ein Pfropfen 7 aus Isoliermaterial 8 in dem Aufnahmehohlraum 16 aufgenommen.
  • Die Verformung des Hohlkörpers 11 ist dann abgeschlossen, wenn seine äußere Mantelfläche 14 gegen die Stützfläche 18 am Gewin­deabschnitt 30 anliegt. Die innere Mantelfläche 13 des Hohlkör­pers 11 bildet dann die Kontaktfläche zum Leiter 9. Wie aus den Abbildungen und der vorangegangenen Beschreibung ersichtlich ist, findet keine wesentliche Materialabnahme am Leitermate­rial 9 statt, wobei dennoch ein sicheres Forträumen des Iso­ liermaterials 8 und eine innige, formgleiche Auflage zwischen der inneren Mantelfläche 13 und dem Leitermaterial 9 gewähr­leistet sind.
  • Die Formgebung der anhand der Fig. 1 bis 7 beschriebenen Kon­taktschraube ist derart, daß diese auf einem Drehautomaten in relativ wenigen Arbeitsgängen (bis auf die Einformung des In­nensechskantes) durchgeführt werden kann.
  • Die in Fig. 8 geschnitten dargestellte zweite bevorzugte Aus­führungsform der Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß sich der Hohlkörper 11 zum Gewin­deabschnitt 30 hin verbreitert. Dadurch wird das vom Endrand 12 umgrenzte Isoliermaterial 8 nach innen, in den Aufnahmehohl­raum 16 gedrückt, während das an die äußere Mantelfläche 14 angrenzende Isoliermaterial radial nach außen gedrückt wird. Weiterhin ist der Aufnahmehohlraum 16 nach oben hin, zum Innensechskant offen.
  • Bei der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind der Kopfabschnitt 10 und der Gewindeabschnitt 30 zweistückig, gegebenenfalls aus verschiedenen Werkstoffen ausgebildet. Der Kopfabschnitt 10 ist hierbei in eine entsprechende Bohrung im Gewindeabschnitt 30 eingepreßt, so daß eine drehstabile Verbin­dung vorliegt.
  • Die Bohrung zum Einsetzen des Kopfabschnittes 10 ist so ausge­führt, daß zwischen den Innensechskantflächen 33 und dem Oberende des Kopfabschnittes 10 eine Ausnehmung 34 verbleibt. Dadurch ist gewährleistet, daß beim Einsetzen des Werkzeugs in das Angriffsteil 35 der Wirkungsquerschnitt zwischen den Innen­sechskantflächen 33 und dem Werkzeug (nicht gezeigt) im wesent­lichen unabhängig von dessen Endrand definiert ist. Bei einer entsprechenden Dimensionierung und Materialwahl ist es somit möglich, das Drehmoment exakt vorzubestimmen, bei dessen Über­schreitung der Innensechskant aufgeweitet wird.
  • Somit ist auf äußerst einfache Weise eine exakte Drehmomentbe­grenzung möglich, so daß auch bei Handhabung durch ungeschultes Personal eine Beschädigung der Leiter 9 zuverlässig vermieden wird. Es sei an dieser Stelle ausdrücklich darauf verwiesen, daß der Anbringung einer, die Innensechskantflächen 33 hinter­schneidenden Ausnehmung 34 zur Bildung von definierten An­griffsflächen für ein Werkzeug selbständiger erfinderischer Ge­halt beigemessen wird. Diese Hinterschneidung bzw. die Ausneh­mung 34 kann auch bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 8 durch Nachbearbeitung z. B. mit einem entsprechenden Drehwerk­zeug angebracht werden.
  • Weiterhin ist die innere Mantelfläche 13 des Kopfabschnit­tes 10, welche im endgültigen Monatagezustand mit dem Leiter 9 in inniger Verbindung steht, mit Erhöhungen und Einsenkungen in Form einer Rändelung 19 versehen. Dadurch gelingt eine noch bessere Verbindung zwischen der Mantelfläche 13 und dem Lei­ter 9.
  • Die in Fig. 10 gezeigte dritte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der nach Fig. 9 dadurch, daß das Kopf­teil 10 vom Gewindeabschnitt 30 aus gesehen zunächst einen di­vergierenden und dann einen konvergierenden Abschnitt aufweist. Der Aufnahmehohlraum 16 ist wie bei der Ausführungsform nach Fig. 8 durchgehend ausgebildet. Bei einer anderen, hier nicht gezeigten Ausführungsform ist das Kopfteil 10, wie bei der Aus­führungsform nach Fig. 8, in Richtung auf den Vorderrand 12 zunächst konvergierend und dann wieder divergierend ausgebil­det, so daß die Funktion bei der Montage ähnlich wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 7 ist, wobei jedoch in der Endphase der Verformung der Hohlraum 16 gegenüber dem Leiter 9 unter Abhebung des Pfropfens 7 im wesentlichen abgeschlossen wird. Dies kann zu einer weiteren Vergrößerung der Kontaktflä­che führen.
  • Bei der in Fig. 11 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kopfteil 10 wie bei der ersten Ausführungs­form beschrieben ausgeführt. Das Gewindeteil 30 weist an sei­nem, dem Kopfteil 10 gegenüberliegenden Ende eine Abflachung 39 (oder einen endseitigen Vierkant oder dergleichen) auf. Auf das Gewindeteil 30 ist das Angriffsteil 35 aufgesetzt, das bei ei­ ner bevorzugten Ausführungsform aus Kunststoff besteht. Im letzteren Fall wird das Angriffsteil 35 auf das Gewindeteil 30 aufextrudiert.
  • Das Angriffsteil 35 weist einen Sockel 40 auf, der die Verbin­dung zum Gewindeabschnitt 30 darstellt. Der Sockel 40 geht in einen Hilfs-Sechskant 38 über, von dem ausgehend sich das An­griffsteil 35 bis zu einer Sollbruchstelle 37 konisch verjüngt. An die Sollbruchstelle 37 anschließend ist ein Sechskantkopf 36 angeformt. Das Angriffsteil 35 weist eine konzentrische Ausneh­mung bzw. Bohrung 41 über seine gesamte Länge auf.
  • Bei dieser Anordnung ist gewährleistet, daß auch bei Benutzung an einem stromführenden Leiter unter Verwendung eines nicht isolierten Werkzeuges keine Unfallgefahr besteht. Bei einer entsprechenden Dimensionierung der Sollbruchstelle 37 reißt bei Erreichen eines definierten Drehmomentes der Sechskantkopf 36 ab, so daß eine Zerstörung des Leiters 9 sicher vermieden wer­den kann. Nach der Montage kann eine Prüfung dadurch erfolgen, daß eine Prüfspitze durch die Bohrung 41 hindurch bis auf das leitende Material des Gewindeabschnittes 30 geführt wird. Der Anbringung einer solchen Prüfbohrung 41 in einem isolierenden Kontaktschraubenkopf wird ebenfalls selbständiger erfinderi­scher Gehalt beigemessen.

Claims (14)

1. Kontaktschraube zum Kontaktieren von isolierten Leitungen oder Kabeln in einer Klemme,
- mit einem Angriffsteil (35), insbesondere einem Außen­oder Innen-Sechskantabschnitt, zum Ansetzen eines Werk­zeugs,
- mit einem Gewindeabschnitt (30) aus elektrisch leitendem Material und
- mit einem Kopfabschnitt (10) aus elektrisch leitendem Ma­terial, der Räumeinrichtungen (12) zum Durchtrennen und Forträumen von Isoliermaterial (8) und Kontakteinrichtun­gen (13, 14) zum Kontaktieren von Leitermaterial (9) auf­weist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kopfabschnitt (10) als verformbarer, um die (Längs-) Achse (X) der Kontaktschraube rotationssymmetri­scher Hohlkörper (11) aus duktilem Material mit einem In­nenraum (15) ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser (D2) und Innendurchmesser (D1) sich in Achsrichtung (X) gleich­sinnig ändern,
wobei ein Endrand (12) des Kopfabschnittes (10) die Räum­einrichtungen und eine Mantelfläche (13, 14) die Kontakt­einrichtungen bilden, so daß beim Einschrauben der Kontakt­schraube in die Klemme eine in Achsrichtung (X) auf den Kopfabschnitt (10) wirkende Kraft (K) den Hohlkörper (11) mit einem Kraftanteil (KR) in Radialrichtung beaufschlagt und sein Innenmantel (13) oder Außenmantel (14) unter Fort­räumen des Isoliermaterials (8) auf das Leitermaterial (9) aufdrückbar ist.
2. Kontaktschraube nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenraum (15) des Hohlkörpers (11) an seinem, dem Endrand (12) abgewandten Ende in einen Aufnahmehohl­raum (16) mündet, in dem ein Pfropfen (7) forgeräumten Isoliermaterials (8) aufnehmbar ist.
3. Kontaktschraube nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Aufnahmehohlraum (16) die Kontaktschraube durchset­zend an seinem, dem Innenraum (15) des Hohlkörpers (11) entgegengesetzten Ende offen ist.
4. Kontaktschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kopfabschnitt (10) eine Stützfläche (18) aufweist, auf welcher die dem Gewindeabschnitt (30) zugewandte Man­telfläche (13, 14), die Verformung begrenzend, abstützbar ist.
5. Kontaktschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlkörper (11) kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
6. Kontaktschraube nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser (D) des Hohlkörpers (11) vom Gewindeab­schnitt (30) zum Endrand (12) hin zunimmt.
7. Kontaktschraube nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Gewindeabschnitt (30) abgewandte Mantelfläche (13, 14) Einsenkungen und Vorsprünge, insbesondere eine Rändelung (19) aufweist.
8. Kontaktschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlkörper (11) eine, der zu erzielenden Verformung entsprechende Wandstärke aufweist.
9. Kontaktschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlkörper (11) an seinem, dem Endrand (12) abge­wandten Ende beim Gewindeabschnitt (30) abgerundet (Radius 20) ausgebildet ist.
10. Kontaktschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Angriffsteil (35) und dem Gewindeabschnitt (30) Drehmomentbegrenzungseinrichtungen (33, 34; 37) vorge­sehen sind.
11. Kontakschraube nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Angriffsteil (35) einen Sechskantkopf (36) umfaßt, der über eine Sollbruchstelle (37) mit dem Gewindeab­schnitt (30) verbunden ist.
12. Kontaktschraube nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Angriffsteil (35) aus elektrisch isolierendem Ma­terial gefertigt ist.
13. Kontaktschraube nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Angriffsteil (35) eine in Achsrichtung (X) verlau­fende, durchgehende Ausnehmung (41) aufweist, über die eine Prüfspitze bis zum elektrisch leitenden Material (10, 30) einführbar ist.
14. Kontaktschraube nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Angriffsteil (35) eine Innensechskantausneh­mung (33) umfaßt, deren Tiefe bzw. Werkzeugeingriffsfläche durch eine Ausnehmung (34) größeren Durchmessers am Boden der Innensechskantausnehmung (33) werkzeugunabhängig definiert ist.
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