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Anschlussorgan für isolierte elektrische Leitungen
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WindungenStützteil auf, der im zentralen Innenraum der Schraubenfeder mit Abstand von der Feder angeordnet und mit dem oberen Ende der Feder verbunden ist und der auch als Anschlag für die Begrenzung der richtigen Lage der Leitung dient. Wenn eine derartige Schraubenfeder an einem Ende abgestützt und am andern Ende frei ist, so bietet jedes Paar benachbarter Windungen der Feder eine vom Zustand der übrigen Windungen unabhängige Möglichkeit für den Anschluss von Leitungen und die Herstellung eines guten Kontaktes.
Die Verwendung einer Schraubenfeder, die aus einem geeigneten Federdraht gewickelt ist, beispielsweise aus einem Phosphorbronzedraht, der seitlich vorstehende Kanten und einen vieleckigen Querschnitt hat, und bei der die benachbarten Windungen so orientiert sind, dass sie einer isolierten Leitung, die zwischen die Windungen eingeschoben wird, eine Kontaktfläche darbieten, ergibt einen hohen Kontaktdruck, der ausreicht, um die Isolation von der Leitung örtlich zu entfernen. Da jede Windung der Schraubenfeder einen unabhängigwirksamen Klemmenteil bildet, können zahlreiche Anschlüsse von isolierten, blanken oder auch mit Kabelschuhen ausgestatteten Leitungen durch blosses Einführen der Leitungen zwischen benachbarten Windungen der Schraubenfeder hergestellt werden.
Das Anschliessen oder Abtrennen einer beliebigen Leitung kann ohne Störung der übrigen bestehenden Verbindungen erfolgen.
Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen genauer erläutert werden. Fig. 1 zeigt die Ansicht eines erfindungsgemässen Anschlussorganes. Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines ähnlichen Anschlussorganes mit einem koaxialen Stützteil. Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das Anschlussorgan nach Fig. 1 und Fig. 4 eine Draufsicht auf das Anschlussorgan nach Fig. 2, wobei nach Fig. 4 ein Ende der Schraubenfeder mit dem koaxial angeordneten Stützteil verbunden ist. Fig. 5 zeigt inAnsicht ein mit einem Ende an einem Isolierblock befestigtes Anschlussorgan nach Fig. 4 und lässt erkennen, wie isolierte elektrische Leitungen zur Herstellung elektrischer Verbindungen in dieses Anschlussorgan eingeführt werden können.
Fig. 6 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines isolierten Leitungsdrahtes, der zwischen benachbarten Windungen eines erfindungsgemässen Anschlussorganes eingeführt worden ist, wobei dessen Isolation örtlich entfernt worden ist, so dass ein elektrischer Kontakt mit dem Anschlussorgan besteht. Fig. 7 ist eine Draufsicht auf einen Anschlussblock mit einer Vielzahl von erfindung- gemässen Anschlussorganen, die inReihen angeordnet sind und beispielsweise zum Anschluss von Telephonadern dienen. Fig. 8 zeigt einen Teilschnitt längs der Linie 8-8 inFig. 7 und lässt auch erkennen, wie die Anschlussorgane an einer Leiste oder einer Grundplatte befestigt werden können.
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf einen Teil eines abgesicherten Anschlussblockes, wie er gewöhnlich in Telephonanlagen verwendet wird, und lässt erkennen, wie die erfindungsgemässen Anschlussorgane an Stelle der üblichen Klemmschrauben verwendet werden können. Fig. 10 zeigt einen Querschnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 9 und lässt erkennen, wie das erfindungsgemässe Anschlussorgan elektrisch mit dem Sicherungselement verbunden ist. Die Fig. ll und HA zeigen teilweise geschnittene Ansichten von abgeänderten Ausführungsformen erfindungsgemässer Anschlussorgane und erläutern, wie elektrische Anschlüsse entweder mit blanken oder mit Polschuhen ausgestatteten Leitungen ohne Störung von bereits vorher bestehenden Verbindungen hergestellt werden können.
Die Fig. 12 und 12 A zeigen Ansichten anderer abgeänderter Ausführungsformen der Erfindung mit freitragender Schraubenfeder und erläutern die gleichen Anschlussmöglichkeiten wie die
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freitragend in einem Block aus Isoliermaterial befestigt ist und bei dem ein Verlängerungsteil mit einer Riffelung od. dgl. versehen ist, um die Herstellung eines Anschlusses mit einem Drahtwickelwerkzeug zu erleichtern. Die Fig. 14 und 15 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei welchen ähnliche
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I1. 1IAführungsbeispiel, das für den Anschluss einer grossen Anzahl von Leitungen geeignet ist. Fig. 17 stellt in Draufsicht einen Anschlussblock dar, bei dem ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der Erfindung inReihen- anordnung Anwendung findet.
Fig. 18 ist eine Ansicht eines langgestreckten erfindungsgemässen Anschlussorganes, von dem ein Ende an einem koaxialen Träger abgestützt ist und das eine besonders grosse Anzahl von elektrischen Leitungen aufnehmen kann. Fig. 19 zeigt eine Unterbrechungsstelle eines abgeschirmten vieladrigen Kabels, dessen Adern gebündelt und mit Hilfe von erfindungsgemässen Anschlussorganen nach Fig. 7 zusammengeschaltet sind, wobei die gesamte Anordnung in einer in der Zeichnung angedeuteten Schutzhülle untergebracht ist.
Fig. 20 ist eine perspektivisch dargestellte Teilansicht eines vieladrigen Kabels, die erläutert, wie unter Anwendung von erfindungsgemässen Anschlussorganen elektrischeverbindungen von einem Anschlussblock zu den Adern des Kabels ohne Auftrennung der Kabeladern hergestellt werden können. Fig. 21 stellt schematisch dar, wie die Anordnung nach Fig. 17 zur Herstellung von Anschlüssen oder Verzweigungen angewendet werden kann. Fig. 22 zeigt eine Ansicht eines abgewandelten Anschlussorganes mit zwei Schraubenfedern ungleicher Windungszahl.
Fig. 23 ist schliesslich eine Ansicht einer Unterbrechungsstelle eines abgeschirmten vieladrigenKabels, bei'dem die Adern in mehrerenBündeln
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angeordnet sind und ein erfindungsgemässes, ähnlich der Fig. 22 ausgebildetes Anschlussorgan zum Anschliessen einer Vielzahl von Drähten, insbesondere zur Spleissung verwendet werden kann. Ferner ist in dieser Figur dargestellt, wie die gesamte Anordnung mit Hilfe von dichten Hülsen gegen Witterungseinflüsse geschützt werden kann. Fig. 24 entspricht im wesentlichen Fig. 6 und unterscheidet sich von dieser i nur dadurch, dass die Windungen des Anschlussorganes einen quadratischen Querschnitt aufweisen.
Bei allen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung besteht das Anschlussorgan, wie insbesondere die Fig. 1-4 deutlich zeigen, aus einer Schraubenfeder 10, die aus einem hochelastischen Metall hergestellt ist, das härter als Kupfer ist und neben hoher Elastizität ein hohes Energiespeichervermögen hat, wie beispielsweise Phosphorbronze od. dgl.
Die Schraubenfeder kann aus einem Metalldraht beliebigen Querschnittes hergestellt werden, der die erforderlichen Eigenschaften vermittelt. Besonders günstig ist der in Fig. 2 dargestellte Trapezquerschnitt (mit abgerundeten Ecken). Beim Querschnitt nach Fig. 2 verläuft die Aussenseite des Trapezes senkrecht zu der unteren Seite und hat gleiche Länge wie diese. Die Innenseite des Trapezes schliesst mit der Aussenseite einen spitzen Winkel ein und verläuft parallel zur Achse der Schraubenfeder. Die obere Seite liegt parallel zur unteren Seite.
Dieser trapezförmige Querschnitt kann als eine Modifikation eines quadratischen Querschnittes gemäss Fig. 24 angesehen werden, der unter einem Winkel gegen die Achse der Schraubenfeder geneigt ist. Eine Schraubenfeder, die aus einem Draht mit einem derart geneigten quadratischen Querschnitt besteht, wirkt praktisch in gleicher Weise wie eine Feder mit dem in Fig. 2 dargestellten trapezförmigen Querschnitt, wobei aber die Innenfläche der Feder nicht auf einem zur Schraubenfeder koaxialen Zylindermantel liegt.
Durch Modifizierung der Innenfläche der Feder in der Weise, dass der Querschnitt Trapezform annimmt und die Innenfläche daher einen Zylindermantel bildet, der koaxial zur Schraubenfeder liegt, werden besondere Vorteile hinsichtlich der Fertigung und der Einführung der Leitungsdrähte erzielt.
Aus Fig. 6 ist erkennbar, dass die dermassen angeordneten Windungen der Schraubenfeder flache Klemmbacken für den zwischen ihnen eingeführten Leitungsdraht bilden, durch welche die Isolation am eingeführten Draht örtlich zerstört wird, so dass ein guter elektrischer Kontakt mit dem Metall des Leitungsdrahtes zustandekommt, ohne dass dabei der Draht konzentrierten Beanspruchungen ausgesetzt wird, die zu einem Drahtbruch führen könnten.
Der Druck, der auf den Draht zwecks Zerstörung der Isolation und zwecks Herstellung eines guten elektrischen Kontaktes ausgeübt wird, hängt von den wirksamenBackenflächen zwischen den benachbarten Windungen, vom Windungsabstand und von der Kraft ab, welche die Windungen, entsprechend der Federkonstante einander zu nähern sucht. Es ist empfehlenswert, aber nicht notwendig, die Feder so zu bemessen, dass die Windungen nach Zerstörung der Isolation einen Anfangsdruck von wenigstens ungefähr 3 500 kg/cm'l. auf das Metall des Drahtes ausüben.
Ein wichtiger Vorteil von Anschlussorganen gemäss der Erfindung ist ihre hohe Energiereserve, die eine Aufrechterhaltung eines elektrischen Kontaktes mit dem Draht sichert, wenn das Metall des Drahtes unter dem Einfluss des kontinuierlich auf ihn ausgeübten Druckes allmählich zu fliessen beginnt. Die geringe Näherungsbewegung zwischen den Windungen, die bei einem solchen Fliessen auftritt, hat auf die von den Windungen auf den Draht ausgeübte Kraft nur einen vernachlässigbaren kleinen Einfluss. Anderseits vergrössert sich aber die Kontaktfläche zwischen, dem Draht und der Schraubenfeder beim Fliessen des Drahtmaterials, bis der Kontaktdruck einen Gleichgewichtswert annimmt, der bei Weichkupfer in der Grössenordnung von 700 kg/cm liegt. Dieser Druck sichert dann dauernd einen guten elektrischen Kontakt, ohne weiteres Fliessen des Metalls hervorzurufen.
Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel eines Anschlussorganes gemäss der Erfindung, das für isolierte Drähte mit einem Kerndurchmesser von etwa 0, 9 mm und einem Aussendurchmesser von etwa 1, 5 mm bis herab zu Drähten mit einem Kerndurchmesser von nur 0, 4 mm verwendet werden kann, beträgt der Aussendurchmesser der Schraubenfeder 9, 5 mm ; der Querschnitt des Phosphorbronzedrahtes, aus dem die Schraubenfeder besteht, hat abgerundete Trapezform ; die untere Seite und die Aussenseite des Trapezes sind 1, 3 mm lang ; die Innenseite schliesst mit der Aussenseite einen Winkel von 240 ein.
Die Ecken des Trapezquerschnittes sind mit einem Radius von 0, 25 mm abgerundet ; der Abstand zwischen den Backenflächen von benachbarten Windungen beträgt im nicht gespannten Zustand der Feder 0, 15 mm ; die Federkonstante ist so bemessen, dass eine Kraft von etwa 225 g eine Vergrösserung des Abstandes zwischen den Windungen von 0, 025 mm bewirkt.
Die vorstehend angeführten Abmessungen des Anschlussorganes sollen nur einBeispiel geben und lassen im Rahmen der Erfindung erhebliche Änderungen zu. Natürlich kann auch die Federkonstante erheblich geändert werden, solange nur ein ausreichender Druck ausgeübt wird, um die Isolation der Drähte örtlich
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zu zerstören und einen guten elektrischen Kontakt mit dem Metall des Drahtes sicherzustellen.
Ein und dieselbe Schraubenfeder kann für einen grösseren Bereich von Drahtstärken angewendet wer- den, wenn die Steigung dieser Feder längs der Federachse veränderlich gewählt wird. Die Federkonstante kann durch Änderung des Durchmessers der Feder längs ihrer Achserstreckung geändert werden, u. zw. ent- weder durch eine unstetige Änderung, wobei sich mehrere Schraubenfedern verschiedenen Durchmessers aneinanderreihen, oder durch eine kontinuierliche Änderung, die zu einer konischen Form der Schrauben- feder führt.
Gemäss den Fig. 1 und 2 ist einEnde der Schraubenfeder 10 des Anschlussorganes einwärts gebogen und bildet so einen Radialfortsatz 11 für die Befestigung der Feder 10 an einer koaxialen Stütze 12, wie dies deutlich in den Fig. 2 und 4 dargestellt ist.
Der Stützteil 12 besteht aus einem Metallstab, dessen oberes Ende zu einem Flachteil 14 gewalzt ist, an dem der Radialfortsatz 11 der Schraubenfeder 10 durch geeignete Mittel, z. B. eine Lötnaht 13, befestigt ist.
Wie Fig. 5 zeigt, kann nach einem Merkmal der Erfindung die elektrische Verbindung eines isolierten Drahtes 15 mit dem Anschlussorgan einfach durch Einführen einer aus dem Drahtendteil gebildeten Schleife zwischen zwei benachbarten Windungen 16 und 17 der Feder 10 und anschliessendes Ziehen am Draht zwecks Abschabens der Isolation hergestellt werden. Die Isolation des Drahtes wird auf diese Weise örtlich entfernt, um den elektrischenKontakt des metallischen Drahtkernes und der Schraubenfeder zu erreichen, wie dies aus Fig. 6 genauer ersichtlich ist. Fig. 5 erläutert noch, wie weitere Leitungsdrähte 18 und 19, die verschiedene Drahtstärke haben können, in analogerweise mit dem Anschlussorgan verbunden werden können, ohne dass dabei bereits bestehende Verbindungen irgendwie gestört werden.
Wie Fig. 7 zeigt, können zahlreiche Anschlussorgane 10 gemäss der Erfindung paarweise gruppiert an einem Isolierblock 21 befestigt werden, so dass sich insbesondere die Möglichkeit bietet, zahlreiche Aderpaare, wie etwa die a-und b-Adern einer Telephonleitung, anzuschliessen. Zur Befestigung eines Anschlussorganes 20 an einer Grundplatte 21 kann das untere Ende 22 des Stützteiles 12, wie Fig. 8 zeigt, in einer abgesetzten Bohrung der Grundplatte 21 umgebördelt werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 dienen erfindungsgemässe Anschlussorgane 10 als Bestandteile eines abgesicherten Anschlussblockes 24, wie er üblicherweise in Telephonanlagen verwendet wird : sie bilden einen formschönen Ersatz für die üblichen Klemmschrauben.
Wie Fig. 10 zeigt, ist das Anschlussorgan 20 durch eine Schweissnaht 13 mit dem oberen Ende eines koaxial angeordneten Stützteils 12 verbunden, der seinerseits an dem mit einem Schutzüberzug 23 versehenen Block 24 befestigt und elektrisch mit dem Sicherungselement 25 durch einen Leiterstreifen 26 verbunden ist.
Bei dem in den Fig. 11 und HA dargestellten, abgeänderten Ausführungsbeispiel der Erfindung können ebenfalls zusätzliche Anschlüsse von Leitungen, etwa der Leitungen 28 und 29, hergestellt werden, ohne die bereitS bestehende Verbindung mit der Leitung 27 zu stören, indem die zusätzlichen Leitungen zwischen andern Paaren von benachbarten Windungen der Schraubenfeder eingeführt werden.
Die abgeänderte Ausführung des Anschlussorganes 30 besteht aus einer Schraubenfeder 10, deren unteres Ende 33 in einem isolierenden Sockel 34 befestigt ist, während das obere Ende der Feder durch einen Schweisspunkt mit dem oberen Ende eines koaxial angeordneten Stützteils 31 verbunden ist, der sich axial innerhalb einer Öffnung 35 des Sockels 34 frei bewegen kann, wenn auf das abgeflanschte untere Ende 36 des Stützteils 31 ein Druck ausgeübt wird.
Bei einem andern, in den Fig. 12 und 12A dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Anschlussorganes ist das untere Ende 37 der Schraubenfeder 10 in einem isolierten L-förmigenSockel 38 befestigt, während das obere Federende 39 so verlängert ist, dass es an einem Schenkel des L-förmigen Sockels 38 als zweiarmiger Hebel anliegt, wobei der so gebildete Hebel eine Dehnung der Schraubenfeder 10 ermöglicht, so dass mehrere Leitungen, ähnlich den in den Fig. 11 und 1lA dargestellten, leicht zwischen den Windungen eingeführt werden können, ohne dabei bereits vorher hergestellte Verbindungen zu stören.
In Fig. 13 ist die Schraubenfeder 10 etwas abgeändert und an einem Sockel 41 od. dgl. durch Einbettung eines verlängerten Armes 42 befestigt. Um die Anwendung der für die Verdrahtung von Telephonanlagen üblichen Drahtwickelwerkzeuge zu erleichtern, ist der Arm 42 an seiner Oberfläche mit einer Riffelung oder Prägung versehen.
Die abgewandeltenAnschlussorgane nach den Fig. 14 und15 stimmen im wesentlichen mit jenen nach den Fig. 11 und 12 überein, nur dass die Schraubenfeder 10 parallel zum Träger 41 verläuft.
Bei einer andern Ausführungsform des Anschlussorganes nach der Erfindung, das in den Fig. 16 und 17
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dargestellt ist, sind Zwillings-Schraubenfedern 10 und 10'aus einem gemeinsamen Federdrahtstück gewickelt, wobei zwischen diesen Federn ein gestreckter Abschnitt 49 belassen ist, der zur Befestigung der
Zwillings-Federn an einem geeigneten Träger dient, wie beispielsweise an einem in einem isolierten
Sockel 45 eingebetteten Stützteil 43 gemäss Fig. 16 oder am vertikalen Schenkel 46 eines im Querschnitt T-förmigen Halters 47 gemäss Fig. 17.
In Fig. 18 ist ein erfindungsgemässes Anschlussorgan 60 dargestellt, das sich für die Verbindung einer grossen Anzahl von Leitungen, beispielsweise mit einer Kupfersammelschiene, die zur Erdung elektrischer Kreise dient, eignet. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die Schraubenfeder 10 ein so grosse Anzahl von Windungen, dass sie zahlreiche zu erdende Leitungen aufnehmen kann. Koaxial zur Schraubenfeder ist ein Stützstab 48 vorgesehen, der mit einem Radialfortsatz 11 der Schraubenfeder 10 verschweisst ist und der seinerseits an Halteböcken 51 und 52 angeschweisst ist.
In Fig. 19 ist ein erfindungsgemässes Anschlussorgan 20, vorzugsweise der in Fig. 7 gezeigten Ausführung, zur Spleissung der Enden E von Kabeln CA und CA1 verwendet ; die Zeichnung lässt erkennen, wie die gesamte Spleissungsstelle gegen Witterungseinflüsse durch eine dichte Hülse SE geschützt werden kann, die nur teilweise dargestellt ist.
In Fig. 20 ist das Anschlussorgan 10 gemäss Fig. 7 zur Verbindung von an einem Block BL angeordneten Teilnehmeranschlüssen Tl und T2 mit den isolierten Adern eines Kabels CA2 verwendet ; bei dieser Verbindungsweise ist eine Trennung der Adern nicht erforderlich. Die Adern des Kabels CA2 sind mit CD1 und CD2 bezeichnet.
In Fig. 21 sind Anschlussorgane gemäss der Erfindung, vorzugsweise in der Ausführung gemäss Fig. 17, für einen Verteiler verwendet, der von einem Hauptkabel MC Einzelleitungen IL1, IL2 usw. abzweigt.
Bei einem abgeänderten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das sich ebenfalls zur Aufnahme einer Vielzahl von elektrischen Anschlüssen eignet, ist gemäss Fig. 22 eine Baueinheit 80 vorgesehen, die zwei Schraubenfedern 10 und 10'veränderbarer Länge umfasst, welche an den Enden 81 bzw. 82 eines koaxial angeordneten Stützteils 83 befestigt sind, der seinerseits an einer Isolierplatte 84 montiert ist.
Bei einem andern Anwendungsfall der Erfindung wird ein Anschlussorgan 70 gemäss Fig. 23 zur Splei- ssung von Aderbündeln, etwa der Aderbündeln CD3 und CD4, verwendet ; diese Aderbündel bilden Teile von Kabeln CA3 und CA4. Die Spleissung wird durch Anschluss der Adern CD3 und CD4 an bezüglich einer Tragleiste 71 gegenüberliegend angeordnete Schraubenfedern 10 und 10'erreicht, wobei sich die Tragleiste in Längsrichtung innerhalb eines abgedichteten Hüllgefässes SE erstreckt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anschlussorgan für isolierte elektrische Leitungen, bestehend aus einem zu einer Schraubenfeder mit mehreren Windungen gewickelten blanken Metalldraht hoher Elastizität, dadurch gekennzeichnet, dass der die Schraubenfeder bildende Draht abgeflachte Längszonen aufweist, die zwischeneinander Kanten bilden, und dass auch auf den einander zugekehrten Seiten benachbarter Schraubenwindungen zwei solcher Kanten gegeneinander versetzt gegenüberliegen, so dass beim Einführen einerisolierten Leitung zwischen diesen Kanten benachbarter Windungen die Isolation der Leitung örtlich entfernt und ein elektrischer Kontakt zwischen der Leitung und der Schraubenfeder hergestellt wird.
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