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Verbindungsvorrichtung für elektrische Leiter Die Erfindung betrifft
eine Verbindungsvorrichtung für elektrische Leiter mit einem auf Grund einer Verpressung
bis in den Bereich der bleibenden Verformung den Kontakt druck erzeugenden Klemmkörper,
der einen Klernmkanal für die Aufnahme mindestens eines Leiters besitzt.
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Bei den bekannten verbindungsvorrichtungen dieser Art wird der Klemmkörper
durch verpressen soweit verformt, daß die Innenwandung des Klemmkanals mit dem erforderlichen
Druck an der Außenfläche des oder der im Klemmkanal liegenden Leiter anliegt, ,
wobei in der Regel auch dieser Leiter eine bleibende Verformung erfährt. Der Kontaktdruck
hängt also bei solchen verbindungsvorrichtungen sehr wesentlich ven den Eigenschaften
des Klemmkörpers, insbesondere dessen Elastizitätskräften, ab. Der Kontaktdruck
kann deshalb nur aufrechterhalten werden, wenn der Klemmkörper die ihn bsim verpressen
gegebenen Vorspannung aufrecht erhält.
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Diese Voraussetzugn ist jedoch bei einer Reihe von Werkstoffen, beispielsweise
Aluminium, die Für solche verbindungsvorrichtungen und/oder die mit ihnen zu verbindenden
Leiter
verwendet werden, nicht gegeben. Diese Werkstoffe neigen nämlich dazu, zu fließen,
wodurch im Laufe der Zeit die Vorspannung im klemmkörper una/oder dem einge-Klemmten
letiter abgebaut und damit der Kontaktdruck vermindert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine durch Verpressen schließbare
Verbindungsvorrichtung zu schaffen, die auch für solche Saterialien verwendbar ist,
welche dazu neigen, zu fließen. Ausgehend von einer verbindungsvorrichtung der eingangs
genannten Art ist dinse Aufgabe erfindungsgemäß durch mindestens einen zwischen
der Innenwandung des klemmkanals und dem für der. aufzunehmenden Leiter vorgesehenen
Raum angeordneten, sich auf Grund der Verformung des Klemmkörpers unter Abstützung
am Leiter elastisch verformenden Kontaktkörper gelöst.
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Dadurch, daß der Kontaktdruck über mindestens einen Kontaktkörper
übertragen wird, welcher sich auf Grund der der formung des Klemmkörpers elastisch
verformt, hat ein evtl.
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auftretendes Fließen des Werkstoffes, aus den der Kle:nkörper und/oder
der Leiter besteht, keinen merklichen Einfluß auf den Kontaktdruck, weil die elastische
Verformung des Kontaktkörpers den Kontaktdruck aufrecht erhält.
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Selbstverständlich ist es nicht erforderlich, daß der Kontaktkörper
sich unmittelbar am klemmakörper und an dem oder den im Klemmkanal liegenden Leitern
abstutzt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt jedoch der Kontaktkörper
auch im verpreßten Zustand der Verbindungsvorrichtung federnd an der Innenfläche
des Klemmkanals und der Außenfläche des Leiters an, weil sich hierdurch ein äußerst
einfacher Aufbau der Verbindungsvorrichtung
ergibt. Ein weiterer
Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestent darin, daß die beiden bekannten
Preßverbindungen üblichen Mittel zu Erzielung eines guten Kontaktes, also sogenanntes
Kontakttett, Rillen od.dgl.
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und eine große Länge des Klemmkörpers, nicht erforderlich sind. Vor
alles die äußerst geringe, Länge der erftidungsgemäßen Verbindungsvorrichtung ist
häufig ein erheblicher Vorteil.
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Vorzugsweise besteht der kontaktkörper aus einem federharten Werkstoff,
damit er nur eine elastische nicht aber auch eine bleibende Verformung erfährt.
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SelbstverständLich könnerr mehrere Kontaktkörper verwendet worden.
Es wird sogar in der Regel vorteilhafter sein, eine zur Längsachse des Kelmmkanals
symmetrische Anordnung von mindestens zwei Kontaktkörpern zu wählen.
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Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung ist nicht nur fdr Leiter
mit einen kreisförmigen oder eines segmentförmigen Profil geeignet, sondern selbstverständlich
auch für Schienen. Ferner kann sie für alle diejenigen Zwecke eingesetzt werden,
für die auch die bekannten Preßverbindungen verwendet werden.
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Jie Ausbildung der Kontaktkörper im einzelnen kann sehr vielfältig
sein. Grundsätzlich lassen sich drei Gruppen unterscheiden. Zu der ersten Gruppe
gehören alle diejenigen Kontaktköfrper, deren Längsprofil sich beim Verpressen des
kiemmkörpers ändert. Die wirkiung dieser Kontaktkörper ist im folgenden oit Längsfederung
bezeichnet. Zur zweiten Gruppe gehören solche Kontaktkörper, deren Querprofil sich
beim Verpressen des klemmkörpers ändert. Die Wirkung dieser Kontaktkörper ist im
folgenden als Querfederung
bezeichnet. Zur dritten Gruppe sind
schließlich alle diejenigen Kontaktkörper zu rechnen, bei denen sich beim Verpressen
des Klemmkörpers sowohl das Längsprofil als auch das Querprofil ändert.
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Lm folgenden ist die Erfindung anyhand verschiedener auf der Zeichnung
dargestellte Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Stirnansicht eines ersten, nur eine Längsfederung
ergebenden Ausführungsbeispiels, Fig. 2 einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels
gemäß Fig. 1, Fig. 3 und 4 je einen Längsschnitt zweier anderer AusfAhrungsbeispiele
mit LEngsfederung, Fig. 5 eine Stirnansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
mit LMngsfederung, Fig. 6 und 7 je eine Stirnansicht eines Ausführungsbeispiels
mit Querfederung, das-im Falle von axial versetzten Preßstollen auch eine Längsfederung
ergibt, Fig. 8 eine Stirnansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels mit Querfederung,
Fig. 9 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels mit Längs- und Querfederung,
Fig. 10 einen 2uerschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels mit LAngs- und Querfederung,
Fig. 11 eine Stirnansicht einer Abwandlung des Aus-Führungsbeispiels gemäß Fig.
10,
Fig. 12 eine perspektivisch dargestellte Ansicht des Kontaktkörpers
gemäß Fig. 11 im abgewickelten Zustand, Fig. 13 eine Stirnansicht eines Ausführungsbeispiels
Für einen Segmetntleiter.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Verbindungsvorrichtung besitzt
als Klemmkörper eine zylindrische Hülse 1, die aus einen verhältnismäßig weichen
latorilal, beispielsweise Aluminium, besteht, das dazu neigt, im Laufe der Zeit
durch Fließen bestehende Spannungen abzubauen. An der Innenwandung der Hülse 1 liegen
zwei diametral angeordnete,'als Kontaktstücke dienende Federkörper 2 und 3 an, die
aus einem federharten Material bestehen Die beiden gleich ausgebildeten Federkörper
2 und 3 besitzen, wie Fig, 1 zeigt, ein Querprofil in Form eines Ringsegmentes,
wobei die Abmessung in Umfangsrichtung so gewählt ist, daß zwischen den beiden Federkörpern
2 und 3 zumindest im unverpreßten Zustand auf jeder Seite ein Spalt 4 vorhanden
ist. Das Längsprofil der beiden Federkörper 2 und 3 ist, wie Fig. 2 zeigt, auf der
einem strichpunktiert angedeuteten Leiter 5 zugekehrten Seite in Längsrichtung gekrümmt,
und zwar derart, daß die Wandstärke in der Mitte am größten ist und gleichmäßig
zu den beiden Enden hin abnimmt.
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Die Verpressung der Hülse 1 erfolgt in Richtung der Pfeile 6, also
im Bereich der beiden Enden der Hülse je in der mitte des querprofils der beiden
Federkörper 2 und 3. Da die Federkörper nur in ihrer Mittelzone auf dem Leiter 5
aufliegen, hat diese Verpressung eine Veränderung des Längsprofils und der Federkorper
zur Folger wodurch diese vorgespannt werden Diese Vor spannung erhält auch dann
den
Kontaktdruck aufrecht, wenn das Material der Hülse 1 oder des
Leiters 5 t Laufe der Zeit etwas fließt.
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Zur Verbesserung des Kontaktes zwischen den Federkörpern 2 und 3 sowie
der Hülse 1 sind die Federkörper auf ihrer Außenmantelfläche mit Rillen versehen.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Verbindungsvorrichtung, bei der nur
an einer einzigen Stelle eine.Pressung erfolgen muß, wobei wie bei der Ausführungsform
gemäß den Fig. 1 und 2 zum verpressen ein Werkzeug mit nur zwei gegeneinander Lewegbaren
Backen erforder-Lich ist, zeigt Fig. 3. Die preßhülse 11 ist in gleicher Weise ausgebildet
wie die preßhülse 1. Auch das Querprofil der beiden federharten Federkörper 12 und
13 entspricht demjenigen der Federkörper 2 und 3. Hingegen ist das Längsprofil in
Form eines Wellenzuges ausgebildet, wobei die Form im einzelnen so gewählt ist,
daß die Enden der Federkörper 12 und 13 auf dem mit der Hülse 11 zu yerbindenden
Leiter 15 aufliegen und in der Mitte nach außen ausgebaucht sind, so daß sie in
diesem Bereich an der Innen Fläche der Hülse 1 anliegen können. Die Preßstellen
und die Preßrichtung sind duch die. Pfeile 16 gekennzeichnet. Wie Fig. 3 zeigt,
liegen die Preßstellen auf halber Länge der beiden Federkörper 12 und 13 in der
Mitte des Querprofils.
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Eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels Gemäß Fig. 3 zeigt Fig. 4,
Die beiden Federkörper 22 und 23 besitzen hier ein Längsprofil, das die Verdopplung
des Längsprofils des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 in Längsrichtung darstellt.
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fleim Verpressen der Hülse 21 werden deshalb zwei Pressungen Ausgeführt,
wobei die eine im Bereich der ersten Ausbauchung der beiden Federkörper und die
zweite im Bereich der zwei ten Ausbauchung liegt.
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6qie Fig. 5 zeigt, sind auch Ausfdhrungsformen möglich, die anstelle
einer Vorpressung in nur einer Richtung, wie dies bei den Ausführungsbeispielen
gemäß den Fig. 1 bis 4 vorgesehen ist, eine Verpressung mit mehr als zwei zum Zentrum
gerichteten Preßrichtungen erlauben. In der Rülse 31 sind vier glcich ausgebildete
Federkörper 32, 33, 34 und 35 konzentrisch zur Längsachse der Hülse 31 angeordnete
Diese Federkörper unterscheiden sich von den Federkörpern 2 uhd 3 nur dadurch, daß
ihre Abmessung in Umfangsrichtung kleiner ist, dainit jeweils zwischen zwei benachbarten
Federkörpern ein Spalt vorhanden ist. ZWie die Pfeile 36 zeigen, liegen die 1>reßstellen
in der :4itte des Querprofils jedes tederkörpers. Om die gewinschte Längsfederung
zu erhalten, muß je eine Pressung an den beiden Enden vorgesehen werden, w ie dies
bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 der Fall ist.
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Ein Ausführungsbeispiel mit Querfederung zeigt Fig. 6. In einer den
Klemakörper bildenden ovalen Hülse 41 sind zwei gleich ausgebildete Federkörper
42 und 43 einander gegenüber liegend angeordnet. Ihr Querprofil, das über die ganze
Länge in Achsrichtung der Hülse 41 gleich ist, ist u-förmig, wobei jedoch die beiden
Schenkel V-förmig gespreizt sind.
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ber Krümmaungsradius der eine Leiter 45 zugekehrten Fläche ist im
Bereich des Scheitels kleiner als der Kurümmungsradius des Leiters 45. Die beiden
Federkörper 42 und 43 reiten daher auf dem Leiter 45, wobei nur die Schenkel, nicht
aber der Scheitelbereich, am Leiter 45 anliegen.
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3ie Lage und die bewegungsrichtung der Preßwerkzeuge beim Verpressen
der Hülse 41 ist durch die beiden Pfeile 46 dargestellt. Die Preßstellen liegen
dennach je in der Mitte des Querprofils der beiden Federkörper 42 und 43, also in
demjenigen Bereich, in dem diese nicht auf dem Leiter 45 auflikegen. Daher wird
durch das verpressen
der Hülse 41 das Querprofil der beiden Federkörper
verändert, wodurch die Federkörper vorgespannt werden. Sofern in axialem Abstand
voneinander Preßstellen vorgesehen werden, ist es möglich, außer der Verformung
des Querprofils auch eine Verformung des Längsprofils Ünd damit zusätzlich eine
Längsfederung zu erzielen.
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Denselben Effekt, nämlich eine Querfederung und wahlweise eine zusätzliche
Längsfederung ermöglicht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7. Die beiden hier vorgesehenen
Federkörper 52 und 53 besitzen wie bei den Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ein
auf der ganzen axialen Länge gleiches Querprofil. Das Querprofil besitzt auf der
dem Leiter 55 zugekehrten Innenseite einen Krümmangsradius, der größer ist als der
KrUmmungsradius eines Leiters 55.Die beiden Federkörper 52 und 53 liegen daher nur
in einer Mittelzone auf dem Leiter 55 auf. Die Randzonen stehen, wie Fig. 7 zeigt,
über den Leiter 55 seitlich über, Die im Ausführungsbeispiel annähernd rechteckförmige
Hülse 51 wird zum Schließen der Verbindungsvorrichtung an den mit den Pfeilen 56
gekennzeichneten Stellen verpreßt. Die Federkörper 52 und 53 werden also nach Art
von zwei Rohr schellen an ihren freien Enden zusammengedrückt, wodurch wiederum
eine Veränderung des Querprofils und damit eine Vorspannung der Federkörper erreicht
wird, Eine Längsfederung erhält man, wenn man in axialem Abstand voneinander liegende
preßstellen verwendet.
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Ein Ausführungsbeispiel, das beispielsweise zum Verbinden des Klemmkörpers
rait einen Bolzen 65 aus einem harten Material geeignet ist, besitzt eine zylindrische
Hülse 61, in der mehrere die Form eines Rohres besitzende Federkörper 62 gleiclxnäßig
auf dem Umfang verteilt liegend und mit Abständen zwischeneinander angeordnet sind.
Diese Federkörper 62 bestehen aus einem harten, elastischen
Material.
Zweckmäßigerweise wird hierbei, wie dies such Fig. 8 zeigt, eine zentrale Verpresseng
der Hülse 61 vorgesehen, damit alle Federkörper vorgespannt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorbindungsvorrichtung ist auch wie Fig. 9 zeigt,
für das Anschließen oder verbinden von Schienen 75 und 75' geeignet. Als Klemmkörper
ist im Ausführungsbeispiel eine annähernd sechtechförmige Hülse 71 vorgesehen, in
der zwei gleich ausgebildete Kleme-Körper 72 und 73 angeordnet sind, zwischen denen
die beiden Schienen 75 und 75' liegen. Die klemmköper 72 und 73 besitzen ein ringsegmentförmiges
Duerprofil, das auf der gesamten axialen Länge unverändert ist. Bei dem drgestellten
Ausführungsbeispiel liegen die beiden Federkörper mit ihren seitlichen Rändern auf
den Schienen auf, während ihre Mittelzone im unverpreßten zustand dex Hälse 71 im
Abstand von den Schienen liegt. Um eine Verformung des Querprofils zu erseugen und
damit eine Vorspannung der Federkörper zu erreichan, muß die Hülse 71 im Bereich
der Rpfeile 76 verpreßt werden, wobei mit einer einszgien Verpressung nur eine Querfederung
und mit zwei oder mehr in axialem Abstand Vonéinanderliegenden Verpressungen sowohi
eine Querfederung als auch eine Längsfederung erzielt aird Die beiden Federkörper
72 und 73 könnten auch umgekehrt in der Preßhülse 71 liegen, also so, daß ihre Mittelzone
auf den Schienen 75 und 75' aufliegt. Die Hülse 71 müßte dann jedoch auf beiden
Seiten je einmal verpreßt werden wie dies durch die Pfeile 76' angedeutet ist.
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Fig. 10 zeigt eine Abwandlung der zuletzt erwähnten Ausführungsform
für die Verbindung einer Hölze 1 mit einen zylindrischen Leiter 85. Zwischen der
Hülse 8 une dem Leiter 85 liegen mehrere, gleich ausgebildete Federkörper 82,
die
ein ringsegmentförmiges Querprofil besitzen. Die Federkörper liegen mit ihren seitlichen
Rändern an der Innenfläche der Hülse 81 und mit Furet Mittelzone an der Außenfläche
des Leiters 85 an, fig Hülse 81 wird überall dort, wo die seitlichen Ränder zweior
benachbanter Federkörper im Abstand voneinander an der inneren Mantelmäche der Hülge
anliegen, mit einem radial nach innen wirkenden Druch verpreßt. Hierdurch wird eine
Querfederung erzeugt. Ein, zusätzliche Längsfederung kann durch weitee in axialen
abhstand liegende Preßstellen erreicht werden.
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Sie in Fig. 11 dargestellte Ausführungsform zeigt, daß anstelle einzelner
Federkörper, wie sie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 vorgeschen sind, ein
wellblechartig ausgebildeter Federkörper 92 verwendet werden kann, der dm Ausführungsbeispiel
in den ebenen Stegteilen 92' je einen sich nahezu über die ganze axiale Länge erstreckenden
Schlitz 92" besitzt. Diese Schlitze 92" gestatten eine ungehinderte Verformung des
Querprofils.
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Wie das in Fig. 13 dargestelle Ausführungsbeispiel zeigt, ist die
erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung such für Segmentleiter geeignet. Der Segmentleiter
105 liegt zwischen zwei Federkörpern 102 und 103, deren Querprefl über die ganze
exiale Lönge gleich ist. Die beiden gleich ausgebildeten Federkörper 102 und 103
besitzen ein Querprofil, da@@i@@ mittlaren Teil etwa U-f10rmig oder V-förmig ist,
woebei jesoch die Schenkel nach außen gekrümke sind. Dedurch liegen lie Schenkel
etwa auf halber Länge am segmankeltier 105 an, wobei der wittelabschnitt im abstund
von dem Begmentleiter liegt. Durch ein Verpracsen der dem Flzmförper bldenden Kulse
101 in der @@@@@ in den derch die Pfelle
106 gekennzeichneten Stellen,
ergibt sich eine Quer-Ffederung und, bei rnehrcren in axialer Richtung tu Abstand
voneinander liegenden Preßstellen, auch eine Längsfederukng.