-
Lösbares elektrisches Verbindungsteil Die Neuerung bezieht sich auf
eine lösbare elektrische Verbindung zum (schnellen Vereinigen der Enden zweier Drähte,
die aus einer Federklammer besteht, die mit einer dazu passenden Kontaktzunge aus
Metallbleoh zusammenarbeitet, wobei die federnde Klammer einen Boden und überhängende
Federarme besitzt, die an gegenüberliegenden Seiten des Bodens entspringen und mit
den Stirnkanten ihrer gebogenen Enden gegen den Boden hin federn.
-
Die von solchen Verbindungen geforderten Eigenschaften sind unter
anderem hohe Stromübertragungsfähigkeit, großer Widerstand gegen Trennen der Verbindung,
möglichst geringe Materialstärke und ein geringer Kraftbedarf beim Herstellen der
Verbindungen. Diese Forderungen stehen jedoch zum Teil miteinander im Widerstreit,
so daß man sich bei Verwendung in den bisher vorgeschlagenen Ausführungen auf spezielle
Anwendungsbereiche beschränken mußte, bei denen auf einige der erwünschten Eigenschaften
verzichtet werden konnte.
-
So wurde beispielsweise dort, wo die Stromübertragungsfähigkeit von
untergeordneter Bedeutung ist, vorgeschlagen, die Federarme der Verbindungsklemmen
so auszubilden, daß sich die verfügbare Federkraft auf Punkt-oder Kantenkontakte
mit der zugehörigen Zunge konzentriert, wobei sich zwar der durch hohen Kontaktdruck
erzeugte Trennungswiderstand erhöht, dies jedoch auf Kosten der für eine hohe Stromübertragungafähigkeit
erforderlichen großen Kontaktfläche geht. In anderen Füllen, wo eine große Stromübertragungsfähigkeit
von primärer Bedeutung war, wurde die Kontaktfläche entsprechend groß ausgeführt,
mußte aber eine Verminderung des Kontaktdruckes hingenommen werden.
-
Ferner ist es bei derartigen Verbindungsbuchsen erwünscht, daß die
Breite der zugehörigen Zunge im wesentlichen gleich der Innenweite der Klammer ist,
um eine höchste Ausnutzung der verfügbaren Kontaktfläche der Klammer und der Zunge
zu sichern und um ein Seitenspiel der Zunge innerhalb der Klammer zu vermeiden.
-
Aus diesem Grunde wurde eine Verbindungsbuchse vorgeschlagen, die
einen flachen Boden mit Seitenwänden besitzt, die einen Teil der Federn bilden und
die sich im wesentlichen senkrecht zum Boden erstrecken. Es ist jedoch bei dem automatischen
Streifenformungsverfahren, das gewöhnlich bei der Herstellung der Verbindungsteile
zur Anwendung gelangt, außerordentlich schwierig, eine wirklich rechtwinklige Biegung
zu erzielen. Diese Schwierigkeit hat deshalb zu einer Abrundung der Klammerkanten
gefahrt. Beim Stanzen der zugehörigen
Zunge entsteht nun aber an
den Seitenkanten der Zunge leicht
| ein Grat, der in die abgerundeten Ecken der Buchse einschnei- |
| det und in diesen Riefen erzeugt. Infolgedessen wird der |
Kraftaufwand beim Hineindrücken der Zunge hierdurch größer, als es sonst schlechthin
der Fall wäre.
-
Von allem dem ausgehend ist es das besondere Ziel der Erfindung,
eine lesbare elektrische Verbindung zu schaffen, bei der bei gleichzeitiger Bereitstellung
einer großen Kontaktfläche zwischen den Elementen hohe Kontaktdrucke zustande komment
ohne daß jedoch die Größe der Einzelteile dementsprechend vergrößert werden mußten.
-
Gleichzeitig soll eine lesbare elektrische Verbindung geschaffen
werden, die eine große mechanische St@bilität besitzt, während der Kraftbedarf beim
Verbinden nur gering tat.
-
Weiterhin macht sich die Neuerung zur Aufgabe, eine Verbindungsbuchse
zu schaffen, deren Gestaltung zu einer Vereinfachung der Herstellung beim Stanzen
und Formen führt.
-
Was weiterhin angestrebt wird, ist die Schaffung einer aus Blech
bestehenden Verbindungsbuchse, die die zugehörige Zunge bei einem minimalen Kraftaufwand
beim Verbinden aufnimmt, während sie jedoch eine große Festhaltekraft entwickelt.
-
Schließlich soll eine verbesserte elastische Anordnung bei einer
aus Blech bestehenden Verbindungsbuchse erreicht werden, wobei die Federspannung
gleichmäßig verteilt und auf diese Weise eine unzulässige Konzentration der Beanspruchung
auf irgendeinen Punkt der Anordnung vermieden wird.
-
Eine neuerungsgemäße lösbare elektrische Federklammer-Verbindung
zum schnellen Vereinigen der Enden zweier Drähte, welche mit einer flachen Kontaktzunge
aus Metallblech zusammenwirkt und einen Boden und überhängende Federarme besitzt,
die an gegenüberliegenden Seiten des Bodens entspringen und mit den Stirnkanten
ihrer gebogenen Enden gegen den Boden hin federn, ist dadurch gekennzeichnet, daß
der zentrale Kontaktbereich des Bodens nach der Seite der überhangenden Federarme
hin schwach durchgebogen ist, und der elastische Teil der Federklammer von deren
Stirnkanten bis zur Höhe der Durchbiegung reicht. Auf diese Weise ist die Tendenz
des Kontaktbereiches des Bodens, sich beim Einführen der Kontaktzunge in die federnde
Klammer konkav durchzubiegen, wesentlich verringert. Es ergibt sich nämlich, daß
bei eingeführter Kontaktzunge der Boden der Klammer zumindest über den Hauptteil
hinweg einen im wesentlichen Fläche-auf-Fläche-Kontakt mit der Bodenfläche der Kontaktzunge
bildet.
-
Die Zeichnungen stellen dar : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht
zweier zusammenpassender Elemente einer Ausführungsform der Neuerung.
-
Fig. 2 eine Grundrißansicht der miteinander verbundenen Elemente.
-
Fig. 3 eine Seitenansicht des Endes der Federklemmen.
-
Fig. 4 einen etwas vergrößerten Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig.
3, Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 3 und Fig. 6 einen Schnitt
längs der Linie 6-6 der Fig. 2.
-
Nach den Fig. 1 und 2 besteht die allgemein mit 1 bezeichnete Verbindungsbuchse
aus einem Blemmenteil 3 und einer Federklammer 5, die eine dazu passende, im allgemeinen
rechteckige Kontaktzunge 7 aus Blech aufnehmen kann. Die Verbindungsbuchse 1 wird
am besten durch Pressen aus einem Blechstanzling oder Streifen eines geeigneten
elektrisch leitenden Materials, wie Messing, Bronze oder einer anderen Legierung,
hergestellt, wobei das Metall genügend hart und elastisch sein soll, um der Federklammer
eine genügende Einfederung zu verleihen. Hierbei empfiehlt es sich zugleich, ein
treibfähigen Material auszuwählen, damit der Klemmenteil 3 auf kaltem Wege durch
Preßaufschrumpfungen auf das Ende eines Leiters 9 aufaetzbar ist.
-
Die Federklammer 5 ist mit Federarmen 11 versehen, die an gegenüberliegenden
Seiten des Bodens 17 entspringen. Die Federarme 11 sind nach innen zu umgebogen,
so daß sie über einen Teil des Bodens 17 liegen, wobei die Stirnkanten 15 an den
freien Enden der Federarme 11 im wesentlichen parallel zum Boden 17 liegen und gegen
die Oberfläche der zugehörigen Kontaktzunge 7 drücken können. Die Ebene der Flächen
der Stirnkanten 15 kann (vgl. Fig. 3) der Länge nach etwas gegen die Mitte des Bodens
17 geneigt sein, so daß als Folge des Einführens der Kontaktzunge eine nach oben
und nach außen gerichtete Bewegung der Federarme 11 eintritt und die Stirnkanten
15 in einen Fläche-auf-Fläche-Kontakt mit der flachen oberen Fläche der Kontaktzunge
gelangen (vgl. Fig. 6). Der Zwischenraum zwischen dem Boden 17 und den Stirnkanten
15
ist beträchtlich kleiner als die Dicke der Kontaktzunge 7, wodurch
die Zunge mit nachhaltigem Druck erfaßt wird. Der erwähnte Zwischenraum wird vorzugsweise
so bemessen, daß diejenige größte Aufspreizung erreicht wird, die die Elastizität
des Metalls ohne bleibende Verformung der Federarme 11 bei einem wiederholten Verbinden
und Trennen der Glieder zuläßt.
-
Wie am besten aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist der Teil des Bodens
17, der den Kontaktbereich umfaßt, in bezug auf die Seiten der Klammer erhöht angeordnet,
so daß sich die Federarme 11 um die Seitenkanten der Zunge 7 herumkrümmen (vgl.Fig.6)
und innerhalb des elastischen Teiles der Federarme zumindest diesen Teil des Bodens
17 bis zu einem erhöhten Punkt einschließen. Weiterhin ist es erwünscht, daß der
Boden 17 leicht nach oben gebogen ist und, zumindest während der anfänglichen Federapreizung
des die Klammer bildenden Metalls, in dem elastischen Teil jeden Federarmes 11 die
entsprechende Hälfte des Bodens 17 von dessen Seitenkante
| ausgehend bis zur Hohe des Bogens umfaßt. Es wird voraus- |
gesetzt, daß der Bogen des Bodens 17 nach dem vollständigen Einführen der Zunge
(vgt. Fig. 6) im wesentlichen abgeflacht ist, wobei die Elastizität des Bogens zu
dem Gesamtfederdruck auf die Zunge beiträgt. Als Folge der Ausgestaltung der Federelemente
in der dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht beim Boden die Tendenz,
sich beim öffnen der Federarme 11 durch die Zunge 7 nach außen aufzubiegen, welcher
Vorgang zu einem unerwünschten Kantenkontakt der
Zunge 7 mit den
Seiten des Bodens 17 fahren wurde. Indem der Klammerboden mit einem nach oben gerichteten
vorgeformten Bogen versehen wird, wird der Tendenz zum Durchbiegen entgegengetreten,
wobei die gewünschte flache Kontaktfläche zwischen den Elementen erhalten wird.
-
Die Haltekraft der Federklammer 5 kann noch weiter vergrößert werden,
indem eine Auswölbung 19 vorgesehen wird (vgl. Fig. 5 L die vorzugsweise halbkreisförmig
von dem Einführungsende der Federklammer weg geneigt ist, um eine scharfe hintere
Kante 22 zu schaffen, die in eine abgerundete Auswölbung 21 auf der Kontaktzunge
7 einrastet, wenn diese in die Klammer eingeführt wird. Die Auswölbung 19 besitzt
vorzugsweise eine Höhe von annähernd einem Drittel der Materialdicke der Faderklammer
5, wodurch die Haltekraft der Klammer weiter vergrößert wird, ohne daß gleichzeitig
die Spreizungsbeanspruchung, die die Federarme als Folge des Anhebens durch die
Zunge erfahren, wenn diese sämtlich vor dem Einrasten in die Auswölbung 21 über
die entsprechende Auswölbung gleitet, in unzulässiger Weise überschritten wird.
| Die Erhöhung des Bodens 17 dient dazu, die Klammer von |
| einem zwangsweisen Kontakt mit einem Grat 24 der an den |
| Seitenkanten der Zunge 7 als Folge des zur Herstellung der |
| Zunge angewendeten Stanzens verblieben sein konnte, fernzu- |
halten. Der zum Einschieben der Zunge erforderliche Kraftaufwand wird dadurch auf
ein Geringstmaß herabgesetzt und ist auf jeden Fall nicht größer, als er erforderlich
ist, um den Abstand der Stirnkanten 15 vom Boden 17 durch Spreizen der
Federarme
11 in einem Umfang zu vergrößern, der ausreicht, die Zunge in die Klammer einzulassen.
Außerdem bewirkt der Fortfall des Kontaktes der Kanten der Zunge 7 mit den Seitenteilen
der Klammer, daß kein Knickpunkt vorhanden ist, um den sich die Federarme leicht
verbiegen könnten. Die Konzentration der Beanspruchung an einem solchen Punkt würde
erfordern, daS die Klammer aus einem Metall beträchtlicher Dicke hergestellt wird,
damit sie imstande ist, den zum Hervorbringen des gewünschten Kontaktdruokes erforderlichen
Beanspruchungen standzuhalten. Bei der dargestellten Ausfuhrungsform sichert die
Krümmung der Federarme 11 um die Zungenkanten herum und die Biegung des Bodens 17
eine im wesentlichen gleichmäige Verteilung der Beanspruchung von den Druckpunkten
auf den Stirnkanten 15 ausgehend zur Hohe des
| Bogens des Bodens 17. Im übrigen kann, indem die Länge des |
Metalls in dem elastischen Teil so weit erstreckt wird, daß dieser einen Teil des
Bodens 17 umfaßt, zwischen den innementen bei einer gegebenen Materialstärke eine
größere Spreizung erhalten werden, ohne daß das Metall eine bleibende Verformung
erfährt.
-
Die Haltekraft der Klammer kann natürlich durch Verstärken des Materials,
aus dem die Klammer hergestellt wird, vergrößert werden. In dem Maße, wie die Materialdicke
vergrößert wird, werden jedoch die Federglieder 11 steifer und erfordern die Anwendung
größerer Zusammensetzkraft, während zugleich das Formgebungaverfahren schwieriger
wird. Die wirksamere Verwendung des verfügbaren Materials ergibt jedoch
nach
der vorliegenden Erfindung in den normalen Verwendungsbereichen dieser Klammern
den erforderlichen Federdruck, während zugleich der zum Zusammenfügen erforderliche
Kraftaufwand gering ist. Bei dieser Verbindungsbuchse kann die Steifheit der Klammer
im ganzen verringert werden, indem in dem Boden 17 ein oder mehrere Querschlitze
25 vorgesehen werden, die eine größere Federspreizung ohne bleibende Verformung
zulassen. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind zwei eng beieinanderliegende
Schlitze 25 vorgesehen, wobei der dazwischenliegende Streifen 27 des Bodens
| 17 einen geeigneten Platz für die Auswölbung 19 bietet. Bei |
dieser Anordnung kann ein wesentlicher Teil der Federspreizung der Klammern die
erforderlich ist, um der Zunge 7 das Ober gleiten über die Auswölbung 19 zu gestatten,
von der nach unten erfolgenden Durchbiegung des Streifens 27 übernommen werden,
wodurch die Federarme 11 entlastet werden.
| Falle es erwanaeht ist können die vorderen Kanten 23 |
der freien Enden der Arme 11 eine Neigung besitzen, so daß sie die Zunge 7 leicht
in die Klammer hineingleiten.
-
Für Versuchszwecks wurde eine nach den Grundsätzen der Erfindung
konstruierte Verbindungsbuchse aus dreiviertelharten Messingstreifen von etwa 0,5
mm Stärke hergestellt.
-
Dabei betrug die äußere Breite der Klammer 7, 6 mm bei einem Zwischenraum
von 0, 6 mm zwischen den Stirnkanten 15 und dem Boden 17, in den eine 018 mm starke
Zunge hineinpaßte, wobei
| die Stirnkanten 15 unter einem Winkel von annähernd 20 ge- |
| neigt waren. Der Boden 17 war um annähernd 0, 15 mm erhöht |
und wies eine Durchbiegung von 0,075 mm auf, während die an den
Boden 17 angrenzenden Seiten der Klammer eine Rundung mit einem Innenradius von
0, 38 mm besaßen. Bei dieser Konstruktion war zum Einführen der Zunge eine Kraft
von durchschnittlich 4536 g erforderlich, während zum Lösen der Zunge aus der Klammer
durchschnittlich 5443 g benötigt wurden. Schutzansprüche :