DE1790118B2 - An einen aluminiumdrahtleiter angeschlagener anschlussteil - Google Patents

Description

zwischen den Einzeldrähten als auch zwischen diesen und dem Anschlußteil erzielt. Der aufgrund der hohen Anschlagkraft in diesem Bereich bestehenden Bruchgefahr wird durch die stufenweise Herabsetzung der Anschlagkraft in der mittleren Zone der Zwinge entgegengewirkt.

Bei der weiteren Ausbildung der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 wird einer Bruchgefahr noch zusätzlich dadurch entgegengewirkt, daß in esnem sich über die Zwinge hinaus erstreckenden Längsbereich der Außenhülse eine noch geringere Verformung erfolgt, so daß in diesem Bereich eine weitere Abstützung des Aluminiumdrahtleiters erfolgt. Ferner sorgt in diesem Bereich die Dic'itungshülse dafür, daß die Anschlagverbindung gegen die bei Aluminiumdrähten besonders problematischen korrodierenden Umgebungseinflüsse geschützt ist.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der teilweise schematischen Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1 schaubildlich und mit auseinandergezogenen Teilen einen erfindungsgemäßen Anschlußteil,

Fig. 2 schaubildlich den erfindungsgemäßen Anschlußteil, der auf einen Aluminiumdraiitleiter aufgekniffen ist,

Fig.3 in einem Vertikallängsschnitt den Anschluß nach F i g. 2,

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4—4 in F i g. 3,

F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie 5 —5 in F i g. 3 und F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie 6—6 in F i g. 3.

Der in Fig. 1 gezeigte Anschlußteil besitzt ein überzogenes Kupferrohr 1, das am einen Ende abgeflacht ist und eine Zunge 2 bildet, die eine Ausnehmung für die Aufnahme eines Anschlußbolzens hat. Das Kupferrohr ist zweckmäßig mit einem Metall überzogen, das ein negatives elektrolytisches Potential von 0,20-1,50 V hat.

Aluminium hat ein Potential von —0,85 V und Kupfer ein Potential von —0,20 V, so daß die Potentialdifferenz 0,65 V beträgt. Die Poteniialdifferenz zwischen dem Überzugsmaterial und dem Aluminium muß unbedingt kleiner sein als 0,65 V. Ein geeignetes Überzugsmaterial ist Zinn.

In der rohrförmigen Zwinge 3 des Anschlußteils 1 sitzt passend eine perforierte Hülse 4 aus einem leitenden Material, das eine höhere Zugfestigkeit hat als Aluminium. Ein geeignetes Material ist beispielsweise verzinntes Messing.

Eine Metallhülse 5 hat einen im Durchmesser kleineren Vorderteil 6, der die rohrförmige Zwinge 3 des Anschlußteils 1 aufnimmt. Der im Durchmesser größere, hintere Teil 7 der Hülse 5 dient zur Aufnahme einer Dichtungshülse 8, die in ihrem Innendurchmesser dem Durchmesser des abgesetzten Vorderteils 6 der Hülse 5 entspricht. Die Dichtungshüisp besteht aus einem geeigneten elastomeren Kunststoff.

Eine Hülse 9 aus Isoliermaterial umgibt die Hülse 5 und steht an beiden Enden über diese vor. Die Hülse 9 wird zweckmäßig auf die Hülse 5 aufgeschrumpft. Die in Fig. I gezeigten Teile werden vorteilhafterweise zu einer Baueinheit zusammengesetzt, worauf gemäß Fig. 2 das abisolierte Ende eines isolierten Aluminiumdrahtleiters 10 durch das hintere Ende der Hülse 9 eingeführt wird. Gemäß F i g. 3 wird der abisolierte Teil des Drahtes 10 in die perforierte Hülse 4 eingeführt, die sich in der rohrförmigen Zwinge 3 des Anschiußteiis befindet, und wird ein isolierter Teil des Drahtes in die elastomere Hülse 8 eingeführt. Der Anschlußteil wird an dem Draht durch Aufkneifen an drei Stellen festgelegt, und zwar im Bereich der Hülse 8, des hinteren Teils der Hülse 4 und der Zwinge 3 und des Vorderteils der Hülse 4 uad der Zwinge 3. Die Aufkneifverformung an diesen Stellen nimmt in der genannten Reihenfolge zu.

Die Zone ii, welche den vorderen Teil der Hülse 4 und des Rohrs 3 enthält, erfährt die stärkste Verformung und erhält durch Aufkneifen den in Fig. 6 gezeigten

ίο Querschnitt mit einem allgemein halbkreisförmigen unteren Teil und einem eingekerbten oberen Teil. Der eingekerbte Teil besitzt einen ebenen, mittleren Bereich, von dem sich Seiten schräg aufwärts bis zu den Endpunkten des halbkreisförmigen unteren Teils erstrecken.

In der Zone 12 werden der hintere Teil der Hülse 4 und des Rohres 3 weniger stark zusammengedrückt als der Teil 11, wobei man eine allgemein halbkreisförmige Ausbildung erhält, die im Querschnitt größer ist als die entsprechende halbkreisförmige Ausbildung der Zone 11 und nicht eingekerbt ist.

Die der Hülse 8 entsprechende Zone 13 wird gemäß F i g. 4 kreisförmig zusammengepreßt, und zwar so stark, daß die elastomere Hülse 8 gegen die Leiterisolierung gepreßt wird.

Durch die Verformung in den Zonen 11 und 12 wird der Aluminiumdraht durch die Perforationen der Hülse 4 fließgepreßt, so daß der Oxydfilm bricht und eine metallische Verbindung zwischen dem Aluminium und der Hülse hergestellt wird. Beim Aufkneifen erfolgt eine Längung oder ein Fließpressen des Drahtes 10 und der Hülse 4. Infolge der höheren Zugfestigkeit der Hülse 4 und dem Fließpressen des Aluminiums durch die Perforationen der Hülse wird unter der Wirkung der

.15 Restzugspannung in der Hülse 4 auf den Draht eine Restzugspannung in der Längsrichtung ausgeübt.

Aluminium neigt zwar zum Kriechen, doch wird ein Längskriechen durch die Teile verhindert, die durch die Perforationen fließgepreßt worden sind. Durch die Restzugspannung wird an den Wandungen der Perforationen ein Berührungsdruck aufrechterhalten.

Die durch das Aufkneifen bewirkte Verformung in der Zone 11 ist zweckmäßig so groß, daß Oxydfilme zwischen den Einzeldrähten des Litzendrahtes zerrissen werden, so daß eine saubere metallische Berührung zwischen den Einzeldrähten und eine Kaltverschweißung erfolgt. Zu diesem Zweck bewirkt die konkavkonvexe Form, die durch das Aufkneifen erzielt wird, beim Aufkneifen eine Relativbewegung der Einzeldraht

relativ zueinander, wodurch das Zerreißen der Oxydfilrne unterstützt wird. Die starke Verformung, die für eine gute Berührung zwischen den Einzeldrähten erforderlich ist, schwächt zwar den Draht, doch dienen die weniger stark verformte Zone 12 und die Zone 13 zum Abstützen des Drahtes; diese Teile seizen ferner der Neigung des Drahtes zum Bruch an der Zone 17 am

hinteren Ende des am stärksten verformten Teils des Drahtleiters einen Widerstand entgegen.

Die Isolierhülse 9 kann angebracht werden, nachdem

ei:·: anderen Elemente des Anschlußteils auf den Leiter aufgekniffen worden sind. Zu diesem Zweck kann man eine Hülse 9 verwenden, die aus einem wärniesehriimpfbaren Drell besteht und an ihren Enden die Kabelisolierung und den Endteil 3 überlappt. Die Hülse wird a»nr.

f>5 in der Wärme auf den aufgekniffenen An.«cfi)tißfoi.' aufgeschrumpft, der somit durch die aufgeschrumpfte Hülse abgedichtet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Die Erfindung bezieht sich auf einen an einen Ali'miniumdrahtleiter angeschlagenen Anschlußteil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten An. Es ist bekanntlich schwierig, eine elektrische Verbindung mit Aluminium herzustellen, weil Aluminium auf seiner Oberfläche eine nichtleitende harte Oxidschicht bildet. Diese Schicht kann zerstört werden, indem man sie mit einem Gemisch aus Fett und Schleifmittel bedeckt und durch dieses Gemisch hindurch eine Preßverbindung zwischen einer Zwinge und dem Aluminium herstellt. Das Schleifmittel zerreißt die Oxidschicht, während das Fett deren Neubildung verhindert. Diese Arbeitsweise ist aber unter bestimmten Bedingungen nicht zufriedenstellend, besonders Patentansprüche:

1. An einen Aluminiumdrahtleiter angeschlagener Anschlußteil mit einer rohrförmigen Zwinge, in der eine perforierte Metallhülse angeordnet ist, deren Metall eine höhere Zugfestigkeit hat als das Aluminium, wobei die Zwinge und die perforierte Metallhülse mit solcher Kraft an den Drahtleiter angeschlagen sind, daß das Aluminium des Drahtleiters teilweise in die Perforationen hinein fließgepreßt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die an einem Ende geschlossene rohrförmige Zwinge (3) und die perforierte Hülse (4) in einer dem geschlossenen Ende der Zwinge (3) benachbarten vorderen Zone (11) des Anschlußteils mit einer größeren Verformung um das Aluminium des Drahtieiters herum angeschlagen sind als in einer sich an die vordere Zone (11) anschließenden, den hinteren Teil der Zwinge (3) und der perforierten Hülse (4) enthaltenden mittleren Zone (12) des Anschlußteils unter Erzielung einer Kaltverschweißung der den Drahtleiter bildenden Aluminiumeinzeldrähte in der vorderen Zone (11) und durch das Anschlagen in der mittleren Zone (12) einen allgemein halbkreisförmigen Querschnitt (F i g. 5) und in der vorderen Zone (11) einen ähnlichen, aber kleineren Querschnitt (Fig. 6) erhalten haben, dessen unrunde Seite unter Bildung einer konkavkonvexen Querschnittsform eingekerbt (11) ist.

2. Anschlußteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Zwinge (3) sich in einer Außenhülse (5) aus Metall befindet, welche über das offene Ende der rohrförmigen Zwinge (3) in axialer Richtung vorsteht und der vorstehende Teil (7) der Außenhülse (5) einen größeren Durchmesser hat als der restliche Teil der Außenhülse (5), daß eine Dichtungshülse (8) aus elastomerem Material in dem vorstehenden Teil (7) der Außenhülse (5) angeordnet ist und daß das Anschlagen in der den vorstehenden Teil (7) der Außenhülse (5) enthaltenden Zone (13) des Anschlußteils mit geringerer Verformung erfolgt ist als in den beiden anderen Zonen (11,12).

3. Anschlußteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Zwinge (3) aus Kupfer besteht, das mit einem Metall überzogen ist, das gegenüber dem Aluminium einen Potentialunterschied von weniger als 0,65 Volt hat.

4. Anschlußteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die perforierte Hülse

(4) 5US Verzinntem messing iaesieht.

wenn Wärmeeinwirkung dazu führen kann, daß das Fett von der Preßstelle wegfließt, so daß der OxidationsscbiJtz verlorengeht und das Fett zu Verunreinigungen führen kann. Nach einer anderen kostspieligen Lösung verwendet man einen Aluminiumdraht, der mit einem leitenden Überzug versehen ist.

Eine weitere Schwierigkeit besteht dp.rin, daß Aluminium unter mechanischer Beanspruchung zum Kriechen neigt und dieses Kriechen zu einer Erhöhung

des elektrischen Widerstands führt, so daß die Betriebstemperatur erhöht und damit das Kriechen beschleunigt und die Verbindung schließlich unterbrochen wird.

Ferner besteht die Gefahr einer elektrolytischen oder galvanischen Korrosion an Stoßstellen zwischen Kupfer und Aluminium, weil dort infolge der elektrischen Potentialdifferenz in Anwesenheit von Feuchtigkeit eine galvanische Zelle entsteht, die zur elektrolytischen Korrosion führt.

Ein bekannter Anschlußteil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art (Zeitschrift »Machine Design« vom 31.8.1967, S. 120/121) ist zum Anschließen eines massiven Aluminiumdrahts bestimmt und besteht aus einer Zwinge, in der eine verzinnte perforierte Metallhülse angeordnet ist. Die Zwinge wird beim Anschlagen an den Aluminiumdraht zu einem elliptischen Querschnitt verformt, wobei Aluminium des Drahts in die Perforationen der Metallhülse gepreßt wird. Dadurch wird die auf dem Aluminium befindliche Oxidschicht aufgerissen, so daß an den Stellen der Perforationen ein guter elektrischer Kontakt erzielt wird, und ferner wird das nachträgliche Fließen des Aluminiums innerhalb der Zwinge in Längsrichtung verhindert.

Es ist ferner ein Anschlußteil bekannt (US-PS 31 37 925), der aus einer mit Perforationen versehenen metallischen Zwinge, einer die Zwinge umgebenden Metallhülse und einer äußeren Kunststoffhülle besteht und zum Anschlagen an mehrere isolierte Einzeldrähte verschiedenen Durchmessers bestimmt ist. Der Anschlagvorgang wird in der Weise durchgeführt, daß in einer an die Drahtenden angrenzenden Zone eine starke Verformung der Zwinge bis auf einen relativ kleinen Durchmesser erfolgt, während in daran angrenzenden weiteren zwei Zonen die Verformung sich stufenweise verringert und zu entsprechend größeren Querschnitten des angeschlagenen Verbinders führt Beim Anschlagvorgang werden ein Teil der Isolierung sowie ein Teil des Metalls der isolierten Einzeldrähte unter Erzielung eines elektrischen Kontakts in die Perforationen der Zwinge eingetrieben. Die dreistufige Verpressung soll dazu dienen, je eine für jeden vorhandenen Durchmesser der isolierten Einzeldrähte geeignete Anschlagzone zu schaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anschlußteil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß er für einen aus mehreren Aluminiumeinzeldrähten bestehenden Drahtleiter geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem Anschlußteil nach der Erfindung wird in der dem geschlossenen Ende der Zwinge nahen vorderen Zone aufgrund der dort sehr hohen Anschlagkraft eine Bewegung der Aluminiumeinzeldrähte relativ zueinander erzielt, was zu einem Aufreißen der Oxidschichten und zu einem Kaltverschweißen führt. Es wird somit in dieser Zone ein sehr guter elektrischer Kontakt sowohl