NL1022119C2 - Aansluitpensamenstel en werkwijze voor het vervaardigen daarvan. - Google Patents

Description

H Aansluitpensamenstel en werkwijze voor het vervaardigen daarvan I Technisch gebied 5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een aansluitpensamenstel voor een eenvoudig koppelbare elektrische verbinding tussen een vast en een losneembaar deel van een elektrische toevoerleiding van een elektrische installatie-inrichting, zoals I b.v. toegepast in een uitneembare lade van een z.g. Motor Control Center, omvattende I een aansluitpen met een contacteinde en een aansluiteinde, en een aansluitgeleider I 10 bevestigd aan het aansluiteinde. In een verder aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een aansluitpensamenstel voor I toepassing in een eenvoudig koppelbare elektrische verbinding voor een uitneembare lade van een elektrische installatie-inrichting.

15 Stand van de techniek

Een dergelijke aansluitpen is bijvoorbeeld bekend uit Amerikaans octrooischrift US-A-5,240,424 dat een elektrische connector beschrijft. De elektrische connector omvat verbindingspennen voorzien van een klem, waarmee een elektrische geleider door middel van een klembewerking verbonden kan worden aan een verbindingspen.

20 Verder omvat de verbindingspen een lip om de verbindingspen in de connector plaatsvast te bevestigen.

Dergelijke aansluitpennen worden gebruikt voor elektrische verbindingen in elektrische toevoerleidingen voor beperkte vermogens. Voor de toepassing in elektrische installatie-inrichtingen, waarbij hogere vermogens en dus vaak hoge 25 stromen door de elektrische toevoerleidingen vloeien (van enkele tientallen tot zelfs duizenden Ampères), is een dergelijke klemverbinding in het algemeen niet voldoende bedrijfszeker. Door de hoge stromen kunnen nadelige effecten optreden, bijvoorbeeld door het ter plaatse van de klemverbinding kleiner zijn van de doorsnede, waardoor de overgangsweerstand tussen de elektrische geleider en de verbindingspen toeneemt en 30 hittevorming optreedt die zelfs tot doorbranden van de klemverbinding kan leiden. Ook kunnen door de hoge stroom geïnduceerde krachten optreden die de verbinding minder bedrijfszeker maken. Vaak wordt daarom in dergelijke elektrische installatie-inrichtingen gebruik gemaakt van aansluitpennen, waarop de aansluitgeleiders I bevestigd worden door middel van schroefverbindingen. De schroefverbindingen I worden vaak met een momentsleutel aangedraaid om de overgangsweerstand te I verkleinen en een bedrijfszekere verbinding te garanderen. Nadeel hiervan is dat een I dergelijke schroefverbinding door menselijk falen toch een mogelijk zwakke plek in de 5 verbinding vormt, en dat dergelijke schroefverbindingen arbeidsintensief zijn bij de I installatie hetgeen bij de vele verbindingen in zo'n installatie een aanzienlijke post in arbeidsuren betekent.

I Samenvatting van de uitvinding 10 De onderhavige uitvinding tracht een aansluitpensamenstel en een werkwijze voor het vervaardigen daarvan te verschaffen om deze problemen te overwinnen en door het verminderen van de menselijke invloed op de verbinding een bedrijfszekere verbinding in zowel mechanisch als elektrisch opzicht te garanderen bij een H aansluitpensamenstel dat gebruikt wordt in een elektrische installatie-inrichting. Tevens 15 dient door de onderhavige uitvinding door een vermindering van de arbeidstijd per verbinding de kosten te verlagen.

In een eerste aspect verschaft de uitvinding daartoe een aansluitpensamenstel van de in de aanhef gedefinieerde soort, waarbij de aansluitgeleider met het aansluiteinde over een vooraf bepaalde lengte van het aansluiteinde een gasdichte verbinding vormt.

20 Doordat de aansluiting geen opsluitingen van enige gassen'bevat (gasdicht), zal er een innig elektrisch contact mogelijk zijn tussen de aansluitgeleider en het aansluiteinde en kunnen zo geen nadelige effecten optreden wanneer grote stromen H door het aansluitpensamenstel vloeien, en bestaat er een bedrijfszekere elektrische en H mechanische verbinding tussen aansluitpen en aansluitgeleider. De gasdichte 25 verbinding wordt uitgevoerd door een gelijkmatig over de gehele omtrek verdeelde en H naar het midden van het aansluiteinde gerichte perskracht uit te oefenen.

In een uitvoeringsvorm omvat de aansluitpen een als een geheel uitgevoerd contacteinde en aansluiteinde. Een dergelijke aansluitpen kan eenvoudigweg uit standaard stafmateriaal worden vervaardigd waarbij in het aansluiteinde een uitholling 30 is aangebracht waarin de aansluitgeleider kan worden aangebracht.

In situaties waarbij de diameter van de geleider een grotere doorsnede heeft dan de doorsnede die in de betreffende situatie voor het contacteinde nodig is, voorziet de uitvinding in een verdere uitvoeringsvorm waarbij de aansluitpen uit een afzonderlijk 3 contacteinde en aansluiteinde bestaat. Dit maakt het mogelijk om voor beide delen de optimale doorsnede te kiezen waardoor b.v. voor het aansluiteinde een grotere doorsnede mogelijk is. Tevens kan dan het aansluitdeel ook weer eenvoudig verkregen worden uit stafinateriaal, bijvoorbeeld in de vorm van een busvormig lichaam.

5 De bevestiging van de beide delen van de aansluitpen is in een uitvoeringsvorm gerealiseerd met een schroefverbinding of met een hardsoldeerverbinding.

De aansluitpen omvat in een verdere uitvoeringsvorm een contacteinde uit een eerste materiaal en een aansluiteinde uit een tweede materiaal. Het eerste materiaal is geoptimaliseerd voor bewerkingseigenschappen van het contacteinde van de 10 aansluitpen (bijvoorbeeld CUTEPF26, dat eenvoudig verspaand kan worden) en het tweede materiaal is geoptimaliseerd is voor een persbewerking van het aansluiteinde (bijvoorbeeld elektrolytisch koper, ECU 57 F25 of F20).

In een verdere uitvoeringsvorm omvat het aansluitpensamenstel verder een krimpkous over ten minste het aansluiteinde. Hierdoor wordt een betere isolatie naar 15 andere aansluitpensamenstellen of andere elementen in de lade mogelijk gemaakt.

In een nog verdere uitvoeringsvorm is het aansluitsamenstel verder voorzien van bevestigingsmiddelen voor het onlosmakelijk bevestigen van het aansluitpensamenstel op een adapterlichaam van de lade, bijvoorbeeld in de vorm van een inkeping waarin een lip van het adapterlichaam ingrijpt. Dit maakt het mogelijk de mechanische 20 belastingen bij het in- en uitschuiven van de lade op te vangen. '

De aansluitgeleider heeft in een verdere uitvoeringsvorm een vooraf bepaalde isolatiegraad. Dit maakt het mogelijk om op plaatsen in de lade waar dit mogelijk is, kabels met een lagere isolatiewaarde te gebruiken, het geen goedkoper is.

In een tweede aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een 25 werkwijze van de in de aanhef gedefinieerde soort, waarbij de werkwijze omvat het vervaardigen van een pen met een contacteinde en een aansluiteinde, waarbij de pen een symmetrie-as heeft en het aansluiteinde een opening heeft voor opneming van een aansluitgeleider daarin, het inbrengen van een aansluitgeleider in de opening, en het elektrisch en mechanisch verbinden van de aansluitgeleider en het aansluiteinde door 30 het in radiale richting naar de symmetrie-as onder druk dichtknijpen van het aansluiteinde, waarbij de druk (bijvoorbeeld gelijkmatig) wordt aangelegd over de gehele omtrek van het aansluiteinde.

Dit gelijkmatig onder druk dichtknijpen van het aansluiteinde kan bijvoorbeeld I met een hydraulische pers gebeuren, waarbij de hoge druk zorgt voor het plaatselijk I versmelten van aansluitgeleider en aansluiteinde. Hierdoor ontstaat een gasdichte I verbinding, die door het vergaand verminderen van de menselijke invloed ook in I 5 elektrisch en mechanisch opzicht bedrijfszeker is.

I Het onder druk dichtknijpen vindt in een uitvoeringsvorm plaats met een I zeskantige samenpersing. Hierdoor is een eenvoudig reeds op zich bestaand stuk gereedschap voor de onderhavige werkwijze te gebruiken.

In een verdere uitvoeringsvorm wordt het onder druk dichtknijpen beëindigd na I 10 het bereiken van een vooraf bepaalde samenpersdruk. Hierdoor wordt gewaarborgd dat de samenvloeiing van aansluiteinde en aansluitgeleider plaatsvindt en is een ondeugdelijke verbinding als gevolg van menselijk falen dus vrijwel uitgesloten.

Om een voldoende elektrisch, maar ook mechanisch zekere verbinding te verkrijgen, wordt de aansluitgeleider voorafgaand aan het onder druk dichtknijpen over 15 een vooraf bepaalde afstand in de opening van het aansluiteinde geschoven.

Om een betere isolatie naar de omgeving van het aansluitpensamenstel te verkrijgen, omvat de werkwijze het verschaffen van een krimpkous ten minste om het aansluiteinde. Dit is met name van belang bij aansluitpensamenstellen die aan een voedingszijde van een installatie-inrichting worden toegepast.

20 In een verdere uitvoeringsvorm omvat het vervaardigen van een contacteinde van het aansluitpensamenstel het mechanisch bewerken van een staaf van een eerste materiaal, waarbij het eerste materiaal is geoptimaliseerd qua bewerkingseigenschappen, bijvoorbeeld CUTEPF26 dat eenvoudig te verspanen is.

In een aantal gevallen is het gewenst om een aansluitgeleider met een grotere 25 diameter dan de aansluitpen te gebruiken. Hiertoe omvat de werkwijze verder het bevestigen van een aansluiteinde van een tweede materiaal, bijvoorbeeld met hardsolderen, op het contacteinde, waarbij het aansluiteinde een eerste opening heeft H voor aansluiting op het contacteinde en een tweede opening voor opneming van de H aansluitgeleider, en het tweede materiaal geoptimaliseerd is voor de persbewerking.

30 Het tweede materiaal kan bijvoorbeeld elektrolytisch koper, ECU 57 F25 of F20, zijn.

Een alternatieve werkwijze is die waarbij het contacteinde van de aansluitpen bij de mechanische bewerking voorzien wordt van een draadeinde waarmee het aan het bijvoorbeeld busvormig uitgevoerde aansluiteinde wordt bevestigd. De bevestiging aan het aansluiteinde kan via een in het aansluiteinde aangebracht draadgat plaatsvinden maar ook door het gelijktijdig bij de persbewerking aan het contacteinde te bevestigen.

I Korte beschrijving van de tekeningen 5 De onderhavige uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de I bijgevoegde tekeningen, waarin:

Fig. 1 a een bovenaanzicht en Fig. lb een vooraanzicht toont van een eerste I uitvoeringsvorm van een aansluitpensamenstel vervaardigd volgens de onderhavige I werkwijze; 10 Fig. 2 een doorsneeaanzicht toont van de aansluitpen van Fig. 1 langs de lijn ΙΙ-Π; I Fig. 3 een doorsneeaanzicht toont van een tweede uitvoeringsvorm van de aansluitpen van het aansluitpensamenstel volgens de onderhavige uitvinding.

I Gedetailleerde beschrijving van uitvoeringsvormen van de uitvinding I 15 Het aansluitpensamenstel 10 volgens de onderhavige uitvinding wordt bij I voorkeur toegepast in elektrische installatie-inrichtingen, zoals Motor Control Centres, I die worden gebruikt voor het besturen van laagspanningsinstallaties, zoals verlichting, I motorbesturingen e.d. Deze installatie-inrichtingen zijn voorzien van uitneembare lades I waarin elektrische componenten voor besturings- en/of bewakingsdoeleinden zijn I 20 opgenomen. De uitneembare lades zijn ingericht om tussen een voedingsgedeelte van I de installatie-inrichting dat elektrisch vermogen levert en een uitvoergedeelte van de I installatie-inrichting geplaatst te worden. Het uitvoergedeelte is verbonden met de te I besturen inrichtingen, zoals elektrische motoren of verlichtingsinstallaties. Voor de elektrische verbindingen van de lade met zowel de voedingszijde als de uitgangszijde 25 van de elektrische installatie-inrichting worden aansluitpennen 3 gebruikt, die via een aansluitgeleider 4 verbonden worden met de in de lade aanwezige componenten.

In Fig. la en lb worden een bovenaanzicht, respectievelijk een vooraanzicht getoond van een aansluitpensamenstel 10 volgens een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Het aansluitpensamenstel 10 omvat een aansluitpen 3 en een 30 aansluitgeleider 4. De aansluitpen 3 omvat een contacteinde 2 voor het maken van een losneembare verbinding met een bijbehorend ontvangelement (niet getoond) in de installatie-inrichting. Zoals getoond in Fig. la en lb is het contacteinde rechthoekig van vorm en voorzien van een taps toelopend uiteinde dat uitmondt in een cirkelvormige I 6 I punt 7. Verder omvat de aansluitpen 3 een aansluiteinde 5 voor de verbinding met de I aansluitgeleider 4. Ook kan de aansluitpen 3 een verdieping 8 omvatten die in I samenwerking met een niet getoond bevestigingsmiddel in de lade, zoals een kunststof lipje, zorgdraagt voor een bevestiging van het aansluitpensamenstel 10 in een 5 adapterlichaam van de lade, die de mechanische belasting bij in- en uitschuiven van de I lade mogelijk maakt.

I In Fig. 2 is een doorsnedeaanzicht getoond van de aansluitpen 3. Wederom is I getoond dat de aansluitpen 3 een contacteinde 2 heeft, alsmede een aansluiteinde 5. Het I aansluiteinde 5 is voorzien van een opening 6, bij voorkeur cilindervormig rond een I 10 symmetrie-as 1, voor het opnemen van de aansluitgeleider 4.

I Volgens de onderhavige uitvinding wordt het aansluitpensamenstel 10 H vervaardigd door een uiteinde van de aansluitgeleider 4 in de opening 6 te steken, waarna het aansluiteinde 5 wordt samengeknepen met een naar de symmetrie-as 1 I gerichte kracht. Hierdoor wordt de vloeigrens van zowel het aansluiteinde 5 als de 15 aansluitgeleider 4 overschreden, waardoor een gasdichte verbinding ontstaat tussen aansluitgeleider 4 en aansluitpen 3. Dit is met name in het genoemde toepassingsgebied, waar hoge stromen (orde grootte tientallen tot duizenden Ampères) H voorkomen, van belang om een duurzame mechanische en elektrische verbinding te garanderen.

20 Het samendrukken kan bijvoorbeeld geschieden door een hydraulische drukinrichting, die over een bepaalde lengte van het aansluiteinde 5 een naar het midden van het aansluiteinde 5 gerichte kracht uitoefent. Een voorbeeld hiervan is een hexagonaal persgereedschap, dat een naar het midden gerichte kracht uitoefent in zes vlakken. Na het persen is het aansluiteinde 5 aan de buitenzijde dan vervormd tot een 25 zeskant. Om te garanderen dat een voldoende kracht wordt uitgeoefend om een H bedrijfszekere verbinding te verkrijgen, wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een persgereedschap dat pas losgemaakt kan worden nadat een vooraf bepaalde minimale drukkracht is overschreden.

De aansluitgeleider 4 kan bestaan uit een van een isolatiemantel voorziene 30 geleider van bijvoorbeeld geslagen koperdraden. De isolatiemantel dient dan over een voldoende afstand te worden verwijderd, zodat de verbinding over een vooraf bepaalde lengte van het aansluiteinde 5 kan plaatsvinden.

H Om een betere isolatie tussen bij elkaar gelegen aansluitpensamenstellen 10 te verkrijgen, wordt na het samenpersen een krimpkous aangebracht over ten minste de blootliggende elektrisch geleidende delen.

I In vele gevallen omvat de lade waarin het onderhavige aansluitsamenstel 10 5 wordt toegepast een beveiligingsmodule die direct is verbonden met de voedingszijde I van de installatie-inrichting. De aansluitsamenstellen 10 die daarvoor worden toegepast zijn voorzien van aansluitgeleiders 4 met een hoge isolatiewaarde. Voor de aansluitsamenstellen 10 die worden gebruikt voor verbinding met de uitvoerzijde I kunnen voor de aansluitgeleiders 4 kabels worden toegepast van een lagere 10 isolatiewaarde, hetgeen kostentechnisch voordelen biedt. Ook kunnen in dit geval vaak I de genoemde krimpkousen achterwege worden gelaten, wat een verdere I kostenbesparing oplevert, met name qua installatietijd.

I De diameter van de opening 6 kan aangepast worden aan de doorsnede van de aan te sluiten aansluitgeleider 4. Om economische redenen worden de openingen 6 I 15 gemaakt volgens een beperkt aantal standaard doorsnedeafinetingen, bijvoorbeeld 2,5, I 5 en 10 mm2. Mogelijke speling wordt dan bij het samenpersen opgeheven.

Om ook aansluitgeleiders 4 te kunnen aansluiten met een grotere diameter dan de I afmetingen van het aansluiteinde 5, wordt in een verdere uitvoeringsvorm die in doorsnedeaanzicht is weergegeven in Fig. 3, op het aansluiteinde 5 (dat hier de vorm 20 heeft van een solide aansluitlichaam) een bus 9 aangebracht, bijvoorbeeld door middel van hardsolderen. De bus 9 heeft aan een zijde een opening met een binnendiameter die aansimt op de buitendiameter van het aansluiteinde 5, en aan de andere zijde een opening 6 die voldoende is voor het opnemen van een aansluitgeleider 4 met een grotere diameter (zoals 25 of zelfs 50 mm2).

25 Doordat de aansluitpen 3 in deze uitvoeringsvorm bestaat uit twee delen 3,9, is het mogelijk om voor de beide delen 3,9 een materiaal te kiezen dat geoptimaliseerd is. Zo kan voor de aansluitpen 3 een materiaal worden gekozen dat geoptimaliseerd is voor het vervaardigen van de aansluitpen 3 uit een staaf, bijvoorbeeld met verspaningstechnieken. Het materiaal is bijvoorbeeld koper van het type CUTEPF26.

30 Voor de bus 9 wordt gekozen voor een materiaal dat geoptimaliseerd is voor het samenpersproces door bijvoorbeeld een materiaal te nemen met betere vloei-eigenschappen, zoals elektrolytisch koper van het type ECu 57 F25 (of F20).

* « λ s a ft <

Uiteraard is de combinatie van aansluitpen 3 en bus 9 ook te gebruiken voor aansluiting van aansluitgeleiders 4 met een kleinere diameter.

I Om een goede elektrische verbinding te waarborgen worden de aansluitpen 3 I en/of de bus 9 afzonderlijk voorzien van een contacteringslaag, bijvoorbeeld zilver.

Claims (16)

1. Aansluitpensamenstel voor een eenvoudig koppelbare elektrische verbinding tussen een vast en een losneembaar deel van een elektrische toevoerleiding van een 5 elektrische installatie-inrichting, omvattende een aansluitpen (3) met een contacteinde (2) en een aansluiteinde (5), en een aansluitgeleider (4)bevestigd aan het aansluiteinde, met het kenmerk, dat de aansluitgeleider (4) met het aansluiteinde (5) over een vooraf bepaalde lengte van het aansluiteinde (5) een gasdichte verbinding vormt.

2. Aansluitpensamenstel volgens conclusie 1, waarbij het contacteinde (2) en het aansluiteinde (5) als een geheel zijn uitgevoerd.

3. Aansluitpensamenstel volgens conclusie 1, waarbij het contacteinde (2) en het aansluiteinde (5) als twee afzonderlijk delen zijn uitgevoerd. 15

4. Aansluitpensamenstel volgens conclusie 3, waarbij het contacteinde (2) een eerste materiaal omvat en het aansluiteinde (5) een tweede materiaal omvat.

5. Aansluitpensamenstel volgens conclusie 4, waarbij het eerste materiaal is 20 geoptimaliseerd voor bewerkingseigenschappen van het contacteinde (2) van de aansluitpen (3).

6. Aansluitpensamenstel volgens conclusie 4 of 5, waarbij het tweede materiaal geoptimaliseerd is voor de persbewerking. 25

7. Aansluitpensamenstel volgens een van de voorgaande conclusies, verder omvattende een krimpkous over ten minste het aansluiteinde.

8. Aansluitpensamenstel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het 30 aansluitsamenstel (10) verder voorzien is van bevestigingsmiddelen (8) voor het onlosmakelijk bevestigen van het aansluitpensamenstel (10) op een adapterlichaam van de lade. I 10

9. Aansluitpensamenstel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij I de aansluitgeleider (4) een vooraf bepaalde isolatiegraad heeft.

10. Werkwijze voor het vervaardigen van een aansluitpensamenstel voor toepassing in I 5 een eenvoudig koppelbare elektrische verbinding voor een uitneembare lade van een elektrische installatie-inrichting, omvattende: I het vervaardigen van een aansluitpensamenstel (10) met een contacteinde (2) en een I aansluiteinde (5), waarbij het aansluitpensamenstel (10) een symmetrie-as heeft en het I aansluiteinde (5) een opening (6) heeft voor opneming van een aansluitgeleider (4) I 10 daarin; het inbrengen van een aansluitgeleider (4) in de opening (6); I het verbinden van de aansluitgeleider (4) en het aansluiteinde (5) door het in radiale H richting naar de symmetrie-as onder druk dichtknijpen van het aansluiteinde (5), waarbij de druk wordt aangelegd over de gehele omtrek van het aansluiteinde (5).

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij het onder druk dichtknijpen plaatsvindt met een zeskantige samenpersing.

12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11, waarbij het onder druk dichtknijpen wordt 20 beëindigd na het bereiken van een vooraf bepaalde samenpersdruk.

13. Werkwijze volgens een van de conclusies 10 tot en met 12, waarbij de aansluitgeleider (4) voorafgaand aan het onder druk dichtknijpen over een vooraf bepaalde afstand in de opening (6) van het aansluiteinde (5) wordt geschoven.

14. Werkwijze volgens een van de conclusies 10 tot en met 13, verder omvattende het verschaffen van een krimpkous ten minste om het aansluiteinde (5).

15. Werkwijze volgens een van de conclusies 10 tot en met 14, waarbij het H 30 vervaardigen van een contacteinde (2) van het aanluitpensamenstel (10) omvat het H bewerken van een staaf van een eerste materiaal, waarbij het eerste materiaal is geoptimaliseerd qua bewerkingseigenschappen.

16. Werkwijze volgens een van de conclusies 10 tot en met 15, verder omvattende het bevestigen van een aansluiteinde (5) van een tweede materiaal op het contacteinde (2), waarbij het aansluiteinde (5) een eerste opening heeft voor aansluiting op het contacteinde (2) en een tweede opening (6) voor opneming van de aansluitgeleider; 5 en het tweede materiaal geoptimaliseerd is voor de persbewerking. 1022119 \