螺旋式连接端子的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种制造螺旋式连接端子（6、19、28）的方法，该方法包括下面的步骤：提供扁平金属（1）；将导体插入口（2）以通孔的形式引入到扁平金属（1）的纵侧面中；将拉模孔（3）通过排挤开扁平金属（1）的材料这样引入到扁平金属（1）的端侧面（4）中，即，使拉模孔（3）的直径大于扁平金属（1）在导体插入口（2）的区域中的厚度；以及将螺纹（5）引入拉模孔（3）中。
【专利说明】螺旋式连接端子的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制造螺旋式连接端子的方法。此外，本发明还涉及一种螺旋式连接端子和包括这种螺旋式连接端子和汇流排的连接结构。
【背景技术】
[0002]螺旋式连接端子用于在至少两个导体之间建立电气连接，或者使多个导体一起夹入到形成在螺旋式连接端子中的导体插入口从而相互电气连接，或者使导体间接通过导电的接触体、优选汇流排相互连接在一起，对此，其中一个导体固定在螺旋式连接端子的导体插入口中并且另一个导体借助另一个电气接触元件接通。在接线板中对于完全不同的接触目的以及连接目的通常使用这种螺旋式连接端子。例如由设备安装已知多种接线板，这些接线板通常设置在开关柜中用于支承轨道安装，其中例如两个螺旋式连接端子通过汇流排相互连接在一起。这种例如用于装配在印刷板上的接线板由电路技术已知。由于在这种开关柜中通常可用空间仅非常有限，所以始终需要尽可能紧凑地、以减小的外部尺寸成型这种螺旋式连接端子，而对此不能够降低螺旋式连接端子可能需施加的夹紧力。
【发明内容】
[0003]因此，本发明的目的在于，提供一种解决方案，借助该解决方案可以降低螺旋式连接端子特别是在其结构深度上的尺寸，并且从而也能够降低连接结构的尺寸。
[0004]根据本发明，在开头详细说明类型的方法中这样实现了该目的，S卩，设置下面的步骤:提供扁平金属；将导体插入口以通孔的形式引入到扁平金属的纵侧面中；将拉模孔通过排挤开扁平金属的材料这样引入到扁平金属的端侧面中，即，使拉模孔的直径大于扁平金属在导体插入口区域中的厚度；以及将螺纹弓I入拉模孔中。
[0005]此外，根据本发明，在开头详细说明类型的方法中这样实现了本发明的目的，即，设置下面的步骤:提供圆金属线；将圆金属线分成螺纹区域和导体插入区域，其中使导体插入区域塑性变形成基本上呈板状的构造；将导体插入口以通孔的形式引入到塑性形变的导体插入区域的纵侧面中；将拉模孔这样引入到圆金属线的螺纹区域中，即，使拉模孔的直径大于板状成型的导体插入区域的厚度；以及将螺纹引入拉模孔中。
[0006]此外，根据本发明通过根据权利要求1至5中任意一项所述的方法制造的螺旋式连接端子实现了本发明的目的。
[0007]此外，根据本发明通过包括根据权利要求6所述的螺旋式连接端子和一个汇流排的连接结构实现了本发明的目的。
[0008]本发明的适宜的设计以及有利的扩展方案在从属权利要求中给出。
[0009]借助根据本发明的方法可以制造具有减小的尺寸、特别是具有减小的结构深度的螺旋式连接端子，这种螺旋式连接端子特别能够节省空间地安装在例如开关柜中，因此能够特别适合用于仅有有限的结构空间可供使用的开关柜。对此，根据本发明，螺旋式连接端子由扁平金属或圆金属线制成。扁平金属在其原始状态下相对于其宽度具有非常小的厚度和深度，因此与传统的螺旋式连接端子相比，通过由这种扁平金属形成螺旋式连接端子可以明显能够降低螺旋式连接端子的结构深度。在由圆金属线制造的螺旋式连接端子中，优选直至形成螺纹通路的区域的该圆金属线的起始直径明显得到降低，圆金属线在该区域中受到塑性变形，从而获得具有相对于该圆金属线的宽度来说非常小的厚度和深度的板状结构，因此，与传统的螺旋式连接端子相比，通过由这种圆金属线形成螺旋式连接端子也能够明显降低该螺旋式连接端子的结构深度。
[0010]在由扁平金属制造螺旋式连接端子的过程中，首先中将导体插入口以通孔的形式、例如通过冲孔引入到扁平金属的纵侧面中。进一步将拉模孔通过排挤开扁平金属的材料引入到扁平金属的端侧面中。在排挤开材料的过程中，扁平金属的材料在该区域向外排挤，因此在这里以拉模孔的形式形成材料通路或材料通孔，该拉模孔由排挤开的材料所限定并且排挤开的材料构成了拉模孔的边缘。例如可以借助钉入到端侧面中的冲头或者钻头排挤材料。通过排挤材料在之后螺纹通路的区域中扩大了扁平金属的外周长，因此拉模孔的直径大于扁平金属在导体插入口的区域中的厚度。引入拉模孔之后，通过成型或切割将螺纹引入到拉模孔中，用于卡住穿过导体插入口的导体的螺钉能够经由该螺纹通路旋入到螺旋式连接端子中。
[0011]在由圆金属线制造螺旋式连接端子的过程中，该圆金属线例如由铜合金或钢构成，首先将圆金属线分成螺纹区域和导体插入区域。即使螺旋式连接端子制成之后螺纹区域的外部尺寸优选基本上还和圆金属线的外部尺寸相同，从而在制造螺旋式连接端子之前就已经通过圆金属线设置螺纹区域。在制造圆金属线的过程中对圆金属线进行冷拔，对此圆金属线材料的晶界已经这样进行取向，即，使该圆金属线获得特别高的稳定性。因为为了在该区域中形成螺纹区域不需要变形圆金属线，所以在这里可以利用通过在冷拔圆金属线的过程中的晶界取向而获得的高稳定性。然而也可以在制造圆金属线的过程中对螺纹区域的外部尺寸进行变形。而导体插入区域的外部尺寸则在螺旋式连接端子的制造工艺中基本上发生了变化。对此，首先使导体插入区域塑性形变成基本上呈板状的构造，因此导体插入区域形成为扁平的。这种塑性变形例如可以使用锤子来进行。其中，优选这样变形导体插入区域，即，圆金属线材料的晶界在这里也这样地保留取向，使导体插入区域中的材料仍然具有和经冷拔的圆金属线 的稳定性类似的、高的稳定性，由此使得之后制成的螺旋式连接端子具有非常高的负荷能力。塑性变形之后将导体插入口以通孔的形式引入到这时形成为扁平的导体插入区域的纵侧面中。该通孔例如可以通过冲孔的方法引入到导体插入区域中。在引入导体插入口之后或者也可以在引入导体插入口之前将拉模孔引入到圆金属线的螺纹区域中。优选通过钻孔引入拉模孔。然后将螺纹通过成型或切割引入拉模孔中。通过在制造螺旋式连接端子的过程中相对于导体插入区域使螺纹区域在其外形上没有发生变形，从而在由圆金属线制造螺旋式连接端子的方法中也使得所形成的拉模孔直径大于板状的、形成为扁平的导体插入区域的厚度。
[0012]在由扁平金属制造螺旋式连接端子的过程中，优选能够在引入拉模孔之前通过相互折叠扁平金属的两个侧面区域形成扁平金属的端侧面。对此，在引入导体插入口之后扁平金属优选形成为I!形，其中在U形的自由末端上分别向外凸出地形成两个相对的侧面区域。向外凸出的该侧面区域能够在另一个工艺步骤中向内朝向导体插入口弯曲，由此，该侧面区域构成导体插入口的上边界。对此这样相互折叠两个侧面区域，即，不需要其他的例如焊接这样的方法，从而能够使两个侧面区域通过形状配合牢固地相互连接在一起，而不会使它们有再次自己展开的风险。可以将拉模孔引入到这两个相互折叠的侧面区域中。
[0013]此外，不仅在由扁平金属制造导体连接端子的过程中还是在由圆金属线制造螺旋式连接端子的过程中，优选将纹路引入到侧面限定导体插入口的悬臂中用于形成弹簧区域。由于通过将纹路引入到悬臂中而形成螺旋式连接端子中的弹簧区域能够由于卡在螺旋式连接端子中的导体的塑性形变而使得不会通过螺旋式连接端子的螺钉的夹紧效果变差出现夹位松动的现象。在旋入螺钉时会在悬臂的纹路区域中产生弹性形变，该弹性形变能够延长旋入在螺纹通路中的螺钉的松开力矩，由此实现了旋入的、夹住导体的螺钉的弹簧效果。优选分别在螺旋式连接端子的两个相对设置的悬臂中形成纹路。
[0014]根据本发明的优选设计方案，该纹路形成为s形。由此能够在悬臂中实现特别好的弹簧效果。替代性地例如也可以使纹路形成为z形或锯齿形状。
[0015]在根据本发明的连接结构中优选使汇流排大体上具有比螺旋式连接端子的导体插入口更大的宽度，其中在导体插入口的区域中汇流排具有两个相对着形成的凹槽，侧面限定导体插入口边界的悬臂咬入该凹槽中。由此能够使汇流排不会倾斜和滑动地固定在螺旋式连接端子中，由此能够确保导体特别可靠地和汇流排相接触。
[0016]此外，优选使汇流排沿着其纵侧面具有压印部用于在夹紧导体的过程中限定地接收螺旋式连接端子的螺钉。通过该压印部可以形成限定的、螺钉和汇流排的接触点以及汇流排和导体的接触点。优选这样形成该压印部，即，在夹紧导体的过程中螺钉在压印部的区域中将力施加到汇流排上。通过该压印部能够降低由螺钉所施加的转矩并从而减小所需要的螺钉尺寸，由此能够更加紧凑、以减小的尺寸地形成螺旋式连接端子和连接结构。
[0017]根据本发明的更加优选的设计，螺旋式连接端子和汇流排一件式相连。通过螺旋式连接端子和汇流排的一件式成型能够更加紧凑并且以减小的构件尺寸制造整个连接结构。与传统的、螺旋式连接端子和汇流排两者彼此单独形成部件的连接结构相比，通过这种更加紧凑的结构可以降低用来制造这种连接结构的材料消耗。例如可以由扁平金属冲压成根据本发明的连接结构并且弯曲成最终形状，该最终形状是连接结构的使用形状。因此不需要复杂的制造工艺来制造根据本发明的连接结构，由此，相对于传统的连接结构来说，可以降低制造复杂性和生产成本。
[0018]根据连接结构的优选设计，使螺旋式连接端子和汇流排由同种材料制成。通过使螺旋式连接端子和汇流排由一种和同种材料制成能够降低制造复杂性和制造时间并从而进一步降低生产成本。对此优选由钢制成螺旋式连接端子和汇流排。
[0019]根据本发明也可以替代性地使螺旋式连接端子由不同于汇流排的材料制成，其中螺旋式连接端子优选由钢制成并且汇流排优选由铝制成。通过对螺旋式连接端子和汇流排采用不同的材料可以通过分别选择合适的材料专门对螺旋式连接端子和汇流排设定所希望的特性，其中螺旋式连接端子和汇流排例如可以通过电镀方法形成为一体。如果螺旋式连接端子例如由钢制成，那么能够实现特别好的机械强度。如果汇流排例如由铝制成，那么能够降低汇流排的重量并从而降低整个连接结构的重量。对此，材料的选择并不仅限于钢和铝，而是也可以使用其它的材料。
【专利附图】
【附图说明】[0020]下面参照附图结合优选的实施方式详细说明本发明。其中:
[0021]图1示出了根据本发明由扁平金属制造螺旋式连接端子的方法的流程示意图，
[0022]图2示出了根据本发明通过如图1所示的方法制造的螺旋式连接端子的示意性侧视图，
[0023]图3示出了根据本发明具有通过如图1所示的方法制造的螺旋式连接端子的连接结构的立体示意图，
[0024]图4示出了根据本发明由圆金属线制造螺旋式连接端子的方法的流程示意图，
[0025]图5示出了根据本发明通过如图4所示的方法制造的螺旋式连接端子的示意性侧视图，
[0026]图6示出了根据本发明具有通过如图4所示的方法制造的螺旋式连接端子的连接结构的立体示意图，
[0027]图7示出了根据本发明螺旋式连接端子的、具有纹路的悬臂的示意图，
[0028]图8示出了根据本发明连接结构的、具有压印部的汇流排的示意图，
[0029]图9示出了根据本发明的用于形成具有经折叠的螺纹区域的螺旋式连接端子的扁平金属的不意图，
[0030]图10以螺旋式连接端子的纵侧面上的俯视图示出了根据本发明由如图9所示的扁平金属制造的、具有经折叠的螺纹区域的螺旋式连接端子的示意图，
[0031]图11以螺旋式连接端子的横向侧面上的俯视图示出了根据本发明由如图9所示的扁平金属制造的、具有经折叠的螺纹区域的螺旋式连接端子的示意图，
`[0032]图12以螺旋式连接端子的端侧面上的俯视图示出了根据本发明由如图9所示的扁平金属制造的、具有经折叠的螺纹区域的螺旋式连接端子的示意图，以及
[0033]图13示出了根据本发明具有一个汇流排和两个一件式成型在汇流排上的螺旋式连接端子的连接结构的示意图。
[0034]附图标记说明
[0035]I扁平金属
[0036]2导体插入口
[0037]3拉模孔
[0038]4端侧面
[0039]5螺纹
[0040]6螺旋式连接端子
[0041]7汇流排
[0042]8凹槽
[0043]9凹槽
[0044]10悬臂
[0045]11悬臂
[0046]12导体
[0047]13圆金属线
[0048]14螺纹区域
[0049]15导体插入区域[0050]16导体插入口
[0051]17拉模孔
[0052]18螺纹
[0053]19螺旋式连接端子
[0054]20汇流排
[0055]21凹槽
[0056]22凹槽
[0057]23悬臂
[0058]24悬臂
[0059]25导体
[0060]26纹路
[0061]27压印部
[0062]28螺旋式连接端子
[0063]29 侧面区域
[0064]30侧面区域
【具体实施方式】
[0065]图1示出了由扁平金属I制造螺旋式连接端子的工艺流程示意图。在第一个步骤中提供扁平金属I。在第二个步骤中将导体插入口 2以通孔的形式，例如通过冲孔，引入到扁平金属I的纵侧面中。在第三个步骤中将拉模孔3通过排挤开扁平金属I的材料这样引入到扁平金属I的端侧面4中，即，如在端侧面4上的俯视图中所见，使拉模孔3的直径大于扁平金属I在导体插入口 2的区域中的厚度。在排挤开材料的过程中，扁平金属I的材料在该区域向外排挤，因此在这里以拉模孔3的形式形成材料通路或材料通孔，该拉模孔由排挤开的材料所限定并且排挤开的材料构成了拉模孔3的边缘。例如可以借助在端侧面4的区域中钉入到扁平金属I中的冲头或者钻头排挤材料。通过排挤材料在之后螺纹通路的区域中扩大了扁平金属I的外周长，因此拉模孔3的直径大于扁平金属I在导体插入口 2的区域中的厚度。在最后的第四个步骤中通过成型或切割将螺纹5引入到拉模孔3中，由此形成螺纹通路，一个未示出的螺钉能够经由该螺纹通路旋入。一经引入螺纹5，就制成了螺旋式连接端子6。
[0066]图2示出了根据图1所示的方法制造的螺旋式连接端子6的示意性侧视图。图中可以看出，螺旋式连接端子6在螺纹通路的拉模孔3的区域中明显比在导体插入口 2的区域中更宽。
[0067]图3示出了具有如图1和2所示的螺旋式连接端子6和一个汇流排7的连接结构。汇流排7比螺旋式连接端子6的导体插入口 2具有明显较大的宽度，其中在导体插入口 2的区域中汇流排7具有两个相对形成的凹槽8、9，螺旋式连接端子6的、形成导体插入口 2的边界的悬臂10、11咬入该凹槽中。由此能够避免汇流排7在螺旋式连接端子6的导体插入口 2中倾斜或滑动。待夹紧的导体12借助这里未示出的螺钉卡紧地固定在导体插入口 2的边缘区域和汇流排7之间。
[0068]图4示出了由圆金属线13制造螺旋式连接端子的流程示意图。在第一个步骤中提供圆金属线13。在第二个步骤中将圆金属线13分成螺纹区域14和导体插入区域15，其中使导体插入区域15优选借助锤子塑性形变成基本上呈板状的构造，因此不同于螺纹区域14，导体插入区域15形成为扁平的。螺纹区域14优选在其外表面的区域中不发生变形，从而该螺纹区域优选在其外表面和圆金属线13的外表面一致。在第三个步骤中将导体插入口 16以通孔的形式优选通过冲孔引入到塑性形变的导体插入区域15的纵侧面中。然后在第四个步骤中将拉模孔17这样引入到圆金属线I的螺纹区域14中，即，使拉模孔17的直径大于板状成型的导体插入区域16的厚度。然后在第五个步骤中将螺纹18通过成型或切割引入拉模孔17中。一经引入螺纹18，就制成了螺旋式连接端子19。
[0069]图5示出了根据图1所示的方法制造的螺旋式连接端子19的侧视图。图中可以看出，螺旋式连接端子19在螺纹通路的拉模孔17的区域中明显比在导体插入口 16的区域中更宽。
[0070]图6示出了具有如图4和5所示的螺旋式连接端子19和一个汇流排20的连接结构。汇流排20比螺旋式连接端子19的导体插入口 16具有明显较大的宽度，其中在导体插入口 16的区域中汇流排20具有两个相对形成的凹槽21、22，螺旋式连接端子19的、形成导体插入口 16的边界的悬臂23、24咬入该凹槽中。由此能够避免汇流排20在螺旋式连接端子19的导体插入口 16中倾斜或滑动。待夹紧的导体25借助这里未示出的螺钉卡紧地固定在导体插入口 2的边缘区域和汇流排7之间。
[0071]图7示出了螺旋式连接端子6、19的悬臂10、11、23、24的断面，其中悬臂10、11、
23、24具有特殊纹路26，从而形成弹簧区域并因此实现了悬臂10、11、23、24的弹簧效果。这里所示的纹路形成为弯曲形状，特别是s形、z形或锯齿形状。
[0072]图8示出了汇流排7、20的断面，其中汇流排7、20具有压印部27用于在夹紧导体12,25的过程中限定地接收螺旋式连接端子6、19的螺钉。压印部27在汇流排7、20中形成为阶梯状或凹处。在夹紧导体12、25时螺钉以其螺杆的末端嵌入到汇流排7、20的压印部27中并且在压印部27的区域中压到汇流排7、20上，由此形成限定的接触点。
[0073]图9-12示出了根据本发明的螺旋式连接端子28的另一个可能的实施方式，该螺旋式连接端子由扁平金属I制成。扁平金属I在引入导体插入口 2之后形成为u形，正如在图9中所看到的，其中在U形的自由末端上分别向外凸出地形成两个相对侧面区域29、
30。这两个向外凸出的侧面区域29、30能够在另一个工艺步骤中向内朝向导体插入口 2弯曲，由此，如在图10中所看到的一样，该侧面区域构成导体插入口 2的上边界并从而构成扁平金属I的端侧面4。对此，如在图11和12中所看到的一样，这样相互折叠两个侧面区域29、30，即，不需要其他复杂的、例如焊接这样的工艺步骤，从而能够使两个侧面区域29、30通过形状配合牢固地相互连接在一起，而不会使它们有再次展开的风险。可以将拉模孔3和螺纹引入到这两个相互折叠的侧面区域29、30中。图11以螺旋式连接端子28的横向侧面上的俯视图示出了这种具有经折叠的螺纹区域的螺旋式连接端子28。图12以螺旋式连接端子28的端侧面4上的俯视图示出了这种具有经折叠的螺纹区域的螺旋式连接端子28。
[0074]图13还示出了根据本发明具有两个螺旋式连接端子6、19、28和一个汇流排7、20的连接结构的另一个可能的实施方式，其中，螺旋式连接端子6、19、28分别一件式地成型在汇流排7、20的末端区段上。
【权利要求】
1.一种制造螺旋式连接端子(6、19、28)的方法，所述方法包括下面的步骤: 提供扁平金属(I); 将导体插入口(2)以通孔的形式引入到所述扁平金属(I)的纵侧面中； 将拉模孔(3)通过排挤开所述扁平金属(I)的材料这样引入到所述扁平金属(I)的端侧面(4)中，即，使所述拉模孔(3)的直径大于所述扁平金属(I)在所述导体插入口(2)的区域中的厚度； 以及将螺纹(5)引入所述拉模孔(3)中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在引入所述拉模孔(3)之前通过相互折叠所述扁平金属(I)的两个侧面区域(29、30)形成端侧面(4)。
3.—种制造螺旋式连接端子(19)的方法，所述方法包括下面的步骤: 提供圆金属线(13); 将所述圆金属线(13)分成螺纹区域(14)和导体插入区域(15)，其中使所述导体插入区域(15)塑性变形成基本上呈板状的构造； 将导体插入口(16)以通孔的形式引入到塑性形变的导体插入区域(15)的纵侧面中；将拉模孔(17)这样引入到所述圆金属线(13)的螺纹区域中，S卩，使所述拉模孔(17)的直径大于板状成型的导体插入区域(15)的厚度； 以及将螺纹(18)引入所述拉模孔(17)中。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，将用于形成弹簧区域的纹路(26)引入到侧面限定导体插入口(2、16)的悬臂(10、11、23、24)中。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述纹路(26)形成为s形。
6.一种螺旋式连接端子(6、19、28)，所述螺旋式连接端子根据权利要求1至5中任意一项所述的方法制成。
7.一种连接结构，所述连接结构包括根据权利要求6所述的螺旋式连接端子(6、19、28)和一个汇流排(7、20)。
8.根据权利要求7所述的连接结构，其特征在于，所述汇流排(7、20)穿过所述螺旋式连接端子(6、19、28 )的导体插入口( 2、16 )，其中所述汇流排(7、20 )大体上具有比所述螺旋式连接端子(6、19、28)的导体插入口(2、16)更大的宽度，其中在所述导体插入口(2、16)的区域中所述汇流排(7、20)具有两个相对形成的凹槽(8、9、21、22)，侧面限定所述导体插入口 (2,16)的悬臂(10、11、23、24)咬入所述凹槽中。
9.根据权利要求7或8所述的连接结构，其特征在于，所述汇流排(7、20)沿着其纵侧面具有压印部(27)用于在夹紧导体(12、25)的过程中限定地接收所述螺旋式连接端子(6、19、28)的螺钉。
10.根据权利要求7所述的连接结构，其特征在于，所述螺旋式连接端子(6、19、28)和所述汇流排(7、20) —件式相连。
11.根据权利要求10所述的连接结构，其特征在于，所述螺旋式连接端子(6、19、28)和所述汇流排(7、20)由同种材料制成。
12.根据权利要求10所述的连接结构，其特征在于，所述螺旋式连接端子(6、19、28)由不同于所述汇流排(7、20)的材料制成，其中所述螺旋式连接端子(6、19、28)由钢制成并且所述汇流排(7、20)由铝制成。
【文档编号】H01R4/36GK103858279SQ201280049643
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年10月11日 优先权日:2011年10月12日
【发明者】威尔弗里德·尼霍斯特 申请人:菲尼克斯电气公司