DE10150044A1

DE10150044A1 - Verbindungselement für elektrische Adern

Info

Publication number: DE10150044A1
Application number: DE10150044A
Authority: DE
Inventors: Thomas Glockemann
Original assignee: Krone GmbH
Current assignee: ADC GmbH
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2003-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement für elektrische Adern (2), umfassend ein Kontaktelement (11), ein Gehäuse und ein schwenkbar am Gehäuse gelagertes, hebelförmiges Anschaltelement (4), wobei mittels des Anschaltelementes (4) eine zu kontaktierende Ader (12) in das Kontaktelement (11) einpressbar ist, wobei das Anschaltelement (4) einen Hebel (5) und ein mit dem Hebel (5) verbundenes Klemmelement (7) umfasst, wobei die der Ader (12) zugewandte Mantellinie des Klemmelementes (7) derart ausgebildet ist, dass der die Ader (12) einklemmende Teil des Klemmelementes (7) sich bei einer Zugbewegung der Ader (12) in seinem Abstand zu einer Auflagefläche (13) der Ader (12) verringert und/oder sich die Länge des einklemmenden Teils des Klemmelementes (7) vergrößert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement für elektrische Adern, insbesondere zum Einsatz in der Telekommunikations- und Datentechnik, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zur Kontaktierung von elektrischen Adern mit zugeordneten Kontaktelementen, die beispielsweise als Schneid-Klemm-Kontakte ausgebildet sind, sind separate Anschaltwerkzeuge bekannt, mittels derer die Ader mit ausreichender Kraft in das Kontaktelement gepreßt wird, so daß eine elektrische Verbindung zwischen Ader und Kontaktelement hergestellt wird. Nachteilig an der Verwendung separater Anschaltwerkzeuge ist, daß diese nicht verliersicher und darüber hinaus kostenintensiv sind. Aus diesem Grund sind bereits verschiedene Verbindungselemente geschaffen worden, die ganz ohne separate Anschaltwerkzeuge auskommen.
Aus der EP 0 824 767 B1 ist eine Verbindungsklemme bekannt, die lösbar einen elektrischen Leiter in Draht- oder Litzenform mit einer elektrisch leitenden Kontaktschiene verbindet, wobei in einem Gehäuse eine verdrehbar gelagerte Klemmscheibe bei ihrer Schwenkbewegung den Leiter gegen die Kontaktschiene preßt, wobei die Klemmscheibe eine Schneide aufweist, die mit einer Gegenschneide an der Kontaktschiene bei dem Verschwenken der Klemmscheibe die Isolierung vom Leiter trennt und bei dem weiteren Verschwenken der Klemmscheibe den abisolierten Teil des Leiters mit einem an die Schneide anschließenden Klemmbereich gegen die Kontaktschiene preßt und diese Verbindung bei Bedarf mit einem geeigneten Werkzeug durch Druck an die Rastnase wieder gelöst werden kann. Nachteilig an der bekannten Verbindungsklemme ist deren aufwendiger mechanischer Aufbau, der einen hohen Fertigungsaufwand erfordert.
Aus der WO 99/04454 ist ein Verbindungselement für elektrische Adern bekannt, umfassend ein Gehäuse mit einer Vielzahl von Kontaktelementen, denen jeweils ein schwenkbar am Gehäuse gelagertes, hebelförmiges Anschaltelement zugeordnet ist, wobei mittels des Anschaltelementes eine zu kontaktierende Ader in das Kontaktelement einpressbar ist. Hierzu ist in dem Gehäuse eine Öffnung vorgesehen, in die die Ader einführbar ist. Wird die Ader bis zu einem Anschlag eingeführt, so befindet sich ein Teil der Ader unmittelbar oberhalb des Kontaktelementes. Das hebelförmige Anschaltelement weist dabei im Bereich des Kontaktelementes eine Aussparung auf, so daß beim Herunterdrücken des Anschaltelementes die Ader nach unten gegen das starre Kontaktelement gedrückt wird, so daß es zu einem elektrischen Kontakt zwischen Kontaktelement und Ader kommt. Nachteilig an dieser Lösung ist die mangelnde Zugsicherung der angeschalteten Ader.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verbindungselement für elektrische Adern zu schaffen, mittels dessen werkzeuglos bei einfachem mechanischen Aufbau eine verbesserte Zugfestigkeit der angeschlossenen Adern erreichbar ist.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Hierzu umfaßt das Anschaltelement einen Hebel und ein mit dem Hebel verbundenes Klemmelement, wobei die der Ader zugewandte Mantellinie derart ausgebildet ist, daß der die Ader einklemmende Teil des Klemmelements sich bei einer Zugkraft der Ader in seinem Abstand zu einer Auflagefläche der Ader verringert und/oder die Länge des einklemmenden Teils des Klemmelementes sich vergrößert. Dadurch wird erreicht, daß bei einer Zugkraft auf die Ader die Klemmkraft auf die Ader zunimmt und der Zugkraft entgegenwirkt. Ein weiterer Vorteil des Anschaltelementes ist die sichere Kontaktierung von Adern mit unterschiedlichen Durchmessern.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Mantellinie des Klemmelementes im Längsquerschnitt die Form einer Evolvente auf, d. h. der Abstand zwischen dem fixierten Drehpunkt des Hebels und den Punkten auf der Mantellinie nimmt kontinuierlich zu. Aufgrund der Zugbewegung wird dabei ein Drehmoment erzeugt, das den Hebel weiter herunterdrückt. Hierdurch wird der die Ader bereits einklemmende Teil in Richtung Zugkraft bewegt. Aufgrund des festen Abstandes zum Drehpunkt verringert sich somit der Abstand zur Auflagefläche der Ader. Gleiches gilt für die Punkte auf der Mantellinie hinter dem klemmenden Teil, so daß diese nun ebenfalls die Ader festklemmen. Neben der beschriebenen Evolventen Form kann prinzipiell die gleiche Wirkung durch exzenterförmig gelagerte Klemmelemente erreicht werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kontaktelement in einer Mulde angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß aufgrund der Klemmkraft die Ader beim Kontaktieren in die Mulde gepreßt wird, so daß eine nahezu gasdichte Verbindung zwischen Ader und Kontaktelement erreicht wird. Damit entfällt das Problem der Korrosion an der Kontaktstelle zwischen Ader und Kontaktelement, was die Güte des elektrischen Kontaktes erhöht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Kontaktelement als V- förmiges Kontaktmesser ausgebildet, wobei vorzugsweise die beiden Schenkel des V-förmigen Kontaktmessers gegeneinander verdreht sind, so daß die Einschneidung der Ader nicht genau an gegenüberliegenden Seiten stattfindet, so daß die Aderquetschung und somit die Bruchgefahr geringer ist.

Alternativ zum V-förmigen Kontaktmesser können auch zwei separate Kontaktmesser verwendet werden, die dann ebenfalls vorzugsweise seitlich zueinander versetzt angeordnet sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Klemmelement partiell elastisch ausgebildet, wodurch einerseits der Reibschluß zwischen Klemmelement und Ader erhöht wird und andererseits sich das Klemmelement besser an die Form der Ader anpassen kann, so daß nur nahezu punktuelle Pressungen ausgeschlossen werden.

Hierzu bilden vorzugsweise das Klemmelement und der Hebel den Umfang eines Kanals.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Hebellager des Anschaltelements als Langloch ausgebildet, was eine noch größere Flexibilität beim Anschließen von Adern unterschiedlichen Durchmessers ermöglicht. Vorzugsweise verfügt das Hebellager über Raststellungen, so daß auch Adern mit geringem Durchmesser noch mit ausreichend Kontaktdruck einpressbar sind.

Vorzugsweise ist dem Verbindungselement ein Schneidmesser zugeordnet, mittels dessen nach dem Kontaktiervorgang die Adern an definierter Stelle abgeschnitten werden können. Dies gewährleistet eine definierte Adernlänge im Verbindungselement, so daß sich eine reproduzierbare Impedanz einstellt. Dabei wird das Schneidmesser vorzugsweise mit dem Anschaltelement gekoppelt, so daß der Schneidvorgang simultan mit der Kontaktierung vorgenommen wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verbindungselement eine Vielzahl von Kontakten, denen jeweils ein Klemmelement zugeordnet ist. Die Klemmelemente sind dabei einem gemeinsamen Hebel zugeordnet oder die den einzelnen Klemmelementen zugeordneten Hebel sind miteinander gekoppelt, um eine Vielzahl von Adern simultan anzuschalten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivdarstellung einer Anschlussleiste mit Verbindungselementen,
Fig. 2 eine perspektivische Detaildarstellung eines Verbindungselementes,
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Verbindungselement im offenen Zustand,
Fig. 4 einen Querschnitt durch das Verbindungselement gemäß Fig. 3 mit eingeführter elektrischer Ader,
Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Verbindungselement im geschlossenen Zustand,
Fig. 6 eine geschnittene Vorderansicht des Verbindungselementes im geschlossenen Zustand,
Fig. 7 ein Paar Verbindungselemente einer alternativen Ausführungsform und
Fig. 8 eine Anschlussleiste mit den Verbindungselementen gemäß Fig. 7.
In der Fig. 1 ist eine Anschlußleiste 1 für die Telekommunikations- und Datentechnik dargestellt. Die Anschlußleitste 1 ist auf der Oberseite mit Querrippen 2 ausgebildet, zwischen denen Kontaktelemente für jeweils eine elektrische Ader angeordnet sind. An den Innenseiten sind die Querrippen 2 mit Führungen 3 ausgebildet, die zur schwenkbaren Aufnahme eines hebelförmigen Anschaltelementes 4 dienen, wobei in Fig. 1 ein Anschaltelement 4 im verbundenen Zustand und ein Anschaltelement 4 in einem gelösten Zustand zur Anschlußleiste 1 dargestellt ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht das Anschlußelement 4 aus einem Hebel 5, einem Basiskörper 6 und einem Klemmelement 7. An dem Basiskörper 6 sind seitlich Rastnoppen 8 angeordnet, die zu Rastnoppen 9 innerhalb der Führungen 3 korrespondieren. Der Hebel 5 und der Basiskörper 6 sind vorzugsweise einstückig ausgebildet. Das Klemmelement 7 ist partiell elastisch und als Halbellipsoid ausgebildet, wobei sich zwischen Klemmelement 7 und Basiskörper 6 ein luftgefüllter Kanal 10 ausbildet. Zur schwenkbaren Lagerung des Anschaltelementes 4 werden die Rastnoppen 8 in die Führungen 3 eingeführt, bis diese über den Rastnoppen 9 rutschen, so daß die Rastnoppen 9 wie ein Hebellager wirken.
In der Fig. 3 ist das Anschaltelement 4 in der offenen Stellung dargestellt, wobei die Anschlußleiste 1 geschnitten wurde, so daß ein in der Anschlußleiste 1 angeordnete Kontaktelement 11 zu sehen ist. In der offenen Stellung kann eine zu kontaktierende Ader 12 seitlich in die Öffnung, vorbei an dem Kontaktelement 11 in die Anschlußleiste eingeführt werden. Dieser Zustand ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei kann das in den Figuren senkrecht dargestellte Kontaktelement 11 auch in einem Winkel angestellt sein.
Zum Kontaktieren der Ader 12 wird nun der Hebel 5 nach unten gedrückt, so daß sich das Klemmelement 7 in Richtung der Öffnung bewegt. Hierdurch verkürzt sich der Abstand d zwischen dem Klemmelement 7 und der Auflagefläche 13 der Ader 12. Dadurch wird die Ader 12 gegen das Kontakelement 11 gepreßt, das innerhalb einer Mulde 14 angeordnet ist. Als Ergebnis wird die Ader 12 in die Mulde 14 gepreßt und von dem Kontaktelement 11 kontaktiert, wobei die innerhalb der Mulde 1 4 befindliche Luft herausgedrückt wird, so daß sich eine gasdichte Verbindung zwischen Ader 12 und Kontaktelement 11 einstellt. Ein weiterer Vorteil dieser Verbindung ist eine nahezu unbegrenzte Zugfestigkeit. Wird nämlich die Ader 12 in Richtung A gezogen, so wird über Klemmelement 7 ein Drehmoment erzeugt, das den Hebel 5 nach unten drückt. Dadurch wird jedoch der Abstand d zwischen Klemmelement 7 und Auflagefläche 13 weiter reduziert, mit der Wirkung, daß die Ader 12 noch stärker in die Mulde 14 gepreßt wird. Zur Verbesserung des Reibkontaktes zwischen Klemmelement 7 und der Ader 12 kann die Oberfläche des Klemmelementes strukturiert ausgebildet sein.
Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 3 und 4 ist das Hebellager mit verschiedenen Raststellungen ausgebilddet, um Adern 12 in einem größeren Durchmesserbereich sicher zu kontaktieren. Hierzu können die Rastnoppen 8 in eine der drei Positionen 15.1-3 bewegt werden, wobei jeder Position ein als Hebellager wirkender Rastnoppen 9.1-3 zuordnet wird. Dabei dient das Hebellager, das durch den Rastnoppen 9.1 gebildet ist, zur Kontaktierung von Adern mit kleinerem Durchmesser.
In der Fig. 6 ist das Anschaltelement 4 im geschlossenen Zustand in einer Vorderansicht dargestellt. Dabei ist das Kontaktelement 11 als V-förmiges Kontaktmesser ausgebildet, das im eingepreßten Zustand eine Isolierung 16 der Ader 12 durchtrennt und die Seele der Ader 12 kontaktiert.
In den Fig. 7 und 8 ist eine weitere alternative Ausführungsform dargestellt, bei der Adern 12 nicht seitlich, sondern von oben eingeführt werden, wobei das Anschaltelement 4 seitlich angeordnet ist. Ansonsten kann prinzipiell auf die vorangegangenen Ausführungen Bezug genommen werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Querrippen 2 für ein Adenpaar als separates Bauteil ausgebildet, das in die Anschlußleiste 1 eingesetzt wird. Prinzipiell können aber die Querrippen 2 auch einstückig mit dem oberen Teil der Anschlußleiste 1 gefertigt werden. Bezugszeichenliste 1 Anschlussleiste
2 Querrippe
3 Führungen
4 Anschaltelement
5 Hebel
6 Basiskörper
7 Klemmelement
8 Rastnoppen
9.1-3 Rastnoppen
10 Kanal
11 Kontaktelement
12 Ader
13 Auflagefläche
14 Mulde
15.1-3 Position
16 Isolierung

Claims

1. Verbindungselement für elektrische Adern, umfassend ein Kontaktelement, ein Gehäuse und ein schwenkbar am Gehäuse gelagertes, hebelförmiges Anschaltelement, wobei mittels des Anschaltelementes eine zu kontaktierende Ader in das Kontaktelement einpressbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschaltelement (4) einen Hebel (5) und ein mit dem Hebel (5) verbundenes Klemmelement (7) umfaßt, wobei die der Ader (12) zugewandte Mantellinie des Klemmelementes (7) derart ausgebildet ist, daß der die Ader (12) einklemmende Teil des Klemmelementes (7) sich bei einer Zugbewegung der Ader (12) in seinem Abstand zu einer Auflagefläche (13) der Ader (12) verringert und/oder sich die Länge des einklemmenden Teils des Klemmelementes (7) vergrößert.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellinie im Längsquerschnitt die Form einer Evolvente hat.

3. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (11) in einer Mulde (14) angeordnet ist.

4. Verbindungselement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (11) als V-förmiges Kontaktmesser ausgebildet ist.

5. Verbindungselement nach den Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (11) durch mindestens zwei seitlich zueinander versetzte Kontaktmesser gebildet ist.

6. Verbindungselement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (7) partiell elastisch ausgebildet ist.

7. Verbindungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (7) und der Hebel (5) den Umfang eines Kanals (10) bilden.

8. Verbindungselement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebellager des Anschaltelementes (4) als Langloch ausgebildet ist.

9. Verbindungselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebellager mit Raststellungen (15.1-3) ausgebildet ist.

10. Verbindungselement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbindungselement ein Schneidmesser zugeordnet ist.

11. Verbindungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidelement mit dem Anschaltelement (4) gekoppelt ist.

12. Verbindungselement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer Vielzahl von Kontakten jeweils ein Klemmelement (7) zugeordnet ist, denen ein gemeinsamer Hebel zugeordnet ist oder deren Hebel miteinander gekoppelt sind.