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Die Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung zum Anschluss von sich in einer Längsrichtung erstreckenden elektrischen Leitern und ein Werkzeug zur Montage eines Klemmbausteins und/oder einer Gleitmutter in einer solchen Klemmvorrichtung. Ein erfindungsgemäßer Bausatz umfasst die Klemmvorrichtung und wenigstens ein Werkzeug.
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Die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung ist insbesondere für Spannungen bis 1 kV sowie Leiter mit Querschnittsflächen über 1,5 mm2, insbesondere im Bereich von 16 mm2 und 25 mm2, gedacht. Derartige Leiter werden im Niederspannungsbereich insbesondere für Kabeltrassen im Erdreich oder in Luft in der Energietechnik eingesetzt. Beispielsweise werden die Laternen von Straßenzügen über derartige Kabeltrassen mit Energie versorgt. Die großen Leiterquerschnitte sorgen dabei auch bei langen Kabeltrassen zu nur geringen Leitungsverlusten.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtungen sollen Kabel miteinander verbunden werden, indem ihre an den Enden abisolierten Leiter miteinander elektrisch leitend in Kontakt gebracht werden. Dies erfolgt meist dadurch, dass die abisolierten Enden der Leiter der miteinander zu verbindenden Kabel miteinander mechanisch in Kontakt gebracht werden. Beim Abzweigen wird ein am Ende abisoliertes Abzweigkabel mit einem abisolierten Bereich des ungeschnittenen Durchgangskabels elektrisch leitend in Verbindung gebracht.
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Werden Kabel mit mehreren Leitern verwendet, so müssen die Leiter voneinander weggebogen werden und elektrisch voneinander isoliert mit den jeweils entsprechenden Leitern des anzuschließenden Kabels in Kontakt gebracht werden. Aufgrund der großen Querschnitte der Leiter erfordert das Aufbiegen einen hohen Kraftaufwand, die Klemmvorrichtungen müssen hohe Kräfte aufnehmen und sind entsprechend robust gebaut. Derartige Klemmvorrichtungen sind beispielsweise in der
DE-A-1245464 und der
DE-A-1277977 gezeigt.
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Nachteilig ist der relativ hohe Materialaufwand, der betrieben werden muss, um die einzelnen Leiter beabstandet voneinander zu halten und voneinander zuverlässig zu isolieren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die bekannten Klemmvorrichtungen dahingehend zu verbessern, dass sie ohne Einbußen in der Stabilität mit geringerem Materialaufwand gefertigt. werden können.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine eingangs genannte Klemmvorrichtung mit einem Trägerelement aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, das wenigstens zwei in einer quer zur Längsrichtung verlaufenden Querrichtung nebeneinander liegende, in Längsrichtung offene Aufnahmen aufweist, in die jeweils wenigstens ein Klemmbaustein mit einem gegen wenigstens einen Leiter beweglichen Klemmorgan einsetzbar ist, wobei die Aufnahme und die Klemmbausteine mit miteinander in Eingriff bringbar ausgestalteten Befestigungselementen versehen sind und wobei die Befestigungselemente ausgestaltet sind, eine in Querrichtung über die Aufnahme hinweg wirkende Querkraft aufzunehmen und in den wenigstens einen in der Aufnahme angeordneten Klemmbaustein einzuleiten.
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Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass Querkräfte, die aufgrund der aufgebogenen Leiter oder aufgrund von Kabelbewegungen entstehen, nicht mehr allein über die Aufnahme geleitet werden, sondern wenigstens zum Teil auch über den Klemmbaustein. Der Klemmbaustein ist somit im Kraftfluss der Querkraft angeordnet und das Trägerelement wird entlastet. Aufgrund der großen Leiterquerschnitte weist der Klemmbaustein bereits von Haus aus eine hohe Stabilität auf, um die zur Herstellung eines sicheren mechanischen und damit elektrischen Kontakts zwischen den Leitern der miteinander verbundenen Kabel erforderlichen Klemmkräfte aufzunehmen. Nach der Erfindung wird dieser stabile mechanische Aufbau genutzt, die Querkräfte aufzunehmen, die im Vergleich zu den Klemmkräften, die auf die Leiter in der Aufnahme wirken, gering sind. Die Einleitung der Querkraft in den und deren Ausleitung aus dem Klemmbaustein ist aufgrund der ineinander greifenden Befestigungselemente möglich. Dank der erfindungsgemäßen Lösung können Querkräfte selbst bei einem filigranen Trägerelement die Aufnahme nicht aufbiegen. Der Materialaufwand für das Trägerelement sinkt.
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Die erfindungsgemäße Lösung kann durch weitere, jeweils für sich vorteilhafte und beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Diese Weiterbildungen der Erfindung sind im Folgenden kurz erläutert.
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So können sich gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung die Aufnahmen in einer sowohl quer zur Querrichtung als auch quer zur Längsrichtung weisenden Montagerichtung öffnen. Dies erleichtert das Einsetzen der Leiter in die Aufnahmen, insbesondere wenn die Klemmvorrichtung an einem Erdkabel in einem Erdloch befestigt werden muss. Die einzelnen Leiter können nämlich bei dieser Ausgestaltung vorgebogen und dann in Montagerichtung von oben in die Aufnahme gesetzt werden. Dies ist erheblich einfacher zu bewerkstelligen als ein Einfädeln der Leiter in Längsrichtung.
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Das Einfädeln der Leiter kann nochmals dadurch erleichtert werden, dass sich die Aufnahmen in Montagerichtung zu einem Grund, an dem die Leiter in geklemmten Zustand aufliegen, hin verjüngen, dass also mit zunehmender Einzeltiefe der Leiter in Montagerichtung die lichte Weite in Querrichtung der Aufnahmen sich verjüngt.
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Das Einlegen der Leiter kann auch dadurch vereinfacht werden, dass sich die Aufnahmen rinnenförmig in Längsrichtung erstrecken. Eine Rinne ist einseitig offen und ermöglicht somit auch das Einlegen der Leiter. Analog können die Aufnahmen in einer quer zur Längsrichtung liegenden Ebene einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Durch die Öffnung eines solchen Querschnittes lassen sich ebenfalls die Leiter einlegen.
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Um die Querkraft weitgehend am Trägerelement vorbei in den Klemmbaustein einzuleiten, ist es von Vorteil, wenn die Befestigungselemente zu beiden Seiten einer sich in Querrichtung erstreckenden Einführöffnung einer Aufnahme angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird verhindert, dass sich die Aufnahme aufgrund der Querkraft weitet. Die Befestigungselemente befinden sich bevorzugt an den in Montagerichtung gelegenen, sich gegenüberliegenden Rändern der Einführöffnung.
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Um die Querkräfte über mehrere Aufnahmen hinweg über die Klemmbausteine zu leiten, kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Befestigungselemente mehrerer, vorzugsweise aller Aufnahmen im Wesentlichen in einer Ebene liegen. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, dass Querkräfte geradlinig über mehrere Aufnahmen hinweg geleitet werden können.
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Um die Montage vor Ort zu vereinfachen und insbesondere eine werkzeugfreie Montage zu ermöglichen, können die Befestigungselemente als formschlüssig miteinander in Eingriff bringbare Formschlusselemente ausgestaltet sein. Die Formschlusselemente können insbesondere eine sich in Längsrichtung ersteckende Längsführung bilden, durch welche die Klemmbausteine entlang der Längsrichtung in den Aufnahmen geführt sind.
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Die Formschlusselemente können in Querrichtung sperren, so dass durch den Formschluss die Querkraft von der Aufnahme in den Klemmbaustein und umgekehrt geleitet werden kann. Bevorzugt sperren die Formschlusselemente auch in Montagerichtung, um ein herausfallen des Klemmbausteins aus einer in Montagerichtung offenen Aufnahme zu verhindern. Hierzu können die Befestigungselemente auch in Querrichtung in die Aufnahme ragende Formschlusselemente und/oder sich in Längsrichtung erstreckende Führungs- und Niederhalteflächen aufweisen, die in einer quer zur Quer- und Längsrichtung gelegenen Richtung weisen.
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Insbesondere wenn die Klemmvorrichtung in einer mit Gel gefüllten Muffe, beispielsweise der Gelmuffe RayGel von Tyco Electronics, aufgenommen werden soll, ist es von Vorteil, wenn die Aufnahmen in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind. Daraus resultiert eine nur geringe Bauhöhe, so dass eine geringe Füllhöhe an Gel in der Muffe notwendig ist, um die Klemmvorrichtung abzudichten.
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Eine geringere Breite der Klemmvorrichtung in Querrichtung lässt sich erreichen, wenn benachbarte Aufnahmen in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind und sich insbesondere in Längsrichtung zumindest teilweise überlappen. Diese in Längsrichtung gestaffelte Anordnung hat den weiteren Vorteil, dass zwar aufgrund der durch die Befestigungselemente in die Klemmbausteine wenigstens zum Teil eingeleiteten Querkraft die einzelnen Aufnahmen sehr steif sind, sich jedoch durch die versetzt angeordneten Aufnahmen eine in Längsrichtung biegsame Klemmvorrichtung ergibt. Mit einer solchen Biegsamkeit können die Lageunterschiede der Leiter, die insbesondere nach Anbringung der Klemmvorrichtung über einen längeren Zeitraum hinweg im Kabel entstehen können, ausgeglichen werden, ohne dass die Klemmung im Klemmbaustein gefährdet ist.
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Bei einer in Längsrichtung gestaffelten Anordnung der in Querrichtung nebeneinander liegenden Aufnahmen ist insbesondere zur Verwendung der Klemmvorrichtung in Gelmuffen von Vorteil, wenn zwischen zwei in Längsrichtung auf einer Höhe liegenden Aufnahmen ein quer zur Quer- und zur Längsrichtung, also in Montagerichtung, durchgängig offener Durchlaufsbereich vorgesehen ist. Der offene Durchlassbereich erlaubt es dem Gel einzutreten und um die an dieser Stelle liegenden Leiter zu fliesen.
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Das Trägerelement ist bevorzugt ein Spritzgusselement aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff, wie beispielsweise Polypropylen.
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Um das Einfädeln der in der Aufnahme miteinander verbundenen Leiter zu erleichtern, kann sich ein in eine Montagerichtung weisender Rand einer Aufnahme in Längsrichtung im Rand einer benachbarten Aufnahme fortsetzen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Aufnahmen durch eine in Querrichtung verlaufende Versteifungswand miteinander verbunden sein. Durch den Verlauf in Querrichtung wird das Trägerelement versteift. Für den Einsatz von Gelmuffen, die mit Gel gefüllte Halbschalen aufweisen, ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Versteifungswand quer zur Längsrichtung verläuft. Bei dieser Orientierung weist die Versteifungswand einen nur geringen Querschnitt für das in Montagerichtung einströmende Gel dar, so dass die zum Schließen der Gelmuffe benötigten Kräfte gering sind.
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Die Aufnahmen können wenigstens mit einem Teil ihrer Querschnittsfläche die Versteifungswand durchsetzen, so dass die Leiter von beiden Seiten in die Aufnahme eingelegt werden können, oder die Aufnahme an die Leiter gelegt werden kann.
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Benachbarte Aufnahmen können jeweils alternierend an einer Seite der Versteifungswand in Längsrichtung vorspringen, was die Flexibilität des Trägerelements erhöht.
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Die Breite der Aufnahmen, bei einer U- und/oder rinnenförmigen Aufnahme ist dies insbesondere die Breite am Grund der Aufnahme, entspricht mindestens dem Leiterdurchmesser, maximal jedoch dem 1,2 bis 1,5-fachen, so dass die Leiter nicht nebeneinander liegen können, was die durch das Klemmorgan erzeugte Klemmwirkung und damit den elektrischen und mechanischen Kontakt stark beeinträchtigen würde.
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Die Versteifungswand kann, insbesondere in Längsrichtung, Anschläge für die Klemmbausteine ausbilden. Dies führt einerseits zu einer Verstärkung der Versteifungswand, die sich auf diese Weise in die Aufnahme fortsetzt, zum anderen wird die Lage der Klemmbausteine zueinander und zur Aufnahme hin bestimmt. Das Trägerelement kann in die Aufnahmen ragende Vorsprünge aufweisen, die reibschlüssig am Klemmbaustein anliegen und ihn in seiner Position halten.
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Bei der Montage der Klemmvorrichtung vor Ort kann es aufgrund üblicher Toleranzen passieren, dass die Leiter über einen zu langen Abschnitt abisoliert werden, so dass der abisolierte Abschnitt aus der Aufnahme, deren Länge in Längsrichtung im Wesentlichen der Länge des Klemmbausteines entsprechen kann, ragt. Dann kann die Gefahr bestehen, dass nach einer längeren Betriebszeit der Klemmvorrichtung aufgrund von zwischen Ader und Aderisolierung. eindringender Feuchtigkeit oder bei fehlerhafter Montage ein Kriechstrom oder Kurzschluss zwischen benachbarten Leitern entsteht. Um eine zusätzliche Isolierung zwischen den Leitern zu schaffen, ist daher gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass eine der Aufnahme entlang der Längsrichtung vorgelagerte, diese wenigstens abschnittsweise rahmenartig umgebende Schutzwand vorgesehen ist. Durch diese Schutzwand sind die den unterschiedlichen Aufnahmen zugeordneten Leiter durch den isolierenden Werkstoff des Trägerelements zusätzlich getrennt. Um Material zu sparen, kann es ausreichen, die Schutzwand nur im Bereich eines Grundes der Aufnahme, gegen den die Leiter in der Aufnahme durch das Klemmorgan gedrückt sind, vorzusehen.
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Der Klemmbaustein kann einen U-förmigen und/oder rinnenförmigen Klemmbügel aufweisen, der sich in die Aufnahme des Trägerelements schmiegt. Der Klemmbügel ist bevorzugt aus einem Metallwerkstoff gefertigt, um die bei der Klemmung der Leiter auftretenden Kräfte aufzunehmen und die bei der Verbindung der beiden Leiter entstehenden elektrischen Widerstand zu verringern. An der Schmalseite kann eine beispielsweise scheiben- oder plattenförmige Gleitmutter angeordnet sein, der mit dem Klemmorgan versehen ist.
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Bevorzugt ist die U-förmige Leiteraufnahme des Klemmbausteins in der Klemmvorrichtung vormontiert, so dass bei der Montage der Klemmvorrichtung vor Ort diese nicht mehr in Aufnahme eingesetzt, insbesondere eingeschoben werden muss.
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Die Gleitmutter kann in Längsrichtung in die Leiteraufnahme einschiebbar ausgestaltet sein. Sie kann somit einfach justiert werden, um die Leiter in der Aufnahme bzw. Leiteraufnahme genau abzudecken.
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Der Klemmbügel kann, um das Einschieben der Gleitmutter zu erleichtern, sich in Längsrichtung ersteckende Führungsorgane aufweisen, die die Gleitmutter in Montagerichtung festlegen. Zur Aufnahme der Leiter weist der Klemmbügel eine Leiteraufnahme auf, die sich in Montagerichtung, von Ihrem Boden hinweg, erweitern kann, um das Einlegen von Leitern zu erleichtern. Die Erweiterung kann stufenförmig sein, um eine Schulter als Führungsfläche für die Gleitmutter zu bilden.
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Die Gleitmutter kann an ihren in Querrichtung gelegenen Enden und/oder im Bereich dieser Enden mit Befestigungselementen versehen sein, die die Gleitmutter in Querrichtung sperren und die Querkraft wenigstens zum Teil über die Gleitmutter leiten. Dadurch wird eine besonders starke Versteifung der Aufnahme erreicht.
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Die Gleitmuttern verschiedener Aufnahmen sind bevorzugt in einer Ebene angeordnet. Ferner sind die Gleitmuttern auf Höhe der Befestigungselemente der Klemmbausteine oder nur geringfügig gegenüber diesen Ebenen versetzt angeordnet, um die Querkräfte möglichst direkt von den Befestigungselementen in die Gleitmutter und wieder zurück zu leiten.
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Die Gleitmuttern werden bevorzugt mit einem Werkzeug vormontiert geliefert, was die Montage an restlichen Klemmbaustein erleichtert. Die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung kann als Bausatz gestaltet sein, der die im Trägerelement vormontierten Klemmbügel als ein Teil und die am Werkzeug vormontierten Gleitmuttern als ein weiteres Teil umfasst.
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Die Erfindung betrifft auch das Werkzeug, mit dem die Gleitmuttern in der Klemmvorrichtung montiert werden. Ein solches Werkzeug weist bevorzugt einen Griff auf, der in einem Haltekopf endet. Der Haltekopf weist eine Aufnahme auf, die an dem Klemmorgan in der Gleitmutter befestigbar oder befestigt ist. Ist beispielsweise das Klemmorgan eine in der Aufnahme oder Leiteraufnahme bewegliche Schraube, wie beispielsweise eine Madenschraube, so ist das Werkzeug an dem Betätigungsende der Schraube angebracht. Dies kann man auf einfache Weise durch Reibschluss erzielen, indem die Aufnahme des Werkzeuges eine geringere lichte Weite hat als das Klemmorgan.
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Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei der Betätigung des Klemmorgans, bei der dieses in die Leiteraufnahme bewegt wird, das Klemmorgan allmählich außer Eingriff mit dem Werkzeug gelangt. Ist der Klemmvorgang beendet, kann das Werkzeug ohne großen Kraftaufwand von der Gleitmutter abgenommen werden.
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Das Werkzeug ist bevorzugt verdrehsicher mit der Gleitmutter verbunden, so dass eine Drehbewegung des Drehorgans nicht zu einer Drehung der Gleitmutter führt und das Werkzeug stets dieselbe Orientierung zur Gleitmutter aufweist. Die Verdrehsicherung kann eine an der Gleitmutter anliegende Haltekante aufweisen.
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Im Folgenden ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen mit Hilfe von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die bei den folgenden Ausführungsbeispielen vorhandenen Merkmale können nach Maßgabe der obigen Ausführungen weggelassen oder anders kombiniert werden, sollte es auf bestimmte, mit diesen Merkmalen verbundene Vorteile nicht oder besonders ankommen. Für Elemente der Erfindung, die hinsichtlich Aufbau und/oder Funktion gleich oder gleichartig sind, werden bei den einzelnen Figuren jeweils identische Bezugszeichen verwendet.
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Es zeigen:
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1: eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung in einer Gelmuffe;
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2: die Klemmvorrichtung der 1 in einer schematischen Ansicht entlang des Pfeiles II der 3;
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3: die Klemmvorrichtung der 1 in einer schematischen Ansicht entlang des Pfeiles III der 2;
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4: eine schematische Darstellung von Komponenten eines Bausatzes zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung;
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5: eine weitere schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung.
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1 zeigt eine geöffnete Muffe 1, die zum Verbinden von Leitern 2 eines Kabels 4 mit Leitern 6 eines Kabels 8 dient. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die Leiter 2 des Kabels 4 jeweils mit den Leitern 6 eines Kabel 8 verbunden. Die Leiter 2, 6 haben einen Querschnitt von wenigstens 1,5 mm2, typischerweise 16 mm2 oder 25 mm2. Kabel 4, 8 mit derartigen Leitern 2, 6 werden beispielsweise bei im Erdreich verlegten Kabeltrassen zur Energieversorgung von Straßenbeleuchtungen sowie in der Gebäudetechnik verwendet.
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Die jeweiligen Leiter 2, 6 sind durch eine in der Muffe 1 angeordnete Klemmvorrichtung 10 jeweils miteinander verbunden.
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Die Klemmvorrichtung 10 weist hierzu eine Mehrzahl von Aufnahmen 12 auf, in die jeweils die miteinander zu verbindenden Leiter 2, 6 eingelegt und elektrisch miteinander in Kontakt gebracht werden. Hierzu ist jeder Aufnahme 12 ein Klemmorgan 14 beispielsweise in Form einer an einem Betätigungsende 16 mit einem Innensechskant versehene Madenschraube vorgesehen. Die Anzahl der Aufnahmen 12 ist an die Anzahl der miteinander zu verbindenden Leiterpaare angepasst.
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Durch das Klemmorgan 14 werden die abisolierten Enden der Leiter 2, 6 mechanisch gegeneinander gedrückt, so dass zwischen ihnen ein elektrischer Kontakt hergestellt wird.
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Angesichts der großen Querschnitte der Leiter 2, 6 sind die vom Klemmorgan 14 aufzubringenden Klemmkräfte recht hoch, so dass ein das Klemmorgan 14 tragender Klemmbaustein 18 sehr stabil ausgestaltet und meist aus einem Metallwerkstoff gefertigt ist. Darüber hinaus wirken auf die Klemmvorrichtung 10 beträchtliche Querkräfte 20, die ebenfalls abgefangen werden müssen.
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Die Klemmvorrichtung 10 ist bevorzugt für den Einsatz in Muffen 1 gedacht, die mit einem Gel 21 gefüllt sind, in das die Klemmvorrichtung 10 bei geschlossener Muffe 1 eingetaucht ist, so dass keine Feuchtigkeit an die abisolierten Leiterenden gelangen und zu Kurzschlüssen führen kann. In 1 ist lediglich eine Halbschale 22 mit dem Gel 21 gefüllt dargestellt. Die die Klemmvorrichtung 10 aufnehmende Halbschale 24 ist bis zu einer Fülllinie 26 ebenfalls mit Gel gefüllt, das jedoch in der Darstellung weggelassen ist, um den Blick auf die Klemmvorrichtung 10 freizugeben.
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Um den Füllstand der Halbschale 24 und die Verdrängung durch die Klemmvorrichtung 10 möglichst klein zu halten, sind die Aufnahmen 12 in einer Ebene und nicht übereinander angeordnet. Durch eine gestaffelte Anordnung hintereinander ergibt sich zudem eine schmale Bauweise, so dass auch schmale Muffen 1 verwendet werden können. Außerdem ist die Klemmvorrichtung 10 so ausgestaltet, dass sie der beim Zusammenklappen der Halbschalen 22, 24 entstehenden Strömung des Gels 20 einen möglichst geringen Strömungswiderstand entgegen setzt. Dies führt zum einen dazu, dass die Klemmvorrichtung 10 vom Gel 20 gut durchdrungen und gegen Außeneinflüsse abgeschirmt wird. Zum anderen sind aufgrund der durchlässigen Ausgestaltung der Klemmvorrichtung 10 die zum Schließen der Muffe 1 erforderlichen Kräfte gering.
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Der Aufbau der Klemmvorrichtung ist im Folgenden genauer mit Bezug auf die 2 und 3 erläutert. Dabei bezeichnet 28 eine Längsrichtung, die im Wesentlichen der Richtung entspricht, in der die Leiter 2, 6 (1) durch die Klemmvorrichtung 10 geführt sind. Die Aufnahmen 12 sind in einer Querrichtung 30 nebeneinander angeordnet. Eine Montagerichtung 32 erstreckt sich quer sowohl zur Längsrichtung 28 als auch zur Querrichtung 30.
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Die Klemmvorrichtung 10 weist ein elektrisch isolierendes Trägerelement 34 auf, das vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt ist. Bei dem Trägerelement 34 handelt es sich insbesondere um ein Spritzgussteil.
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Das Trägerelement 34 bildet die Aufnahmen 12 aus, die, wie 2 zeigt, bezüglich der Montagerichtung 32 auf gleicher Höhe angeordnet sind. Benachbarte Aufnahmen 12 sind jeweils in Längsrichtung 28 hintereinander gestaffelt angeordnet und überlappen sich in Längsrichtung 28 an den in Querrichtung 30 gelegenen Rändern. Die Aufnahmen erstrecken sich in Längsrichtung 28 durchgängig, um das Durchführen der Leiter 2, 6 zu erlauben. Damit die Aufnahmen 12 in Montagerichtung mit den auseinander gebogenen, vorpositionierten Leitern 2, 6 einfach in Montagerichtung 32 zusammengesteckt werden können, weisen sie an einer in Montagerichtung gelegenen, einem Grund 36 der Aufnahme gegenüberliegenden Seite eine in Längsrichtung 28 durchgängige Einführöffnung 38 auf. Die lichte Weite der Einführöffnung 38 in Querrichtung 30 entspricht mindestens dem maximalen Leiterdurchmesser, für den die Klemmvorrichtung 10 gedacht ist.
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In einem quer zur Längsrichtung 28 gelegenen Querschnitt sind die Aufnahmen U- bzw. rinnenförmig.
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Ein sich in Längsrichtung erstreckender, oberer Rand 40 der Einführöffnung einer Aufnahme 12 setzt sich jeweils als Rand 40 an einer Seite benachbarten Aufnahme fort. Der Rand 40 befindet sich am Ende der Schenkel 41. Dies erleichtert das Einfädeln der übereinander liegenden, abisolierten Enden der Leiter 2, 6 in die Aufnahme 12.
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Benachbarte Aufnahmen 12 können jeweils an einer gemeinsamen, quer zur Längsrichtung 28 verlaufende Versteifungswand 42 enden. Von der Versteifungswand 42 aus springt jeweils eine die Aufnahme 12 umgebende Wand 44 in Längsrichtung jeweils abwechselnd zur einen oder anderen Seite vor. Die Versteifungswand 42 ist in Längsrichtung 28 an den Stellen der Aufnahmen 12 jeweils durchbrochen.
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Zwischen zwei auf gleicher Höhe in Längsrichtung 28 liegenden Aufnahmen 12 befindet sich ein in Montagerichtung 32 offener Durchlass 46. Dieser Durchlass dient dazu, den Strömungswiderstand der Klemmvorrichtung 10 beim Einsatz in gelgefüllten Muffen (vgl. 1) zu verringern und das Einströmen von Gel in Montagerichtung 32 zu erleichtern.
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Die beiden in Querrichtung 30 außen liegenden Aufnahmen weisen ebenfalls sich in Längsrichtung 28 über die Versteifungswand 42 fortsetzende Ränder 40 auf, um das Einfädeln der Leiter 2, 6 auch bei den außen liegenden Aufnahmen 12 zu ermöglichen und eine zusätzliche seitliche. elektrische Isolierung zu erhalten.
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Das Trägerelement 34 weist ferner Befestigungsmittel 48 auf, mit denen die Klemmvorrichtung an der Muffe 1 (1) befestigbar ist. Die Befestigungsmittel 48 können Teil einer form-, reib- oder kraftschlüssigen Verbindung sein. Sie können insbesondere Rasthaken und/oder Ausnehmungen umfassen.
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Die Aufnahmen 12 sind ferner an den Schenkeln 41 bevorzugt im Bereich der Ränder 40 mit Befestigungselementen 50 versehen, die mit entsprechenden Befestigungselementen 52 des Klemmbausteines 18 in Eingriff stehen.
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Die Befestigungsmittel 50, 52 erlauben insbesondere ein Einschieben der Klemmbausteine 18 in die jeweilige Aufnahme entlang der Längsrichtung 28. In Längsrichtung sind die Klemmbausteine 18 in den Aufnahmen durch Reibschlusselemente 88 (4) reibschlüssig gehalten. Die Reibschlusselemente können in die Aufnahme aus der Wand 44 ragende Vorsprünge umfassen, die gegen die Klemmbausteine 18 drücken. Durch die reibschlüssige Fixierung der Klemmbausteine 18 in Längsrichtung ist bei großen in Längsrichtung 28 wirkenden Kräften eine nachgebende Bewegung der Klemmbausteine 18 möglich.
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Die Befestigungselemente 50, 52 sind ferner so ausgestaltet, dass sie die in Querrichtung 30 über die Aufnahme 12 bzw. deren Einführöffnung 38 hinwegwirkende Querkraft 20 aufnehmen und in den in der Aufnahme 12 angeordneten Klemmbaustein 18 einleiten. Der daraus resultierende Kraftfluss 54 ist in 2 schematisch durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die auf das Trägerelement 34 wirkende Querkraft 20 durch die Befestigungselemente 50, 52 in den Klemmbaustein eingeleitet und über den Klemmbaustein in Querrichtung an der gegenüberliegenden Seite wieder in die Aufnahme 12 eingeleitet wird.
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Die Klemmbausteine 18 sind bereits sehr stabil aufgebaut, um die hohen, vom Klemmorgan 14 erzeugten, auf die Leiter 2, 6 wirkenden Klemmkräfte aufzunehmen. Die Klemmkräfte 56 sind zudem größer als die im Betrieb zu erwartenden Querkräfte 20. Somit muss der Klemmbaustein 18 nicht verstärkt werden, um die Querkraft 20 aufzunehmen und weiterzuleiten. Da jedoch der Kraftfluss wenigstens zum Teil, vorzugsweise zum größten Teil über den Klemmbaustein 18 geleitet ist, kann das Trägerelement 34 filigraner und materialsparender aufgebaut sein.
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Die Anordnung der Befestigungselemente 50 am Rand 40 leitet den Kraftfluss in den Klemmbaustein, bevor er die Schenkel 41 erreicht.
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Die Befestigungselemente 50, 52 können insbesondere als in die jeweilige Aufnahme 12 ragende Formschlusselemente ausgebildet sein. Das Formschlusselement 50 der Aufnahme umgreift dabei in Querrichtung das Formschlusselement 52 des Klemmbausteins 18. Insbesondere kann das aufnahmeseitige Formschlusselement 50 eine sich in Montagerichtung 32 zum Grund 36 der Aufnahme hin öffnende Nut 58 aufweisen, in die ein Vorsprung 60 des Klemmbausteins ragt. Der Vorsprung 60 springt in Montagerichtung 32 vom Klemmbaustein 18 vor. Die Einleitung der Querkraft 20 von der Aufnahme 12 in den Klemmbaustein 18 ist dadurch sichergestellt, dass die Nut 58 den Vorsprung 16 in Querrichtung 30 zu beiden Seiten umfasst.
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Die Nut 58 bildet zudem eine in Längsrichtung 28 sich erstreckende Führungsfläche 62, die das Einschieben des Klemmbausteins 18 in die Aufnahme erleichtert. Die Führungsfläche 62 bildet gleichzeitig eine Niederhaltefläche, die eine Bewegung des Klemmbausteins 18 in Montagerichtung 28 sperrt.
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Der Klemmbaustein 18 ist bevorzugt aus einem Metallwerkstoff gefertigt, um die bei der Klemmung der Leiter 2, 6 auftretenden Kräfte trotz geringer Baugrößen aufzunehmen.
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Der Klemmbaustein 18 weist in der in den 2 und 3 dargestellten Ausgestaltung einen das Klemmorgan 14 tragende Gleitmutter 64 auf. Die Gleitmutter 64 kann direkt in die Aufnahme 12 eingeschoben sein, so dass die Leiter 2, 6 gegen den Grund 36 der Aufnahme 12 gedrückt werden. So kann die Gleitmutter 64 mit den Befestigungs- bzw. Klemmelementen 52 versehen sein. Bei großen Leiterquerschnitten, für die erfindungsgemäß die Klemmvorrichtungen vornehmlich gedacht sind, würde dies jedoch erfordern, dass das Trägerelement 34 aus einem hochfesten Material gefertigt ist.
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Bei großen Leiterquerschnitten ist es daher von Vorteil, wenn die Gleitmutter 64 in einem Klemmbügel 66 gehalten ist. Der Klemmbügel weist quer zur Längsrichtung 28 ein im wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf. Seine Außenkontur entspricht bevorzugt der Innenkontur der Aufnahme 12, so dass er sich in die Aufnahme 12 schmiegt.
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Die Befestigungselemente 52 befinden sich an den in Montagerichtung 32 gelegenen Enden der Schenkel 67, die zusammen mit dem Grund 70 die Leiteraufnahme 68 an drei Seiten umschließen.
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Die Gleitmutter 64 ist in Längsrichtung 28 in den Klemmbügel 66 einschiebbar. Der Klemmbügel 66 umschließt in Querrichtung eine Leiteraufnahme 68, die miteinander zu verbindende Leiter 2, 6 aufnimmt. Im Bereich des Grundes 70 kann in der Leiteraufnahme 68 eine vorspringende Oberflächenstruktur 72 angeordnet sein, die sich unter Wirkung der Klemmkraft 56 in die Oberfläche der möglicherweise oxidierten Leiter 2, 6 drückt, so dass der metallische Kontakt verbessert wird.
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Die Leiteraufnahme 68 verjüngt sich in Montagerichtung 32 zum Grund 70 hin. Dies erfolgt beispielsweise durch eine stufenförmige Verjüngung in einem vorbestimmten Abstand 73 vom Grund 70. Durch die Verjüngung ergibt sich eine zur Einführöffnung 38 weisende Schulter 74, die zusammen mit klemmbügelseitigen Befestigungselementen 76 und gleitmutterseitigen Befestigungselementen 78 eine sich in Längsrichtung 28 erstreckende Führung für die Gleitmutter 64 bilden und dessen Lage in Montagerichtung 32 festlegt. Durch diese Führung geht die Gleitmutter 64 bei der Montage weniger leicht verloren und verhindert das Aufspreizen des Klemmbügels 66.
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Die Befestigungselemente 76, 78 überlappen sich in Querrichtung 30, so dass der über die Befestigungselemente 50, 52 von dem Trägerelement auf den Klemmbügel 66 geleitete Kraftfluss 54 über die Befestigungselemente 76, 78 in die Gleitmutter 64 geleitet wird. Der Kraftfluss 54 wird in die Gleitmutter 64 geleitet, um die Schenkel 67 zu entlasten. Somit wird wenigstens ein Teil des Kraftflusses 54 nicht über den Grund 70 des Haltebügels sondern auf möglichst direktem Wege auf die in Querrichtung 30 gegenüberliegende Seite der Aufnahme geführt.
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Ein direkter Kraftfluss ist von den Befestigungselementen 50, 52 zu den Befestigungselementen 76, 78 dadurch gewährleistet, dass die Befestigungselemente 50, 52 sämtliche Aufnahmen auf einer Höhe bezüglich der Montagerichtung 28 angeordnet sind und die Befestigungselemente 76, 78 möglichst nahe an dieser Ebene liegen.
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Die Befestigungselemente 76, 78 können eine gemeinsame, bezüglich der Montagerichtung 32 geneigte Führungsfläche 79 bilden, deren gedachte Fortsetzung sich im Bereich der Leiteraufnahme 68 schneidet. Bei dieser Ausgestaltung wird die Gleitmutter 64 beim Aufbringen der Klemmkraft 56 in das Befestigungselement 76 gedrückt. Durch die Neigung der Führungsfläche 79 zieht sich der Klemmbügel 66 im Bereich der Befestigungselemente 76 etwas zusammen und der Eingriff der Befestigungselemente 76, 78 verstärkt sich unter Wirkung der Klemmkraft.
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Insbesondere in 3 ist zu erkennen, dass die Befestigungselemente 50 in Längsrichtung 28 nur geringfügig länger sind als der Klemmbaustein 18. Auf der von der Versteifungswand 42 abgewandten Seite setzt sich die Wand 44 bzw. deren Schenkel und Grund in Form einer Schutzwand 80 in Längsrichtung fort. Die Schutzwand 80 weist bevorzugt keine Befestigungsmittel 50 auf, erstreckt sich jedoch außen wenigstens um den Bereich des Grundes der Leiteraufnahme 68, um diesen elektrisch zu isolieren, falls ein im Klemmbaustein 18 aufgenommener Leiter 2, 6 zu weit abisoliert wurde und seine abisolierter Bereich außerhalb des Klemmbausteins 18 liegt.
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Die in den 2 und 3 beschriebene Klemmvorrichtung 10 ist gegenüber Querkräften 20 sehr stabil. Gleichzeitig erlaubt sie es, einerseits durch die Verschiebbarkeit der Klemmbausteine und andererseits durch ihre mit den Linien 81 in 3 angedeutete Flexibilität, auf in den Leitern 2, 6 auftretende Kräfte zu reagieren und geringfügige Lageabweichungen der abisolierten Leiterenden auszugleichen. Wie die Linien 81 zeigen, gestattet die Versteifungswand 42 eine Biegung in der von der Längs- und der Querrichtung aufgespannten Ebene, in der die Aufnahmen nebeneinander liegen.
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4 zeigt schematisch den Zusammenbau einer Klemmvorrichtung, wie sie in den 2 und 3 gezeigt ist. Die Klemmvorrichtung 10 wird bevorzugt vor Ort aus einem Bausatz zusammen gebaut, der wenigstens zwei vormontierte Baugruppen 82, 84 aufweist.
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Die eine vormontierte Baugruppe umfasst das Trägerelement 34 mit in Längsrichtung eingeschobenen Klemmbügeln 66. Das Einschieben des Klemmbügels 66 in eine Aufnahme 12 ist schematisch durch den Pfeil 86 wiedergegeben. In 4 sind noch die in die Aufnahme 12 ragenden Reibschlusselemente 88, hier in Form von sich in Längsrichtung erstreckenden Rippen, zu erkennen, mit denen die Klemmbügel 66 in den Aufnahmen 12 gesichert sind.
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Zum Einsetzen des Klemmbügels 66 wird dieser zunächst in die Schutzwand 80 eingelegt, die somit zusätzlich als Ausrichthilfe dient. Durch die im Bereich der Schutzwand nicht vorhandenen Befestigungsmittel 50 kann der Klemmbügel 66 im Bereich der Schutzwand 80 auch in Montagerichtung eingesetzt werden. Anschließend werden die Befestigungselemente 50, 52 miteinander in Eingriff gebracht, indem der Klemmbügel 66 in die Aufnahme geschoben wird. Die Versteifungswand 42 bildet dabei eine in Längsrichtung weisende Anschlagfläche 90 aus, die den Einschub des Klemmbügels 66 in Längsrichtung begrenzt und ihn an einer vorbestimmten Position hält.
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Die vormontierte Baugruppe 82 wird in Montagerichtung unter die aufgebogenen und übereinander gelegten abisolierten Enden der Leiter 2, 6 gelegt und anschließend hochgehoben, so dass die Enden 2, 6 der Leiter durch die Eintrittsöffnungen 38 in die jeweiligen Leiteraufnahmen 68 eintreten.
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Die zweite Baugruppe 84 umfasst die Gleitmutter 64, das Klemmorgan 14 und ein Werkzeug 100.
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Das Klemmorgan 40 wird an der Gleitmutter 64 befestigt, beispielsweise durch Einschrauben um einen geringen Betrag. Anschließend wird das Werkzeug 100 lösbar auf der Gleitmutter 64 befestigt.
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Das Werkzeug 100 weist einen Handgriff 102 auf, der das Einschieben der Gleitmutter 64 in die Leiteraufnahme 68 erleichtert. Das Einschieben der Gleitmutter 64 in den Klemmbügel 66 ist durch den Pfeil 104 angedeutet. Der Handgriff 102 erstreckt sich bei der Montage der Gleitmutter 64 in Längsrichtung. Um die Handhabung zu vereinfachen, erstreckt sich der Handgriff 102 zur in die Aufnahme 12 gesetzten Gleitmutter 64 schräg zu der von der Längs- und Querrichtung aufgespannten Ebene, so dass er in Montagerichtung über die Klemmvorrichtung 10 ragt.
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Das Werkzeug 100 ist vorzugsweise ein Spritzgussteil. Mehrere Werkzeuge 100 sind zu einem Werkzeugset 106 baulich vereint. Die einzelnen Werkzeuge 100 können aus dem Set 106 herausgebrochen werden. Das Werkzeugset 106 umfasst so viele Werkzeuge 100, wie Aufnahmen 12 bzw. Klemmbügel 66 in der Klemmvorrichtung 10 vorhanden sind. Bevorzugt sind alle Werkzeuge 100 eines Werkzeugsets 106 bereits mit Gleitmuttern 64 versehen. Vor Ort muss somit nur noch ein Werkzeug 100 von dem Werkzeugset 106 abgebrochen werden und die damit verbundene Gleitmutter in die Aufnahme 12 bzw. den Klemmbügel 66 eingeschoben werden.
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An dem einen Ende 108 des Werkzeugs 100 befindet sich ein Haltekopf 110, an dem der Gleitstein 64 gehalten ist. Der Haltekopf 110 weist eine Öffnung 112 auf, in die das Klemmorgan 14, insbesondere in seiner Ausgestaltung als Schraube, einrastbar und/oder durch Reibschluss aufnehmbar ist. Ein Vorsprung 114 liegt an einer Kante 116 der Gleitmutter an und sichert das Werkzeug 100 gegen Verdrehen.
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An den dem einen Ende 108 gegenüber liegenden anderen Ende 118 befindet sich eine Abreißlasche 120, mit der die Werkzeuge 100 des Werkzeugsets 106 an einem gemeinsamen Haltebügel 122 angespritzt sind.
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Der Einsteckvorgang einer Gleitmutter 64 mit Klemmorgan 14 mit Hilfe des Werkzeuges 100 ist näher mit Bezug auf die 5 erläutert. Zunächst wird die Gleitmutter 64 mitsamt Klemmorgan 14 in die entsprechende Aufnahme in Längsrichtung 28 eingeschoben, bis sie an den Anschlag 90 stößt. Anschließend wird das Klemmorgan 14 betätigt, in dem es in die Leiteraufnahme 68 bewegt wird. Diese erfolgt beispielsweise durch Einschrauben des Klemmorgans 14. Mit dem Einschraubvorgang bewegt sich das Klemmorgan 14 zunehmend aus dem Haltekopf des Werkzeugs 100 und befreit sich aus der lösbaren Verbindung. Ist der Klemmvorgang beendet und. das Klemmorgan 14 in seine Endstellung in die Leiteraufnahme 68 bewegt, kann das Werkzeug ohne großen Kraftaufwand abgenommen werden.
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Die Breite des Haltekopfes 110 in Querrichtung 30 ist kleiner als die lichte Weite der Einführöffnung 38. Durch eine sich in Längsrichtung erstreckende, vorzugsweise beidseitige Einkerbung 124 ist es in Montagerichtung auf der für die Montage erforderlichen Höhe geführt. In die Einkerbung 124 fahren die Befestigungsmittel 76, 78 sowie auch die Befestigungsmittel 50, 52 ein. Die Einkerbung 124 bildet zusammen mit diesen Befestigungselementen eine Längsführung. Die Breite des Haltekopfes jenseits der Einkerbung 124 ist größer als die lichte Breite der Einführöffnung 38 in Querrichtung.
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In einer Modifikation können die Werkzeuge 100 auch zur Montage der Klemmbausteine 18 verwendet werden.
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In
5 ist ferner eine Abwandlung des Trägerelementes
34 der
2 bis
4 angedeutet: Das Trägerelement
34 weist keine Befestigungsmittel
48 zur Anbringung an einer Muffe
1 auf. Als weitere Modifikation kann, wie durch die gestrichelte Linie
126 angedeutet ist, die Schutzwand
80 lediglich im Bereich des Grundes
36 der Aufnahme
12 vorhanden sein und gegenüber dem eingesetzten Klemmbügel
66 in Längsrichtung
28 vorspringen. Zur Einführöffnung
38 hin kann die Tiefe der Schutzwand in Längsrichtung
28 abnehmen. Bezugszeichen
| 1 | Muffe |
| 2 | Leiter |
| 4 | Kabel |
| 6 | Leiter |
| 8 | Kabel |
| 10 | Klemmvorrichtung |
| 12 | Aufnahme |
| 14 | Klemmorgan |
| 16 | Betätigungsende des Klemmorgans |
| 18 | Klemmbaustein |
| 20 | Querkraft |
| 21 | Gel |
| 22 | Halbschale |
| 24 | Halbschale |
| 26 | Fülllinie der Halbschale |
| 28 | Längsrichtung |
| 30 | Querrichtung |
| 32 | Montagerichtung |
| 34 | Trägerelement |
| 36 | Grund der Aufnahme |
| 38 | Einführöffnung |
| 40 | Rand der Einführöffnung |
| 41 | Schenkel der Aufnahme |
| 42 | Versteifungswand |
| 44 | Wand der Aufnahme |
| 46 | Durchlass |
| 48 | Befestigungsmittel zur Anbringung in Muffe |
| 50 | Befestigungselement der Aufnahme |
| 52 | Befestigungselement des Klemmbügels |
| 54 | Kraftfluss |
| 56 | Klemmkraft |
| 58 | Nut |
| 60 | Vorsprung |
| 62 | Führungsfläche |
| 64 | Gleitmutter |
| 66 | Klemmbügel |
| 67 | Schenkel des Klemmbügels |
| 68 | Leiteraufnahme |
| 70 | Grund der Leiteraufnahme |
| 72 | Oberflächenstruktur |
| 73 | Abstand |
| 74 | Schulter |
| 76 | klemmbügelseitige Befestigungselemente |
| 78 | gleitmutterseitige Befestigungselemente |
| 79 | Führungsfläche |
| 80 | Schutzwand |
| 81 | Linie |
| 82 | Baugruppe |
| 84 | Baugruppe |
| 86 | Pfeil |
| 88 | Reibschlusselemente |
| 90 | Anschlagfläche |
| 100 | Werkzeug |
| 102 | Handgriff |
| 104 | Pfeil |
| 106 | Werkzeugset |
| 108 | Ende |
| 110 | Haltekopf |
| 112 | Öffnung |
| 114 | Vorsprung |
| 116 | Kante der Gleitmutter |
| 118 | anderes Ende des Werkzeugs |
| 120 | Abreißlasche |
| 122 | Haltebügel |
| 124 | Einkerbung |
| 126 | Linie |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1245464 A [0004]
- DE 1277977 A [0004]
