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Die Erfindung betrifft ein Kabelkontaktelement zum elektrischen Verbinden eines Leiterendbereichs eines mindestens einen entsprechenden Leiter aufweisenden Kabels mit einer einen Kontaktbereich des Kabelkontaktelements kontaktierenden Kontakteinrichtung, wobei das Kabelkontaktelement einen Aufnahmekanal zum Aufnehmen des Leiterendbereichs in einer Aufnahmerichtung und eine Klemmvorrichtung zum klemmenden Befestigen des in dem Aufnahmekanal aufgenommenen Leiterendbereichs aufweist.
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Derartige Kabelkontaktelemente sind zum Beispiel als Kabelschuhe, als Steckhülsen, als Aderendhülsen, etc. bekannt. Der Ader- bzw. Leiterendbereich des abisolierten Kabelendes wird in Aufnahmerichtung in den Aufnahmekanal eingesteckt. In der Regel wird der Ader- oder Leiterendbereich anschließend durch Crimpen beziehungsweise Zusammenpressen oder Quetschen eines die Klemmvorrichtung und den Aufnahmekanal bildenden Aufnahmeabschnitts derartiger Kabelkontaktelemente klemmend befestigt und elektrisch kontaktiert. Dazu wird ein entsprechendes Werkzeug (zum Beispiel eine Crimpzange) benötigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kabelkontaktelement bereitzustellen, das sich werkzeuglos auf einfache Weise an einem Leiterendbereich eines Kabels montieren lässt.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kabelkontaktelement ist vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung mindestens eine Klemmfeder mit einer dem Inneren des Kanals zugewandten schräg verlaufenden Klemmkante aufweist, mittels der die Mantelfläche des in dem Kanal aufgenommenen Leiterendbereichs entlang eines Abschnitts einer gedachten Schraubenlinie mit einem dem schrägen Verlauf entsprechenden Steigungswinkel α kraftbeaufschlagbar ist. Mit der entsprechenden Kraft presst die Klemmfeder den Leiterendbereich des Leiters gegen die Innenwand des Kanals oder -wenn mehrere, einander gegenüberliegend angeordnete Klemmfedern vorhanden sind- gegen die Innenwand des Kanals und/oder einer Klemmkante einer anderen Klemmfeder. Unter der dem Steigungswinkel α entsprechenden Steigung einer Schraubenlinie ist deren Ganghöhe zu verstehen. Der Steigungswinkel α ist der Arkustangens von Steigung/(Flankendurchmesser·π).
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Durch die schräg verlaufende Klemmkante ergibt sich daher ein gewindeähnliches Verhalten. Das Kabelkontaktelement kann dadurch auf den Leiterendbereich aufgeschraubt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der schräge Verlauf der Klemmkante einem Steigungswinkel α mit 2° ≤ α ≤ 5° entspricht. Dies entspricht den Steigungswinkeln von entsprechend dimensionierten üblichen Gewinden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Klemmfeder ein festes Ende und ein freies Ende aufweist, und wobei das freie Ende die Klemmkante bildet. Die Klemmfeder ist an ihrem freien Ende entsprechend schräg endend ausgebildet.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass das feste Ende der Klemmfeder mittels einer den Kanal umgreifenden Manschette an dem Kanal befestigt ist. Diese Manschette ist bevorzugt ein Teil der Klemmvorrichtung. Insbesondere sind Klemmfeder und Manschette einstückig ausgebildet oder stoffschlüssig miteinander Verbunden. Auf der der Klemmfeder gegenüberliegenden Seite des Kanals ist ein ebenfalls mit der Manschette verbundenes Konterelement (zum Beispiel ein Konter-Arm) oder eine weitere Klemmfeder verbunden.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kanal hülsenartig ausgebildet ist und die Klemmfeder mit dem freien Ende durch einen im hülsenartigen Kanal ausgebildeten Durchbruch in das Innere des Aufnahmekanals hineingreift.
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Alternativ ist – ebenfalls mit Vorteil – vorgesehen, dass der Kanal U-förmig ausgebildet ist und die Klemmfeder entlang der offenen Seite der U-Form verläuft.
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Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in Aufnahmerichtung gesehen das freie Ende hinter dem festen Ende der Klemmfeder angeordnet ist. Dadurch wird das Einbringen des Leiterendbereichs in den Kanal in Aufnahmerichtung erleichtert und ein herausziehen des im Kanal aufgenommenen Leiterendbereichs entgegen der Aufnahmerichtung erschwert.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektrische Verbindung des Leiterendbereichs mit der den Kontaktbereich des Kabelkontaktelements kontaktierenden Kontakteinrichtung über den elektrisch leitfähigen Aufnahmekanal und/oder die elektrisch leitfähige Klemmvorrichtung erfolgt.
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Vorzugsweise sind Klemmvorrichtung und Aufnahmekanal elektrisch leitfähig, insbesondere aus Metall.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Klemmfeder als Federblech ausgebildet. Die Klemmkante ist die dem Inneren des Kanals zugewandte Kante an der schräg verlaufenden Stirnseite des freien Endes.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass der Aufnahmekanal und die Klemmvorrichtung einstückig ausgebildet sind oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Kabelkontaktelement eine hülsenförmige Isolierung auf, die den Aufnahmekanal und die Klemmvorrichtung umfänglich umgibt. Die hülsenförmige Isolierung kann zum Beispiel ein Stück Schrumpfschlauch oder eine Isolierhülse sein.
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Das Kabelkontaktelement ist insbesondere als Kabelschuh oder als Steckhülse oder als Aderendhülse ausgebildet.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
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Es zeigen
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1 ein an ein Kabel angeschlossenes Kabelkontaktelement ohne hülsenförmige Isolierung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
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2 das Kabelkontaktelement der 1 mit hülsenförmiger Isolierung,
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3 eine weitere Ansicht des Kabelkontaktelements der 1 mit hülsenförmiger Isolierung und
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4 eine Schnittdarstellung des Kabelkontaktelements der 1–3 entlang der in 3 gezeigten Schnittlinie A-A.
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Die 1 zeigt ein als Kabelschuh 10 ausgebildetes Kabelkontaktelement (oder auch Kabelanschlusselement) 12 mit einem Grundkörper 14, der einen als hülsenförmiger Aufnahmekanal 16 ausgebildeten ersten Abschnitt und einen als Kontaktbereich 22 ausgebildeten zweiten Abschnitt aufweist. Dieser Grundkörper 14 ist aus Metall. Der Aufnahmekanal 16 dient zur Aufnahme eines in der Schnittdarstellung der 4 gezeigten Leiterendbereichs 18 des Leiters eines Kabels 20. Der Kontaktbereich 22 ist bei dem in den 1 bis 4 gezeigten Beispiel als ein im Wesentlichen ringförmiger Kontaktbereich 22 ausgebildet. Das dargestellte Kabelkontaktelement 12 ist daher ein Ring-Kabelschuh. Eine (hier nicht gezeigte) externe Kontakteinrichtung, die als Verschraubungsanordnung mit Schraube und Mutter ausgebildet ist, kann zur elektrischen Kontaktierung des Kabels 20 an dem ringförmigen Kontaktbereich 22 befestigt werden.
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Der Aufnahmekanal 16 ist wie gesagt hülsenartig ausgebildet. In diesem hülsenartigen Kanal 16 ist seitlich ein Durchbruch 24 ausgebildet, der sich vom Außenbereich des Aufnahmekanals 16 bis in das Innere des Aufnahmekanals 16 erstreckt.
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Das Kabelkontaktelement 12 weist weiterhin eine Klemmvorrichtung 26 auf. Diese Klemmvorrichtung 26 besteht aus folgenden Komponenten: einer als Federblech 28 ausgebildeten Klemmfeder 30, einer Manschette 32 und einem als Arm ausgebildeten Konterelement 34. Die Klemmfeder 30 und das Konterelement 34 weisen jeweils ein festes Ende 36, 38 und ein freies Ende 40, 42 auf. Die Klemmfeder 30 ist mit ihrem festen Ende 36 und das Konterelement 34 mit seinem festen Ende 38 an einander gegenüberliegenden Seiten der Manschette 32 befestigt. Die Klemmfeder 30 und das Konterelement 34 sind im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Das freie Ende 40 der Klemmfeder 30 und das freie Ende 42 des Konterelements 34 weisen in die gleiche Richtung und geben der Klemmvorrichtung 26 eine zangenartige Gestalt. Das Konterelement 34 hat ebenfalls federnde Eigenschaften.
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Die Manschette 32 umgreift den hülsenartig ausgebildeten Aufnahmekanal 16 und die Klemmfeder 30 greift mit ihrem freien Ende 40 durch den im hülsenartigen Aufnahmekanal 16 ausgebildeten Durchbruch 24 in das Innere des Aufnahmekanals 16 hinein. Die Klemmfeder 30 ist mit ihrem freien Ende 40 im Wesentlichen parallel zum Aufnahmekanal 16 ausgerichtet, läuft jedoch in einem spitzen Winkel durch den Durchbruch 24 hindurch auf das Innere des Kanals 16 zu. Der Durchbruch ist als ein schräger Einschnitt in den hülsenartigen Aufnahmekanal 16 ausgebildet, der diesen Verlauf der Klemmfeder 30 ermöglicht.
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Das freie Ende 40 der Klemmfeder 30 bildet eine in 4 erkennbare Klemmkante 44. Die Klemmkante 44 ist die dem Inneren des Kanals 16 zugewandte Kante an der Stirnseite des freien Endes 40 der Klemmfeder 30. Die Stirnseite dieses freien Endes 40 ist nicht gerade, also senkrecht zur Längserstreckung der Klemmfeder 30, sondern leicht schräg (unter einem Winkel α von 2° bis 5°) ausgebildet. Mittels dieser Klemmkante 44 ist der die Mantelfläche des in dem Aufnahmekanal 16 aufgenommenen Leiterendbereichs 18 entlang eines Abschnitts einer gedachten Schraubenlinie mit einem dem schrägen Verlauf entsprechenden Steigungswinkel α kraftbeaufschlagbar. Die Klemmkante 44 bildet somit einen Teil (einen Abschnitt) eines Gewindeganges. Sie ist somit eine Art „rudimentäres Außengewinde“.
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Durch die schräg verlaufende Klemmkante 44 ergibt sich somit ein gewindeähnliches Verhalten. Das Kabelkontaktelement 12 kann auf den Leiterendbereich 18 des Kabels 20 aufgeschraubt werden. Dabei Drückt die Klemmfeder 30 mit ihrer Klemmkante 44 (in etwa wie ein Gewindeschneider) eine rillenartige Vertiefung in die Mantelfläche des Leiters. Die Klemmkante 44 fungiert dabei als eine Art Schneidkante. Die entsprechende Vertiefung verläuft gewindeartig um die Mantelfläche. Die Klemmkante 44 und die Vertiefung bilden eine Schraubverbindung, die den Leiterendbereich 18 im Aufnahmekanal 16 fixiert und elektrisch kontaktiert. Das Material der Klemmfeder ist vorzugsweise härter als das übliche Leitermaterial. Dieses Leitermaterial ist aufgrund seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit bevorzugt Kupfer.
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Der dem Steigungswinkel α entsprechende schräge Verlauf der Klemmkante 44 ist in den 1 bis 4 nicht erkennbar.
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2 zeigt das in 1 gezeigte Kabelkontaktelement 12 mit einer hülsenförmigen Isolierung 46. Diese hülsenförmige Isolierung 46 ist als ein Stück Schrumpfschlauch ausgebildet. Sie umgibt den Aufnahmekanal 16 und die Klemmvorrichtung 26 vollumfänglich.
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3 zeigt eine weitere Ansicht des in 2 gezeigten Kabelkontaktelements 12. Dabei ist eine Schnittlinie A-A durch das Kabelkontaktelement 12 eingezeichnet, die der Längserstreckung des Kabelkontaktelements 12 folgt. In der entsprechenden Ebene dieser Schnittlinie liegt auch eine Aufnahmerichtung (Pfeil 48), in der der Leiterendbereich 18 des Leiters in den Aufnahmekanal 16 eingebracht, also insbesondere eingesteckt und/oder eingeschraubt, werden kann.
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Die 4 zeigt schließlich eine Schnittdarstellung des Kabelkontaktelements 12 entlang der in 3 gezeigten Schnittlinie A-A. Deutlich erkennbar sind dabei der als Aufnahmekanal 16 zur Aufnahme des Leiterendbereichs 18 ausgebildete erste Abschnitt und der als Kontaktbereich 22 ausgebildete zweiten Abschnitt des Kabelkontaktelements 12. In den Aufnahmekanal 16 ist der Leiterendbereich 18 des abisolierten Kabels 20 eingebracht. Dazu ist der Leiterendbereich 18 bis zum Erreichen der Klemmkante 44 eingeschoben und anschließend bis zum Erreichen der in 4 gezeigten Endposition weiter eingeschraubt worden.
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Der schräge Verlauf an der Stirnseite des freien Endes lässt die Klemmfeder 30 auf ihrer einen Längsseite länger sein als auf der bezüglich des Kanals 16 und des darin aufgenommenen Leiterendbereichs 18 tangential gegenüberliegenden anderen Längsseite der Klemmfeder 30.
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Alternativ zur Ausbildung des Kabelkontaktelements 12 als Kabelschuh 10 kann das Kabelkontaktelement 12 beispielsweise auch als Steckhülse oder als Aderendhülse ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kabelschuh
- 12
- Kabelkontaktelement
- 14
- Grundkörper
- 16
- Aufnahmekanal
- 18
- Leiter
- 20
- Kabel
- 22
- Kontaktbereich
- 24
- Durchbruch
- 26
- Klemmvorrichtung
- 28
- Federblech
- 30
- Klemmfeder
- 32
- Manschette
- 34
- Konterelement
- 36
- Festes Ende (Klemmfeder)
- 38
- Festes Ende (Konterelement)
- 40
- Freies Ende (Klemmfeder)
- 42
- Freies Ende (Konterelement)
- 44
- Klemmkante
- 46
- Hülsenförmige Isolierung
- 48
- Pfeil
