DE102012102329A1

DE102012102329A1 - Mehrphasige Klemmvorrichtung

Info

Publication number: DE102012102329A1
Application number: DE201210102329
Authority: DE
Inventors: Fritz Lasinger; Christian Niklis
Original assignee: Arcus Elektrotechnik Alois Schiffmann GmbH
Current assignee: Arcus Elektrotechnik Alois Schiffmann GmbH
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2013-09-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mehrphasige Klemmvorrichtung zum elektrischen Verbinden von vier Hauptleitern (10) eines Hauptkabels mit vier Abzweigleitern (20) eines Abzweigkabels mittels Kontaktelementen (30), wobei die Klemmvorrichtung zumindest zwei Gehäuseteile (1, 2) aufweist, die über zumindest eine Schraube (3) verbunden sind, wobei innerhalb der Klemmvorrichtung in einer Ebene senkrecht zur Kabellängsrichtung die vier verklemmten Hauptleiter (10) im Wesentlichen auf einer ersten Kreislinie (11) angeordnet sind und die vier verklemmten Abzweigleiter (20) im Wesentlichen auf einer zweiten Kreislinie (21) angeordnet sind, wobei die erste und zweite Kreislinie (11, 21) in der Ebene nebeneinander liegen und sich nicht schneiden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mehrphasige Klemmvorrichtung zum Verbinden von Hauptleitern eines Hauptkabels mit Abzweigleitern eines Abzweigkabels und insbesondere auf eine mehrphasige Abzweigklemme.
Mehrphasige Klemmvorrichtungen dieser Art sind in verschiedenen Bauformen bekannt und dienen dazu, beispielsweise an einem im Erdreich verlegten Hauptkabel so genannte Abzweigkabel anzuschließen, die z. B. für einen so genannten Hausanschluss verwendet werden. Solche Anschlussverbindungen müssen realisierbar sein, ohne das Hauptkabel durchzuschneiden, ohne die Stromversorgung zu unterbrechen und ohne die einzelnen Leiter des Hauptkabels abzuisolieren. Weiterhin ist es in diesem Zusammenhang erforderlich, dass die entsprechenden Arbeiten so durchgeführt werden können, dass einerseits zuverlässige Verbindungen hergestellt werden und andererseits der Monteur aus Sicherheitsgründen nicht mit spannungsführenden Teilen in Berührung kommen kann. Eine weitere Forderung besteht darin, dass die Sicherheit der so hergestellten Verbindungen für sehr lange Zeiträume von vielen Jahren zuverlässig gewährleistet sein muss.
Eine derartige Abzweigklemme ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 196 15 951 A1 bekannt, wobei vier Hauptleiter eines Hauptkabels mit vier Abzweigleitern eines Abzweigkabels über Kontaktelemente verbunden sind. Üblicherweise wird hierbei jeder einzelne Abzweigleiter in der Nähe des korrespondierenden Hauptleiters platziert, wobei die Hauptleiter zur Kontaktierung nicht extra abisoliert werden müssen. Entweder schneidet sich eine Frässchraube durch die einzelnen Hauptleiterisolierungen, oder aber Pyramidenzähne werden durch die Isolierung gepresst. Die Abzweigleiter können abisoliert und über eine Schraube kontaktiert werden, oder sie werden nicht abisoliert und über durch die Isolierung dringende Pyramidenzähne kontaktiert.
Um die einzelnen Abzweigleiter in die Nähe der korrespondierenden Hauptleiter zu bringen, müssen die Abzweigleiter einzeln auf die richtige Länge abgeschnitten und entsprechend ausgeformt werden. Dieses Ausformen der Abzweigleiter ist nachteilig, da es Kraft und Zeit erfordert. Darüber hinaus verursacht das Ausformen der Abzweigleiter, wenn diese um die Hauptleiter herumgelegt werden, ein größeres Gesamtvolumen, welches in einem nachfolgenden Arbeitsschritt von einer Muffe umschlossen werden muss. Dies wirkt sich nachteilig auf die Kosten aus, da das Volumen der Muffe größer wird und mehr Gießharz in die Muffe gegossen werden muss.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mehrphasige Klemmvorrichtung zu schaffen, welche einfach und kostengünstig zu montieren ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorzugsweise ist demzufolge eine Klemmvorrichtung mit zumindest zwei Gehäuseteilen vorgesehen, die über zumindest eine Schraube derart verbunden sind, dass innerhalb der Klemmvorrichtung in einer Ebene senkrecht zur Kabellängsrichtung die vier verklemmten Hauptleiter im Wesentlichen auf einer ersten Kreislinie angeordnet sind und die vier verklemmten Abzweigleiter im Wesentlichen auf einer zweiten Kreislinie angeordnet sind, wobei die erste und zweite Kreislinie in der Ebene nebeneinander liegen und sich nicht schneiden. Dadurch wird sichergestellt, dass neben den Hauptleitern nunmehr auch die Abzweigleiter in der ursprünglichen kreisförmigen Anordnung bestehen bleiben können, so wie sie üblicherweise aus dem Abzweigkabel herausragen. Ein Ausformen der Abzweigleiter ist demzufolge nicht länger notwendig, wodurch bei der Montage Kraft und Zeit gespart werden kann. Weiterhin reduziert sich durch die kreisförmige Anordnung der Abzweigleiter der Hüllkreis der Verklemmung deutlich, da die Leiter weiterhin eine minimale Packungsdichte aufweisen. Dies ermöglicht eine kleinere und billigere Muffe, welche mit weniger Gießharz ausgefüllt werden muss. Die Kosten werden dadurch wesentlich verringert.
Vorzugsweise kann eine einzige Schraube die Gehäuseteile miteinander verbinden, wobei die Schraube zwischen der ersten und zweiten Kreislinie angeordnet ist. Da sich die Schraube nahe dem Mittelpunkt eines Umkreises der Klemmvorrichtung befindet, kann sie relativ lang sein, ohne aus den Gehäuseteilen herauszuragen. Daher können Verbindungsschrauben verwendet werden, die keine Sollbruchstellen aufweisen, wodurch sich die Kosten weiter verringern lassen.
Alternativ kann auch jeweils eine Schraube durch den Mittelpunkt der ersten Kreislinie und durch den Mittelpunkt der zweiten Kreislinie verlaufen bzw. geschraubt werden, wodurch ein sehr günstiger Kraftfluss von der jeweiligen Schraube auf die Leiter realisiert werden kann. Dadurch kann bei den Gehäuseteilen Material gespart werden. Ferner wird hierdurch die Montage vereinfacht, da der Monteur mit der ersten Schraube die Abzweigleiter verklemmen und kontaktieren kann, während die Kabelabzweigklemme weiterhin spannungsfrei bleibt. Erst mit dem Anziehen der zweiten Schraube wird die Kabelabzweigklemme in einem Schritt unter Spannung gesetzt.
Alternativ können die Schrauben auch jeweils an gegenüberliegenden Seiten der beiden Kreislinien außen neben den Kreislinien angeordnet sein. Wiederum erhält man dadurch einen sehr günstigen Kraftfluss sowie ein zweistufiges Kontaktieren, wodurch die Zuverlässigkeit der Verbindung verbessert und die Montage vereinfacht wird. Auch die Varianten mit zwei Schrauben weisen einen geringeren Baurahmen als vergleichbare Abzweigklemmen mit zwei Schrauben auf, da die Abzweigleiter weiterhin in der Lage der geringsten Packungsdichte bleiben.
Vorzugsweise kann eine Verschraubung der Gehäuseteile dadurch begrenzt sein, dass die Gehäuseteile formschlüssig auf einem ersten Keil aufsitzen, der senkrecht zur zumindest einen Schraube angeordnet ist. Insbesondere bei der einschraubigen Ausführungsform zeigt eine derartige Verschraubung durch Formschluss Vorteile, da eine ungleichmäßige Kraftverteilung vom Schraubenkopf entsprechend den Hebelarmen (Schraube/Abzweigleiter und Schraube/Hauptleiter) ungünstig auf Abzweigleiter und Hauptleiter wirken, so dass der kleinere Abzweigleiter mit einer größeren Kraft und der größere Hauptleiter mit einer kleineren Kraft verklemmt werden würde. Durch den Formschluss wird dies zuverlässig verhindert, wobei gleichzeitig auf teure Schrauben mit Sollbruchstellen verzichtet werden kann.
Vorzugsweise kann eine Verschraubung der Gehäuseteile dadurch begrenzt sein, dass die Gehäuseteile formschlüssig auf einem zweiten Keil aufsitzen, der parallel zur zumindest einen Schraube angeordnet ist. Wiederum ermöglicht insbesondere bei der einschraubigen Variante ein derartiger Formschluss eine gleichmäßige Kraftverteilung vom Schraubenkopf auf die Abzweigleiter und Hauptleiter, wobei ferner auf teure Schrauben mit Sollbruchstellen verzichtet werden kann.
Beispielsweise können die Gehäuseteile jeweils eine Führung für den zweiten Keil aufweisen, wobei der zweite Keil als Abstandshalter zwischen den Gehäuseteilen dient, um ein vorzeitiges Kontaktieren der Hauptleiter durch die Kontaktelemente zu verhindern. Auf diese Weise wird zuverlässig verhindert, dass beim Einschieben der Hauptleiter in die Kabelabzweigklemme die Zähne der Kontaktelemente die Isolierung der Hauptleiter beschädigen, noch bevor der Monteur die zumindest eine Schraube anzieht. Der zweite Keil hält somit in Verbindung mit der Nut die Gehäuseteile derart auf Abstand, dass die Kontaktelemente nicht mehr die Hauptleiter berühren können.
Weiterhin kann zumindest eines der Gehäuseteile eine Sollbruchstelle aufweisen, an der sich der zweite Keil abstützt, um ein vorzeitiges Kontaktieren der Hauptleiter durch die Kontaktelemente zu verhindern. Auf diese Weise kann eine korrekte Position für das Einschieben der Hauptleiter festgelegt werden, da der zweite Keil an der Sollbruchstelle einrastet, so dass die Hauptleiter in der Kabelabzweigklemme fixiert sind. Wird später die zumindest eine Schraube angezogen, so brechen diese Sollbruchstellen und die Gehäuseteile können sich weiter schließen.
Vorzugsweise bricht die Sollbruchstelle derart ab, dass das Bruchstück sich seitlich neben den zweiten Keil legt. Dadurch kann zuverlässig verhindert werden, dass das abgebrochene Teil der Sollbruchstelle den Kanal für den zweiten Keil blockiert, damit ein Eingleiten bis zum Endanschlag ermöglicht wird. Die zuverlässige Kontaktierung wird dadurch weiter verbessert.
Vorzugsweise kann zumindest eines der Kontaktelemente innerhalb des ersten Keils angeordnet sein. In diesem Fall sind die Kontaktelemente im Wesentlichen frei von Biegemomenten, wobei ferner die Zähne der Kontaktelemente für alle Leiter unabhängig von deren Leiterquerschnitt gleich geformt werden können, da die Kontaktelemente in der Symmetrieebene liegen.
Vorzugsweise kann der erste Keil eine Nut zur Aufnahme der zumindest einen Schraube aufweisen. Dadurch wird die Montage weiter vereinfacht, da der zwischen die Hauptleiter eingeschlagene erste Keil in das mit der zumindest einen Schraube vormontierte Gehäuseteil eingeschoben werden kann, wobei eine Tiefe der Nut eine Endposition der einzuschiebenden Hauptleiter festlegen kann.
Vorzugsweise weist der erste Keil an dem Ort, wo die Stirnflächen der verklemmten Abzweigleiter zum Liegen kommen, eine Verstärkung auf. Dadurch kann eine elektrische Isolierung weiter verbessert werden und ein elektrischer Überschlag durch den vergrößerten Abstand zuverlässig verhindert werden.
Vorzugsweise ist zwischen einem Schraubenkopf der zumindest einen Schraube und einem Gehäuseteil eine Feder angeordnet, wodurch die Gehäuseteile zusammengedrückt werden. Insbesondere bei der einschraubigen Variante ist dies vorteilhaft, da eine Handhabung der Kabelabzweigklemme dadurch vereinfacht wird. Die Kabelabzweigklemme kann durch die Federkraft, nach dem sie auf die Hauptleiter geschoben wurde, dort zuverlässig gehalten werden. Werden anschließend die Abzweigleiter eingeschoben, so werden auch diese durch die Federkraft zuverlässig gehalten, so dass der Anwender die Abzweigklemme loslassen kann, bevor er die zumindest eine Schraube anzieht.
Vorzugsweise können die Gehäuseteile und/oder der erste Keil Abschrägungen aufweisen, die ein seitliches Einschieben der Abzweigleiter erleichtern. Eine Montage wird dadurch weiter vereinfacht, da sich die Abzweigleiter aufgrund ihrer Biegeweichheit und der Längssteifigkeit viel leichter seitlich bewegen lassen als in Längsrichtung. Die Schrägen ermöglichen hierbei ein automatisches Öffnen der Gehäuseteile, insbesondere wenn diese von der Feder zusammengedrückt werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
1 bis 6 schematische Darstellungen im Querschnitt zur Erläuterung der einzelnen Komponenten der Klemmvorrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels in verschiedenen Montageschritten;
7 eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung von wesentlichen Komponenten gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels;
8 eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung von wesentlichen Komponenten gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels;
9 eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung von wesentlichen Komponenten einer Klemmvorrichtung gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels;
10 eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung von wesentlichen Komponenten einer Klemmvorrichtung gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels;
11 eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung von wesentlichen Komponenten einer Klemmvorrichtung gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels;
12 eine teilvergrößerte Seitenansicht zur Erläuterung von wesentlichen Komponenten einer Klemmvorrichtung gemäß eines siebten Ausführungsbeispiels;
13 eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung von wesentlichen Komponenten einer Klemmvorrichtung gemäß eines achten Ausführungsbeispiels;
14A bis 14C eine vereinfachte Draufsicht, Seitenansicht und perspektivische Ansicht eines ersten Keils, wie er in der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung Verwendung finden kann; und
15 eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung von wesentlichen Komponenten einer Klemmvorrichtung gemäß eines neunten Ausführungsbeispiels.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von vereinfachten und nicht notwendigerweise maßstabsgetreuen Zeichnungen näher beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Elemente der jeweiligen Ausführungsbeispiele bezeichnen.
Die 1 bis 6 zeigen eine vereinfachte Seitenansicht einer mehrphasigen Klemmvorrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels, wie sie in verschiedenen Montageschritten vorliegen kann. Eine derartige mehrphasige Klemmvorrichtung, wie sie auch als Abzweigklemme bekannt ist, dient dem elektrischen Verbinden der Hauptleiter eines Hauptkabels mit den Abzweigleitern eines Abzweigkabels.
Gemäß 1 kann die Abzweigklemme aus zwei Gehäuseteilen 1 und 2 bestehen, die beispielsweise über eine Schraube 3 verbunden sind. Die beiden Gehäuseteile 1 und 2 bilden hierbei gemeinsam zwei im Wesentlichen kreisförmige Öffnungen für die Hauptleiter eines Hauptkabels und die Abzweigleiter eines Abzweigkabels. Beispielsweise können die beiden Gehäuseteile 1 und 2 in ihrem Querschnitt eine etwa halbmondförmige Gestalt und in ihrem Inneren entsprechende Vertiefungen aufweisen, um Kontaktelemente 30 aufzunehmen und im Wesentlichen unverdrehbar zu lagern. Die beiden Gehäuseteile können beispielsweise ein elektrisch leitendes Material aufweisen, wobei die Kontaktelemente 30 durch nicht dargestellte Isolierungen von den Gehäuseteilen 1 und 2 elektrisch isoliert sind. Die beiden Gehäuseteile 1 und 2 können jedoch auch aus einem elektrisch isolierenden Material (z. B. bruchfestem Kunststoff) bestehen, wobei eine derartige Isolierung für die Kontaktelemente 30 nicht erforderlich ist.
Gemäß 1 kann jeweils ein Paar von Kontaktelementen 30 derart in jedem Gehäuseteil 1 und 2 eingebettet sein, dass ein elektrischer Kontakt von einem Hauptleiter zu einem korrespondierenden Abzweigleiter ermöglicht wird.
Gemäß 1 weist die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Abzweigklemme einen im Wesentlichen kreisförmigen Aufbau auf, wobei eine einzige Schraube nahe dem Mittelpunkt des Umkreises der Abzweigklemme die beiden Gehäuseteile 1 und 2 miteinander verbindet. Die beiden Gehäuseteile 1 und 2 weisen vorzugsweise korrespondierende Öffnungen mit zugehörigen Vertiefungen auf, durch die eine Schraube 3 mit ihrem Schraubenkopf bzw. mit einer optionalen Mutter eingebettet werden kann. Da sich die Schraube 3 nahe dem Mittelpunkt des Umkreises der Abzweigklemme befindet, kann sie relativ lang sein, ohne aus den Gehäuseteilen 1 und 2 herauszuragen. Daher kann auch eine Schraube verwendet werden, die keine Sollbruchstellen aufweist, wodurch sich die Kosten für eine derartige Abzweigklemme wesentlich verringern.
Bei der in 1 dargestellten einschraubigen Variante der Abzweigklemme kann zwischen einem Schraubenkopf und dem ersten Gehäuseteil 1 eine Feder 13 platziert werden, wodurch die Kabelabzweigklemme einfacher in ihrer Handhabung ist, wie nachfolgend im einzelnen beschrieben wird.
2 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht der Klemmvorrichtung in einem nachfolgenden Montageschritt. Hierbei sind die vier Hauptleiter 10 eines Hauptkabels bereits durch einen ersten Keil 40 in ein oberes und unteres Hauptleiterpaar aufgeteilt und weiterhin diese beiden Hauptleiterpaare durch einen zweiten Keil 50 nochmals aufgeteilt, wodurch die vier Hauptleiter 10 eines Hauptkabels wie in 2 dargestellt, beabstandet sind. Die Hauptleiter 10 sind hierbei jeweils noch durch eine Hauptleiterisolierung 12 voll isoliert, weshalb für den Monteur keinerlei Gefahr besteht.
Das derart vorbereitete Hauptkabel mit seinen vier Hauptleitern 10 wird anschließend seitlich in die kreisförmige Öffnung für das Hauptkabel eingeschoben, wobei durch Zusammendrücken der Feder 13 die beiden Gehäuseteile 1 und 2 auseinander geschoben werden können. Der erste Keil 40 kann hierbei drei Wülste bzw. Vorsprünge aufweisen, wobei ein erster Wulst eine Tiefenbegrenzung beim Verkeilen der Hauptleiter 10 ermöglicht und die weiteren Wülste eine definierte Positionierung der (nicht gezeigten) Abzweigleiter ermöglicht.
3 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht der Klemmvorrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels zu einem Montageschritt, bei dem die Hauptleiter 10 des Hauptkabels vollständig in die kreisförmige Öffnung der Klemmvorrichtung eingeschoben sind. Gemäß 3 rastet hierbei der zweite Keil 50, welcher parallel zur Verbindungsschraube 3 angeordnet ist, in zugehörigen Vertiefungen der jeweiligen Gehäuseteile 1 und 2 ein, wodurch die Hauptleiter 10 des Hauptkabels hinsichtlich der Kontaktelemente 30 optimal positioniert werden können. Die Hauptleiterisolierungen 12 sind hierbei weiterhin unbeschädigt, um eine Spannungsfreiheit der Kontaktelemente 30 zu gewährleisten. Der erste Keil 40 ist in dieser Positionierung derart ausgerichtet, dass er senkrecht zum zweiten Keil 50 und senkrecht zur Verbindungsschraube 3 steht. Weiterhin ermöglicht die Feder 13, dass die beiden Gehäuseteile 1 und 2 in dieser Position selbständig gehalten werden, um dem Monteur die weitergehende Montage zu erleichtern.
4 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung eines weiteren Montageschritts, bei dem nunmehr die vier Abzweigleiter 20 des Abzweigkabels in die zweite kreisförmige Öffnung der Abzweigklemme eingeschoben werden. Gemäß 4 können demzufolge die noch mit der Abzweigleiterisolierung 22 versehenen Abzweigleiter 20 ohne jegliche Verformung (sondern so wie sie aus dem Abzweigkabel herausragen) seitlich in die kreisförmige Öffnung für die Abzweigleiter eingeschoben werden. Beispielsweise werden die Abzweigleiter 20 derart auf den ersten Keil 40 aufgeschoben, dass zwischen den Abzweigleitern 20 der zweite Wulst des ersten Keils 40 liegt und der dritte Wulst bzw. der Kopf des ersten Keils 40 die Abzweigleiter 20 nach außen begrenzt. Die Abzweigleiter 20 verbleiben somit in ihrer ursprünglichen kreisförmigen Anordnung, so wie sie aus dem Abzweigkabel herausragen. Um die Leiterzuordnung für den Monteur möglichst einfach und sicher zu gestalten, kann ein Abzweigleiter 20 aus einem Quadranten jeweils einem zugehörigen Hauptleiter 10 aus dem gleichen Quadranten zugeordnet werden. Das Auskreuzen und Ausformen der Abzweigleiter 20 ist somit nicht länger notwendig, weshalb nicht nur Kraft und Zeit gespart wird, sondern darüber hinaus eine Packungsdichte für die Abzweigklemme wesentlich erhöht wird und insbesondere kleinere und billigere Muffen mit weniger Gießharz realisierbar sind. Beim Einschieben der Abzweigleiter 20 gemäß 4 ist zu beachten, dass aufgrund der Abstützung durch den zweiten Keil 50 weiterhin keine Verletzung der Hauptleiterisolierungen 12 durch die Schneiden der Kontaktelemente 30 erfolgt.
5 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht der Abzweigklemme, nach dem die Abzweigleiter 20 vollständig seitlich in die zweite kreisförmige Öffnung eingeschoben wurden. Die Hauptleiter 10 und die Abzweigleiter 20 sind nunmehr vorbereitet, um durch Betätigen der Schraube 3 eine elektrische Verbindung über die Kontaktelemente 30 mit ihren Schneiden bzw. Zähnen zu ermöglichen.
6 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung der Komponenten der erfindungsgemäßen Abzweigklemme, nach dem die Verbindungsschraube 3 angezogen wurde. Durch Einschrauben der Schraube 3 in die Mutter werden die beiden Gehäuseteile 1 und 2 mit ihren jeweiligen Kontaktelementen 30 gegeneinander gedrückt, wodurch die Schneiden der Kontaktelemente 30 in die Abzweigleiter 20 und die Hauptleiter 10 einschneiden. Genauer gesagt kann hierbei durch Betätigen von nur einer einzigen Schraube 3 eine Kontaktierung der jeweiligen Hauptleiter 10 mit ihren zugehörenden Abzweigleitern 20 durchgeführt werden, wobei die Schneiden der Kontaktelemente 30 die Isolierungen der jeweiligen Hauptleiter 10 und Abzweigleiter 20 durchdringen. Die paarweise in den Gehäuseteilen 1 und 2 angeordneten Kontaktelemente 30 können hierbei in verschiedenen Ebenen senkrecht zur Längsrichtung der Kabel liegen, wobei sie voneinander isoliert sind. Gemäß 6 können die Schneiden der Kontaktelemente 30 an die äußere Form der Hauptleiter 10 und Abzweigleiter 20 hinsichtlich ihrer Form angepasst sein.
Gemäß 6 sind die vier verklemmten Hauptleiter 10 im Wesentlichen auf einer ersten Kreislinie 11 angeordnet und die vier verklemmten Abzweigleiter 20 im Wesentlichen auf einer zweiten Kreislinie 21 angeordnet, wobei die erste Kreislinie 11 und die zweite Kreislinie 21 in einer Ebene senkrecht zur Kabellängsrichtung nebeneinander liegen und sich nicht schneiden. Beispielsweise können die Flächenschwerpunkte der Querschnittsflächen der jeweiligen Hauptleiter 10 und Abzweigleiter 20 auf der ersten und zweiten Kreislinie 11 und 21 liegen. Ferner kann die erste und zweite Kreislinie 11 und 21 durch einen jeweiligen (nicht dargestellten) Umkreis definiert werden, der die verklemmten Hauptleiter 10 und die verklemmten Abzweigleiter 20 umgibt. Alternativ kann die erste Kreislinie 11 und die zweite Kreislinie 21 auch durch einen (nicht dargestellten) Innenkreis definiert werden, der die Hauptleiter 10 und die Abzweigleiter 20 gerade noch berührt. Beispielsweise können die Hauptleiter 10 und die Abzweigleiter 20 punktsymmetrisch zum jeweiligen Mittelpunkt der Kreislinien 11 und 21 angeordnet sein.
Erfindungsgemäß erhält man somit eine äußerst kompakte Klemmvorrichtung, welche günstig herzustellen und einfach zu montieren ist.
7 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung wesentlicher Komponenten einer Klemmvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Während im ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 6 nur eine einzige Schraube 3 die beiden Gehäuseteile 1 und 2 verbindet, wobei die Schraube 3 zwischen der ersten Kreislinie 11 und der zweiten Kreislinie 21 angeordnet ist, können bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 7 zwei Verbindungsschrauben 4 und 5 die beispielsweise vier Gehäuseteile miteinander verbinden, wobei die erste Verbindungsschraube 5 durch den Mittelpunkt der ersten Kreislinie 11 und die zweite Verbindungsschraube 4 durch den Mittelpunkt der zweiten Kreislinie 21 verläuft. Dieses Ausführungsbeispiel bietet den Vorteil eines sehr günstigen Kraftflusses von der Verbindungsschraube 5 auf die Hauptleiter 10 und von der Verbindungsschraube 4 auf die Abzweigleiter 20. Dadurch kann bei den Gehäuseteilen (nicht dargestellt) Material gespart werden. Insbesondere kann sich ein vorteilhafter Montageablauf ergeben, da ein Monteur mit der Verbindungsschraube 4 zunächst die Abzweigleiter 20 verklemmen und kontaktieren kann, wobei die Kabelabzweigklemme weiterhin spannungsfrei bleibt. Erst mit dem Anziehen der Verbindungsschraube 5 werden die Hauptleiter 10 kontaktiert und damit die Kabelabzweigklemme in einem Schritt unter Spannung gesetzt. Auch diese Variante mit zwei Schrauben weist weiterhin einen sehr geringen Bauraum auf, da die Abzweigleiter 20 weiterhin in ihrer Lage der geringsten Packungsdichte bleiben.
8 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung der wesentlichen Komponenten einer Klemmvorrichtung gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Elemente wie in 7 darstellen, weshalb auf eine wiederholte Beschreibung nachfolgend verzichtet wird. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel nach 8 können die Verbindungsschrauben 6 und 7 auch außen neben den die Position der Hauptleiter 10 und Abzweigleiter 20 definierenden Kreislinien 11 und 21 verlaufen. Wiederum erhält man den Vorteil eines sehr günstigen Kraftflusses, wobei ein zweistufiger Kontaktierungsprozess wie in 7 ermöglicht ist.
9 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung der wesentlichen Komponenten gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels der Abzweigklemme, wobei durch den ersten Keil 40 und seine Wülste ein Formschluss in vorteilhafter Weise realisiert wird. Insbesondere bei der einschraubigen Variante gemäß 1 bis 6 kann es nützlich sein, wenn die Verschraubung durch Formschluss beendet wird, da ansonsten sich die Kraft vom Schraubenkopf entsprechend den Hebelarmen (Schraube/Abzweigleiter und Schraube/Hauptleiter) ungünstig auf die Abzweigleiter 20 und die Hauptleiter 10 verteilen kann, so dass der beispielsweise kleinere Abzweigleiter 20 mit einer größeren Kraft und der größere Hauptleiter 10 mit einer kleineren Kraft verklemmt werden würde. Die Gehäuseteile 1 und 2 können insbesondere im Bereich der kreisförmig angeordneten Abzweigleiter 20 nunmehr Vorsprünge bzw. Wülste aufweisen, die mit den Wülsten des ersten Keils 40 derart korrespondieren, dass durch den Formschluss eine derartige ungleichmäßige Kraftverteilung verhindert wird. Gleichzeitig kann dadurch auch auf teure Verbindungsschrauben mit Sollbruchstelle verzichtet werden, da der Monteur deutlich sieht und spürt, wenn die Kabelabzweigklemme fertig verschraubt ist.
10 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung von wesentlichen Komponenten gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels der Abzweigklemme, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Elemente wie in 9 bezeichnen und auf eine wiederholte Beschreibung nachfolgend verzichtet wird. Wie in 10 dargestellt, kann ein derartiger Formschluss auch auf der Seite der Hauptleiter 10 durch den zweiten Keil 50 und eine in den Gehäuseteilen 1 und 2 entsprechend vorgesehene Vertiefung realisiert werden. Wiederum kann durch diesen Formschluss eine definierte Kraftverteilung sichergestellt werden und insbesondere auf die Verwendung von Schrauben mit Sollbruchstellen verzichtet werden.
11 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung von wesentlichen Komponenten gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels der Abzweigklemme, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Elemente wie in den 9 und 10 darstellen, weshalb auf eine wiederholte Beschreibung nachfolgend verzichtet wird.
Gemäß 11 können die beiden Gehäuseteile 1 und 2 im Bereich der ersten kreisförmigen Öffnung für die Hauptleiter 10 eine Nut bzw. Führung 8 aufweisen, entlang derer der zweite Keil 50, der parallel zur Verbindungsschraube 3 verläuft, gleitet, während die Gehäuseteile 1 und 2 über die Hauptleiter 10 geschoben werden. Aufgrund dieser Führung 8 und dem zweiten Keil 50 können die Gehäuseteile 1 und 2 auf Abstand gehalten werden, so dass sie nicht mehr die Hauptleiter 10 bzw. deren Hauptleiterisolierungen 12 berühren können.
Ist die für eine Kontaktierung durch die Kontaktelemente 30 erforderliche korrekte Position erreicht, so rastet der zweite Keil 50 in Vertiefungen innerhalb der Gehäuseteile 1 und 2 ein, so dass die Kabelabzweigklemme an den Hauptleitern 10 fixiert ist, wie in der vergrößerten Teilansicht in 12 dargestellt ist. Der Anschlag für den zweiten Keil 50 kann jeweils eine Sollbruchstelle 9 innerhalb der Gehäuseteile 1 und 2 sein. Wird zu einem späteren Zeitpunkt die Verbindungsschraube 3 angezogen, so brechen diese Sollbruchstellen 9 ab und die Gehäuseteile können sich weiter schließen.
Damit der abgebrochene Teil der Sollbruchstelle 9 nicht einen Kanal für den zweiten Keil 50 blockiert, kann der Kanal derart ausgeformt sein, dass sich die Sollbruchstelle 9 zur Seite bewegen kann und so den Weg freimacht für den zweiten Keil 50 bis dieser schließlich am Endanschlag ankommt (siehe 6 und 10).
13 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung von wesentlichen Komponenten gemäß eines achten Ausführungsbeispiels der Abzweigklemme. Gemäß 13 können die Kontaktelemente 30 mit ihren Schneiden auch innerhalb eines dritten Keils 60, der sich senkrecht zu beispielsweise den Verbindungsschrauben 4 und 5 befindet, untergebracht sein. Der dritte Keil 60 kann hierbei den ersten Keil 40 ersetzen oder zusätzlich ergänzen. Bei einer derartigen Ausführungsform sind die Kontaktelemente 30 im Wesentlichen frei von Biegemomenten. Außerdem können dann die Zähne bzw. Schneiden der Kontaktelemente 30 für alle Leiter gleich geformt werden, d. h. unabhängig vom jeweiligen Leiterquerschnitt, da die Kontaktelemente 30 in der Symmetrieebene liegen.
Gemäß 13 sind alle Kontaktelemente 30 in dem dritten Keil 60 angeordnet. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, dass Kontaktelemente 30 sowohl im dritten Keil 60 als auch in den jeweiligen Gehäuseteilen angeordnet sind.
Die 14A bis 14C zeigen eine vereinfachte Draufsicht, Seitenansicht und perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines vorzugsweise verwendeten ersten Keils 40, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechend Elemente bezeichnen, weshalb auf eine wiederholte Beschreibung nachfolgend verzichtet wird. Damit die Verbindungsschraube 3 nicht vom Anwender in die Gehäuseteile 1 und 2 eingeschraubt werden muss, nachdem die Gehäuseteile 1 und 2 auf den Hauptleitern 10 sitzen, ist es nützlich, dass sich in dem ersten Keil 40 eine Nut 41 befindet, durch welche sich die Verbindungsschraube bis zu ihrer Endposition bewegen kann. Dadurch ist es möglich, das der erste Keil 40 in einem ersten Schritt zwischen die Hauptleiter 10 eingeschlagen werden kann und in einem zweiten Schritt die mit der Schraube 3 vormontierten Gehäuseteile 1 und 2 darüber geschoben werden können. Die Verbindungsschraube 3 kann sich dann entlang der Nut 41 bewegen und muss nicht vom Monteur durch die Gehäuseteile 1 und 2 gesteckt werden.
Wie in der Seitenansicht gemäß 14B des ersten Keils 40 dargestellt ist, kann der erste Keil 40 drei paarweise Wülste 44, 45 und 46 aufweisen, die einer Positionierung der Hauptleiter 10 und Abzweigleiter 20 dienen. Beispielsweise kann der paarweise erste Wulst 44 als Anschlag an den Hauptleitern 10 dienen, um eine maximale Eindringtiefe des ersten Keils 40 in die Hauptleiter 10 festzulegen. In gleicher Weise können die weiteren Wülste 45 und 46 eine exakte Positionierung der Abzweigleiter 20 festlegen, wodurch eine Kontaktiergenauigkeit für die Kontaktelemente 30 verbessert wird. Die paarweisen Wülste 46 dienen hierbei sowohl als Aufschlagverbreiterung zum Eintreiben des ersten Keils 40 zwischen die Hauptleiter 10 als auch als Arretierung zum Verhindern eines Herausgleitens der äußeren Abzweigleiter 20 aus der Abzweigklemme.
Damit zwischen den Stirnflächen der abgeschnittenen Abzweigleiter 20 ausreichend Isolierabstand vorhanden ist, um einen elektrischen Überschlag zu vermeiden, kann gemäß 14C deren Abstand vergrößert werden. Da dies nur an deren Enden notwendig ist, weil der Rest der Abzweigleiter 20 isoliert ist, kann dies durch eine Verstärkung bzw. Verdickung 42 an der Seite des ersten Keils 40 im Bereich der Enden der Abzweigleiter 20 erreicht werden. Damit die Abzweigleiter 20 leichter eingelegt werden können, verdickt sich der erste Keil 40 allmählich mit der Form einer Rampe, wie in der perspektivischen Ansicht gemäß 14C dargestellt ist. Auf diese Weise kann ein Luftabstand zwischen den (in der Figur) oberen Abzweigleitern 20 und den unteren Abzweigleitern ausreichend hergestellt werden. Zur Realisierung eines ausreichenden Luftabstands zwischen den (in der Figur) rechten und linken Abzweigleitern kann in diese Verdickung 42 ferner ein Spalt 43 eingebracht werden. Darüber hinaus können in diesen Spalt 43 dann (nicht dargestellte) Nasen der Gehäuseteile 1 und 2 eindringen, um die notwendige Isolierstrecke herzustellen. Auf diese Weise erhält man eine außerordentlich hochwertige Hochspannungsfestigkeit.
15 ist eine vereinfachte Seitenansicht zur Erläuterung von wesentlichen Komponenten der Abzweigklemme gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Elemente wie in den 1 bis 14 bezeichnen, weshalb auf eine wiederholte Beschreibung nachfolgend verzichtet wird.
Da sich das Abzweigkabel mit seinen Abzweigleitern 20 aufgrund seiner Biegeweichheit und der Längssteifigkeit viel leichter seitlich bewegen lässt als in Längsrichtung, werden die Abzweigleiter 20 erfindungsgemäß seitlich eingeschoben und zwar in der Anordnung, wie sie aus dem Abzweigkabel herausragen. Damit sich die Gehäuseteile 1 und 2 zu diesem Zweck öffnen, können gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 15 Schrägen 14 an den Gehäuseteilen 1 und 2 und Schrägen 47 am ersten Keil bzw. an dessen vorderen Wülsten 45 und 46 angeordnet sein. Aufgrund dieser Schrägen 14 und 47 können die von der Feder 13 zusammengehaltenen Gehäuseteile 1 und 2 sanft auseinandergedrückt und die Abzweigleiter 20 seitlich in die Abzweigklemme eingeschoben werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Abzweigleiter 20 nicht abisoliert werden sondern ihre Abzweigleiterisolierungen 22 behalten, weil dadurch die notwendigen Isolierstrecken zwischen den Abzweigleitern 20 sehr verringert werden. Insbesondere können die Abzweigleiter 20 dann in ihrer geringsten Packungsdichte verbleiben, so wie sie aus dem Abzweigkabel herausragen.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand von verschiedenen Ausführungsbeispielen beschrieben. Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt und umfasst insbesondere auch Kombinationen der verschiedenen beschriebenen Ausführungsbeispiele. Insbesondere wurde die vorliegende Erfindung anhand von Schrauben als Verbindungselemente beschrieben. Alternativ können für die Verbindungsschrauben auch andere Verbindungselemente verwendet werden. Ferner wurde die Abzweigklemme hinsichtlich ihres Querschnitts als kreisförmige Gestalt beschrieben. Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann auch andere Gestaltungen umfassen.
Bezugszeichenliste

1, 2: Gehäuseteile
3–7: Verbindungsschrauben
8: Führung
9: Sollbruchstelle
10: Hauptleiter
11: erste Kreislinie
12: Hauptleiterisolierung
13: Feder
14: Schrägen
20: Abzweigleiter
21: zweite Kreislinie
22: Abzweigleiterisolierung
30: Kontaktelemente
40: erster Keil
41: Nut
42: Verstärkung
43: Spalt
44, 45, 46: Wülste
47: Keilschrägen
50: zweiter Keil
60: dritter Keil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19615951 A1 [0003]

Claims

Mehrphasige Klemmvorrichtung zum elektrischen Verbinden von vier Hauptleitern (10) eines Hauptkabels mit vier Abzweigleitern (20) eines Abzweigkabels mittels Kontaktelementen (30), dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung zumindest zwei Gehäuseteile (1, 2) aufweist, die über zumindest eine Schraube (3) verbunden sind, wobei innerhalb der Klemmvorrichtung in einer Ebene senkrecht zur Kabellängsrichtung die vier verklemmten Hauptleiter (10) im Wesentlichen auf einer ersten Kreislinie (11) angeordnet sind und die vier verklemmten Abzweigleiter (20) im Wesentlichen auf einer zweiten Kreislinie (21) angeordnet sind, wobei die erste und zweite Kreislinie (11, 21) in der Ebene nebeneinander liegen und sich nicht schneiden.
Klemmvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine einzige Schraube (3) die Gehäuseteile (1, 2) verbindet und die Schraube (3) zwischen der ersten und zweiten Kreislinie (11, 21) angeordnet ist.
Klemmvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schraube (4, 5) jeweils durch den Mittelpunkt der ersten Kreislinie (11) und der zweiten Kreislinie (21) verläuft.
Klemmvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schraube (6, 7) jeweils an gegenüberliegenden Seiten der beiden Kreislinien (11, 21) angeordnet ist.
Klemmvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschraubung der Gehäuseteile (1, 2) dadurch begrenzt ist, dass die Gehäuseteile (1, 2) formschlüssig auf einem ersten Keil (40) aufsitzen, der senkrecht zur zumindest einen Schraube (3) angeordnet ist.
Klemmvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschraubung der Gehäuseteile (1, 2) dadurch begrenzt ist, dass die Gehäuseteile (1, 2) formschlüssig auf einen zweiten Keil (50) aufsitzen, der parallel zur zumindest einen Schraube (3) angeordnet ist.
Klemmvorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (1, 2) jeweils eine Führung (8) für den zweiten Keil (50) aufweisen, wobei der zweite Keil (50) als Abstandshalter zwischen den Gehäuseteilen (1, 2) dient, um ein vorzeitiges Kontaktieren der Hauptleiter (10) durch die Kontaktelemente (30) zu verhindern.
Klemmvorrichtung nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Gehäuseteile (1, 2) eine Sollbruchstelle (9) aufweist, an der sich der zweite Keil (50) abstützt, um ein vorzeitiges Kontaktieren der Hauptleiter (10) durch die Kontaktelemente (30) zu verhindern.
Klemmvorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (9) derart ausgebildet ist, dass das Bruchstück sich beim Abbrechen seitlich neben den zweiten Keil (50) legt.
Klemmvorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Keil (40) eine Nut (41) zur Aufnahme der zumindest einen Schraube (3) aufweist.
Klemmvorrichtung nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Keil (40) an dem Ort, an dem die Stirnflächen der verklemmten Abzweigleiter (20) zum Liegen kommen, eine Verstärkung (42) aufweist.
Klemmvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Schraubenkopf der zumindest einen Schraube (3) und einem Gehäuseteil (1) eine Feder (13) angeordnet ist, wodurch die beiden Gehäuseteile (1, 2) zusammengedrückt werden.
Klemmvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (1, 2) Abschrägungen (14) aufweisen, die ein seitliches Einschieben der Abzweigleiter (20) erleichtern.
Klemmvorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Keil (40) Abschrägungen (47) aufweist, die ein seitliches Einschieben der Abzweigleiter (20) erleichtern.
Klemmvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Kontaktelemente (30) innerhalb eines dritten Keils (60) angeordnet ist, der senkrecht zur zumindest einen Schraube (3) angeordnet ist.