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Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung für einen elektrischen Leiter, insbesondere eine Axial-Schraubanschlussvorrichtung für feindrähtige Leiter.
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Im Bereich der Elektrotechnik sind verschiedene Schraubanschlüsse zur Verbindung elektrischer Leiter mit elektrischen Geräten bekannt. Dabei dienen die Schraubanschlüsse als Steckverbinder, wobei die eine Seite eine Aufnahme für einen elektrischen Leiter aufweist und die andere Seite ein Steckgesicht zum Anschluss in eine korrespondierende Steckbuchse. Zur Befestigung des Leiters an den Steckverbinder ist ein Bolzen innerhalb des zylindrischen Steckverbinders schraubbar gelagert.
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Der elektrische Leiter wird typischerweise derart an den Steckverbinder angeschlossen, dass das abisolierte Leiterende mit den feindrähtigen Leitern des elektrischen Leiters in die Aufnahme des Steckverbinders eingeführt und der Bolzen in die Stirnseite des elektrischen Leiters eingeschraubt wird, wodurch die feindrähtigen Leiter radial nach außen gedrängt und letztendlich zwischen dem Bolzen und einer an der Innenwandung des Steckverbinders vorgesehenen Hinterdrehung verklemmt werden.
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Bedingt durch die axial sehr steife Ausführung des Schraubanschlusses im verspannten Zustand ist das derartige System empfindlich gegenüber einem Setzen und Kriechen der Leitermaterialien, so dass sich die Verbindung zwischen Leiter und Schraubanschluss auf Dauer lockern oder gar lösen kann.
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Die
DE 20 2010 005 735 U1 beschreibt einen Steckverbinder für Litzenleiter in Form einer Axialschraubverbindung. Die Axialschraubverbindung umfasst einen Steckerkörper mit einer Steckseite und einer Anschlussseite. Innerhalb des hülsenförmigen Steckerkörpers ist ein Gewindebereich vorgesehen in dem ein Druckkörper mittels einer radialen Bewegung in eine axiale Bewegung im Steckerkörper verschiebbar angeordnet ist. Dabei ist der Druckkörper mit einem Spitzkegel versehen, der in einen Hohlkegel an der Anschlussseite des Steckerkörpers eintaucht, wobei ein zwischen dem Hohlkegel des Steckerkörpers und dem Spitzkegel des Druckkörpers eingeschobener Litzenleiter auszugsfest fixierbar ist.
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Aus der
DE 20 2008 013 956 U1 ist eine Anschlussvorrichtung für feindrähtige Leiter bekannt. Die Anschlussvorrichtung umfasst eine Klemmschraube, welche dazu ausgelegt ist, den Leiter an einem Widerlager festzuklemmen. Eine Federeinrichtung übt im kontaktierten Zustand eine Federkraft auf den durch die Klemmschraube festgelegten Leiter aus.
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Die
DE 197 18 004 C1 zeigt ein l-poliges Kontaktsystem mit einem starren Buchsenteil und einem mit federelastischen Kontaktlamellen versehenen Steckteil. Im Buchsenteil ist eine drehbar und axial verschiebbare Axialschraubklemme zur Verklemmung eines Litzenleiters angeordnet.
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Ein Kabelanschlusssystem ist aus der
DE 103 39 261 A1 bekannt. Das Kabelanschlusssystem zeigt eine Klemmhülse mit einem innerhalb der Klemmhülse angeordneten Klemmelement, welches in Achsrichtung verschraubbar ist und eine innenliegende, im Wesentlichen rotationssymmetrische Klemmkontur aufweist. Beim Verschrauben der Klemmhülse und des Klemmelements wird eine in den Zwischenraum zwischen Klemmelement und der Klemmkontur eingeführte Litze eines anzuschließenden Kabels beklemmt.
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Die
US 5 487 679 beschreibt einen elektrischen Verbinder in Form einer Schraubverbindung bei der durch Eindrehen eines Kontaktteils in eine Schraubaufnahme die zwischen Kontaktteil und Schraubaufnahme angeordneten Litzen eines Kabels verklemmt werden.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine derartige Anschlussvorrichtung für einen elektrischen Leiter anzugeben, die eine gute Resistenz gegen Setzen und Kriechen aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist somit eine Anschlussvorrichtung für einen elektrischen Leiter vorgesehen, insbesondere eine Axial-Schraubanschlussvorrichtung, mit einer Hülse und einem in der Hülse gelagerten Bolzen zum Verklemmen des Leiters zwischen Hülse und Bolzen, wobei die Hülse einen Innenklemmbereich zum Klemmen des Leiters, einen daran anschließenden Innengewindebereich, in welchen der Bolzen einschraubbar ist, und einen daran anschließenden Anschlussbereich mit einem Steckgesicht aufweist und der Bolzen einen Außengewindebereich zum Einschrauben in die Hülse, einen daran anschließenden Zwischenbereich und einen daran anschließenden Außenklemmbereich zum Klemmen des Leiters aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung der Hülse im Innenklemmbereich und/oder der Bolzen im Zwischenbereich eine Materialausnehmung aufweist.
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Es ist somit ein wesentlicher Punkt der Erfindung, mindestens eine Materialausnehmung in der Wandung des Innenklemmbereichs der Hülse und/oder im Querschnitt des Zwischenbereichs des Bolzens vorzusehen. Grundsätzlich kann dabei eine einzige Materialausnehmung für die Erfindung schon ausreichend sein. Vorzugsweise sind jedoch mehrere Materialausnehmungen in der Wandung des Innenklemmbereichs der Hülse und/oder im Querschnitt des Zwischenbereichs des Bolzens vorgesehen.
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Die Tiefe der Materialausnehmungen im Innenklemmbereich der Hülse und im Zwischenbereich des Bolzens kann, abhängig von der angestrebten axialen Steifigkeit der Anschlussvorrichtung, variieren. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Materialausnehmung im Innenklemmbereich der Hülse eine Ausnehmung über die gesamte Wandstärke der Hülse ist bzw. die Materialausnehmung im Zwischenbereich des Bolzens eine Ausnehmung über den gesamten Querschnitt des Bolzens ist.
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Geometrie und Anzahl der Materialausnehmungen im Innenklemmbereich der Hülse bzw. im Außenklemmbereich des Bolzens können je nach angestrebter axialer Steifigkeit der Anschlussvorrichtung unterschiedlich ausgeführt werden. Vorzugsweise sind die Materialausnehmungen im Innenklemmbereich der Hülse bzw. im Zwischenbereich des Bolzens radial umlaufende, unterbrochene Schlitze. Auf diese Weise wird sowohl für die Hülse als auch für den Bolzen eine über den Querschnitt verteilte symmetrische axiale Elastizität generiert.
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In diesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass die Materialausnehmungen im Innenklemmbereich der Hülse in einem Winkel kleiner 45°, bevorzugt zwischen 25° und 35° und besonders bevorzugt zwischen 5° und 25°, zur Querachse der Hülse angeordnet sind bzw. die Materialausnehmungen im Zwischenbereich des Bolzens in einem Winkel kleiner 60°, bevorzugt zwischen 20° und 45° zur Längsachse des Bolzens angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Hülse entsprechend auf Zug und der Bolzen auf Druck vorgespannt werden.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hülse an der Außenkante des Innenklemmbereichs eine Hinterdrehung aufweist, wodurch an der Hülse eine umlaufende Klemmkante geschaffen wird. Auf diese Weise werden beim Anschluss eines in den Innenklemmbereich eingeführten abisolierten Leiterendes, durch Einschrauben des Bolzens in die Stirnwand des Leiterendes, die feindrähtigen Leiter des abisolierten Leiters zwischen dem Außenklemmbereich des Bolzens und der Klemmkante der Hülse verklemmt.
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In diesem Zusammenhang sieht eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Hülse an der axialen Außenkante des Innenklemmbereichs durch radiale Schlitze unterbrochen ist. Auf diese Weise wird im verspannten Zustand eines Leiterendes in einer Anschlussvorrichtung eine radiale Vorspannung erzeugt.
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In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hülse eine Kombination von radial umlaufenden Materialausnehmungen im Innenklemmbereich der Hülse und von radialen Schlitzen an der axialen Außenkante des Innenklemmbereichs der Hülse aufweist.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Außenklemmbereich des Bolzens eine konische Form aufweist. Auf diese Weise wird beim Anschluss des elektrischen Leiters an die Anschlusseinrichtung, das in den Innenklemmbereich der Hülse eingeführte, abisolierte Leiterende mit den feindrähtigen Leitern, durch Einschrauben des Bolzen in die Stirnwand des Leiterendes radial aufgespreizt, wodurch die feindrähtigen Leiter zwischen dem Außenklemmbereich des Bolzens und der Hinterdrehung der Hülse verklemmt werden.
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In diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Außengewinde des Bolzens und das Innengewinde der Hülse, eine sehr kleine Steigung aufweist. Auf diese Weise werden durch Festziehen des Bolzens beim Verklemmen der feindrähtigen Leiter des elektrischen Leiters zwischen dem Innenklemmbereich der Hülse und dem Außenklemmbereich des Bolzens sehr hohe Klemmkräfte generiert
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Bolzen am axialen Ende des Außengewindebereichs eine Antriebsaufnahme aufweist, wobei die Antriebsaufnahme vorzugsweise ein Innensechskant ist. Auf diese Weise kann der Bolzen mit einem entsprechenden Gegenstück in die Hülse eingeschraubt werden.
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Schließlich sieht eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die zylindrische Hülse auf der Außenseite an zwei Stellen abgeflacht ist, wodurch die Hülse mit einem entsprechenden Werkzeug beim Einschrauben des Bolzens in die Hülse gehalten werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 einen Schnitt durch eine Anschlussvorrichtung mit einem eingeführten elektrischen Leiter im verspannten Zustand gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2a eine isometrische Darstellung einer Hülse mit Materialausnehmungen im Innenklemmbereich gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2b einen Schnitt der Hülse mit Materialausnehmungen im Innenklemmbereich gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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3a eine isometrische Darstellung der Hülse mit radialen Schlitzen an der Außenkante des Innenklemmbereichs gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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3b einen Schnitt der Hülse mit radialen Schlitzen an der Außenkante des Innenklemmbereichs gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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4a eine isometrische Darstellung der Hülse mit einer Kombination von umlaufenden Materialausnehmungen im Innenklemmbereich und radialen Schlitzen an der Außenkante des Innenklemmbereichs gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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4b einen Schnitt der Hülse mit einer Kombination von umlaufenden Materialausnehmungen im Innenklemmbereich und radialen Schlitzen an der Außenkante des Innenklemmbereichs gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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5 einen Schnitt des Bolzens mit Materialausnehmungen im Zwischenbereich gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Aus 1 ist eine Anschlussvorrichtung 1 für einen elektrischen Leiter 2 mit einer Hülse 3 und einem in der Hülse 3 gelagerten Bolzen 4 zum Verklemmen des elektrischen Leiters 2 zwischen der Hülse 3 und dem Bolzen 4 ersichtlich. Die Hülse 3 hat einen Innenklemmbereich 5 zum Klemmen des Leiters 2, einen daran anschließenden Innengewindebereich 6, in welchen der Bolzen 4 einschraubbar ist, und einen daran anschließenden Anschlussbereich 7. Der Bolzen 4 umfasst einen konischen Außenklemmbereich 8, einen Zwischenbereich 9 und einen daran anschließenden Außengewindebereich 10. Die in den Innenklemmbereich eingeführten, abisolierten Leiterenden des elektrischen Leiters 2 werden durch Einschrauben des Bolzens 4 in die Stirnwand des elektrischen Leiters 2 radial aufgespreizt, wodurch die feindrähtigen Leiter zwischen dem Außenklemmbereich 8 des Bolzens 4 und der Hinterdrehung 11 im Innenklemmbereich 5 der Hülse 3 verklemmt werden.
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Wie aus den 2a und 2b ersichtlich weist die Hülse 3 radial umlaufende Materialausnehmungen 12 in der Wandung des Innenklemmbereichs 5 der Hülse 3 auf. Die Materialausnehmungen 12 in Form länglicher, unterbrochener Schlitze sind in einem Winkel von ca. 20° zur Querachse der Hülse 3 angeordnet. Ebenso ist ersichtlich, dass die Materialausnehmungen 12 Ausnehmungen über die gesamte Tiefe der Wandung des Innenklemmbereichs 5 der Hülse 3 sind.
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Ferner weist die Hülse 3 eine Hinterdrehung 11 im Innenklemmbereich 5 auf, die als umlaufende Klemmkante zum Klemmen des Leiters 2 dient. Die Materialausnehmungen 12 in der Hülse 3 bewirken im verspannten Zustand eine axiale Vorspannung. Der verspannte Zustand ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass das abisolierte Leiterende des Leiters 2 ist in den Innenklemmbereich der Hülse 3 eingeführt und der Bolzen 4 in die Stirnseite des abisolierten Leiterendes des Leiters 2 eingeschraubt ist, wodurch die feindrähtigen Leiter des Leiters 2 radial nach außen verdrängt werden und zwischen dem Außenklemmbereich des Bolzens 4 und der Hinterdrehung 11 der Hülse 3 verklemmt werden. Auf diese Weise wirkt bei einem Setzen und Kriechen der Leitermaterialien zwischen dem Außenklemmbereich des Bolzens 4 und der Hinterdrehung 11 der Hülse 3 eine axiale Vorspannkraft, so dass der Leiter 2 fest mit der Anschlussvorrichtung 1 verklemmt ist.
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Den 3a und 3b ist entnehmbar, dass die Hülse 3 radiale Schlitze 13 an der Außenkante des Innenklemmbereichs 5 aufweist. Ebenso weist der Innenklemmbereich 5 eine Hinterdrehung 11 auf, die als umlaufende Klemmkante zum Klemmen des Leiters 2 dient. Die radialen Schlitze 13 an der Außenkante des Innenklemmbereichs 5 bewirken im verspannten Zustand eine radiale Vorspannung. Auf diese Weise wirkt bei einem Setzen und Kriechen der Leitermaterialien zwischen dem Außenklemmbereich des Bolzens 4 und der Hinterdrehung 11 der Hülse eine radiale Vorspannkraft, so dass der Leiter 2 fest mit der Anschlussvorrichtung 1 verklemmt ist.
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Wie aus den 4a und 4b ersichtlich, weist die Hülse 3 im Innenklemmbereich 5 radial umlaufende Materialausnehmungen 12 und radiale Schlitze 13 an der Außenkante des Innenklemmbereichs 5 auf. Ebenso weist der Innenklemmbereich 5 eine Hinterdrehung 11 auf, die als umlaufende Klemmkante zum Klemmen des Leiters 2 dient. Im verspannten Zustand der Anschlussvorrichtung bewirken die radial umlaufenden Materialausnehmungen 12 im Innenklemmbereich 5 eine axiale Vorspannung und die radialen Schlitze 13 an der Außenkante des Innenklemmbereichs eine radiale Vorspannung. Auf diese Weise wirken bei einem Setzen und Kriechen der Leitermaterialien zwischen dem Außenklemmbereich des Bolzens 4 und der Hinterdrehung 11 der Hülse eine axiale und eine radiale Vorspannkraft, so dass der Leiter 2 fest mit der Anschlussvorrichtung 1 verklemmt ist.
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Der 5 ist entnehmbar, dass der Bolzen 4 einen konischen Außenklemmbereich 8, einen daran anschließenden Zwischenbereich 9 und einen daran anschließenden Außengewindebereich 10 umfasst. Der Zwischenklemmbereich 9 weist umlaufende Materialausnehmungen 12 in Form länglicher Schlitze auf, wobei die Schlitze in einem Winkel von ca. 35° zur Längsachse des Bolzens angeordnet sind. Die Materialausnehmungen 12 des Bolzens 4 bewirken im verspannten Zustand der Anschlussvorrichtung eine axiale Vorspannung. Auf diese Weise wirkt bei einem Setzen und Kriechen der Leitermaterialien zwischen dem Außenklemmbereich des Bolzens 4 und der Hinterdrehung 11 der Hülse eine axiale Vorspannkraft, so dass der Leiter 2 fest mit der Anschlussvorrichtung 1 verklemmt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anschlussvorrichtung
- 2
- elektrischer Leiter
- 3
- Hülse
- 4
- Bolzen
- 5
- Innenklemmbereich
- 6
- Innengewindebereich
- 7
- Anschlussbereich
- 8
- Außenklemmbereich
- 9
- Zwischenbereich
- 10
- Außengewindebereich
- 11
- Hinterdrehung
- 12
- Materialausnehmungen
- 13
- Schlitze
